hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地球電磁流体力学における新しい計算手法

(1)並列処理と汎用ベクトル計算機における処理の効率を比較し,最適アルゴリズムのための指針をまとめ(平成5:田中・荻野・金子),その結果は参加者全員の研究に貢献した(平成6).また,本研究で得られた可視化技術を用いて磁気圏太陽風相互作用の数値計算結果の効率的表示を行った。(平成6:荻野・田中).(2)3次元新数値手法を開発し(平成5),非/弱磁化惑星・太陽風相互作用問題(松田・田中・荻野・町田),磁気圏対流問題自己無撞着解法(江尻・藤本)に適用した(平成6).さらに平成6年度の進展として以下の研究がある:電子慣性効果を取り入れた新しい2流体/ハイブリッド法アルゴリズムを開発した(寺沢・星野).地球電磁流体乱流問題の数値実験を行い非線形過程についての新しい知見を得た(羽田・星野).電磁流体衝撃波形成の数値実験の結果見いだされた中間衝撃波(intermediate shocks)の存在に関して新たな理論的解釈を与えた(羽田).モンテカルロ・シミュレーション手法を磁力線再結合領域における粒子加速問題に適用し,これまで無視されていた遅進衝撃波(slow shocks)における統計的粒子加速機構の存在を示した(寺沢).(3)並列処理計算機を導入し,球面調和関数展開法によるダイナモ計算高速化のアルゴリズムを作成し(平成5),その最適化を完成した(平成6:本蔵・松島・河野・浜野).それにより,今後の超大型並列処理計算機によるダイナモ計算への指針が得られた.(4)ウエーブレット法の磁気圏電磁流体乱流問題への適用性を示し(平成5),<テアリングモードによる磁気島形成→合体・カスケードによる乱流化>という磁気圏尾における乱流形成に関する新しいシナリオを得た(平成6:山田・星野).(1)並列処理と汎用ベクトル計算機における処理の効率を比較し,最適アルゴリズムのための指針をまとめ(平成5:田中・荻野・金子),その結果は参加者全員の研究に貢献した(平成6).また,本研究で得られた可視化技術を用いて磁気圏太陽風相互作用の数値計算結果の効率的表示を行った。(平成6:荻野・田中).(2)3次元新数値手法を開発し(平成5),非/弱磁化惑星・太陽風相互作用問題(松田・田中・荻野・町田),磁気圏対流問題自己無撞着解法(江尻・藤本)に適用した(平成6).さらに平成6年度の進展として以下の研究がある:電子慣性効果を取り入れた新しい2流体/ハイブリッド法アルゴリズムを開発した(寺沢・星野).地球電磁流体乱流問題の数値実験を行い非線形過程についての新しい知見を得た(羽田・星野).電磁流体衝撃波形成の数値実験の結果見いだされた中間衝撃波(intermediate shocks)の存在に関して新たな理論的解釈を与えた(羽田).モンテカルロ・シミュレーション手法を磁力線再結合領域における粒子加速問題に適用し,これまで無視されていた遅進衝撃波(slow shocks)における統計的粒子加速機構の存在を示した(寺沢).(3)並列処理計算機を導入し,球面調和関数展開法によるダイナモ計算高速化のアルゴリズムを作成し(平成5),その最適化を完成した(平成6:本蔵・松島・河野・浜野).それにより,今後の超大型並列処理計算機によるダイナモ計算への指針が得られた.(4)ウエーブレット法の磁気圏電磁流体乱流問題への適用性を示し(平成5),<テアリングモードによる磁気島形成→合体・カスケードによる乱流化>という磁気圏尾における乱流形成に関する新しいシナリオを得た(平成6:山田・星野).1.3次元新計算手法(田中,町田,荻野,松田,金子):非/弱磁化惑星・太陽風電磁流体相互作用の問題に適した有限体積TVD法の開発に成功した。また、電磁流体計算の並列処理化を行い、惑星間磁場の南北成分の変動に伴う磁気圏エネルギーの蓄積・解放の過程に関し新しい知見を得た。さらに、陰解法電磁粒子コードを太陽風・火星/金星相互作用問題に適用し、衝撃波形成過程へのピックアップ・イオンの効果に関し、新しい結果を得た。2.MHDダイナモ問題への並列処理の適用可能性(本蔵,河野,松島,浜野):並列処理計算機を導入し、ダイナモ計算の効率を格段に上げることが出来ることを実証した。3.磁気圏モデリング(江尻,町田,藤本,寺沢):磁気圏対流問題における粒子軌道決定の高速アルゴリズムの開発を行い、衛星観測データと比較しうる結果を得た。また、磁力線再結合機構について、被加速粒子のエネルギースペクトルの形成機構、酸素イオンの役割を明らかにした。4.MHD乱流問題とウェーブレット法の応用(羽田,山田,星野):磁気圏境界・磁気圏尾において観測される電磁流体乱流の間欠性・不規則性を捉えるため,ウエーブレット法の適用を行い、カスケード過程に関する新しい知見を得た。また、電磁流体乱流を記述する新しい非線形モデル方程式系を導き、アルフェン波乱流の長時間発展の数値シミュレーションに成功した。5.3次元電磁流体計算結果の可視化(荻野,田中,寺沢,河野):上記各課題に共通する、膨大な計算結果の可視化技術の共同開発を行い、磁気圏モデリング、ダイナモ問題への応用を開始した。(1)並列処理と汎用ベクトル計算機における処理の効率を比較し,最適アルゴリズムのための指針をまとめた(田中・荻野・金子).また、本研究で得られた可視化技術を用いて磁気圏太陽風相互作用の数値計算結果の効率的表示を行った(荻野・田中).

(2)平成5年度に開発した数値手法を適用し非/弱磁化惑星・太陽風相互作用問題(松田・田中・荻野・町田),磁気圏対流問題の自己無撞着解法(江尻・藤本)の解を得た.また,電子慣性効果を取り入れた新しい2流体/ハイブリッド法アルゴリズムを開発した(寺沢・星野).地球電磁流体乱流問題の数値実験を行い非線形過程についての新しい知見を得た(羽田・星野).電磁流体衝撃波形成の数値実験の結果見いだされた中間衝撃波(intermediate shocks)の存在に関して新たな理論的解釈を与えた(羽田).モンテカルロ・シミュレーション手法を磁力線再結合領域における粒子加速問題に適用し,これまで無視されていた遅進衝撃波(slow shocks)における統計的粒子加速機構の存在を示した(寺沢).(3)平成5年度に購入した並列処理計算機を用いて,球面調和関数展開法によるダイナモ計算高速化のアルゴリズムを完成した(本蔵・松島・河野・浜野).それにより,今後の超大型並列処理計算機によるダイナモ計算への指針が得られた.(4)ウエーブレット法を磁気圏電磁流体乱流問題へ適用し,この解析手法の有用性を示すとともに,〈テアリングモードによる磁気島形成→合体・カスケードによる乱流化〉という磁気圏尾における乱流形成に関する新しいシナリオを得た(山田・星野).
出芽酵母の多面的・網羅的解析による糖化ストレス傷害・修復メカニズムの解明

高糖濃度環境での効率的な発酵には、使用する微生物に高い高糖濃度ストレス耐性が求められる。これまでに酵母の高糖濃度ストレス耐性機構についてはほとんど明らかになっていない。高糖濃度環境では高浸透圧による水分ストレスの他に糖の代謝副産物や糖そのものによる糖化ストレスが生じている。本研究では出芽酵母の糖化ストレス耐性機構を明らかにすることで高糖濃度耐性能の強化に資する知見を得ることを目的とする。昨年度は当研究室で保有する高濃度グルコース耐性能を有する出芽酵母2株について、糖化ストレス耐性能が非常に高いことを確認した。各株における遺伝子発現について網羅的に解析を行い、特徴的な発現様式を持つ遺伝子を複数見出した。また、出芽酵母非必須遺伝子破壊株セットを用いた糖化ストレス耐性に重要な遺伝子の検索を行った。約4,700遺伝子破壊株のうち、約2,600株について高濃度グルコースおよび糖化ストレスを起こすメチルグリオキサールに対する耐性を解析した。本年度は昨年度に引き続き出芽酵母非必須遺伝子破壊株セットを用いた糖化ストレス耐性に重要な遺伝子の検索を行った。約4,700遺伝子破壊株のうち、残りの約2,100株について高濃度グルコースおよびメチルグリオキサールに対する耐性を解析した。この一次スクリーニングの結果、ストレス感受性を示す遺伝子破壊株を数十株見出した。現在、ストレス感受性について試験法を変えて再現性を確認している。菓子パンやバイオエタノールの製造において、効率良く発酵を進めるためには発酵微生物である酵母に高糖濃度耐性能が求められる。高い糖濃度環境においては高浸透圧ストレスの他に糖の代謝中間体や糖そのものによるタンパク質の糖化、つまり糖化ストレスが生じている可能性がある。本年度は糖化ストレスに高い耐性を有する出芽酵母の遺伝子発現解析、および出芽酵母非必須遺伝子破壊株セットを用いた糖化ストレス耐性に重要な遺伝子の検索を行った。糖化ストレス耐性出芽酵母の遺伝子発現解析に先立ち、高濃度グルコース耐性を有する出芽酵母2株について、糖化ストレス耐性能を評価した。出芽酵母の基準株が50 mMメチルグリオキサール(MG)存在下でほとんど生育できないのに対し、高濃度グルコース耐性株は生育にほとんど影響がないことから高い糖化ストレス耐性能を有していることが示唆された。現在、出芽酵母の基準株が生育できるMG濃度で処理した菌体からRNAを抽出し、遺伝子発現解析を行っている。これまでに非ストレス条件下において耐性株で特異的に発現が上昇あるいは減少している遺伝子を複数検出している。出芽酵母非必須遺伝子破壊株セットの解析では、現在約4,700遺伝子破壊株のうち、約2,600株について高濃度グルコースおよびMGに対する耐性を解析した。これまでにストレス感受性を示す遺伝子破壊株を複数見出している。ストレス条件の設定に時間を要したが、遺伝子発現解析および非必須遺伝子破壊株解析は完了の目途が立っている。ほぼ計画書通りに研究が進んでいることからおおむね順調に進展していると判断できる。遺伝子破壊株解析および遺伝子発現解析を完了し、研究計画書通りに必須遺伝子のmRNA安定性を低下させた株の解析を開始し、研究を進めていく予定である。次年度使用額12,586円は、消耗品類が当初計画より安価に購入できたため発生した残額であり、次年度に請求する研究費と合わせて研究計画遂行のために使用する。
海産白点病防除法確立のための病原メカニズムの解明

今年度は、昨年度に行ったトランスクリプトーム解析により明らかとなった海産白点虫の感染期および寄生期に特に発現上昇していた4種のプロテアーゼ遺伝子に注目して機能解析を行った。また、機能解析方法としてはRNA干渉法を用いる予定であったが、その方法が確立されていなかったため、その開発および最適化も試みた。その結果、ターゲットとなる遺伝子に相同な二本鎖RNAをエレクトロポレーション法により虫体に導入することで、特定遺伝子の発現量が低下し、RNA干渉法の効果を確認することができた。さらに、RNA干渉法を施した虫体を用いて攻撃試験を行ったところ、対照区と比較して、感染虫体数が減少することが明らかとなった。また、これらプロテアーゼは機能予測の結果、細胞外またはリソソーム内で機能することが予測された。これらのことから感染期および寄生期に特に発現上昇していた4種のプロテアーゼは、宿主への侵入や摂食物の消化などを含めた海産白点虫の寄生プロセスに重要な役割を果たしていることが示唆された。今年度の研究により、海産白点虫の感染期および寄生期で特に高発現していたセリン・システインプロテアーゼが宿主への侵入や摂食物の消化などを含めた海産白点虫の寄生プロセスに重要な役割を果たしていることが示唆された。当初の計画では、最終年度までに、ワクチンや薬剤のターゲットを選抜することを目標としていたため、ここまでの研究は順調に進展していると考えられる。しかし、プロテアーゼの選抜が予定よりは遅れており、ワクチン開発のためのタンパク質発現系の最適化などが少し遅れている。これらを総合的にみるとおおむね順調に研究が進展していると評価できる。病原因子候補の評価および選抜が完了したため、残された研究期間で、防除法確立のためのワクチンの有効性評価を行うこととする。また、対象としているプロテアーゼの局在予測を行ったところ細胞外またはリソソーム内で機能することが予測されたが、その詳細は明らかとなっていないため、プロテアーゼの機能する場所やタイミングなどを含めた機能解析も進めていく予定である。海産白点虫Cryptocaryon irritansの各ステージの虫体(感染幼虫、寄生期虫体、シスト期虫体)を用い、次世代シーケンサーによるトランスクリプトーム解析を行い、病原因子候補の選抜を行った。そこで得られた結果から、感染および寄生期虫体において複数のプロテアーゼ遺伝子、特にシステインプロテアーゼおよびセリンプロテアーゼが高発現していることが明らかとなり、本虫の感染および寄生期にそれらのプロテアーゼが重要な役割を持っていることが示唆された。また、ザイモグラフィーにより寄生期虫体が保有するプロテアーゼの種類を調べたところ、寄生期虫体に顕著にみられるものはセリンプロテアーゼおよびシステインプロテアーゼであった。また、これらのプロテアーゼの至適条件から、セリンプロテアーゼは宿主への侵入および宿主細胞の摂餌、システインプロテアーゼは取り込んだ宿主細胞の消化への関与が考えられた。さらに、セリンおよびシステインプロテアーゼ阻害剤存在下で海産白点虫のin vitro培養を行ったところ、対象区と比較して、生存率が有意に低下し、虫体の成長が遅れるという傾向がみられた。また、海産白点虫の餌となるFHM細胞を播種せずに培養を行った際には、セリンおよびシステインプロテアーゼ阻害剤添加時と同様の生残率の低下傾向を示した。これらのことからも寄生期虫体のプロテアーゼは宿主細胞の摂餌、消化など寄生期における重要な生態に関与していることが示唆された。トランスクリプトーム解析による病原因子候補の選抜は予定通りに進捗している。また、ザイモグラフィーとin vitroアッセイを用いた病原因子候補の選抜は期待以上に進捗している。さらなる病原因子候補の選抜については、目的遺伝子の完全長の取得および配列の検証を行う必要があるため、進捗が遅れている。これらを総合的に判断し、おおむね順調に進んでいると評価する。

これらを総合的にみるとおおむね順調に研究が進展していると評価できる。残された研究期間で、選抜した病原因子候補の評価を中心に研究を進める。防除法確立のためのワクチンや薬剤の有効性評価については、病原因子候補をさらに選抜したのちに行うこととする。病原因子候補の評価および選抜が完了したため、残された研究期間で、防除法確立のためのワクチンの有効性評価を行うこととする。また、対象としているプロテアーゼの局在予測を行ったところ細胞外またはリソソーム内で機能することが予測されたが、その詳細は明らかとなっていないため、プロテアーゼの機能する場所やタイミングなどを含めた機能解析も進めていく予定である。
高性能ホウ素－窒素系水素貯蔵材料の研究

来る水素エネルギー社会を支えるキーテクノロジーとして、高効率水素貯蔵技術の確立が求められている。これまで報告されている化学的水素貯蔵材料は水素放出温度が高い上、燃料電池電極触媒の被毒成分の発生が問題となっている。そのために、水素含有量が高く、温和な条件下で水素放出が可能で且つ燃料電池電極触媒の被毒成分を副生しない化学的水素貯蔵材料の開発が強く求められている。本研究では、ホウ素-窒素系化学水素化物を有望な化学的水素貯蔵材料として取り上げ、ホウ素-窒素系化学水素化物の常温での選択的脱水素化・水素発生触媒を開発し、高性能水素貯蔵材料・技術の確立を目的としている。ジアミンを用いてグラフェンを修飾することにより、グラフェン上にサイズの小さい金属ナノ粒子を固定化し、アンモニアボランの加水分解・水素発生反応に高い活性を示す触媒を開発した。まず、ジアミンを用いてグラフェンを修飾した。グラフェンに連結したアミン基と金属イオンとの配位効果を利用して、シンプルな還元過程によって、銅ーコバルトナノ粒子をグラフェンに固定化した。TEM測定によって粒子径が極めて小さく、且つ粒子径分布が均一であることが確認された。合成されたジアミン修飾グラフェン担持銅ーコバルトナノ粒子触媒は、アンモニアボランの加水分解・水素発生反応に優れた触媒性能を示し、極めて高いターンオーバー頻度(TOF)を示した。ジアミンは銅ーコバルトナノ粒子の高分散に寄与し、また銅とコバルトとの金属間相乗効果は高い触媒性能に寄与することが明らかになった。27年度が最終年度であるため、記入しない。水素エネルギー社会を実現するためには、高効率水素貯蔵技術の確立が必要不可欠である。最近アンモニアボラン等による化学的水素貯蔵が盛んに研究され、水素吸蔵合金と比べ格段に重量密度の高い水素貯蔵が可能になるとされている。しかし、これまで報告されている化学的水素貯蔵材料は水素放出温度が高い上、燃料電池電極触媒の被毒成分となるアンモニア等の発生が問題となっている。本研究では、ホウ素-窒素系化学水素化物を有望な水素貯蔵材料として取り上げ、ホウ素-窒素系化学水素化物の選択的脱水素化・水素発生触媒を開発し、高性能水素貯蔵材料・技術の確立を目的としている。多孔質炭素MSC-30を担体として用いて、NaOHの共存条件下でNaBH4を用いて、前駆体金属塩を還元することにより、多孔質炭素担持ナノ粒子触媒NtPt@MSC-30を合成した。本NtPt@MSC-30触媒は、ホウ素-窒素系水素貯蔵材料の選択的脱水素化・水素発生反応に高い触媒活性を示すことが明らかになった。詳細に検討した結果、還元過程におけるNaOHの存在は、Ni_2+及びPt_2+前駆体の還元において、Ni(OH)_2中間体を経由したナノ粒子の高分散化・粒子径制御に重要な役割を果たしていることがわかった。現在、、ホウ素-窒素系水素貯蔵材料の選択的脱水素化・水素発生における触媒の活性向上に取り組んでいる。これまで報告されている化学的水素貯蔵材料は水素放出温度が高い上、燃料電池電極触媒の被毒成分となるアンモニア等の発生が問題となっている。そのために、水素含有量が高く、温和な条件下で水素放出が可能で且つ燃料電池電極触媒の被毒成分を副生しない化学的水素貯蔵材料の開発が求められている。多孔質炭素MSC-30を担体として用いて、水酸化ナトリウムNaOHの共存条件下でNaBH4を用いて、前駆体金属塩を還元することにより、多孔質炭素に高分散担持した白金とニッケル(PtNi)の合金ナノ粒子触媒NtPt@MSC-30を合成した。本NtPt@MSC-30触媒は、ホウ素-窒素系水素貯蔵材料であるヒドラジンボランの選択的脱水素化・水素発生反応に高い触媒活性を示すことを明らかにした。触媒活性及び水素生成選択性は白金とニッケルに大きく依存することを明らかにした。Ni0.6Pt0.4/MSC-30は室温において、BH3基の加水分解、N2H4基の完全分解反応に高い触媒活性を示し、100%の水素選択率で水素放出させた。TEM観察により、NaOHの共存条件下で合成したNi0.6Pt0.4ナノ粒子の平均粒径は約2.1 nmであるのに対し、NaOHが共存しない条件下で合成したNi0.6Pt0.4ナノ粒子の平均粒径は約4.2 nmであることがわかり、合成条件がナノ粒子の粒子径及び触媒活性に影響を与えることが明らかになった。

本研究では、ホウ素-窒素系化学水素化物を有望な化学的水素貯蔵材料として取り上げ、ホウ素-窒素系化学水素化物の常温での選択的脱水素化・水素発生触媒を開発し、高性能水素貯蔵材料・技術の確立を目的としている。ジアミンを用いてグラフェンを修飾することにより、グラフェン上にサイズの小さい金属ナノ粒子を固定化し、アンモニアボランの加水分解・水素発生反応に高い活性を示す触媒を開発した。まず、ジアミンを用いてグラフェンを修飾した。グラフェンに連結したアミン基と金属イオンとの配位効果を利用して、シンプルな還元過程によって、銅ーコバルトナノ粒子をグラフェンに固定化した。TEM測定によって粒子径が極めて小さく、且つ粒子径分布が均一であることが確認された。合成されたジアミン修飾グラフェン担持銅ーコバルトナノ粒子触媒は、アンモニアボランの加水分解・水素発生反応に優れた触媒性能を示し、極めて高いターンオーバー頻度(TOF)を示した。ジアミンは銅ーコバルトナノ粒子の高分散に寄与し、また銅とコバルトとの金属間相乗効果は高い触媒性能に寄与することが明らかになった。本年度は、研究計画に沿って実験・研究を行った結果、高い水素含有量を持つヒドラジンボランの触媒による脱水素化反応において、多孔質炭素に担持した白金とニッケルの複合金属触媒は、高い触媒活性及び水素生成選択性を示すことが明らかになった。研究計画通り順調に進展している。27年度が最終年度であるため、記入しない。次年度も、研究計画に沿って実験・研究を行い、温和な条件下において高い水素含有量を持つヒドラジンボランの触媒による脱水素化反応における不均一系高活性触媒開発を行う予定である。特に、各種合金ナノ粒子について詳細な検討を行う。研究計画を変更することなく、当初計画に沿った実験・研究を実施する予定である。本年度は、研究計画に沿って、多孔質材料を担体として使用して、ホウ素-窒素系水素貯蔵材料の選択的脱水素化・水素発生において高い活性を示す触媒を合成し、触媒形成における合成条件と触媒構造との相関を解明している。次年度も、研究計画に沿って実験・研究を行い、多孔質材料を担体として使用して、ホウ素-窒素系水素貯蔵材料の選択的脱水素化・水素発生にける触蝶の活性の更なる向上に取り組む予定である。
世界初のヒスチジンリピート病のモデルマウス作成と疾患概念の確立

HOXA1遺伝子のヒスチジンリピート伸長アレルをホモ接合で持つ患者の遺伝子診断による探索、並びにヒスチジンリピート病の疾患病態の解明及び概念の確立を目的として研究を実施した。国立精神・神経センターの知的障害バイオリソースで収集された106名の検体を用いて遺伝子診断を行ったが、ヘテロ接合多型をもつサンプルは3例、ホモ接合で持つ例は認められず、ホモ接合のアレル頻度は、2,500人に1人程度と算出した。今後も検体数を増やし、さらに解析を進める。また、ヒトHOXA1遺伝子プロモーター下流にHOXA1 cDNAとルシフェラーゼ遺伝子を繋いだ発現コンストラクトの作成し、培養細胞での機能解析を行った。本研究では、HOXA1遺伝子のヒスチジンリピート伸長アレルをホモ接合で持つ患者の遺伝子診断による探索並びにモデルマウスの作成によって、ヒスチジンリピート病の疾患病態の解明及び概念の確立を目的としている。本年度は、国立精神・神経センターの知的障害バイオリソースで収集された検体で遺伝子診断を行い、遺伝子異常を持つ患者の探索を行った。また、ヒトHOXA1遺伝子プロモーター下流にHOXA1 cDNAとルシフェラーゼ遺伝子を繋いだ発現コンストラクトの作成を開始した。本年度も引き続き、国立精神・神経センターの知的障害バイオリソースで収集された検体で遺伝子診断を行い、遺伝子異常を持つ患者の探索を行った。これらの検体の中に、11リピートの延長のアレルをホモで持つ検体を確認し、このリピートの延長と臨床症状との関係について検討を進めている。さらに、多くの検体で解析を行ったが、ヒスチジンリピートの多型をホモ接合でもつ検体は発見できなかった。この機能をさらに検討するために、モデルマウスの作成を進めた。従来の作成方法によりヒトHOXA1遺伝子プロモーター下流にHOXA1 cDNAとルシフェラーゼ遺伝子を繋いだ発現コンストラクト(pHOXA1-NanoLuc)の作成を進めた。しかし、従来の方法でモデルマウスを作成するには、キメラマウス、さらにヘテロ接合マウスを順次作成し、最終的にホモ接合マウスを作成しなければならず、さらに多くの時間と労働力が必要と考えられた。そこで、今後はゲノム編集などの新たな技術を用いて効率的にモデルマウスを作る必要があると判断された。小児神経学知的障害バイオリソース検体に関し、HOXA1遺伝子変異解析結果が得られ、今後の遺伝子解析に有用な知見が得られたため。また、HOXA1遺伝子機能を探るための発現コンストラクトは、培養細胞およびモデル動物実験に有用な資材として応用される。発現コンストラクト(pHOXA1-NanoLuc)を作成し、ヒト培養神経目細胞腫細胞株(SK-N-SH細胞)でのHOXA1蛋白質発現、転写活性測定等のin vitroでの機能解析を行う。また、同コンストラクトを導入したトランスジェニックマウスを作成し、in vivoでの機能解析を行う。研究がおおむね順調に進展し、当初の計画に比べ、打ち合わせのための旅費等が抑えられたため。研究計画に沿って、試薬・消耗品等の購入、成果発表及び打ち合わせのための旅費、モデルマウス作成費として使用する。
モリブデン-ケイ素-タンタル系超高温用金属間化合物の高温酸化

二ケイ化モリブデン(MoSi2)は1500Kを越える高温で使用可能な構造材料の有力候補と考えられている。また,高温強度の改善を目的とした複合材料化も試みられている。この材料を高温で使用する際には,その高温耐酸化性が問題となる。昨年度はMo(Si1-x,Alx)2の2050Kまでの高温酸化を行い,酸化皮膜として生成する非晶質SiO2にAl2O3が固溶すると,その結晶化が抑制され,熱サイクル時においても密着性が高く耐酸化性に優れていることを明かにした。本年度は非晶質SiO2に固溶する酸化物の塩基度を変化させるために(Mo1-x,Mx)Si2(M=Ta,Ti,ZrおよびY)の高温酸化挙動を1773Kで検討した。なお,これらの系は複合材料化を図る場合に分散される粒子や繊維に含まれる元素に対応する。ZrおよびYを含む系は初期の酸化速度が極めて大きく,それぞれZrO2およびY2O3を主体とした酸化皮膜を形成する。また,内部酸化も著しい。TaおよびTiを含む系の酸化速度はMoSi2の場合と同程度である。Ta系で生成する非晶質SiO2皮膜中にはTaの固溶は認められない。これは酸化皮膜/合金界面の酸素ポテンシャルが低くTaが酸化されなかったことによる。Ti系で生成する非晶質SiO2皮膜中はTiO2が析出した組織を呈している。この非晶質SiO2にはTiが固溶している。これらのことからTiを含む系が有望と考えられる。
血小板凝集ダイナミクスの流体力学的研究

血液凝固の初期段階である血小板の凝集現象に対して血液流れが及ぼす影響を明らかにするために、本研究では、流れ中における血小板の微視的挙動に対して共焦点レーザー走査顕微鏡システムを用いた実験と血小板モデルを用いた数値シミュレーションの両面から流体力学的解析を行った。その結果、血小板の凝集過程には周囲の流れ場が大きな影響を与え、赤血球との流体力学的相互作用が重要な因子となっていることが示された。本研究では、流れ中における血小板の微視的挙動に対して、レーザ共焦点蛍光顕微鏡システムによる高速度・高感度計測と数値シミュレーションの両面から流体力学的解析を行い、流れ中における血小板の凝集過程について調べる。今年度は、流路内流れ中における血小板模擬粒子の挙動の計測と血小板運動を取り扱う数値計算手法の確認を行った。まず、赤血球サスペンションに模擬血小板として蛍光粒子(直径1μmあるいは3μm)を浮遊させた流体をマイクロチャネルに流し、レーザ共焦点蛍光顕微鏡システムを用いて、血小板模擬粒子の運動を計測した。マイクロPTV法を用いて速度分布を求めると共に、流れに対して垂直方向(y方向)への粒子の移動量を定量化する為に、個々の粒子の軌跡を解析して分散係数Dyy=<|Δy|^2>/2Δtを評価した。ここで、Δyは、時間間隔Δtの間の粒子のy方向への移動量であり、<>は集団平均を表す。その結果、血流中の血小板模擬粒子の分散係数は流路中央付近と流路壁のごく近傍で小さく、流路壁から少し離れた位置で最大値をとった。この傾向は、流体中に赤血球を含まない場合には見られないので、赤血球と血小板模擬粒子との相互作用に起因することが分かった。次に、数値シミュレーションでは、流れ中における変形粒子の運動を取り扱うことのできる数値スキームを2次元流れに適用し、計算条件の検討と誤差評価を行なった。微細加工機を用いた樹脂の切削によるマイクロチャネルの製作に関しては、流路内壁にわずかでも凹凸があるとそこに血流中の成分が溜まるなどして流れに影響を与えることが分かった。血液凝固の初期段階である血小板の凝集現象に対して血液流れが及ぼす影響を明らかにするために、本研究では、流れ中における血小板の微視的挙動に対して、実験と数値シミュレーションの両面から流体力学的解析を行った。(1) PDMS製マイクロ流路に、蛍光をラべルした血小板あるいは血小板模擬粒子である蛍光粒子を混入させた赤血球サスペンションを流し、血小板挙動を共焦点レーザー走査顕微鏡システムにより観察・測定した。ヘマトクリットを044%の範囲で、蛍光粒子径を1.04.8umの範囲で変化させて実験を行った結果、赤血球を含まない場合には粒子は断面内で滑らかに運動し、一様分布するのに対し、赤血球の存在下では相互作用により流れに対して垂直方向に大きく変動しながら運動し、ヘマトクリットと粒子径のいずれかが大きい場合に粒子分布は流路壁付近に顕著に偏ることが分かった。(2)数値シミュレーションでは、管内流れ中の粒子運動をフロント・トラッキング法により数値解析した。赤血球と血小板に対応して大きさと変形性が異なる2種類の粒子が混じって流れる場合については、大きく変形性の高い粒子は流路中央に寄り、小さく変形性の劣る粒子は流路壁に寄る傾向にあることを明らかにした。(3)凝集体形成に及ぼす流れの影響に関して、せん断流れ中のブラウン粒子の凝集過程を数値シミュレーションにより解析した。凝集体が回転する場合および粒子の結合確率が相対速度と正の相関をもつように変化させた場合に凝集過程を調べた結果、形成された凝集体のサイズ(凝集粒子数)および形状が周囲の流れ場や凝集体の運動により大きな影響を受け、特に結合確率が速度依存性をもつ場合には凝集体が加速度的に成長する結果が得られた。これらの結果から、血小板の凝集過程には周囲の流れ場が大きな影響を与え、赤血球との流体力学的相互作用が重要な因子となっていることが示された。今年度は、流路内流れ中における血小板模擬粒子の分布に関する実験と、流れ中における変形粒子の運動について数値シミュレーションを行った。実験では、(a)円管内流れ中の浮遊粒子の分布と(b)マイクロチャネル内流れ中の血小板模擬粒子の分布の計測を行った。(a)では、円管内流れに剛体球を浮遊させ、下流における粒子の動径方向の分布を調べた。その結果、粒子は下流で一定の動径位置に多く集まる傾向があり、その位置はレイノルズ数の増加とともに管壁に近づくことが分かった。(b)では、赤血球サスペンションに模擬血小板として蛍光粒子(直径3ミクロン)を浮遊させた流体をPDMS製マイクロチャネルに流し、レーザ共焦点蛍光顕微鏡システムを用いて粒子分布を計測した。

粒子は入口付近では流路断面内でほぼ均一に分布するが、下流に進むにつれて流路壁近傍に多く集まることが分かった。この傾向は赤血球の体積分率が大きいほど大きく、最終的な粒子分布に達するまでの距離も赤血球体積分率が大きいほど短くなることが分かった。このことから、流路内における血小板の分布には赤血球との相互作用が重要な役割を果たすことが示唆された。数値シミュレーションでは、フロントトラッキング法を用いて、大きさの異なる2種類の液滴をさまざまな割合で混ぜて流路に流した場合の数値解析を行った。2種類の液滴の表面張力が等しいならば、大きい粒子が流路中央に集まり、小さい粒子が流路壁付近に多く集まることが分かった。このことから、血小板の流路壁近傍への集中には赤血球と血小板の大きさの差異が重要な要因となっている可能性が示された。流れ中における血小板模擬粒子の挙動の計測、および数値計算スキームの確認ともに計画通りに進んだ。ただし、マイクロチャネルの製作に関して慎重に検討した結果、複雑な形状では十分な精度を得るのが難しいことが分かり、自作が困難である場合に対して当初計画していた通り、PDMS(ポリジメチルシロキサン)製のマイクロチャネルチップの製作を専門業者に依頼することとした。25年度が最終年度であるため、記入しない。流路内流れ中における血小板模擬粒子の断面内分布に関する実験と、流れ中における変形粒子の運動の数値シミュレーションともに、おおむね計画通りに進んだ。ただし、当初計画していた複雑な形状のマイクロチャネルは製作が困難であるだけでなく、十分な空間・時間精度をもつ測定が難しいことが分かった。今後もおおむね当初の計画通り研究を進める予定である。ただし、マイクロチャネルの製作については、どのような形状のものが最も本研究の目的である血小板の凝集過程を調べる上で有効であり、製作可能かを検討しながら研究を進める。今後もおおむね当初の計画通りに研究を進める予定である。ただし、実験で用いるマイクロチャネルの形状については、当初計画していたものより単純な形状のマイクロチャネルを用いて当初の計画に従って実験を行う予定である。
ヘーゲル美学の発展史的究明に重点をおいた近代美学の成立過程と思想構造に関する研究

本研究遂行第三(最終)年度に相当する本平成16年度においては、引き続きヘーゲル美学関連文献の探査研究を実施しつつ、その成果の一部を学会誌等に公表し、ヘーゲル美学研究に関連する諸分野の研究者との討議交流をはかった。昨平成15年度日本シェリング協会における「クロス討論悲劇の諸相」での発表と討議の成果を、今年度、論文『ヘーゲルにおける「悲劇的なもの」の思索』としてまとめ、シェリング年報誌上に公刊した。論文作成にさいしては、対論の相手であった水田恭平氏(神戸大学)および司会の宮田眞治氏(神戸大学)の強調した文学および思想史的視点の重要性を考慮しつつ、ヘーゲルの哲学的悲劇論の独自性を明らかにするように努めた。このシンポジウムと論文作成により、本研究は研究実施の中間的総括とも言えるステップをふむことができたと思われる。本平成16年度では、実質的に二年が経過した本研究の実施状況、研究成果、方法論等を再確認し、ヘーゲル美学を中心とした西洋近代美学思想史研究の現状とその研究展開の方向などに重点をおきながら、本研究実施のまとめに向けての準備にはいった。論文等でも指摘したことであるが、ヘーゲル美学の芸術論の特色の一つは、哲学的形而上学的関心との結合であり、この点は現代的視点からは批判的に論評されることが少なくないものの、現代美学もしくは現代芸術論とヘーゲル美学との対比としては、積極的に確認しうると思われる。ヘーゲル美学における哲学的あるいは形而上学的関心は同時にヘーゲルの実践哲学的思索とも密接に連関しており、こうしたヘーゲル美学の芸術論の思想構造論的特色は、その悲劇論にもっともはっきりとしたかたちで現れているのであって、これを我々はヘーゲルにおける「悲劇的なもの」の思索において範例的に確認することができるのである。ヘーゲル美学は古典主義の美学であるとされ、ヘーゲルに先行する18世紀古典主義美学思潮とヘーゲルとの理論的関連は、ヘルムート・クーンの代表的研究以来、諸研究者の論争の的であるが、今回は"Bibliothek der Kunstliteratur" (Deutscher Klassiker Verlag)(四巻)を入手し、ヴィンケルマン、ハインゼ、メングスなどの思想家の著述における古典主義美学の理論的構造を解明するべくテクスト分析をおこなった。また、平成十四年六月、東京大学教授高山守博士の著書『ヘーゲル哲学と無の論理』についての合評会でのコメンテーターを引き受け、とりわけ青年時代ヘーゲルの「無」「否定性」に関する哲学的考察について口頭I発表した。ヘーゲル哲学の基本構造に関して知見を深める機会を得ることができた。本研究遂行第二年度にあたる平成15年度においては、国内外におけるヘーゲル美学関連を中心に文献調査研究を進めるとともに、学会等でその研究成果の発表にのぞむことで、中間的総括を果たすとともに、研究諸家との議論による研究の深化進展に努めた。平成15年7月に大阪学院大学で開催された第12回日本シェリング協会大会では、第一日目(7月5日)のクロス討論【美学VS文学】<悲劇の諸相>の提題者として、「ヘーゲル哲学における<悲劇的なもの>の思索-その位置と意義-」の口頭発表をおこなうとともに、神戸大学教授水田恭平氏とのクロス討論にはいった。水田教授をはじめ、フロアから寄せられた指摘には、今後の本研究の遂行にとって有益なものが少なくなかった。このクロス討論の口頭発表は、日本シェリング協会機関誌『シェリング年報』に掲載公刊の予定である。同年10月に成城大学で開催された美學會全国大会では、第一日目(10月11日(土))に拙著『ヘーゲルの悲劇思想』に関する書評セッションが組まれ、これに執筆者としてのぞんだ。まず私が「「ヘーゲルの悲劇思想」の視点」という口頭発表をおこなった後、評者である京都大学教授岩城見一氏と岡山大学教授山口和子氏から本書の内容論述に関して、様々な指摘を受け、フロアを含め活発な討論をおこなった。これらの貴重な助言等は、本研究のさらなる進展にとり重要な意味をもつものであったので、今後の研究実施に生かしていきたい。

論文等でも指摘したことであるが、ヘーゲル美学の芸術論の特色の一つは、哲学的形而上学的関心との結合であり、この点は現代的視点からは批判的に論評されることが少なくないものの、現代美学もしくは現代芸術論とヘーゲル美学との対比としては、積極的に確認しうると思われる。ヘーゲル美学における哲学的あるいは形而上学的関心は同時にヘーゲルの実践哲学的思索とも密接に連関しており、こうしたヘーゲル美学の芸術論の思想構造論的特色は、その悲劇論にもっともはっきりとしたかたちで現れているのであって、これを我々はヘーゲルにおける「悲劇的なもの」の思索において範例的に確認することができるのである。
広帯域誘電分光法による生物細胞膜の損傷と修復のモニター

赤血球を水に懸濁すると、細胞膜に穴が開き、ヘモグロビンなどの内容物が放出される(溶血)。この穴のサイズや細胞当たりの数、穴の修復過程についてはまだ良く分かっていない。溶血した赤血球(ゴースト)懸濁液の誘電率を広い周波数領域に渡って測定すると、未損傷の赤血球では観測されない、誘電緩和過程(.-緩和)が低周波側で見つかっている。しかし、電極分極現象のため低周波測定が困難となるため、.-緩和についての追試報告はほとんどなく、詳細な性質やメカニズムは不明のままである。この研究では、電極分極の影響が少ない電極配置を考案して、ゴーストの.-緩和を詳しく調べた。測定された.-緩和の性質は、穴が一つ開いた球形細胞モデルによる数値計算結果と良く合い、穴が.-緩和を引き起こしていることが明確になった。また、穴のサイズを.-緩和から見積もった。低浸透圧処理により得た溶血赤血球懸濁液が低周波誘電分散(α-分散)を示すことを確認し、膜に形成された穴の修復とα-分散の誘電緩和パラメーターとの関係を調べた。その結果、理論計算から予測されたように、膜に形成された穴がα-分散を引き起こしていることが明らかになった。溶血赤血球のα-分散の分極機構は今まで不明であったが、これは、低周波での測定が困難であったことによる。今回のα-分散の観測の成功は、測定セルのデザインを検討することによって、低周波側の観測領域を一桁広げることができたことによる。測定の障害となる電極分極の影響を消すことは出来ないので、電極界面の電気容量を大きくし、また測定系全体の電気抵抗を上げることにより、電極分極の影響を低周波側にシフトさせる工夫を行った。溶血した赤血球膜に開いた穴は低温の低イオン強度溶液中では閉じることはないが、37度Cの生理的塩類溶液中で穴が修復される。穴が開いている溶血赤血球ではα-分散が観測されたが、穴が修復された溶血赤血球ではα-分散が消失することが明らかになった。また、グルタールアルデヒドで膜を固定すると、穴が修復する条件下でも、α-分散が観測された。この結果は、理論計算で示唆されたように、膜に開いた穴がα-分散を引き起こしていることを示している。従って、誘電分光法によるα-分散の測定から、穴のサイズや穴の修復過程をモニターできることになる。赤血球を低浸透圧の媒質に懸濁すると、細胞内へ水が浸入して膨らみ、やがて破裂して、細胞内のヘモグロビンが流失する。残った細胞膜の袋(ゴースト)には、穴が開いている。この穴はイオン強度や温度によって、拡大、縮小する。ゴーストの懸濁液に交流電場を与えて、誘電率を広い周波数領域にわたって測定すると、未損傷の赤血球では見られない誘電緩和が低周波側(α-分散)に現れる。このα-分散の発見は50年程前に報告されているが、測定上の問題から、確認が困難であった。昨年度の研究では、このα-分散を確認することに成功し、これが穴の存在を考えると説明できることが分かった。今年度は、穴が拡大や縮小する条件下で、α-分散の性質を詳しく調べた。イオン強度の低い媒質に懸濁して室温で測定すると(穴が拡大する条件)、α-分散は時間とともに変化し、緩和周波数の増加と緩和強度の減少が起こった。イオン強度を上げると(穴が縮小する条件)、α-分散の緩和強度は変化せずに特性周波数が減少した。この結果は穴開き細胞モデルを用いた数値計算の結果と良く合うことが分かった。計算には、以前用いた差分法の代わりに、計算精度の高い有限要素法を用いた。これにより、小さい穴をもつモデルの計算誤差を大幅に減少することができた。この計算結果から、α-分散の特性周波数と穴の径の間に直線関係があることが分かり、穴の径を見積もることができた。さらに、穴の直接観測を行うため、低イオン強度下で拡大した穴(μmサイズ〉について光学顕微鏡観察を試みたが、成功していない。原子間力顕微鏡を用いた予備実験で、風乾したゴースト試料について、穴を観測している。昨年度までの研究で測定が可能となった赤血球ゴーストの低周波誘電分散の性質について、今年度も引き続き詳細な検討を行った。すなわち、測定用セルのデザイン、測定方法の妥当性と再現性の検討、理論計算と測定結果のより精密な比較、などを行った。

この測定法の検討と実験結果の解析について、二つの論文にまとめた。これらの論文では、(1)低周波誘電測定で問題となる電極分極現象を減少させるための測定セル設計の工夫と測定例を述べ、また(2)赤血球ゴーストの低周波誘電分散は、細胞膜に数十ナノメータの穴が一つ開くとこによって生じることを、実験と理論計算から明らかにした。その後、当初予定していた、赤血球ゴーストの穴の直接観測を試みたが、現在のところ光学顕微鏡、原子間力顕微鏡では観測に成功してない。また、赤血球と同様に、低浸透処理した培養細胞でも、膜に穴が形成され、低周波の誘電分散が観測できるのかどうかについて検討した。現在のところ、赤血球ゴーストの低周波誘電分散に相当する誘電分散は観測できていない。このことは、赤血球膜に特有の膜タンパク(band-3)の凝集が穴の形成に関与するとする説を採ると説明できる。すなわち、赤血球以外の細胞では穴が安定化されないため、低周波誘電分散の観測ができなかったものと思われる。さらに、細胞膜に穴を開ける方法として、界面活性剤を試みたが、低周波誘電分散は観測できていない。
環境創造活動を含む生物多様性学習プログラムの開発による生徒の意識変容に関する研究

○研究目的高校生物の生物多様性学習の単元を活用し環境創造活動を含む以下の3点の学習プログラムを計画・実践した。1千葉県野鳥観察舎の自然環境造成活動への参加。2生徒による校地内小規模田畑ビオトープ作成と訪問生物観察。3ニホンミツバチの営巣飼育とハチによる周辺植物の受粉活動確認。これら学習活動を通して生徒の内面に自然を大切にし環境配慮行動がとれる倫理観を育む。○研究計画110を順次実施した。1年度当初に学習者を対象とした環境意識アンケート調査の実施。2野鳥観察舎職員の出前授業。3小規模田畑ビオトープ造成。4ニホンミツバチの分蜂群捕獲(45月)。5ビオトープ管理とミツバチ飼育。6ビオトープ観察。7ミツバチの採蜜活動観察。8ミツバチ収集花粉同定。9野鳥観察舎の環境造成活動(保護区内の池・水路づくり・土盛り)参加。10年度末に学習者を対象に再度アンケート調査とインタビュー調査実施。○研究成果アンケート調査とインタビュー調査により、環境創造活動による生徒の意識変容として以下のことが示された。1自らが創造した環境への愛着・共感の発生。2自らが創造した環境に生息する多様な生物種に対する興味・関心の発生。3地域の自然環境への問題意識の発生。以上により本研究の学習形態が生物多様性の理解を深める環境学習として有効であること、および都市部における持続可能性概念を意識した理科の環境学習の可能性を示すことができた。6ビオトープ観察。
Hg^★(6^3P_1)と二原分子との衝突に伴う同多重度内遷移過程のダイナミクス

本研究は、同多重度内遷移過程:Hg(^3P_1)+X→Hg(^3P_0)+X(X=N_2およびCO)の衝突過渡領域において二原分子の回転運動が遷移メカニズムに及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。第一段階として、ガスセル中でのHg-X衝突錯体の光吸収に続いて錯乱されるHg(^3P_0)およびHg(^3P_1)をレーザーポンプ・プローブ法を用いて観測し各々の生成量の絶対比の励起波長依存性を決定する実験を行った。これによって、無限遠でHg(^3P_1)+Xに相関をもつ衝突状態であるII性のA状態およびΣ性のB状態から、同じくHg(^3P_0)+Xへと相関をもつa状態への非断熱遷移メカニズムに関する幾つかの重要な知見を得ることができた。すなわち、(1)Hg-原子衝突において禁制であるA→a遷移が二原子分子の衝突軸回りの回転運動によって直接起こる、(2)B→a遷移は衝突平面内の二原子分子の回転運動によって著しく加速される、(3)これらの遷移確率はHg-X相互作用ポテンシャル平面の非等方性が強ければ強いほど高くなる。そこで次に交差分子線方を用いて、二原子分子の回転温度がセル実験の場合よりも遥かに低い状態で衝突した際のA→aおよびB→a遷移の確率と散乱後のN_2およびCOの回転分布を明らかにする実験を試みた。衝突状態の選択は、ポンプレーザーの偏光方向を衝突軸に対して平行あるいは垂直に設定することによって行った。N_2およびCOの回転励起状態の検出はレーザー誘起蛍光法およびレーザー多光子イオン化法を用いて行った。しかしながら、真空チャンバーの排気能力が不十分であった為に水銀蒸気および二原分子の噴出量が低いレベルに制限されてしまい、ポンプレーザーの偏光方向に対する信号強度の依存性を観測し得るようなS/N比およびS/B比を達成するまでに至らなかった。そこで、分子線(原子線)噴出部分に差動排気を施した、より高真空で動差し得る新たな交差分子線装置を設計した。現在、製作中の段階である。
遺伝子発現様式に基づく腎細胞癌の組織分類の試み

Zonula occludensファミリータンパク(ZO-1, ZO-2, ZO-3)はtight junctionを構成し、細胞接着を主たる機能とするタンパクである。その一方で、近年の研究から細胞増殖にも関与することが知られてきている。当院にて収集した淡明型腎細胞癌症例において、ZOタンパクの発現動態と予後に関する解析をおこなった。その結果、本来ZOタンパクは正常近位尿細管上皮膜に発現を示すが、この近位尿細管上皮由来とされる淡明型腎細胞癌においてはZO-1/ZO-2/ZO-3のいずれもが発現低下傾向を示した。また、膜タンパクであるはずのZO-3は、約10%の症例で腫瘍細胞核内発現を示した。ZO-2の発現低下を示す淡明型腎細胞癌はそうでない群に比べて進行度、核グレード、Fuhrman gradeのいずれもが有意に高かった。一方でZO-3では核内発現を示す群が有意に高い核グレードおよびFuhrman gradeを示した。予後の解析においては、ZOタンパクの発現低下を示す淡明型腎細胞癌、およびZO-3の核内発現を示す淡明型腎細胞癌は生存率の低い傾向を示し、またZO-2の膜発現低下、かつZO-3の核内発現を示す淡明型腎細胞癌は、そうでない腫瘍に比べて優位に生存率の低下を認めた。ZO-2の発現低下、およびZO-3の核内発現を示す淡明型腎細胞癌が予後に悪影響をもたらすことが示された。これらZOタンパクの下流因子としてZONABおよびCyclin D1との相関も検討した。結果、ZONABとの有意な相関は示されなかったが、Cyclin D1が膜性発現を示す腫瘍では、ZO-2の膜発現も高い傾向を示し、これらのタンパクの関連性が示唆された。平成27年度は種々の近位尿細管タンパクマーカーに着目し、腎細胞癌における発現検討を中心におこなった。その中で特に注目したのは近位尿細管におけるthightjunction構成タンパクであるzonula occuludens(ZO)タンパクである。ZOタンパクはZO-1、ZO-2、ZO-3の3種が知られており、これらのうちZO-1とZO-2の発現解析を淡明型腎細胞癌91症例でおこなった。結果、いずれのタンパクも癌では70%以上で発現低下を確認した。特にZO-2では発現低下をきたした群では、そうでない群に比し腫瘍グレード、核グレード、およびFuhrmanグレードのいずれもが有意に高く、予後不良因子になり得ることが示された。ZOタンパクは細胞接着に関与するのみならず、種々の細胞増殖調節因子との橋渡しをすることも知られる。その一つである転写因子ZONABとの関連に注目したが、ZOタンパクとZONABの動態に有意な相関は確認されなかった。一方で、cyclin D1は淡明型腎細胞癌の83%に核内高発現を示し、さらに65%で細胞膜への発現も確認された。Cyclin D1の膜発現頻度とZO-2の発現強度には有意な相関があり、ZO-2がcyclin D1の安定化に関与していると推測される。また、興味深いことにcyclin D1を高発現している群では、そうでない群に比較して腫瘍グレード、核グレード、およびFuhrmanグレードともに低く、cyclin D1の高発現が予後良好因子である可能性が示唆された。淡明型腎細胞癌の悪性度を評価する上で、ZOタンパクやcyclin D1の発現が重要であることが示唆され、予後に関連する新たな組織分類の一助となることが期待される。研究実績の概要で記した内容については平成28年5月に開催される日本病理学会総会で発表を予定しており、その後この内容で論文発表も予定している。Zonula occludensファミリータンパク(ZO1、ZO-2、ZO-3)はtight junctionを構成する足場タンパクであり、細胞接着を主たる機能とする一方、細胞増殖にも関与することが知られている。今年度は淡明型腎細胞癌においてZOタンパクの発現動態と予後に関する解析をおこなった。方法は当院にて外科的に採取された淡明型腎細胞癌123例を用い、免疫組織学的にZOタンパクの発現を調べ、進行度、核グレード、Fuhrman gradeとの相関を解析、また生存率の評価をおこなった。結果、ZOタンパクは正常近位尿細管上皮膜に発現を示すが、淡明型腎細胞癌においてはZO-1/ZO-2/ZO-3のいずれもが発現低下傾向を示した。また、10%の症例でZO-3の核内発現を認めた。ZO-2の発現低下を示す淡明型腎細胞癌は、そうでない群に比べて進行度、核グレード、Fuhrman gradeのいずれもが有意に高かった。一方、ZO-3では核内発現を示す群が有意に高い核グレードならびにFuhrman gradeを示した。予後の解析においては、ZOタンパクの発現低下を示す淡明型腎細胞癌、およびZO-3の核内発現を示す淡明型腎細胞癌は生存率の低い傾向を示し、またZO-2の膜発現低下、かつZO-3の核内発現を示す淡明型腎細胞癌は、そうでない腫瘍に比べて有意に生存率の低下を認めた。今年度の研究でZO-2の発現低下、およびZO-3の核内発現を示す淡明型腎細胞癌が予後に悪影響をもたらすことが示された。ただし、これらの下流に存在し、直接細胞増殖に関与する因子は十分解明されておらず、今後の研究課題となっている。

研究業績の概要で記した内容は、平成29年4月の日本病理学会で発表予定であり、また論文投稿に向けて現在執筆中である。Zonula occludensファミリータンパク(ZO-1, ZO-2, ZO-3)はtight junctionを構成し、細胞接着を主たる機能とするタンパクである。その一方で、近年の研究から細胞増殖にも関与することが知られてきている。当院にて収集した淡明型腎細胞癌症例において、ZOタンパクの発現動態と予後に関する解析をおこなった。その結果、本来ZOタンパクは正常近位尿細管上皮膜に発現を示すが、この近位尿細管上皮由来とされる淡明型腎細胞癌においてはZO-1/ZO-2/ZO-3のいずれもが発現低下傾向を示した。また、膜タンパクであるはずのZO-3は、約10%の症例で腫瘍細胞核内発現を示した。ZO-2の発現低下を示す淡明型腎細胞癌はそうでない群に比べて進行度、核グレード、Fuhrman gradeのいずれもが有意に高かった。一方でZO-3では核内発現を示す群が有意に高い核グレードおよびFuhrman gradeを示した。予後の解析においては、ZOタンパクの発現低下を示す淡明型腎細胞癌、およびZO-3の核内発現を示す淡明型腎細胞癌は生存率の低い傾向を示し、またZO-2の膜発現低下、かつZO-3の核内発現を示す淡明型腎細胞癌は、そうでない腫瘍に比べて優位に生存率の低下を認めた。ZO-2の発現低下、およびZO-3の核内発現を示す淡明型腎細胞癌が予後に悪影響をもたらすことが示された。これらZOタンパクの下流因子としてZONABおよびCyclin D1との相関も検討した。結果、ZONABとの有意な相関は示されなかったが、Cyclin D1が膜性発現を示す腫瘍では、ZO-2の膜発現も高い傾向を示し、これらのタンパクの関連性が示唆された。Tight junctionと腎細胞癌という、一つのテーマに沿って一通りの研究成果を得ている。ただし、分子生物学的に未だ未解明な部分も多く、基礎的実験も並行していきたいと考えている。Tight junctionと腎細胞癌をテーマに、一つの研究成果を得ることができた。ただし、未だ未解明な部分も多いため、引き続き研究を続ける。年度内に論文投稿を予定しており、そのための英文校正料、投稿料を考えていたが、次年度にずれたため、残額が生じた。次年度初頭に高額機器の購入を予定しているため、本年度支給額を一部次年度に繰り越した。英語論文に関連した校正料、投稿料を予定している。スライドガラス包埋装置の購入を予定している。