hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
珪酸塩ペロブスカイトの珪素自己拡散係数測定

その後階段状に冷却し、500μmサイズ程度の単結晶を育成した。合成した結晶は、(110)面または(001)面で切断し、コロイダルシリカで研磨し。研磨面に29Siを蒸着した。(110)面を処理した結晶と(001)面を処理した結晶をペアにして高温高圧下でのアニールを行った。アニールした圧力は14GPa、温度は1670K・1770K・1870K・2070Kである。アニールした時間は3時間から100時間である。アニールした試料は、SIMSにより拡散プロファイルの測定を行った。今回得られた結果によると、スティショバイトの珪素自己拡散係数は10(-20)m2/sと非常に小さい。[110]方向の珪素自己拡散係数は[001]方向より少し大きいが、異方性は非常に小さい。[110]方向と[001]方向の活性化エネルギーは320kJ/molと330kJ/molで、MgSi03ペロフスカイト(340kJ/mol)とほぼ同じである。石英とフォルステライトという常圧下で安定な鉱物の珪素自己拡散係数は、750kJ/mol・530kJ/molという大きな値を持つ。六配位の珪素は四配位の珪素と比較し、小さな活性化エネルギーを持ち、高温での拡散係数の絶対値も低いと結論される。
不均一系不斉修飾水素化触媒反応の新規基質の設計と利用

酒石酸修飾ラネ-ニッケル(TA-MRNi)を用いたプロキラルなケトンのエナンチオ面区別水素化の新しい基質の検索を行った。研究は予備実験として市販の1位に酸素官能基を持つケトンと研究計画にある2,3-ビシクロ[2.2.2]オクタジオン(1)を基質として用いて行った。1位にエステル、ケトン、ヒドロキシル基を有するケトン化合物、ピルビン酸メチル、ビアセチル、ヒドロキシアセトンの水素化を行ったところ、生成物のエナンチオマー過剰率(ee)はそれぞれ16%、0%(meso/racemi=9/10)、19%であった。従来の2位置換ケトンからは通常、85-92%eeの生成物が得られるが、エノール化しやすい場合そのeeが低下する傾向にあることが知られていることから、α-ケトエルテルに関してはエノール化しない基質に関しても検討を行った。すなわち、ベンゾイルギ酸メチルを基質として用いると、最高40%eeと向上できた。次に、1をテレフタール酸から4段階で合成し、再結晶により高純度の基質を得た。この基質はTA-MRNiにより水素化が全く進行せず構造未確定の化合物に徐々に変化した。基質の精製を様々な手法で行っても水素化が起こらないことから、触媒の被毒が起こっているとすれば基質の不純物ではなく、分解物によることが予想される。またこの基質は未修飾のラネ-ニッケルでも水素化できなっかった。以上、TA-MRNiによる不斉水素化は1位置換ケトンには適さないことが判った。この結果は酒石酸のジオール部が水素結合により、基質上の2つの酸素官能基と配位する立体区別モデルを支持する。また2位置換ケトンに2つの酸素間の距離が近い1では還元自体が進行しないことが判った。これらの結果は、基質の構造の計算結果もあわせて発表を行う予定である。
中山間地域における高齢者の在宅ケアシステムに関する研究

現在の社会福祉の最重要課題は、福祉ニーズの充足能力を高めるための、地域福祉を基本とした社会福祉サービスの開発と組織化の達成である。特に組織化の課題は、地域ケアにおける社会福祉サービスのシステム化、とりわけ従来からの施設福祉サービスを含めた対人援助サービスのシステム化を早急に図ることである。これまで3年間の研究において、過疎高齢化に悩む島根県内の町村における高齢者生活実態調査から高齢者ニーズを把握し、住民レベルにおける助け合い組織の検討、また公的在宅福祉サービスの広域的展開の可能性を、ホームヘルプサービスやディサービスセンター運営の視点から検討してきた。最終年度は島根県内59市町村の高齢者保健福祉計画に盛り込まれた福祉・介護基盤整備実態を地域介護力として把握し、今後のあり方を検討した。尚、12年度の研究成果は、島根女子短期大学紀要第39号に「地域社会における在宅福祉サービスの課題(8)」として発表した。島根県内59市町村のホームヘルプサービス事業実施状況を把握する為、各市町村社会福祉協議会を通して、実績把握調査を行うとともに、県内7ヵ所の実地調査を行なった。又、町村学伝の在宅サービスシステムを把握するため、島根県西部の1市13町村いずれも、中山間地域指定町村において、ホームヘルプ、ショートステイ、デイサービス、在宅介護支援センタなど、サービス実施機関に入り、実地調査を実施した。これらの調査研究kkを分析中であるが、一部は、島根女子短期大学紀要に掲載している。特に、中山間地域においては、財政基盤、福祉サービス基盤が弱いために、又、人材確保も困難なため、サービスの広域化対応を図る方策を提言している。今年度は、島根県中部邑智郡域の中山間地域町村(7町村)の在宅サービス実態、特にディサービスセンターのサービス提供実態を実地調査において把握し、中山間地域に共通の課題を明らかにした。又、全県下のディサービスセンター調査を実施し今後の課題を以下3点整理した。(1)地域に多様なディサービス提供基盤の設置を行うこと。ゴールドプラン目標数値は達成したが、巡回型、小規模型、痴呆対応型など不足している。(2)介護保険対象外の老人に対するディサービスの運用を図るためサロン型、巡回型などの新たなタイプのディサービス利用を既存のディサービスセンターを運用して実施すること。また、ミニディサービスセンターを市町村独自事業として制度化しその設置を増大すること。(3)町村間を越えた広域型のディサービスセンター運用を図ること。尚今年度の研究成果は、島根女子短期大学紀要第38号に「地域社会における在宅福祉サービスの課題(7)」として発表した。地域介護力とは(1)介護保険サービス在宅サービス基盤整備状況(2)介護保険サービス施設サービス基盤整備状況(3)地域福祉サービス(介護予防・生活支援福祉関連サービスなど)基盤整備状況(4)福祉保健ボランティア稼動件数(5)福祉・介護関係人材総数の5分野における、主に高齢者人口や要援護者数との比較によるサービス基盤整備割合を示したものである。今年度は、59市町村及び、9保健福祉圏域の地域介護力を数値化し、市町村比較、圏域比較を行うことにより今後の福祉政策展開の方向を検討した。尚、12年度の研究成果は、10年、11年と合わせ3年間の研究成果を集成する形で島根女子短期大学紀要第39号に「地域社会における在宅福祉サービスの課題(8)」として発表した。
サイトカインによる自己応答性の制御

関節リウマチ(RA)は、世界人口の約1%が罹患する最も高頻度にみられる自己免疫疾患であり、遺伝、環境因子がともに関与するその病態は非常に複雑で、未だ完全な病態解明には至っていない。我々はこれまでに2種類のRAモデルマウス(HTLV-Iトランスジェニック(Tg)マウス、IL-1Ra欠損(KO)マウス)を作製し、関節炎の発症機構を解析してきた。本研究では、これら2種類のRAモデルマウスを用い、自己免疫発症におけるIL-17ファミリーサイトカインの役割と関節炎モデルで発現亢進がみられたC型レクチンのサイトカイン産生に於ける役割を明らかにする事を目的に研究を行った。その結果、1)IL-17Aは自己免疫,炎症応答などで重要な役割を果たしているが,IL-17Fは炎症応答にはほとんど関与しない事,2)IL-17AもIL-17Fも細菌感染防御で重要な役割を果たしている事,3)Dectin-1はβグルカンの、Dectin-2はαマンナン受容体の受容体であり,これらが樹状細胞を活性化する事によりTh17を誘導し,免疫活性化や真菌感染防御に重要な役割を果たしている事、を明らかにした。これらの成果は新規の免疫治療薬,真菌感染治療薬の開発につながる成果である.関節リウマチ(RA)は、世界人口の約1%が罹患する最も高頻度にみられる自己免疫疾患であり、遺伝、環境因子がともに関与するその病態は非常に複雑で、未だ完全な病態解明には至っていない。これらの成果は新規の免疫治療薬,真菌感染治療薬の開発につながる成果である.サイトカインは、細胞の分化、増殖、生存などを制御することによりその運命を決定し、生体の機能発現や恒常性維持に重要な役割を果たしている。サイトカインの異常は、自己寛容性の制御機構に破綻をきたし、自己免疫疾患の発症に至る。我々は独自に開発した、HTLV-I TgマウスとIL-1Ra KOマウスの2種類の関節炎を自然発症するモデルマウスを用いて、関節炎発症機構の解析を行ってきた。その中で、両方のモデルマウスは病態は非常に良く似ているものの関節炎の発症に必要なサイトカインの種類が異なることを見いだした。そこで本研究では、これらの2種類のモデルマウスを利用し、各種サイトカインとTregおよびTh17、樹状細胞との関係を明らかにすることを目的とした。本年度は、IL-1の下流で発現が亢進するDCIRのKOマウスを作製し、このマウスが関節炎を自然発症することを明らかにした。DCIRはC型レクチンの一種で、細胞内に抑制性のシグナルを伝えるITIMを有する。In vitroでは骨髄由来樹状細胞(BMDC)が野生型マウスに比較し、より増殖することを見出した。この時、GM-CSF受容体の下流のシグナル伝達分子であるSTAT5のリン酸化がDCIRKOマウスで亢進していた。さらに、DCIRKOマウスはコラーゲン誘導関節炎(CIA)に対する感受性が野生型マウスに比較し亢進しており、関節炎の発症率が高くなっていた。この時、II型コラーゲンの免疫により、KOマウスで樹状細胞が異常に増殖していることがわかった。サイトカインは細胞の分化、増殖、生存などを制御することによりその運命を決定し、生体の機能発現や恒常性維持に重要な役割を果たしている。我々は独自に開発したHTLV-I TgマウスとIL-1Ra KOマウスの2種類の関節炎を自然発症するモデルマウスを用いて、関節炎発症機構の解析を行ってきた。その中で、両方のモデルマウスは病態は非常に良く似ており、IL-17Aが関節炎の発症に重要であることを見いだした。本研究では、これらの2種類のモデルマウスを利用し、各種サイトカインとTreg、およびTh17、樹状細胞との関係を明らかにすることを目的とした、本年は、IL-17Aと同じTh17細胞から分泌されるIL-17Fの役割を明らかにする目的で、IL-17FKOマウスとIL-17A/FダブルKOマウスを作製し、生理的・病理的役割の検討を行った。その結果、IL-17Fを欠損したIL-1Ra KOマウスは野生型のIL-1RaKOマウスとほぼ同等に関節炎を発症し、関節炎の発症には関与していないことが明らかとなった。

他の実験的自己免疫疾患のモデルであるEAEも野生型マウスと同等に発症し、自己免疫の発症には関与していないことが示唆された。ところが、IL-17F KOマウスとIL-17A KOマウスはともに腸管でのCitrocacter rodentium感染や鼻粘膜でのStapylococcus aureus感染などに易感染性になっており、IL-17FとIL-17Aはどちらも粘膜における細菌感染防御に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。サイトカインは、細胞の分化、増殖、生存などを制御することによりその運命を決定し、生体の機能発現や恒常性維持に重要な役割を果たしている。そのサイトカインの異常は、自己寛容性の制御機構に破綻をきたし、自己免疫疾患の発症に至る。我々は、代表的な自己免疫疾患である関節リウマチ(RA)に注目し、その発症におけるサイトカインの役割について明らかにすることを目的に研究を行った。我々が独自に開発した2種類のRAモデルマウスである、HTLV-I TgおよびIL-1Ra KOマウスはともに自己免疫性の関節炎をIL-17依存的に発症する。しかし、その他のIL-6やTNFに対する依存性について検討したところ、HTLV-I TgマウスはIL-6に依存しTNFには全く依存しない一方で、IL-1Ra KOマウスはTNFに依存し、IL-6には依存しないことが明らかとなった。また、IL-6はIL-17産生細胞であるTh17の分化に必須であることが知られるが、IL-6を欠損させたIL-1Ra KOマウスでは野生型のIL-1Ra KOマウスと同等にTh17細胞が分化していた。これらの結果から、IL-6非依存的なTh17細胞分化機構があることが示された。
エルゴード理論の解析学の様々の分野への応用

エルゴード理論のフラクタル図形への応用に関して特に成果があったのでこれを中心に報告する。Peano関数のように到る所微分不可能な連続関数のあるクラスは自己線形性をもっている。このような関数のクラスを拡張し、『フラクタル』関数と呼ばれるに値する可能な限り広いクラスを設定した。同時に、各々の関数はその定義域を實軸からそれを含む自然な領域(ある種のコンパクト化)へと拡張し、その上の移動力学系に関するコサイクルとして定式化した。このようにして得られるコサイクルのクラスは、scaling propertyをもつ最小コサイクルと呼ばれる。本研究では、このコサイクルのクラスについての研究をおこなった。その結果、(1)このようなコサイクルを保存するscaling全体が正数の全体であるか、または、ある正数の整数冪の全体かのいずれかである。(2)これが正数全体となる例が存在する。(3)コサイクルの容量がある大きさ以下の場合は、(1)における後者の場合となる。(4)コサイクルによって生成される力学上には移動に関して不変な確率測度が唯一定まる。この確率測度は自己相似性をもっている。以上の諸点が明らかとなった。
集計結果の社会学的説明モデルの開発

複数の属性によって特徴づけられる個人間の相互作用から生じる集計値の動きを、組み合わせの問題として確率論的に説明する数理モデルを開発した。これは相互作用を行う相手の選別を集団単位で特定し、各属性の分布をパラメータとしたときに、それらのパラメータが相互作用から算出される集計値(ある特定の集団間結合パターン等)をどのように規定するかを数理解析するモデルである。形式的にはクロス表データとの対応づけが容易なので、モデルの意味づけと特定化を行うことで、データの社会学的解読性を数理解析的に高めることができる。実際に、ボランティア行為の階層別分布パターンの説明と、結婚でみた選択的交際(内婚・外婚率)の説明に応用を試みた。前者においては、階層形態に関係なく高階層ほどボランティア行為率が高い分布形が一般に生じやすいこと、中階層で行為率が高い分布形は同類指向的な供給選別がなされれば階層形態はピラミッド型でもダイヤモンド型でも出現可能なこと、しかし階層の上下で行為率が高い分布形(鈴木広のいう「Kパターン」)はダイヤモンド型の階層構成のもとで異類指向的な供給選別が行われるときにのみ生じること、等が確認された。後者においては社会分化と選択的交際との関係についてP.M.ブラウが提起した諸命題を結婚に限定して吟味した。そして集団規模が小さいほど、あるいはまた社会の集団異質性が高いほど集団間の外婚が促進されること(ブラウ命題を支持)、マジョリティ集団が選別的になるとマジョリティとマイノリティの外婚率の差が縮まること(ブラウ命題を支持)、性を含めた名義的次元の交差は内婚を促進すること(ブラウ命題を反証)、等を確認した。最後の点は一般に同性結合を禁止する結婚に特有な帰結であることが確認された。
絶滅生物のバイオメカニクス―未知なる形の機能性を探る

絶滅した生物には,特定の機能に特化して進化し,逆にそのせいで絶滅した「失われた機能デザイン」の例が多い.そこで本研究は,現代にはない新たな機能性の着想を目指して,すでに絶滅した翼形態型腕足動物の殻形態を用いて流体力学的研究を行った.流水実験および流体解析の結果,激動な浅海環境に適応を遂げた翼形態種パキシルテラは,流体力学的に不安定な姿勢を取りつつも,きわめて安定した渦様の濾過摂食水流を形成できることがわかった.このような“受動的渦流発生体"は,殻まわりの水流に応じて適切に殻を開閉し,ロバストな機能性を生み出していたことが明らかになった.腕足動物の多くは、海底で殻を開いた状態でじっと待ち、自動的に殻の内側を通り抜ける水流を利用して、濾過摂食や呼吸を行う非活発な海洋生物である。したがって、周囲に生じる流れの強弱に依存しない安定した水流形成が、生命活動を維持するための鍵となる。そこで、ペルム紀前期の高速流水環境に適応を遂げたパキシルテラを題材に、殻模型を用いて流水実験を行った。殻が備えた機能特性を実験の結果から読み解くと,化石の産出状況が示す実際の生息姿勢が、流体力学的に最も不安定であった。一方、自動的に殻の内側を通り抜ける水流を可視化すると、実際の生息姿勢は、殻まわりの流向や流速に関わらず、安定した渦流を形成することができた。パキシルテラを含む翼形種は、殻の内側に螺旋状の濾過器官を備えている。これと同調する渦流が形成されることで、エサの濾過効率を高めることができたと考えられる。また、開閉具合の異なる模型を用いた実験した結果、高速流体環境下では殻の開度を狭くし、渦流をより安定に制御できたことを示唆する。殻形態の備えた姿勢の安定性および自動的水流形成の機能が両立することによって、高速流水環境へいち早く進出かつ適応できたと考えられる。自動的な濾過水流の形成能力は、殻の正中線上に沿う湾曲部の圧力差発生機能によることがわかっている。そこで、翼形種に特徴的な湾曲部の発達具合と、殻全体の長さと幅を計測し、座標空間上にマッピングした。その結果、翼様の外形が強調されるように殻全体の幅が大きくなるにつれて、湾曲部の発達具合が隠微になることがわかった。つまり湾曲部と翼は二律背反の形態的傾向を示しており、適応環境に応じて異なる機能戦略を備えた殻形態へと進化した可能性が見えてきた。絶滅腕足動物の殻形態が備えた自動的流水発生機能について,殻モデルと流水実験および流体解析を用いて検討した.特に,初年度に解明したペルム紀前期のパキシルテラ(学名:Pachycyrtella omanensis)の流体力学的特性を題材に,殻の内側で渦流を発生させる形態機能の自律性について考察した.初年度の研究によって,高速流水環境に適応を遂げたパキシルテラは,安定したロバストな殻内流体を形成する生息姿勢を取っていたことがわかっている.さらに追加実験を通して,殻の開閉具合が異なった場合,流速に応じて渦の回転方向が変化し,低速流水環境下では殻内の渦を加速させるブースト機能,高速流水環境下では減衰させるデブースト機能を遂げることが明らかになった.この機能性によって,いかなる流体環境下においても,安定した渦流を生み出せることが解明された.パキシルテラの殻形態は,殻の開閉量を調節することによって最適な殻内流体を形成できると考えられる.それでは,殻まわりの流れをどのように感知し,殻の開殻量へとフィードバックできたのだろうか?自動的に形成される渦流は,殻開口部の圧力差による殻内側への流入に起因する.現存する腕足動物をみると,開口部をつくる殻の縁辺部に沿って,物理刺激を受容する剛毛が配列している.つまり,この剛毛が受ける水流を物理刺激として感知し,開閉を司る筋肉収縮へとフィードバックさせていた可能性が導かれる.殻の内面構造を観察すると,パキシルテラの開殻筋肉は太く,高速流体環境下でも精密な開閉を制御できただろう.本研究は,形態の持つ機能を検討するだけでなく,それらを統合する複合体として絶滅生物を捉えることで,未知なる機能性を成立させるシステムについても理解を深めることに成功しつつある.この試みは,腕足動物以外の生物を理解する上でも重要であり,応用研究の可能性についても提示した.絶滅した生物の中には,特定の生態的性質に根ざした適応形態へと結果的に進化を遂げた例が多い.特に,位置の変更や姿勢の改変など運動能力にきわめて乏しい腕足動物にとって,個体まわりの環境を生命活動へと転用する「形の自律的な機能性」は必要不可欠であったと考えられる.本年度は,これまでの研究によって明らかになった絶滅腕足動物パキシルテラの解析モデルを用いて数値流体力学的検討を行い,殻が備えた形態機能とその最適性を理解することを目的とした.流体解析の結果,パキシルテラの殻形態は,流水実験の結果と調和する螺旋状の渦流を殻の内側で形成できる適応形態であることがわかった.解析モデルの姿勢を改変して解析した結果,開口部が上流側に傾くと渦様旋回流は徐々に力強くなり,80°以上傾くと旋回流の形は大きく崩れてしまった.また,下流側に傾くと,渦様旋回流は徐々に微弱になった.

渦様旋回流の速度は,開閉量によっても大きく異なった.殻を開くと,渦の回転速度は増加した.しかし,ある開閉度(およそ開閉角8°)あたりで,安定した渦様旋回流ではなく,非定常の乱れた流れとなってしまった.おおよそレイノルズ数5000以下の環境では810°,5000以上の環境では開閉角5°程度の開閉角で,最適な渦様旋回流を形成できることがわかった.本研究で行った動物自身の適応環境を再現した層流ー乱流遷移域だけでなく,今後は層流環境や乱流環境について形態の最適性も検討する必要があるだろう.受動的渦流発生装置としてみた絶滅腕足動物の殻形態は,外部の流れ場に応じて個体数密度を変えてやると,より強力な渦流を形成できると考えられる.予察的に流水実験を行った結果,適切な密度を持たせた群集中の個体は,個体まわりの流路が狭窄したために起こる流速の増加によって,旋回流の速度が高くなった.開度と流れ場に応じた群集効果は,今後の検討を要する.絶滅した生物には,特定の機能に特化して進化し,逆にそのせいで絶滅した「失われた機能デザイン」の例が多い.そこで本研究は,現代にはない新たな機能性の着想を目指して,すでに絶滅した翼形態型腕足動物の殻形態を用いて流体力学的研究を行った.流水実験および流体解析の結果,激動な浅海環境に適応を遂げた翼形態種パキシルテラは,流体力学的に不安定な姿勢を取りつつも,きわめて安定した渦様の濾過摂食水流を形成できることがわかった.このような“受動的渦流発生体"は,殻まわりの水流に応じて適切に殻を開閉し,ロバストな機能性を生み出していたことが明らかになった.絶滅生物が備えた奇妙な形態から未知なる機能性を求めることを目的とした本研究は,古生物の備えた機能の検討だけでなく,それを機能デザインへと応用することも考慮した「システム」としての理解を目指している.本年度は,腕足動物の中でもきわめて極端な適応を遂げたパキシルテラを題材に,殻形態の備えた渦流発生機能とその制御システムについて解き明かすことに成功した.また,絶滅生物の形と機能を統合的に理解しようとする取り組みは,他の絶滅生物だけでなく,現存する生物にも十分応用可能であることも立証している.これらの成果を加味すれば,本研究はおおむね順調に進展したといえる.層位・古生物学二年間の研究成果に基づき,パキシルテラの渦流発生機能について流体解析をすすめる.得られる結果から,渦流形成に関与する流入強度を,殻の開口部に生じる圧力差として見積もる.また渦流の強度として,殻の内側で生じる渦流の回転数を測定する.異なる流速環境下で生じる圧力差と渦流回転数の補完関数を導出し,圧力差の最小化戦略を基に,殻内で最低一回転は渦流が生じる制約を与え,ラグランジュの未定乗数法によって最適解を導出する.得られた成果は積極的に学会等で公表してゆく.すでに2件の国際学会発表を予定しており,受理される見込みである.また,複数のトピックについて国際学術誌へ投稿する.本研究は、絶滅生物の不思議な形に新しい技術的な着想を求める萌芽研究として,腕足動物が殻形態に備えた自動的な水流形成機能と,形態的な多様度との関係をバイオメカニクスの視点から理解することを目的としている.当該年度は、きわめて特異的な流体環境に適応した腕足動物スピリファー類の1種を用いて、自動的に生み出される水流の制御様式を明らかにした。さらに、当該グループの形態測定を行うことで形態的傾向を明らかにし、適応環境に応じた機能戦略が存在する仮説を導いた。一連の成果を考えれば、当初の予定通りおおむね順調に進展したといえる。次年度以降は、流体解析を行うことによって、さらなる機能性の追求を目指す。
初代培養肝実質細胞の増殖に影響を及ぼすアドレナリン作動性調節機構に関する研究

肝再生現象の仕組みの一端を解明する目的で、初代培養肝実質細胞系において、アドレナリン作動性α_1、α_2およびβ_2受容体応答が、上皮増殖因子(EGF)、血小板由来増殖因子(PDGF)や肝細胞増殖因子(HGF)などの各成長因子のシグナル伝達機構のどの部分と相互作用をしているのかを、MAPキナーゼ(MAPK)の上流と下流に位置していると推定されるフォスファチジールイノシトール3キナーゼ(PI3K)およびp70リボゾーマルS6キナーゼ(p70S6K)の活性を直接測定することにより検討した。その結果、1)PI3Kおよびp70S6K蛋白質の単離条件(細胞懸濁液、蛋白質分離条件など)、PI3Kやp70S6Kのリン酸化体に対するモノクローナル抗体を一次抗体、HRP標識抗ウサギIgGを二次抗体として用いた非RI標識法によるウエスタンブロット解析の至適実験条件(標識用緩衝液および抗体の濃度など)を設定することができた。2)HGFとPDGFの各々の単独刺激により、培養開始5分でピークとなる一過性のPI3KおよびP70S6Kのリン酸化活性の増加が、各々発現したが、EGF刺激ではPI3Kの活性化を示さなかった。さらにPI3Kの活性は、特異的MEK阻害であるPD98059では抑制されず、PI3KがMAPKの上流に位置することが碓認できた。3)そして、EGFによるP70S6Kの活性化は、β_2作動薬の共存下で増強され、α_2作動薬で減弱された。PDGFによるPI3Kおよびp70S6Kの活性は、各々α_2およびβ_2作動薬の影響は受けず、α1作動薬でのみ増強された。さらにHGFにおいては、α_1およびβ_2作動薬の共存下で、ともに増強された。一方、α_1、α_2およびβ_2作動薬単独ではPI3Kおよびp70S6K活性に影響を与えなかった。これらの結果から、上記成長因子による増殖シグナルは受容体チロシンキナーの下流からPI3Kの上流付近で、それぞれの成長因子に特有なアドレナリン作動性調節を受けていることが示唆された。肝再生現象の仕組みの一端を解明する目的で、初代培養肝実質細胞系において、アドレナリン作動性α_1、α_2およびβ_2受容体応答が、上皮増殖因子(EGF)、血小板由来増殖因子(PDGF)や肝細胞増殖因子(HGF)などの各成長因子のシグナル伝達機構のどの部分と相互作用をしているのかを、受容体型チロシンキナーゼ(RTK)およびMAPキナーゼ(MAPK)の活性化を直接測定することにより検討した。その結果、1)RTKおよびMAPK蛋白質の単離条件(細胞懸濁液、蛋白質分離条件など)、RTKやMAPKのリン酸化体に対するモノクローナル抗体を一次抗体、HRP標識抗ウサギIgGを二次抗体として用いた非RI標識法による、ウエスタンブロット解析の至適実験条件(標識用緩衝液および抗体の濃度など)を設定することができた。2)上記成長因子の単独刺激により、培養開始3分でピークとなる一過性のRTKのリン酸化活性の増加が発現した。しかし、それらは、α_1作動薬phenylephrine、α_2作動薬UK-14304およびβ_2作動薬metaproterenolの共存下での影響は受けなかった。一方、MAPKの活性については、上記成長因子の単独刺激により、培養開始3-5分後にピークとなる一過性のERK2 (42kDa MAPK)活性の増加が発現した。そのうち、EGFでは、ERK2活性はβ_2作動薬の共存下で増強され、α_2作動薬で減弱されたPDGFではα_2およびβ_2作動薬の影響は受けず、α_1作動薬でのみ増強された。さらにHGFにおいてはα_1およびβ_2作動薬の共存下で、ともに増強された。一方、α_1、α_2およびβ_2作動薬単独ではMAPK活性に影響を与えなかった。これらの結果から、上記成長因子による増殖シグナルは、RTKの下流からMAPKの上流でそれぞれの成長因子に特有なアドレナリン作動性調節を受けていることが示唆された。

さらにPI3Kの活性は、特異的MEK阻害であるPD98059では抑制されず、PI3KがMAPKの上流に位置することが碓認できた。3)そして、EGFによるP70S6Kの活性化は、β_2作動薬の共存下で増強され、α_2作動薬で減弱された。PDGFによるPI3Kおよびp70S6Kの活性は、各々α_2およびβ_2作動薬の影響は受けず、α1作動薬でのみ増強された。さらにHGFにおいては、α_1およびβ_2作動薬の共存下で、ともに増強された。一方、α_1、α_2およびβ_2作動薬単独ではPI3Kおよびp70S6K活性に影響を与えなかった。これらの結果から、上記成長因子による増殖シグナルは受容体チロシンキナーの下流からPI3Kの上流付近で、それぞれの成長因子に特有なアドレナリン作動性調節を受けていることが示唆された。
ポリマー鎖に沿った電子移動

溶液中のポリマーに沿って過剰電子が移動し得るかどうかを明らかにする目的で、ビクェニル基とピレニル基の2種類の官能基をふくむペンダント型ポリマーの2メチルテトラヒドロフラン溶液に電子線パルスを照射して、生じた過渡吸収スペクトルを観測したポリビニルヒフェニルの官能基のうちの約1%をピレニル基で置きかえたポリマーの溶液に100ナル秒のパルスを照射したところ、パルス照射直後にビフェニルアニオンと、ピレンアニオンの両方の吸収が観測された。ビクェニアルオンの吸収は単調に減衰したが、ピレンアニオンの吸収はいったん増加してから減少した。この結果は、ポリマー中のビフェル基からピレニル基に過剰の電子が移動していることを直接的に示すものである。ポリマー濃度を変えた実験から、電子は同一のポリマー鎖中の官能基を伝って移動していることが確められた。照射電子線パルスの比較的永い裾や、ポリマー自身のイオン雨結合反応による減衰の効果を補正したところ、ピレンアニオンの初期の増加とヒフェルアニオンの初期の減衰はいずれも一次過程で近似でき、また互いに連動していることが明らかにされた。そこで目印のピレニル基の割合をさまざまに変えて、ピレンアニオンの初期の増加またはビフェニルアニオンの初期の減少の一次プロットから電子の移動速度を求めたところ、ピレニル基の割合が少いほど見かけの電子移動速度がおそいことがわかった。ピレニル基がポリマー中に等間隔に存在し、電子がその中間にあるビフェニル基に捕捉された後、あともどりすることなく移動すると仮定して解析したところ、電子がポリマー鎖中の隣接する捕捉サイト間をとび越えるのに要する時間は数ナノ秒の程度であることが明らかにされた。この速度はポリマー鎖のねじれによる捕捉サイト間の重なりに要する時間と考えられる。
高等植物における細胞周期に依存する遺伝子の転写発現制御の分子機構

高等植物細胞周期のS期特異的転写調節機構を明らかにする目的で、コムギヒストンH3遺伝子をモデル系とし、その転写に関わるシス制御エレメント及びトランス転写因子の構造と機能の解析を3年間にわたり行なった。以下にその研究成果の概要を示す。1.S期特異性を規定するシスエレメントの解析:H3プロモ-タ-内に同定した3つのシスエレメント(ヘキサマ-,オクタマ-、ノナマ-配列)に変異を持つイネ形質転換細胞を作成し、これらエレメントの発現特異性に与える効果を詳細に調べた結果、ヘキサマ-とオクタマ-配列がS期特異的転写調節に関わっていることがほぼ明らかとなった。2.シスエレメント特異的DNA結合タンパク質の解析:上記3つのシスエレメントのうち、ヘキサマ-配列に結合するタンパク質としてHBPー1aとHBPー1bが同定され、そのcDNAの解析からいづれもbZIP構造を有し、2量体となってDNAに結合することが明らかとなった。また、ノナマ-配列に結合するタンパク質HBPー2も同定され、cDNAの解析からZnーフィンガ-構造を持つことが明らかとなった。3.HBPー1a、HBPー1bの機能解析:両核タンパク質の機能をcDNAを持つエフェクタ-とH3プロモ-タ-/GUSのリポ-タ-遺伝子とをイネあるいはタバコ培養細胞へ導入発現させる実験系によって、両タンパク質は転写因子として作用することが示された。また、この因子の働きには別にコファクタ-の存在も示唆された。4.HBPー1a及びー1bの遺伝子の発現と構造:両因子の遺伝子の発現量はH3遺伝子の転写量の間に相関関係がみられた。また、両因子の遺伝子のプロモ-タ-領域には、それぞれの因子が結合するモチ-フが存在した。このことは両因子それ自体の遺伝子が個々の因子によって自己制御されていることを示唆する興味ある結果となった。細胞周期のS期に特異的に発現するヒストン遺伝子の転写制御機構を明らかにする目的をもって、主としてコムギH3及びH4遺伝子の転写調節に関わるシス制御エレメントとこれに働くトランス転写因子の解析を行ない、研究初年度は以下のような成果を得た。1.シス調節エレメントの同定:H3及びH4遺伝子のシスエレメントとして推定されていたヘキサマ-配列とノナマ-配列について、これに点突然変異を導入し、その転写に与える影響をTiプラスミドベクタ-を介して導入したヒマワリ細胞において調べた結果、いずれも確実にシスエレメントであることが明らかとなった。また、両エレメントの間にあってこれまで効果がないとされていたオクタマ-配列も、この方法によってシスエレメントであることが証明された。2.トランス転写因子の同定とそのタンパク質の一次構造:上記へキサマ-配列へ特異的に結合する2種の核タンパク質、HBPー1aとHBPー1bを同定した。これらについてはそのcDNAもクロ-ン化され、塩基配列も決定された。塩基配列より推定される両タンパク質のアミノ酸配列はいずれもDNA結合タンパク質のひとつの特徴であるロイシン・ジッパ-領域と塩基性アミノ酸に富む領域からなる構造を有していた。HBPー1aはこれらの構造をC末側に持っていたが、HBPー1bはN末側に持っていた。3.HBPー1a遺伝子の一次構造:H3遺伝子の発現制御におけるHBPー1aの働きを知るため、この遺伝子をクロ-ン化しその塩基配列を決定した。それによると、コ-ド域は13ケのエクソンと12ケのイントロンから成る約2.1kbであった。

特徴的なこととして、ロイシン・ジッパ-領域とDNA結合領域はそれぞれ独立した1つのエクソン単位となっていた。この遺伝子の5′上流の転写調節領域については現在解析中である。細胞周期のS期に特異的に発現する遺伝子の転写発現制御機構を明らかにするため,コムギヒストンH3遺伝子を用い,その転写に関わるシス制御エレメントとトランス転写因子の解析を行ない,前年度に引き続き以下のようなかなり満足すべき成果を得た。1.S期特異性を規定するシス・エレメント:前年度の研究で同定された3つのシス・エレメントを持つイネ形質転換細胞を作成し,細胞周期との関係についてより詳細な実験を行なった結果,これらのシス・エレメントがH3遺伝子のS期特異的転写調節に深く関与していることが明らかとなった。2.トランス転写因子のDNA結合特異性の解析:上記3つのシス・エレメントのうち,ヘキサマ-配列に特異的に結合する因子HBPー1aとHBPー1bのDNA結合ドメインを,すでにクロ-ン化されている両因子のcDNAを利用して解析した結果,これらはいずれもロイシン・ジッパ-領域と塩基性領域を介してホモニ量体となってヘキサマ-領域に結合することが明らかとなった。また,両因子がH3遺伝子のヘキサマ-に高い親和性を持つ事が他の多くの遺伝子に存在する類似のヘキサマ-との親和性を比較することにより明らかとなった。3.HBPー1aの機能解析:HBPー1a cDNAを持つエフェクタ-遺伝子とH3プロモ-タ-を持つリポ-タ-遺伝子を用い,この因子がH3遺伝子の転写に対し,細胞増殖状態によって違った効果を示すことを明らかにした。HBPー1bについても解析中である。また,両因子とH3遺伝子の発芽過程における転写パタ-ンの比較から,両因子がヒストン遺伝子の転写制御に深く関係していることが示された。4.HBPー1a及びHBPー1b遺伝子の構造解析:ゲノムDNAより両因子の遺伝子がクロ-ン化された。現在,この一次構造を解析中である。高等植物における細胞周期のS期特異的転写調節機構を明らかにすべく,前年度に引き続き,コムギヒストンH3遺伝子の転写をモデル系として,シス制御エレメントとトランス転写因子の構造と機能について解析を行ない,以下のような成果をあげることができた。1.S期特異性を規定するシスエレメント:これまでに同定した3つのシスエレメントを人為的に変えた遺伝子を導入したイネ形質転換細胞を作出し,これら転写パタ-ンを詳細に解析した結果,ヘキサマ-及びオクタマ-配列がS期特異性を規定するエレメントであることが明らかとなった。2.ヘキサマ-特異転写因子HBPー1a及びー1bの機能:両因子の機能をそれぞれのcDNAを持ったエフエクタ-を作製し,これとH3/GUSをリポ-タ-とし,イネ培養細胞とタバコ培養細胞へ導入するトランジェント発現系を用いて解析した。その結果,両エフェクタ-はいづれも場合もネガティブに作用した。これについては,両因子に作用するコファクタ-を仮定することで解釈は可能であるので,さらにその因子を探索中である。3.HBPー1a及びー1b遺伝子の発現と構造:ノ-ザン法による解析から,両因子自身の遺伝子とH3遺伝子の発現量がポジティブな相関関係にあることが明らかとなった。
流体-構造連成振動系における流力外乱同定と非線形振動特性に関する研究

本研究では,一様流中に置かれた弾性支持構造物に作用する流力外乱特性を実測データより同定する方法を研究し,最尤推定法に基づく予測誤差法を用いることで, 100%に近い適合率を得ることができた.また,非線形特性を有する構造物の渦励起振動に関して実験とシミュレーションによりその特性を調べた.さらに, Wavelet解析を実施することによって,応答波形の包絡線と瞬間振動数を抽出した.本研究では,一様流中に置かれた弾性支持構造物に作用する流力外乱特性を実測データより同定する方法を研究し,最尤推定法に基づく予測誤差法を用いることで, 100%に近い適合率を得ることができた.また,非線形特性を有する構造物の渦励起振動に関して実験とシミュレーションによりその特性を調べた.さらに, Wavelet解析を実施することによって,応答波形の包絡線と瞬間振動数を抽出した.本研究では,一様流中に置かれた弾性支持構造物に作用する流力外乱特性を実測データより同定する方法を研究し,流力外乱の力学的構造ならびに周波数伝達特性を調べた.システム同定手法である予測誤差法の各モデル(ARX, ARMAX, BJ, PEM)には,適用できるサンプリング周波数に制限がある.本研究では,それぞれのモデルに最適なデータ長や同定入力レベルを設定して構造振動系,流体励振系の開ループシステム同定を実施した.その結果,本研究においてはBJモデルが最も良い出力適合率を与えた.次に間接法による流体力モデルの同定を試みたが,十分な精度の解は得られなかった.そこで,自由パラメータを持つ構造化状態空間モデル同定法の適用を試み,「構造系状態変数全てにノイズが作用し,流体系状態変数にはノイズが作用しないモデル」が最も適することが明らかとなった.流体力モデルの次数を3次とし,構造系に作用するノイズを測定出力と推定出力の差とすることで,100%に近い適合率を得ることができた.また,本システムの流体力発生機構には,円柱変位と速度信号のフィードバックを考慮する場合が最も適していることが分かった.連続時間系で同定される構造化状態空間モデルにおいては,そのシステムに適した離散化のサンプリング周波数が存在すると考えられる.しかし,その具体的な選定指針がなく,試行錯誤によって選定しなければならない.さらに,この系に適した離散化・制御入力のサンプリング周波数の存在の有無を実証するためには,より高速な離散化,入力が可能な機器構成による実験を行う必要がある.また,同定された構造化状態空間モデルを用いた制御実験では,推定できなかった乱れの影響で,微小振動が残留した.本研究では,一様流中に置かれた弾性支持構造物に作用する流力外乱特性を実測データより同定する方法を研究し,流力外乱の力学的構造ならびに周波数特性を調べた.平成19年度にはシステム同定手法を用いて流体力モデルを同定し, 100%に近い適合率を得ることができることを示した.また,本システムの流体力発生機構には,円柱変位と速度信号のフィードバックを考慮する場合が最も適していることが分かった.平成20年度は,非線形ばね特性を有する構造物の渦励起振動に関して実験とシミュレーションによりその特性を調べた.円柱中央に小径孔を有する円板を取り付け,これを通って円柱の両端の外で固定されるワイヤーを設置して非線形ばね特性を付加し,ロックイン時の振動特性を調べた.電磁石を用いて既知外力による加振実験を行い,線形ならびに非線形特性を同定し, 3次の非線形項を有するばね特性を同定した.時間一周波数分析より,円柱の線形固有振動付近に強い成分が現れるが,ロックイン領域においては,このスペクトルの強い部分が徐々に遷移することが分かった.また振幅が急激に減少するジャンプ現象が確認された.渦励振時の周波数応答よりワイヤーが無い場合は線形復原力特性となり,円柱は線形固有振動数で振動する.しかし,ワイヤーの影響で復原力が非線形特性を有する場合は,ロックイン領域において,振幅の増大に応じて共振振動数も高くなり,流速の上昇時と下降時において円柱の挙動が異なるヒステリシス性が現れ,ジャンプ現象が発生していることが分かった.ワイヤーを取り付けた系の時刻歴信号にWavelet解析を実施して,応答波形の包絡線と瞬間振動数を抽出し,瞬間振動数と振幅の関係より周波数応答を求めた。その結果,振幅の増大とともにわずかではあるが共振振動数の増大を確認できることが分かった.
吸息相から呼息相にかけて発火するニューロンが抑制性であるか否かを検証する研究

呼吸リズムの吸息相から呼息相への切り替わり(吸息相のオフスイッチと呼ぶ)の時点で発火し吸息性ニューロン群を抑制するニューロンの存在が推測されてきた。我々は吸息相のオフスイッチ機構の一端を明らかにすることを目的とし、脳幹の探索を行い、吸息相のオフスイッチ時にバースト発火するニューロン群(バースト型I-Eニューロン)を新たに同定した。これらニューロンが吸息相のオフスイッチに関与するか否かを、ネンブタール麻酔・非動化したネコを用いて、電気生理学的方法により検索した。1)バースト型I-Eニューロンは横隔神経発射で見た吸息性活動が急激に減少し停止する時期に最大の発火頻度を示した。2)バースト型I-Eニューロンの記録部位を色素(Fast Green FCF)でマークする作業を系統的に行ったところ、それらニューロンはBotzinger complexと呼ばれる領域の背内側に分布した。すなわち、各種の重要な呼吸ニューロンが存在する典型的な部位より背内側にずれて分布するという特徴があった。3)延髄内への軸索投射を逆行性微少電流刺激法を用い詳細に調べた。すべてのバースト型I-Eニューロンは延髄内の吸息性ニューロンの存在部位に軸索を投射していた。投射部位は、延髄両側のBotzinger complex、背側呼吸ニューロン群(DRG)、腹側呼吸ニューロン群(VRG)にわたっていた。4)吸息性ニューロンへの抑制性シナプス結合の有無を調べる目的で、バースト型I-Eニューロンのスパイクでトリガーし、細胞内記録した吸息性ニューロンの膜電位を加算平均する「スパイクトリガーによる加算平均法」による検索を現在継続中であるが、バースト型I-Eニューロンは吸息相のオフスイッチに関与している可能性が高い。
非接触トルクセンサを使用した風力発電の安定化制御

本研究はランダムに変動する風力エネルギーを安定してとりだすために小型風車にも取り付けることができるように小型の風車に適した非接触トルクセンサを開発し、風車トルクに発電機トルクが追従するように発電機のベクトル制御や励磁電流、あるいは負荷電流などをトルクに応じて制御することによって風車の回転を安定させ、小型発電機の電圧や周波数などの発電機出力を安定させるための研究開発を行った。本研究はランダムに変動する風力エネルギーを安定してとりだすために非接触トルクセンサを開発し、風車トルクに発電機トルクが追従するように発電機のベクトル制御や励磁電流などをトルク制御することによって風車の回転を安定させ、小型発電機の電圧や周波数などの発電機出力を安定させる研究開発を行った。本研究は、非接触トルクセンサの検出として、強磁性体軸の捩じりトルクTを加えると表面の45度方向には張力+σとー45度方向に圧縮力ーσ2がはたらく現象を利用する。そして、磁歪の逆効果によって透磁率は応力に比例するので、プラスマイナス45度方向の透磁率の差はトルクに比例する。軸表面の透磁率を非接触磁気ヘッドによって測定すると磁気ヘッドの方向の応力に比例する。本研究の検証により、この比例関係が確認された。また、トルクを測定する際、測定軸の透磁率にくらべヘッドの透磁率が大きく、ギャップが狭く一定のときはヘッドのインダクタンスは被測定軸表面の透磁率に比例し、L=kμ(σ)と表される。+σ方向に配置されたヘッドコイルL1とーσ方向のヘッドコイルのインダクタンスL2の差は軸に加えられたトルクに比例する。発振器とブリッジ接続されたL1、L2の中間電圧とr1、r2の中間電圧の差を同期検波された出力はトルクに比例し,V=kTである。本研究の開発より、この現象が明らかに検証された。さらに、平成24年度の研究では、昨年度の試験に用いた自動車のオルタネータがあれば界磁コイルに外部から電流を流すことで発電量を制御できたが、この風車の場合は永久磁石型であるため界磁の制御ができない。したがって本研究は,発電を制御する方法として出力の負荷を制御することによって、風車(WF600)を使って、出力の負荷抵抗をスイッチで切り替えて風車の回転に対するブレーキの効果を吐き出した.2台の風車を制御した結果,安定な発電量の制御が実現された。[研究目的]微風から強風まで風力エネルギーを安定して取り出すことができるように、風車の出力軸に非接触トルクセンサを置き、トルクセンサの出力によってオルタネータ発電機の励磁電流を制御して負荷トルクを変える。微風時は負荷を軽くし、強風時は負荷を重くするような電子ガバナー制御を行なって発電可能な風力の範囲を広げることができる。本研究は非接触トルクセンサ(以下NCTセンサと呼ぶ)の出力によって励磁電流を制御して風力発電の安定化をはかるものであるが、突風のような瞬間的な風力変動にたいして高感度のNCTセンサを使って負荷トルクがダンパーとして作用するように励磁電流を制御することによって発電機のコギングトルクや蓄電池へのラッシュ電流を緩和させ、発電機や蓄電池を長寿命化させることも本研究の目的である。[研究実績概要]風力発電はクリーンな再生可能エネルギーであるものの変動が大きく安定した発電が得られないことが難点となっている。本研究は発電機に自動車用のオルタネータを用い、プロペラ代わりのモータと発電機の間に非接触トルクセンサを置いてトルクを測り、それによって発電機の励磁電流を制御することによって負荷トルクを制御し風力変動によって引き起こされる発電変動を抑制する制御方式について研究する。2011年度は風力トルクに対する負荷側の発電機トルク制御を試験できる風力試験装置と試験システムを製作し、風力トルクと励磁電流や負荷トルクの関係について試験し、安定化制御に必要となる制御パラメータを得た。2012年度は実際の風況に即した風力トルクを模擬して発電機負荷のトルク制御を行い、風力変動に対する発電の抑制効果などを試験する。2011年度は非接触トルクセンサを開発して,性能評価が完了した.また,風力トルクに対する負荷側の発電機トルク制御を実施し,試験できる風力試験装置と試験システムを製作し、風力トルクと励磁電流や負荷トルクの関係について試験し、安定化制御に必要となる制御パラメータを得た。以上のことより,2011年度の研究は,ほぼ計画の通りで進んでいると思う.しかし,2011年度には,研究発表が行わなかったので,2012年度に研究発表を積極に行う予定がある.

昨年度は風力試験装置を作成し,トルクセンサによって風力トルク変動を検出して発電機の励磁電流を制御することによって発電を安定化して取り出す制御方式について試験を実施した.本年度は,風力発電機とモータのトルクを測定して,実際の風力発電実験によって安定制御を実施する.また,瞬間的な風力変動を反映できる高感度のNCTセンサを使って負荷トルクのダンパー作用を向上するための励磁電流を制御する.そして,発電機のコギングトルクや蓄電池へのラッシュ電流を緩和させ、発電機や蓄電池を長寿命化させる.(1)600W型小型風力発電機への非接触トルクセンサの組み込み(2)風向・風力など無線データロガーによるデータ収集(3)2011年度に製作した風力試験機を用いた安定化制御試験
ドッキング分子ShcB/ShcCの神経幹細胞・神経系腫瘍における役割

神経芽腫細胞株およびヒト神経芽腫組織の約10%において、遺伝子増幅によって受容体型チロシンキナーゼであるALKが活性化して、下流のドッキング分子ShcCの過度のリン酸化および、ALK-ShcCの安定した複合体形成がおこり、最終的にMAPK経路の活性化がおこるというメカニズムを始めて見出した。ALK-ShcC経路の活性化によりEGFやNGFなど増殖因子刺激に対してMAPキナーゼが不応性となっており、他の増殖因子経路かdown-regulateされていることが予想された。これを支持するように、ALKの増幅があるNB39-nu細胞においてALKの発現をRNAiの手法によって抑えると腫瘍細胞がアポトーシスに向かうがALKの増幅のないSK-N-MCなどの細胞ではそのような現象がみられない。アポトーシスに先立ちShcCのリン酸化、MAPK, AKTなどのリン酸化の低下が認められることから、ALK経路がNB-39-nu細胞などでは主要な細胞生存シグナルを送っていることが確認できた。ShcCのGrb2結合部位の3箇所のチロシンをフェニルアラニンに置換したドミナントネガティブ型を発現するNB39-nu細胞ではチミジン取り込み能やMAPキナーゼの活性には大きな変化が見られなかった一方、PI3K-Akt経路はドミナントネガティブ型で抑制されており、細胞運動能・浸潤能の低下やレチノイン酸による分化誘導後の突起形成能の消失などか認められた。一方でin vivoでは顕著にヌードマウスによる造腫瘍能の抑制をおこした。このヌードマウス腫瘍組織において細胞増殖関連抗原の指標となるMIB-1(Ki-67)およびS期調節サイクリンであるcyclin Aの発現が抑制されることから、ALK-ShcCを介するpathwayがこうした腫瘍細胞の細胞周期の進行に関与していることが示唆された。神経芽腫を中心とする神経系腫瘍細胞株の多くで、Shcファミリーに属するShcCドッキング蛋白質の顕著なチロシンリン酸化が認められた。更に2種類の異なる細胞株(NB39-nu、Nagai)において、リン酸化したShcCと複合体を形成する150200kDaの複数のバンドは質量分析で単一の既知のチロシンキナーゼALKであることが明らかとなった。これらの細胞ではALKのチロシンキナーゼ活性も著明に上昇しており、その原因がALK遺伝子の著明な増幅によることがsouthern blotにて確認された。ALK遺伝子は染色体上N-myc遺伝子に近接しており、N-mycとのco-amplificationが起こっている可能性が示唆された。ALKと結合することが知られるIRS-1やPLCγのリン酸化は認められなかったため、ShcCのリン酸化がALK増幅というイベントの比較的特異的な媒介分子であることが示唆された。またShcCのドミナントネガティブ型を発現する神経芽腫細胞株を構築することにより、ShcCの機能解析を検討している。ドミナントネガティブ型ShcCを発現するNB39-nu細胞株では腫瘍形成が著明に抑制された。チミジン取り込み能やMAPキナーゼの活性には大きな変化が見られなかった一方、PI3k-Akt経路はドミナントネガティブ型で抑制されている結果が得られたため腫瘍細胞のアポトーシスに差がある可能性を考え、下流シグナルの解析を進めている。また、既に樹立したShcBとShcCのノックアウトマウスの行動学的解析が進行中であるが、ShcBのノックアウトマウスが自発運動量の低下や各種ストレスに対する感受性の冗進が見られたのに対し、ShcCのマウスはストレスに抵抗性を示し、両者の機能の差に対する手掛かりが得られつつある。神経芽腫細胞株およびヒト神経芽腫組織の約10%において、遺伝子増幅によって受容体型

チロシンキナーゼであるALKが活性化して、下流のドッキング分子ShcCの過度のリン酸化および、ALK-ShcCの安定した複合体形成がおこり、最終的にMAPK経路の活性化がおこるというメカニズムを始めて見出した。ALK-ShcC経路の活性化によりEGFやNGFなど増殖因子刺激に対してMAPキナーゼが不応性となっており、他の増殖因子経路がdown-regulateされていることが予想された。これを支持するように、ALKの増幅があるNB39-nu細胞においてALKの発現をRNAiの手法によって抑えると腫瘍細胞がアポトーシスに向かうがALKの増幅のないSK-N-MCなどの細胞ではそのような現象がみられない。アポトーシスに先立ちShcCのリン酸化、MAPK, AKTなどのリン酸化の低下が認められることから、ALK経路がNB-39-nu細胞などでは主要な細胞生存シグナルを送っていることが確認できた。ShcCのGrb2結合部位の3箇所のチロシンをフェニルアラニンに置換したドミナントネガティブ型を発現するNB39-nu細胞ではチミジン取り込み能やMAPキナーゼの活性には大きな変化が見られなかった一方、PI3K-Akt経路はドミナントネガティブ型で抑制されており、細胞運動能・浸潤能の低下やレチノイン酸による分化誘導後の突起形成能の消失などが認められた。一方でin vivoでは顕著にヌードマウスによる造腫瘍能の抑制をおこした。このヌードマウス腫瘍組織において細胞増殖関連抗原の指標となるMIB-1(Ki-67)およびS期調節サイクリンであるcyclin Aの発現が抑制されることから、ALK-ShcCを介するpathwayがこうした腫瘍細胞の細胞周期の進行に関与していることが示唆された。