hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺内各種繊維状粉じん曝露指標の解析によるわが国の空気環境の経年変化の解析

肺組織内には呼吸によって吸入された様々な量、形態の粉塵が存在する。職業的石綿繊維曝露歴がある場合は、光学顕微鏡による観察で石綿曝露の指標とされている石綿小体(石綿繊維が鉄蛋白に被覆されたもの)とともに、多数の被覆されていない繊維(非被覆繊維)が存在する。産業における石綿の使用が禁止された一方、近年のナノファイバーの工業利用に伴い、新たな繊維状物質の曝露が拡がっている。本研究では我々がこの約30年間に収集した剖検肺、手術肺内の石綿小体濃度測定とその形態的特徴の観察、非被覆繊維濃度の測定、分析電子顕微鏡による石綿・非石綿繊維の測定により、近年のわが国における繊維状粉塵曝露の推移を検討する。
触感取得に効果的な人工指の構造およびポリモーダル皮膚センサの配置の解明

本研究は,接触動作を伴う触感の取得に適した人工指の構造,人工皮膚の材料や形状,信号処理を含むポリモーダル皮膚センサの配置や密度を明らかにすることを目的とする.温度センサとして用いられているサーミスタ素子の周囲に水分領域を設けたものを,力や温度の皮膚刺激に応答するポリモーダル皮膚センサと定義し,これを人工皮膚材料に埋め込む方式で製作する.単一素子でありながら,触圧,温冷および湿気等の複合情報の取得し,触感を獲得する研究で,従来の触覚センシング技術とは異なるアイデアを実現させることが最大の特徴である.本研究では,市販されている超薄型NTC型サーミスタ素子(10.0 kΩ@25 °C)と電極が直接流体媒質に触れるように先端をむき出しに加工し,それを高純度精製水(導電率1.0以下)で満たしたシリコンチューブ(外径3.8mm)内に挿入したものをセンサ素子とする.平成30年度は,サーミスタ素子のシリコーンゴム内の設置方法を検討し,チューブ方向ではなく,チューブに切り込みを入れ,チューブと垂直方向から挿入することで配置方法の簡易化を行った.これによって複数のサーミスタをシリコンチューブ内に同じ条件で分布させる場合に有効な構造となり得ることが確認された.小型環境試験機内に設置し,シリコンチューブの外径とセンサ素子全体の温度を変化させながらサーミスタの抵抗および静電容量の周波数特性(100 Hz1 MHz)をインピーダンスアナライザを用いて取得した.実験結果より,サーミスタの抵抗測定および静電容量測定により得られた二つの信号から,サーミスタ周囲の温度とシリコンゴムチューブの変位を算出する二次元曲面関数を作成することで,温度および接触力を同時に得る可能性を確認した.既存のサーミスタ素子の周囲に水分領域を設けた新しいセンサ素子を製作するための設計に時間を要したため,予定よりも遅れている.更に詳細な実験を積み重ね,水分領域を有するサーミスタ素子の抵抗および静電容量を電圧信号に変換し,これら2つの出力信号より,接触力と温度を出力する処理機構の実装を行い,ポリモーダル受容器の機能を具現化したセンサ素子の検証を行う.本研究は,接触動作を伴う触感の取得に適した人工指の構造,人工皮膚の材料や形状,信号処理を含むポリモーダル皮膚センサの配置や密度を明らかにすることを目的とする.温度センサとして用いられているサーミスタ素子の周囲に水分領域を設けたものを,力や温度の皮膚刺激に応答するポリモーダル皮膚センサと定義し,これを人工皮膚材料に埋め込む方式で製作する.単一素子でありながら,触圧,温冷および湿気等の複合情報の取得し,触感を獲得する研究で,従来の触覚センシング技術とは異なるアイデアを実現させることが最大の特徴である.本研究では,市販されている超薄型NTC型サーミスタ素子(10.0 kΩ@25 °C)と電極が直接流体媒質に触れるように先端をむき出しに加工し,それを高純度精製水(導電率1.0以下)で満たしたシリコンチューブ(外径3.8mm)内に挿入したものをセンサ素子とする.平成30年度は,サーミスタ素子のシリコーンゴム内の設置方法を検討し,チューブ方向ではなく,チューブに切り込みを入れ,チューブと垂直方向から挿入することで配置方法の簡易化を行った.これによって複数のサーミスタをシリコンチューブ内に同じ条件で分布させる場合に有効な構造となり得ることが確認された.小型環境試験機内に設置し,シリコンチューブの外径とセンサ素子全体の温度を変化させながらサーミスタの抵抗および静電容量の周波数特性(100 Hz1 MHz)をインピーダンスアナライザを用いて取得した.実験結果より,サーミスタの抵抗測定および静電容量測定により得られた二つの信号から,サーミスタ周囲の温度とシリコンゴムチューブの変位を算出する二次元曲面関数を作成することで,温度および接触力を同時に得る可能性を確認した.既存のサーミスタ素子の周囲に水分領域を設けた新しいセンサ素子を製作するための設計に時間を要したため,予定よりも遅れている.更に詳細な実験を積み重ね,水分領域を有するサーミスタ素子の抵抗および静電容量を電圧信号に変換し,これら2つの出力信号より,接触力と温度を出力する処理機構の実装を行い,ポリモーダル受容器の機能を具現化したセンサ素子の検証を行う.特許出願を次年度に繰り越したため,その費用として次年度使用する.
アデノウイルス眼感染症の新しい薬物治療の開発と臨床応用に関する研究

抗アデノウイルス作用を持っている可能性のある薬物のアデノウイルス増殖抑制作用をin vitroで解析した。インターフェロンではインターフェロンbおよびgのいずれもアデノウイルス増殖抑制効果が見られた。抗菌ペプチドであるLL-37にも抗アデノウイルス作用が見られたが, 4型には無効であった。これらの薬剤がヒトのアデノウイルス結膜炎への安全な治療薬となる可能性が示された。[目的]マウス肺炎モデルを使用して,in vitroで有効性が確認された薬物に対する治療反応をin vivoで検討した。[方法]動物としてはGuinea pigを用いた。感染ウイルスには呼吸器感染ではB種ないしC種が主となり,臨床的にも重篤であるが,これはわが国では結膜炎をほとんど起こさないという特徴があるため,C種のアデノウイルス5型および8,37型の複数血清型の感染モデルとした。A549細胞で培養して,十分な力価となったウイルス液を,経鼻的に肺へ吸入させる。In vitroの抗アデノウイルス作用が確認されたザルシタビン,スタブジンおよびシドフォビルを投与開始日を感染前後でいくつかのパターンとした治療スケジュールで全身投与し,発症が抑制されるかどうかを,血中のアデノウイルスDNA量を採血しながらモニタリングし,real-time PCR法で経時的に解析した。[結果]いずれの血清型も無治療の状態では全身感染が成立した。抗ウイルス薬の予防的投与を行った場合,いずれの薬剤でも有意なウイルスDNAの抑制がみられた。また感染後からの投与ではザルシタビン,スタブジンは全ての血清型でウイルスDNAコピー数の減少がみられたが,シドフォビル投与群では有意な減少は8および37型ではみられなかった。[結論]抗アデノウイルス作用がin vitroで示されている抗ウイルス薬の感染前投与は全身的に有用であるが,ザルシタビン,スタブジンに比して,シドフォビルの感染後投与はD種に対しての効果が弱かった。[目的]インターフェロン(IFN)はB型及びC型肝炎の治療に使用されているが、アデノウイルス(AdV)結膜炎への効果に関してはあまり研究されていない。わずかにAdV3型に有効という報告がある。そこでIFN-βおよびIFN-γのアデノウイルス結膜炎を発症させる型に対する抗ウイルス作用をin vitroで検討した。[方法]AdV3,4,8,19aおよび37型株を用い,A549細胞を使用した。19a型以外は標準株である。濃度の異なるIFN-βおよびIFN-γを作用させた後,7時間培養し,ウイルスDNA量をリアルタイムPCR法で測定した。[結果]IFN-βは濃度依存性の抑制効果を全ての型に示した。IFN-βのEC_<50>は211843IU/mlであった。IFN-γにも同様の傾向が見られ,EC_<50>は1339130IU/mlに分布していた。型の中ではIFN-γはAdV37に対して最も効果が強く見られた。一方,AdV4に対するIFN-γの効果は最も小さかった。統計学的に有意な濃度依存性はいくつかの型に対していずれの薬剤も見られた。[結論]これらの結果からインターフェロンはいずれも抗アデノウイルス治療薬としては可能性があり,その副作用の少ない特徴から予防投与などが実際の使用法として考えられる。目的:ヒトアデノウイルスは結膜感染症の最もよく見られる病原体である。自然免疫においてはいくつかの抗菌ペプチドの作用が報告されており,眼表面にも存在している。hCAP(human cationic antimicrobial protein)-18はカセリシン様配列を有し,そのC末端ペプチドがLL-37である。われわれはこのhCAP-18/LL-37のin vitroにおけるヒトアデノウイルスに対する増殖抑制作用を検討した。対象および方法:A549細胞をウイルス培養に使用し,3,4,8,19aおよび37型を用いた。既報と同様に,LL-37の種々の濃度で作用させたアデノウイルスを24時間経過後に,さらに7日間培養し,定量PCR法でアデノウイルスDNAを測定した。結果:LL-37の50%有効濃度(EC_<50>)は型により異なるが,118から270μMであった。LL-37はいずれの型にも濃度依存性の増殖抑制作用が見られたが,4型には無効であった。結論:LL-37はヒトアデノウイルス3,8および19型に有意な抑制作用があることがわかった。この結果からhCAP-18/LL-37はアデノウイルス感染症とりわけ結膜炎に対する治療薬となる可能性が示唆された。
固体電解質を母体とした高性能型アンモニアセンサ

有毒ガスの一種であるアンモニアは製造工場、アンモニアを冷媒として用いる冷凍倉庫、糞尿と共に排出される養鶏場などで発生し、このような場所ではアンモニア濃度を正確に測定できなければならず、これまでに作製されている半導体式アンモニアセンサでは定量的かつ、高選択的に測定することが困難である。本研究では、固体電解質型センサの高選択性に着目し、固体電解質にNH_4^+-Ga_2O_3を、固体参照極としてPr_2(SO_4)_3・(NH_4)_2SO_4を用いたアンモニアセンサを作製し、その検出特性並びにアンモニア検出に及ぼす雑ガスの影響を調べた。固体電解質にNH_4^+-Ca_2O_3を、固体参照極にPr_2(SO_4)_3・(NH_4)_2SO_4を用いたセンサはアンモニアガスの許容濃度である25ppmを含む6200ppmの広い濃度範囲でNernst式に従う良好な応答を示すことがわかった。さらに、90%応答に要する時間は1分と迅速であり、可逆的な応答を示すことが明かとなった。また、空気中に必ず存在し、雑ガスとして最も懸念される水蒸気の影響を調べたところ、水蒸気濃度の変化に対して、30vol%の水蒸気が共存している条件下でもセンサ出力に変化が見られなかった。さらに、二酸化炭素、窒素酸化物中の主物質である一酸化窒素および二酸化窒素の影響を調べたところ、これら雑ガスの影響も全く受けないことが明かとなった。ところで、ガスセンサはその用途上、長期安定性も必要となる。そこで、このセンサのセンサ出力の経時変化を調べたところ、100日以上経過してもその出力は安定していた。以上のことから、固体電解質にNH_4^+-Ca_2O_3を、固体参照極として一定のNH_3分圧を発生し、かつ無水物となるPr_2(SO_4)_3・(NH_4)_2SO_4を用いたアンモニアセンサは雑ガスとして最も懸念される水蒸気をはじめとする種々の雑ガスの影響を受けず、アンモニアのみを迅速にかつ高選択的に検出でき、長期安定性も有していることが明かとなった。NH_2^+-Ga_<11>O_<17>を固体電解質にPr_2(SO_4)_3・(NH_4)_2SO_4を固体参照極に用いたセルでは水蒸気濃度の変化に対して、センサ出力には変化が見られなかった。これは、固体参照極が無水物であるために水蒸気に応答しなかったことが考えられる。固体電解質としてNH_4^+-Ga_<11>O_<17>を用いた水蒸気濃淡電池の起電力測定から0.074vol%以上の水蒸気濃度範囲では起電力値が直線的に変化し、この場合の反応電子数はn=1.90となった。これは固体電解質中をプロトンが伝導していると考えたときのNernst式より求めた傾き(n=20)とほぼ一致する。一方、参照極としてMg_3(PO_4)_2・8H_2Oを用いたセルの起電力変化からも0.074vol%以上で同様の変化(n=2.38)が見られた。

これらの起電力変化は固体電解質中をプロトンが伝導していると考えたときのNernst式より求まる起電力変化と近いことから、NH_4^+-Ga_<11>O_<17>はNH_4^+イオン伝導体ではあるが、0.074vol%以上の水上気濃度においてはプロトン伝導を示すことが考えられる。このプロトンは測定中に固体電解質が水蒸気にさらされることによりNH_4^+がH_3O^+に交換されたためと考えられ、その結果、固体電解質NH_4^+-Ga_<11>O_<17>は純粋なNH_4^+イオン伝導体でなく、NH_4^+/H_3O^+混合伝導体であると考えられる。これらのことから、水蒸気共存下では固体電解質中をプロトンが伝導するため参照極中に水蒸気が存在するとNH_3検出に際し、大きく影響を受けるが、固体参照極として一定のNH_3分圧を発生し、かつ無水物となるPr_2(SO_4)_3・(NH_4)_2SO_4を用いることにより、水蒸気の影響を未然に防ぐことが可能であることが明かとなった。アンモニアに対する選択的応答を明らかにするため、大気中に種々存在することが考えられる代表的なガス種についてその影響を調べた。まず、NO_2、NO共に200ppmずつ流通させ、NO_xの影響を調べたところ、NO_2はNH_3を流通させずにNO_2のみを流通させても全く影響無く、起電力値は変化せず、NO_2、NO共に乾燥空気中での起電力値と同程度でNO_xの影響はないことが明らかとなった。また、CO_2の影響を調べるため、CO_2を5000ppm流通させ、さらに、CO_2共存下でのアンモニア濃度に対する起電力を測定したところ、CO_2の全く存在しない乾燥空気中での起電力値と同程度であることからセンサ出力へのCO_2の影響は全くないことがわかった。さらに、水蒸気の影響についても調べたところ、同様に全く悪影響を受けないことがわかった。以上のように水蒸気をはじめ、NO_x、CO_2等、共存ガスの影響が見られないことから、本センサはNH_3に対して高選択的であり、センサ全体を固体物質のみから構成できることからセンサの小型化が容易に実現できることが示された。これらのことから、本センサはこれまでのアンモニアセンサ(半導体式、電気化学方式)のもつ欠点を克服した優れたセンサであることが明らかとなった。
迷走神経による血中消化管ホルモン認識：ENTEROGASTRONE機構の機序

膵・消化管ホルモンは,門脈中に放出され一度肝を通過して後、標的器官に作用すると考えられている.しかし我々は膵・消化管ホルモンが肝・門脈領域において迷走神経肝臓枝により感知され,この求心性情報存在が中枢神経系に伝達され,さらに遠心性情報となって腹部内臓機能を制御する機構の存在につき検討を加えてきた.事実脳腸ホルモンの一つであるsomatostatin(SS)が門脈内に出現すると,迷走神経肝枝の求心活動が増加すること,また免疫組織学的に肝内門脈内皮直下にSSを選択的に捉える神経小体が存在しその中には求心性神経線維があることを見いだした.このことは,SS受容体を発現する迷走神経終末により門脈血中SSレベルがモニターされていることを示す新しい知見である。そこで本年度は,胃より分泌されるSSがSS受容体を発現する神経終末にて認識されるか否かにつき,胃静脈系にのみSSを投与し迷走神経胃枝の求心性電気活動を,さらに同神経の遠心性活動の変動を検討した.その結果は以下のごとくである.1,Wistar系ラットを用い麻酔下に実態顕微鏡下に迷走神経胃枝(腹側)を同定分離し,既報の方法で同神経のin situにおける求心性電気活動を連続測定した.SSを胃大わん側静脈系に,SSの胃局所の生理的変動範囲の濃度になるように局所注入したところ,求心性電気活動は有意に増加した.2,胃静脈系SS投与が胃迷走神経遠心性電気活動に与える影響については現在検討中である.膵・消化管ホルモンは,門脈中に放出され一度肝を通過して後、標的器官に作用すると考えられている.しかし我々は膵・消化管ホルモンが肝・門脈領域において迷走神経肝臓枝により感知され,この求心性情報存在が中枢神経系に伝達され,さらに遠心性情報となって腹部内臓機能を制御する機構の存在につき検討を加えてきた.事実脳腸ホルモンの一つであるsomatostatin(SS)が門脈内に出現すると,迷走神経肝枝の求心活動が増加すること,また免疫組織学的に肝内門脈内皮直下にSSを選択的に捉える神経小体が存在しその中には求心性神経線維があることを見いだした.このことは,SS受容体を発現する迷走神経終末により門脈血中SSレベルがモニターされていることを示す新しい知見である。そこで本年度は,胃より分泌されるSSがSS受容体を発現する神経終末にて認識されるか否かにつき,胃静脈系にのみSSを投与し迷走神経胃枝の求心性電気活動を,さらに同神経の遠心性活動の変動を検討した.その結果は以下のごとくである.1,Wistar系ラットを用い麻酔下に実態顕微鏡下に迷走神経胃枝(腹側)を同定分離し,既報の方法で同神経のin situにおける求心性電気活動を連続測定した.SSを胃大わん側静脈系に,SSの胃局所の生理的変動範囲の濃度になるように局所注入したところ,求心性電気活動は有意に増加した.2,胃静脈系SS投与が胃迷走神経遠心性電気活動に与える影響については現在検討中である.
結合関係表入力による有機化合物基礎物性推算・検索システムEROICAの完成

1.EROICAの高信頼度の推算法の確立.すべての物性に共通して,(a)高歪み化合物を含む環式化合物(基礎団)の種類の拡充,(b)化合物命名法にならった,母環の変形(ーa命名法),合成(縮合・架橋・併合)によって,実測値の無い母環の物性値の推算,(C)第2隣接基の効果の記述の拡大,などの新たな処理方法を開発した。また,物性推算の基礎である気相・液相熱力学デ-タ推算法については,ほぼ予定通り進捗した。蒸気圧・蒸発潜熱の推算法については,Prausnitzによる新たな推算法の開発を試みたが,望ましい結果が得られず,まずTc,Pcを推定し,これから蒸気圧を推定する方式を開発中である。2.デ-タ-ベ-スの更新・拡張.書式を変更し,物性値の単位をSI系に統一した。649化合物の分配係数デ-タを含む,物性デ-タ約8,000記録,新化合物約830個を追加した。3.システムおよびユ-ザ・マニュアルの整備.EROICAおよびENCODEについて約200ペ-ジのマニュアルのパソコン入力を行なった。4.入力方法の改善.任意の結合関係表をCHEMO示性式に変換するENCODEサブシステムのヘテロ基(官能基)変換部分を強化した。一方,印刷および手書きの化学構造式の自動解読パソコン・システムSF/ICONの構築し,結合関係表入力を大量・迅速に行うためのシステムの実用化への目処をつけた。これは英数字を含むアナログ情報である化学構造式をイメ-ジ・スキャナ-で入力し,市販のパソコン・ソフトと,自製のFORTRANパソコン・プログラムとを統合することによって,解読するものである。1.EROICAの高信頼度の推算法の確立。(a)高歪み化合物を含む環式化合物(基礎団)の種類の拡充,(b)化合物命名法ならった,母環の変形(ーa命名法),合成(縮合・架橋・併合)によって,実測値の無い母環の物性値の推算,(c)第2隣接基の効果の記述の拡大,などの新たな処理方法を開発した。研究計画に4.を追加したため,蒸気圧・蒸発潜熱の推算法の整備・開発が遅れ,平成3年度に先送りとなる見込みである。2.デ-タベ-スの更新・拡張.物性値の単位をSI系に統一した。分配係数のデ-タの追加を除き,更新・拡張は計画通り進行中である。3.システム・マニュアルの整備.EROICAおよびENCODEについて約200ペ-ジのマニュアルのパソコン入力を行なった。4.印刷および手書きの化学構造式の自動解読パソコン・システムSP/ICONの構築.当初計画に追加して,結合関係表入力を大量・迅速に行うためのシステムを構築し,実用化への目処をつけた。元素記号,立体化学修飾,総称的表現などの英数字を含むアナログ情報である化学構造式をイメ-ジ・スキャナ-で入力し,市販のパソコン・ソフト(イメ-ジ入力とベクトル化,英数字認識,化学構造式エディタ-の3種類)と,申請者がFORTRANで作成したパソコン・プログラムとを統合することによって,ディジタル化して結合関係表に変換するものである。このサブシステムは広く情報化学の全分野で利用できるものである。
歯根膜全遺伝子パスウェイ解析による未来型オーダーメード歯周組織再生治療の新展開

1)DNAチップによる歯根膜細胞分化過程のトランスクリプトーム解析歯周組織再生過程をin vitroで再現するために、当教室で樹立した歯根膜細胞を長期培養した際の遺伝子発現をDNAチップを用いて解析を試みた。すなわち、歯根膜細胞からRNAを培養0日目、3日目、6日目、9日目、12日目、15日目、18日目に抽出し、それぞれのサンプルRNAから逆転写反応により、Cyamine dye(cy3およびcy5)にて標識されたプローブを調整し、DNAチップにハイブリダイゼーションした。そして、培養0日目のサンプルをリファレンスコントロールとして、それぞれの培養日サンプルとの間で遺伝子発現を比較した。2)クラスター分析・GeneOntology解析による歯根膜全遺伝子パスウェイの解明上記1)で得られた遺伝子発現データを統計学的処理することにより、遺伝子の発現パターンを指標とした遺伝子発現クラスター分析、および各遺伝子の生物学的機能を示すGeneOntology解析を行うことにより、歯周組織再生過程における全遺伝子トランスクリプトーム解析を行った。さらに、クラスター分析とGeneOntology解析の結果を統合することにより、統計学に基づいた歯周組織再生過程における代謝および細胞内シグナル分子の経路図(代謝・シグナルパスウェイ)を作成した。その結果、ヒト歯根膜細胞の全遺伝子プロファイリング解析の結果、ヒト歯根膜細胞の硬組織形成分化過程においてはヒト全遺伝子中3175個の遺伝子が有意な発現変化を示すことが明らかとなった。ヒト歯根膜細胞の分化誘導実験歯周組織再生過程をin vitroで再現するために、我々の研究室にてすでに樹立しているヒト歯根膜細胞を、10mMβ-グリセロリン酸および50mg/mlアスコルビン酸を含む石灰化誘導培地にて長期培養し、その際のアルカリフォスファターゼ(ALPase)活性の測定およびアリザリン染色による石灰化ノジュール形成能について解析を行った。その結果、ヒト歯根膜細胞は、長期培養することによりALPase活性の上昇および石灰化ノジュール形成を示したことから、同細胞は硬組織形成細胞への分化誘導が可能であることが明らかとなり、歯周組織再生過程のin vitroでの再現が確認された。DNAチップによる歯根膜細胞分化過程の大規模遺伝子発現解析ヒト歯根膜細胞を上記の培養条件下で18日間培養、最初の3日間は12時間毎に、続いて4、6、9、12、15、18日後にRNAを抽出した。次に、それぞれのRNAを鋳型にしてamino allyl RNA法で増幅しながら蛍光標識を行ったaRNAサンプルをヒト遺伝子3万個搭載のオリゴDNAチップにハイブリダイズし、培養0日目を対照群として各タイムポイントにおける遺伝子の発現変化を経時的に解析した。その結果、培養0日目と比較して2倍以上の発現変化を認めた遺伝子は、分化誘導を行ってから48時間後より検出されはじめ、培養18日目までの合計では3175個を数えた。以上の結果から、ヒト歯根膜細胞の硬組織形成分化過程においては多数の遺伝子が発現調節を受けていることが明らかとなった。
核ゲノムと細胞質ゲノムの協働作用から解明するバレイショの四分子型雄性不稔性

バレイショには四分子型細胞質雄性不稔性(T-CMS)と呼ばれる花粉の発育が四分子期の状態で停止する完全雄性不稔性が発見されているが、このT-CMSがなぜ起こるのかは分かっていない。本研究では、1野生種と栽培種との交雑により得た正常型雑種とT-CMS型雑種の遺伝子発現を比較し、細胞質ゲノム上に存在するT-CMSの原因遺伝子を同定する、2野生種を再び戻し交雑することにより核ゲノム上に存在すると考えられている稔性回復遺伝子を明らかにする、3花粉粒の成熟過程を組織学的に観察し、T-CMSの発生過程を明らかにする。これらの知見から、細胞質ゲノムと核ゲノムの遺伝的ネットワークの鍵となる遺伝子を位置付ける。
自由貿易協定のネットワーク形成分析

自由貿易協定を域内国間のネットワーク形成と捉えネットワーク形成ゲームの枠組みで分析していくのが本研究のねらいである。安定的なネットワークがどのような条件下で多くの自由貿易協定を含むのかを見ることにより、例えば現在盛んに締結されている自由貿易協定がどこまで進むのかについて予見可能となる。海外共同研究者である小西秀男氏(Boston College)とともに、2国間で締結される自由貿易協定(FTA)をネットワークゲームを用いて分析してきた。産業化度や人口規模において似通っている国同士がFTAを締結しやすく、そのため全ての国々がそれらに関して対称的ならばグローバルな完備FTAネットワークが安定的になることを示した。また、FTA締結国間でトランスファーが可能ならば、国々が極めて非対称的な場合でも完備FTAネットワークが安定的になるという結果も導いた。各国が生産し輸出する差別化された財の間での代替性も重要な役割を果たす。それらの代替性が十分低いならば、完備FTAネットワークは唯一の安定的なネットワークとなる。逆に、もしも差別化財間の代替性が高いならば、完備ネットワーク以外の安定的なFTAネットワークが存在することになる。この様なときは、最終的に世界でどのようなFTAネットワークが張りめぐらされるかはFTA形成のパスに依存してくる。これらの研究成果は"Free Trade Networks with Transfers,"forthcoming in Japanese Economic Reviewにまとめられている。そこでは、Contractual Stabilityという、ネットワークゲームにおける新たな解概念も提唱した。プレーヤー間の提携構造を規定するリンクを新たに追加したり既存のリンクを切ったりするときは影響を受ける既存の提携相手を保証しなくてはならないという条件を課したうえで安定性を要求した解概念である。平成16年度は、小西秀男氏と新たな研究テーマに着手した。これまでの研究内容に政治経済学的な要素を導入したもので、各国政府が社会厚生と政治献金の加重和を目的関数として持つ場合のFTA形成を考察している。FTAにより企業の政治献金行動が変わり更なるFTA締結につながっていくというもので、世界中で加速度的に締結されているFTA行動を説明するものだと考えている。海外共同研究者である小西秀男氏(Boston College)と本テーマにおいて共同で執筆した最初の論文"Free Trade Networks"の改訂作業を行った。重点的に検討したのが、自由貿易協定(FTA)の締結に伴う域外関税率の変化とその効果である。まず、域外関税率が変化しないときは、域外関税率が低いほど、その国はFTAを結ぶインセンティブが高いことを示した。この結果は、FTAとWTOラウンドによる多国間貿易自由化交渉の補完性を示唆している。多国間貿易自由化交渉により、各国の関税率が引き下げられると、FTAも多く結ばれるようになってくる。これは、GATT/WTOラウンド交渉の結果、工業品に対する関税率が低下するとともに、非常に多くのFTAが結ばれてきている現在の様子を理論的に説明するものである。しかし、FTAの締結は域外関税率引き下げのインセンティブを生むことが知られている。FTAの締結と共にその国が域外関税率を引き下げるならば、そのこと自体は域外国に利益をもたらす。実際、理論的には、域外国はFTAによって差別的待遇を受けるにも関わらず、FTA締結国への輸出が増加し利益を得る可能性があることが知られている。我々の分析フレームワークでも、そのことが確認された。当該FTA締結国と既にFTAを結んでいる国にとっては、その新たなFTAは望ましいものではないが、完全な域外国にとっては、関税引き下げ効果がFTAによる締め出し効果を上回り、そのFTAは好ましいことが示された。域外関税率がFTA締結に従い内生的に変化する場合のFTAネットワーク形成についても分析を進めた。その結果、全ての国が対称的なとき、対称性を保ちながらFTAを形成するならば、各国は常にFTAを締結するインセンティブを持ち続け、それは実質的な自由貿易を実現するFTA完備ネットワークが形成されるまで続くことを示すことができた。
歴史資料による白神山地の景観と環境の変容に関する研究

世界自然遺産の白神山地に関して、現在までに残されている史資料を網羅的に調査・収集し、18世紀から19世紀にかけての白神山地の山相・樹相を復元した。加えて、同山地で働く人々の生業について、具体的には18世紀における尾太銅鉛山が稼行された時期を中心に、秋田・津軽両領の鉱山労働のあり方や鉱山経営の実態を明らかにした。白神山地の森林資源の活用のあり方についても、同山地における流木(ながしぎ)と称された薪材の伐採地域と資源保護の状況を年次を追って明らかにした。世界自然遺産の白神山地に関して、主に調査・収集した史資料は、弘前市立図書館の藩庁日記御国日記と東北森林管理局青森事務所の津軽領内全森林を書き上げた沢名台帳であった。それによって、前近代における白神山地の森林相並びに弘前藩の林業政策における同山地の位置づけが可能となった。ついで、同山地所在の藩政期鉱山に関しても、18世紀前半を中心とした史資料の収集をほぼ終えて、尾太胴鉛山の稼行実態や鉱業地帯における自然景観の変容などについても、見通しを立てることができた。そのほか、白神山地との比較で同じ世界自然遺産の屋久島についても、絵図資料の収集を図り、17世紀中葉の同島における森林相を復元し、薩摩藩の林業政策についても関係資料の収集と検討を行った。20年度の研究成果としては、下記のような点があげられる。まず第1に、世界自然遺産の白神山地に関して、主に調査・収集・整理した史資料は、弘前藩庁日記御国日記、津軽領沢絵図・津軽沢名考、東北森林管理局青森事務所の津軽領内全域の森林をリストアップした沢名台帳などであった。これらの史資料に基づいて、18世紀後半から19世紀初頭に至る白神山地の森林相だけでなく、津軽領内全域のそれを復元することが可能となった。領内の山々に茂っていた樹木は、檜(アオモリヒバ)、杉、松、槻、サワラなどであり、これらは商品材木として藩財政に貴重な収入をもたらしたが、そのほかの樹木は、雑木として主に民衆の生活燃料に活用された。白神山地では、白神岳などを除いた標高の低い山地では、近世後期にはいると、商品材木はほとんど切り尽くされ、雑木が主体の山々に変貌したことを明らかにした。次に18世紀の白神山地を挟んで、津軽領と秋田領の人々がどのような自然環境と向き合い、その中でいかなる生業を営んでいたのかを明らかにした。加えて尾太銅鉛山の稼行と森林景観の変容などについても、前近代という時期的な限定はあっても見通しを立てることができた。3番目に弘前藩による白神山地の流木(ながしぎ。薪材を津軽領ではこのように称する)伐採のあり方の検討を通じて、同山地の林業経営と岩木川を通じた近世都市弘前のつながりが明確になった。また、近世津軽領で「天気不正」の風聞・伝承が近世後期に入ると、記録類に数多く認められる。それは、白神山地の青鹿岳付近(秋田藩領との境)に開坑した大滝又鉛山鉱山における鉛の採掘が原因の天気不正の風説であった。白神山地での人間の生業が領内の天気や穀物生産に大きな影響を与えたことを明らかにしたが、この点については、今後の白神研究の中でさらに追及すべき問題と考える。
ブレーン宇宙モデルにおける重力崩壊現象

RS-IIモデルにおいて静的ブラックホール解が未発見であるという問題に対して、「RS-IIモデルにおいて、余剰次元の特徴的スケールよりも大きなブラックホール解は存在しない」という仮説が立てられた。この仮説の検証のために、最終的にはこのモデルにおける動的ブラックホールの数値シミュレーションを行う予定なのだが、今期はその準備として、RS-IIモデルにおけるブラックホール解の初期データ構成を行った。初期データ構成の性質について解析を行うことで、上記仮説が成立していることの状況証拠を得られた。また、RS-IIモデルを拡張して得られるKarch-Randallブレーンワールドモデルについても同様の解析を行い、4次元ブラックホールのHawking-Page相転移現象が、5次元時空におけるブラックホール形状に関する幾何学的な相転移と自然に対応するという興味深い結果が得られた。この研究結果については論文として年度内に発表することが出来た。これと並行して、RSブレーンワールドモデルにおける動的ブラックホールの数値シミュレーションのためのスキームの構成へ向けた研究も行った。現在までに、基本的な定式化と境界条件の構成がほぼ完了している。来期以降は、この研究で定式化した発展方程式系を用いて、動的時空のシミュレーションへ向けたより具体的な研究を行っていく予定である。RS-IIモデルにおいて静的ブラックホール解か未発見であるという問題に対して、「RS-IIモデルにおいて、余剰次元の特徴的スケールよりも大きなブラックホール解は存在しない」という仮説が立てられた。来期以降は、この研究で定式化した発展方程式を用いて、動的時空のシミュレーションへ向けたより具体的な研究を行っていく予定である。
根尖部の炎症性組織の治癒におよぼす根管消毒剤の影響について

1はじめに根管治療の三大要因網の一つである根管の消毒には従来いわゆる根管消毒剤が多用されている。しかし、根尖創傷治癒に及ぼす影響には効罪両面を考えなければならない。すなわち根管の無菌性が獲得されれば治癒は良好とされる。一方消毒剤の副作用によって新たな炎症を惹起したり、増悪させる事もある。そこで、根尖で消毒剤の効果を客観的に判定するためには病巣の大きさ、種類、感染の状況など実験条件をそろえることが望ましい。今回、この目的のため、根尖病巣のモデルを作ることを試み若干の知見を得たので報告する。2実験方法雑種成犬の健全な前歯、前臼歯を用い、歯冠に合わせた金属キャップを加熱して、歯冠部歯髄を壊死させそのまま放置し、他方では壊死した歯冠部をさらに穿孔して開放し、根尖病巣の成立をX線写真によって長期間観察した。3成績ならびに考察閉鎖群では約6週以上経過後その半分の症例に根尖部透過像の出現を確認することができた。一方開放群については、同様に歯根膜腔の拡大を含む根尖透過像の出現が観察された。しかし、加熱直後、電気歯髄診断器によるViatl Testで反応の消失が確認された症例中に再びViatlの反応が現れるものが出現しているのが興味深い。以上のように比較的パラメーターのそろった根尖病巣を作ることができたので、現在細菌学的、病理的検索を続行中である。これらの病巣は一部細菌の修飾が考えられるが、他の大部分は壊死組織による成立が予測され、このように条件をそろえた病巣で各種の消毒剤の効果を観察する予定である。
燐酸化による神経伝達物質トランスポーター機能制御と長期増強との関係に関する研究

神経細胞から他の神経細胞への神経情報伝達機構は、神経伝達物質のシナプス間隙からのクリベ-ジによって終了される。我々は神経伝達の終了に関与する神経伝達物質トランスポーターの制御機構について詳細に検討した。今日までGABAトランスポーターには少なくとも3種類のサブタイプがあることが分子クローニングによって明らかにされており、Nipecotic acidとβ-alanineに対する感受性によってそれぞれが薬理学的に異なった特性を持っていることが示されている。GAT1はNipecotic acid感受性β-alanine非感受性GABAトランスポーターで、神経終末に存在するタイプであると想像されている。またこれらのGABAトランスポーターは一次配列からプロテインキナーゼCによってリン酸化されうる可能性が高い。すべてのGABAトランスポーターサブタイプを含みうるシナプトソームにおいて、プロテインキナーゼCの活性化により、親和性を低下させることによるGABA取り込みの抑制をみとめた。さらにβ-alanine存在下でも同様の抑制効果が認められたこと、シナプトソームのGABA取り込みのほとんどはNipecotic acid感受性であることから、シナプトソームにおけるGABA取り込みの抑制は恐らくシナプトソームにおけるGAT1を介したものだと推定された。アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いて、GAT1に対するプロテインキナーゼCの作用を検討した。その結果、GAT1に対しても、シナプトソームで認められたプロテインキナーゼCによる抑制効果が認められた。以上の結果より、プロテインキナーゼCはシナプトソームにおいてGAT1をリン酸化することによってGABA取り込みを抑制し、GABAシナプス伝達効率を上昇させている可能性が示唆された。この結果、プロテインキナーゼCによるリン酸化反応は、シナプス伝達の終了機構を制御することによっても、神経の可塑性に関与することが考えられる。
ポリジアセチレンをインターカレイトしたペロブスカイト型二次元強磁性体の研究

機能の宝庫とも言われるペロブスカイト関連化合物とジアセチレン誘導体の結晶内重合反応とを組み合わせることにより、新たな機能性物質の構築を検討した。ペロブスカイト構造を構築する無機化合物として2次元強磁性体となることが知られている塩化銅を選択した。塩素の選択は結晶内重合反応の分子配列を満足させやすいと考えたからである。インターカレイトするためにはアンモニウム塩をなることが必要であるため、原料としてアミノ基を有するジアセチレン誘導体を合成し、モノマーをまずインターカレイトし、その後で重合させるという手法を試みた。アセチレンのカシプリング反応の条件のため、アミノ基を有するジアセチレン誘導体の合成は難しい。そのためシアノ基を有するジアセチレン誘導体をまず合成、そして還元反応によりアミノ基に変換した。このアミノ基をアセチル基で保護した後、アセチレン部位の酸化的カップリング反応を行いジアセチレン誘導体へとし、対称型および非対称型の2種類の誘導体を合成した。これらを脱保護し、アミノ基を有する新規ジアセチレン誘導体を合成した。次にこれらに塩酸を作用させ、アンモニウム塩へと変換し、塩化銅との錯形成反応を行ったところ非対称の誘導体において黄色の板状結晶が得られた。赤外吸収スペクトルからもジアセチレン誘導体と塩化銅との錯形成が確認された。この結晶は室温に放置すると徐々に赤色に変化していく。これはインターカレイトされたジアセチレン誘導体の結晶内重合反応に起因するものと考えちれる。ペロブスカイト関連化合物からは、高温超電導物質をはじめとする様々な物質が輩出されており、まさに機能の宝庫と言える。特に2価の金属とハロゲン原子がつくる、層状ペロブスカイト化合物は2次元強磁性体となることが知られている。同時にこの2次元面は分子を規則正しく配向させる反応場としても捉えることができる。このような反応場でジアセチレン誘導体を重合させ、結果としてポリジアセチレンがインターカレイトした化合物が合成できれば、d-π相互作用による新規な物性が期待される。そこで原料としてアミノ基を有するジアセチレン誘導体を合成し、モノマーをまずインターカレイトし、その後で重合させるという手法を選択した。アセチレンのカップリング反応の条件のため、アミノ基を有するジアセチレン誘導体の合成は難しい。そのため、シアノ基あるいはニトロ基を有するジアセチレン誘導体をまず合成し、最後に各官能基を還元することとし、その条件検討を行った。シアノ基を有するジアセチレン誘導体からは、その還元反応によりベンジルアミンの骨格を有する対称、非対称の2種類のジアセチレン誘導体を得ている。合成した誘導体の中には、高い重合反応性を示すものも得られており、その反応性・物性について検討を加えた。またニトロ基を有するジアセチレン誘導体は既に得られているが、現在還元の条件を詰めている段階である。また得られたアミンについては、ハロゲン化水素との塩のかたちに変換し、現在インターカレーションを行っている。
気候モデルの大気境界層過程の改良とその現在気候・将来気候予測へのインパクト

気象研究所の大気海洋結合モデル(気候モデル)の構成要素の一つである大気境界層過程の改良と解析を行った。大気境界層は、大気下層数百メートルから12キロメートルのよく混合された層であり、陸面・海面と大気境界層との間で熱・水・運動量の交換がなされている。熱帯海洋上などで現れる積雲対流は、この大気境界層に根を持ち、十数キロメートルの高さまで熱を運び、大気中の熱を放出し、大気循環の駆動源となる。そのため気候モデルでは、大気境界層による熱・水・運動量輸送の表現能力のよしあしは、大気対流圏全体の温度・水蒸気場や熱・水循環などの日変化、ひいては気候場再現性に大きな影響を与える。境界層過程のクロージャー定数と混合長の評価方法の改良を行い、その影響を詳しく調べた。その結果、新しい方法では、従来の方法よりも地表面の放射強制による日変化に敏感に応答して境界層の厚さが深くなり、効率的に鉛直混合が起こる事がわかった。その特徴は、特に熱帯海洋上や夏半球の大陸で顕著であった。また、従来の方法に比べて温度場や湿度場のバイアスを低減する事ができた。改良した境界層スキームは、熱や水を効率良く鉛直へ運ぶため、対流性不安定度が大きくなり、東インド洋や西太平洋で強い降水の表現が良くなり、それに応答した大規模場の収束発散場が観測に近くなり、空間相関やバイアスを改善する事ができた。気象研究所の大気海洋結合モデル(気候モデル)の構成要素の一つである大気境界層過程の開発・改良を行った。大気境界層は、大気の下層数百メートルから12キロメートルのよく混合された層であり、陸面・海面と大気境界層との間で熱・水・運動量の交換がなされている。そのため気候モデルでは、大気境界層による熱・水・運動量輸送の表現能力のよしあしは、大気対流圏全体の温度・水蒸気場や熱・水循環などの日変化ひいては気候場再現性に大きな影響を与える。気象研究所の気候モデル開発・改良では、大気境界層の乾燥バイアス、層積雲の表現向上が長年の課題となっており、解決策として新たな境界層スキーム、非局所混合スキームを導入し、熱力学的・力学的諸プロセスの理解を通して大気大循環への影響を詳しく調べ、気象研究所気候モデルの高度化に寄与した。新たな境界層スキームは、夏季陸上において、不安定時に大気下層の混合を強め、特に日中、水蒸気、熱を境界層内で良く混合を行う事ができ、同時に日較差を大きくすることが可能となった。結果として、気象研究所の気候モデルの大気下層の湿潤、低温バイアスを低減する事ができた。
免疫チェックポイント阻害剤における共刺激分子遺伝子導入および放射線治療の併用効果

本研究は、手術、放射線治療、化学療法、分子標的薬に次ぐ、新たな治療法である免疫チェッックポイント阻害剤を活用する併用療法の開発を目指し、免疫チェックポイント阻害剤や放射線治療との併用効果とその根拠となる作用機序を明らかとすることを目標とする。1.免疫チェックポイント阻害剤と共刺激分子の遺伝子導入の併用効果2.免疫チェックポイント阻害剤と放射線療法の併用効果3.免疫チェックポイント阻害剤と化学放射線療法の併用効果4.免疫チェックポイント阻害剤と化学放射線療法、共刺激分子の遺伝子導入の併用効果本研究は、手術、放射線治療、化学療法、分子標的薬に次ぐ、新たな治療法である免疫チェッックポイント阻害剤を活用する併用療法の開発を目指し、免疫チェックポイント阻害剤や放射線治療との併用効果とその根拠となる作用機序を明らかとすることを目標とする。1.免疫チェックポイント阻害剤と共刺激分子の遺伝子導入の併用効果2.免疫チェックポイント阻害剤と放射線療法の併用効果3.免疫チェックポイント阻害剤と化学放射線療法の併用効果4.免疫チェックポイント阻害剤と化学放射線療法、共刺激分子の遺伝子導入の併用効果
白色脂肪の褐色化：RXRアゴニスト・有機スズによる制御とその機構

白色脂肪細胞と褐色脂肪細胞は発生系列が異なり、エネルギー貯蔵と熱産生の別個の役割を持つ。核内受容体RXRアゴニストPA024は高脂肪食マウスの酸素消費量を増大し、肥満を抑制した。本研究ではメカニズムを解析し、PA024投与により白色脂肪組織に褐色脂肪に特徴的な遺伝子群が顕著に発現することを示した。褐色化は白色脂肪前駆細胞のPA024直接処理により、また他の合成RXRアゴニストやトリブチルスズによっても認められた。白色脂肪細胞と褐色脂肪細胞は、それぞれエネルギー貯蔵と脂肪燃焼による熱産生の別個の役割を持ち、発生系列も異なっている。申請者らは、核内受容体RXRのアゴニストをマウスに投与すると、白色脂肪組織の遺伝子発現プロファイルが褐色脂肪類似に変化し、高脂肪食投与による肥満を抑制する現象を見出した。本研究では、[1]RXRアゴニストが白色脂肪を褐色脂肪様に変化するメカニズムを明らかにし、[2]RXRアゴニスト活性を有する内分泌攪乱物質トリブチルスズなどの有機スズ化合物が、同様に白色脂肪の褐色化を誘導する可能性を検証することを目的とする。今年度はRXRアゴニストが白色脂肪を褐色化するメカニズムの解明のために、RXR合成アゴニスト投与により肥満が抑制されたマウスの白色脂肪組織(精巣上体周囲脂肪組織)のmRNAレベルの定量的解析を、褐色細胞と同様に熱産生を促進する「ベージュ細胞」への分化誘導に着目して行った。すでに確認済みのアドレナリンβ受容体に加え、ミトコンドリアのβ酸化系やエネルギー産生関連遺伝子、PPARαやPGC1α等の転写因子等、褐色・ベージュ脂肪関連遺伝子の発現上昇を確認した。さらに同組織由来の脂肪前駆細胞培養系において、RXR合成アゴニスト処理によりベージュ細胞に特徴的な遺伝子の発現上昇を見いだした。研究代表者らは、核内受容体RXRのアゴニストをマウスに投与すると、白色脂肪組織の遺伝子発現プロファイルが褐色脂肪類似に変化し、高脂肪食投与による肥満を抑制する現象を見出した。本研究では、[1]RXRアゴニストが白色脂肪を褐色脂肪様に変化するメカニズムを、褐色細胞と同様に熱産生を促進する「ベージュ細胞」への分化誘導に着目して解析し、その分子機構を明らかにする。[2]RXRアゴニスト活性を有する内分泌攪乱物質トリブチルスズなどの有機スズ化合物が、同様に白色脂肪の褐色化を誘導する可能性の検証を行うことを目的とする。これまでの研究において、RXR合成アゴニスト投与により肥満が抑制されたマウスの白色脂肪組織(精巣上体周囲脂肪組織)においてミトコンドリアのβ酸化系やエネルギー産生関連遺伝子、PPARαやPGC1α等の転写因子等の発現上昇を確認した。さらに精巣上体周囲脂肪組織由来の脂肪前駆細胞培養系を用い、RXR合成アゴニスト処理によるエネルギー産生関連遺伝子の発現上昇を明らかにした。H27年度は顕著なベージュ化能が報告されている皮下脂肪組織由来の脂肪前駆細胞を用いて検討を行い、培地を選択することにより、RXR合成アゴニスト処理によりベージュ細胞に特徴的な遺伝子発現の上昇が認められることを明らかにした。また、有機スズ化合物の各種核内受容体のRXRヘテロダイマー活性化/抑制能をレポーターアッセイにより測定し、RXRアゴニスト/アンタゴニスト活性を評価した。RXRアゴニストによる肥満抑制のメカニズム解明のために、マウス精巣上体周囲白色脂肪ならびに同組織由来の脂肪前駆細胞培養系に加え、今年度はより顕著なベージュ化が報告されている皮下脂肪組織由来の脂肪前駆細胞を用いての検討を行い、RXR合成アゴニストによるベージュ細胞関連遺伝子の発現促進を明らかにした。詳細な分子メカニズムの解明には、初代培養系ではなく適切な培養細胞を見いだす必要が判明した。一方、有機スズ化合物のRXRアゴニスト/アンタゴニスト活性評価を行い、概ね計画は順調に進行していると評価される。本研究では、[1]RXRアゴニストが白色脂肪を褐色脂肪様に変化するメカニズムを、褐色細胞や同様に熱産生を促進するベージュ細胞への分化誘導に着目して解析し、その分子機構を明らかにする。[2]RXRアゴニスト活性を有する内分泌攪乱物質トリブチルスズなどの有機スズ化合物が、RXRアゴニスト同様に白色脂肪の褐色化を誘導する可能性の検証を行うことを目的とする。これまでの研究においてRXR合成アゴニスト投与によりマウスの白色脂肪組織(精巣上体周囲脂肪組織)においてミトコンドリアのβ酸化系やエネルギー産生関連遺伝子、褐色脂肪組織類似の転写因子等の発現上昇を確認した。そこで平成28年度は精巣上体周囲脂肪組織由来の脂肪前駆細胞に加えて、皮下脂肪組織由来の脂肪前駆細胞を用いて検討を行い、RXR合成アゴニスト処理により、脱共役因子やアドレナリン受容体、ミトコンドリア内膜エネルギー産生関連遺伝子の発現上昇、ならびにベージュ細胞に特徴的な遺伝子発現の上昇が認められることを確認した。さらにこの応答に対する各種RXRアゴニストの作用、および有機スズ化合物の効果について検討を行った。

RXRアゴニストによる肥満抑制のメカニズム解明のために、今年度はより顕著なベージュ化が報告されている皮下脂肪組織由来の脂肪前駆細胞を用い、ベージュ細胞関連遺伝子の発現促進を明らかにした。初代培養系の入手とロット差の問題から、各種RXR合成アゴニストや有機スズを用いた分子メカニズムの解明は、やや遅れている。白色脂肪細胞と褐色脂肪細胞は、それぞれエネルギー貯蔵と脂肪燃焼による熱産生の別個の役割を持ち、発生系列も異なっている。研究代表者らは、核内受容体RXRの合成アゴニストPA024をマウスに投与すると、高脂肪食投与による肥満が抑制され、白色脂肪組織の遺伝子発現プロファイルが褐色脂肪様に変化する知見を得ている。本研究では、(1) PA024が白色脂肪を褐色脂肪様に変化する機構を、褐色細胞と同様に熱産生を促進する「ベージュ細胞」への分化誘導に着目して解析する。(2)RXRアゴニスト活性を有する内分泌攪乱物質トリブチルスズなどの有機スズ化合物が、同様に白色脂肪を褐色化する可能性を検証する。マウス白色脂肪組織(精巣上体周囲脂肪組織)の遺伝子発現アレイデータをクラスタリング解析すると、PA024投与ではむしろ褐色脂肪組織に近い結果を得た。詳細な解析により、ミトコンドリアの構造遺伝子やエネルギー産生系、アドレナリンβ3受容体の有意な増加、ミトコンドリア脱共役因子UCP1の劇的な上昇傾向が示された。一方褐色脂肪組織ではこれらの遺伝子発現は増加しなかった。近年、白色脂肪組織において熱産生を行うベージュ細胞の存在が知られる。そこで精巣上体周囲脂肪組織由来の脂肪前駆細胞培養系、皮下脂肪組織由来の脂肪前駆細胞を用いて検討し、PA024処理によりUCP-1ならびにベージュ細胞に特徴的な遺伝子群の顕著なmRNA発現誘導を明らかにした。同様の効果は複数のRXR合成アゴニスト、ならびにRXRアゴニスト活性を示す有機スズ化合物トリブチルスズによっても示された。したがって、RXRアゴニストはベージュ細胞分化促進作用を有すること、PA024投与により白色脂肪組織のベージュ化が促進され、肥満抑制に寄与したことが推定される。白色脂肪細胞と褐色脂肪細胞は発生系列が異なり、エネルギー貯蔵と熱産生の別個の役割を持つ。核内受容体RXRアゴニストPA024は高脂肪食マウスの酸素消費量を増大し、肥満を抑制した。本研究ではメカニズムを解析し、PA024投与により白色脂肪組織に褐色脂肪に特徴的な遺伝子群が顕著に発現することを示した。褐色化は白色脂肪前駆細胞のPA024直接処理により、また他の合成RXRアゴニストやトリブチルスズによっても認められた。RXRアゴニストによる肥満抑制のメカニズム解明を試み、マウス白色脂肪組織(精巣上体周囲脂肪)および同組織由来の脂肪前駆細胞培養系において、熱産生を促進する褐色脂肪やベージュ細胞関連遺伝子の発現を、RXR合成アゴニストが誘導することを明らかにした。より顕著なベージュ化が報告されている皮下脂肪組織由来の脂肪前駆細胞を用いての検討を開始したが、細胞の供給の問題からH27年度に継続することになった。
受容体型癌遺伝子の機能と細胞増殖の脱制御

増殖因子受容体をコードすると考えられる癌原遺伝子cーerbBー2に関し次の知見を得た.〔1〕CーerbBー2遺伝子に種々の変異を導入しSV40のプロモーターにつないだものをN1H3T3細胞にトランスフェクトし細胞癌化能を解析した.その結果(1)正常CーerbBー2遺伝子,リガンド結合ドメインに欠失を導入したmutantは細胞をトランスフォームする活性をもたないが,細胞膜通過部位のmutant(Val→Glu)はトランスフォーミング活性をもつことが明らかとなった. (ii)しかし正常遺伝子を導入した細胞でも長期間経過すると軟寒天中でコロニーを形成するものが出現したので解析したところCーerbBー2遺伝子が増幅していることが判明した.したがって正常CーerbBー2遺伝子でもその発現が高まれば細胞をトランスフォームすることができると考えられる. (iii)細胞膜通過部位に変異を導入したmutantタンパクは常にチロシンリン酸化をうけており,チロシンリン酸化とトランスフォーメーションの関連が示された.EGF受容体ではC末端のチロシン残基(1173番目)がin vivoで自己リン酸化をうけることが知られているが,このmutantタンパクではこれに相当する1248番目のチロシン残基がリン酸化をうけていた.これに対し,細胞をEGFで刺激するとCーenbBー2タンパクのチロシンリン酸化がおこるが, 2の部位のリン酸化はあまり増加していなかった.〔2〕CーerbBー2遺伝子は一部の腺癌で多量に発現しているが,成人正常組織では発現が低く発現の組織特異性も明らかでなかった.今年度,胎児(10週および20週)について検討することにより,腎,食道,小腸,胸腺などの上皮で極めて多量に発現していることを見出した.したがって, cーenbBー2遺伝子は胎児期の上皮の増殖に重要な役割を果たしている可能性があると考えられる.増殖因子受容体をコードすると考えられる癌原遺伝子cーerbBー2に関し次の知見を得た.〔1〕CーerbBー2遺伝子に種々の変異を導入しSV40のプロモーターにつないだものをN1H3T3細胞にトランスフェクトし細胞癌化能を解析した.その結果(1)正常CーerbBー2遺伝子,リガンド結合ドメインに欠失を導入したmutantは細胞をトランスフォームする活性をもたないが,細胞膜通過部位のmutant(Val→Glu)はトランスフォーミング活性をもつことが明らかとなった. (ii)しかし正常遺伝子を導入した細胞でも長期間経過すると軟寒天中でコロニーを形成するものが出現したので解析したところCーerbBー2遺伝子が増幅していることが判明した.したがって正常CーerbBー2遺伝子でもその発現が高まれば細胞をトランスフォームすることができると考えられる. (iii)細胞膜通過部位に変異を導入したmutantタンパクは常にチロシンリン酸化をうけており,チロシンリン酸化とトランスフォーメーションの関連が示された.EGF受容体ではC末端のチロシン残基(1173番目)がin vivoで自己リン酸化をうけることが知られているが,このmutantタンパクではこれに相当する1248番目のチロシン残基がリン酸化をうけていた.これに対し,細胞をEGFで刺激するとCーenbBー2タンパクのチロシンリン酸化がおこるが, 2の部位のリン酸化はあまり増加していなかった.〔2〕CーerbBー2遺伝子は一部の腺癌で多量に発現しているが,成人正常組織では発現が低く発現の組織特異性も明らかでなかった.今年度,胎児(10週および20週)について検討することにより,腎,食道,小腸,胸腺などの上皮で極めて多量に発現していることを見出した.したがって, cーenbBー2遺伝子は胎児期の上皮の増殖に重要な役割を果たしている可能性があると考えられる.