hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転写因子AREC3の構造と機能

1マウス骨格筋cDNAライブラリーより、AREC3/Six4cDNAを3種単離した。ホメオドメインとシックスドメインをもつ、新たな遺伝子ファミリーであると判明した。特異的DNA結合には、ホメオドメインとシックスドメインの両者が必要であること、タンパクのC末端に転写活性化ドメインが存在することを見いだした。筋芽細胞の分化に伴い、細胞質での本タンパク質の発現が亢進すること、網膜の層構造の形成に伴い、発現部位が変化することから、本因子が発生や分化に関与する因子であると考えられた。2網膜cDNAライブラリーから、マウスSix2,Six3およびSix5の各cDNAを単離できた。AREC3/Six4に加えて、これらのSixファミリー遺伝子が網膜で発現していることを、In situハイブリダイゼーションにて確認した。また、各遺伝子のホメオドメインとシックスドメインと特異的DNA結合ドメインとして機能しており、結合特異性は、Six2,Six4およびSix5の間で保存されていることを証明した。3ラットの網膜でのAREC3の局在を解析した。生後1日では、神経筋細胞の核に、4日ではそれに加えて内顆粒層に、7日では内顆粒層の外側の細胞に局在する。生後13日では、神経筋細胞での局在は核から細胞質に移行し、外節や内節にも局在する。生後20日以降は核への局在は見られない。ラット脳においては、海馬及び梨状野の細胞核にAREC3タンパク質の局在が、細胞質にmRNAの局在が見られた。4マウス胚を発生段階を追ってAREC3を抗体染色で解析したところ、9.5日胚の段階から多くの神経細胞の核に染色がみられ、10.511.5日をピークに染色が最も強くなり、14.5日にかけて染色がなくなってゆく。これらの結果から、本因子が神経や網膜の発生・分化に重要な役割を果していることが示唆された。今後、Sixファミリー遺伝子全体の生体機能の解明に向けて、研究を続けたい。筋肉cDNAライブラリーより単離したAREC3cDNAをGST融合蛋白質として発現させ、ゲルシフト法により特異的DNA結合ドメインを同定した。その結果、特異的なDNA結合にはホメオドメインを含む170アミノ酸の領域が必要で、その領域はDrosophilaのsine oculis (so)蛋白質との相同性が顕著にみられる領域に相当した。また、転写活性化ドメインは当該蛋白質のC末端付近に存在することを、Gal4との融合蛋白質を発現させた系によって証明した。筋肉特異的なスプライシングバリアントを用いた解析でも、同様の結果が得られた。抗体染色の結果、C2C12細胞が筋分化過程に伴って、AREC3蛋白質の細胞質での発現が亢進することを見出した。また、核抽出液と細胞質抽出液をウェスタン法にて分析したところ、67Kda及び116Kdの蛋白質が分化に伴って細胞質に誘導されることを確認した。網膜においては視細胞外節、内網状層、色素上皮細胞層にAREC3蛋白質の発現が観察された。in situのハイブリダイゼーションによる解析では内顆粒層と外顆粒層にAREC3mRNAの局在がみられるので、蛋白質合成の後に特異的部位への蛋白質輸送が行われると考えられる。

また、脳においては嗅脳、海馬、大脳皮質の一部などに限局された発現がみられ、神経系の発生、分化、形態形成へのAREC3蛋白質の関与が示唆された。転写因子AREC3の生体機能を解明するアプローチとして、次の諸点を明らかにした。1ラットの網膜を出生後の発生段階を追って抗体染色でAREC3の局在を解析した。生後1日では、神経節細胞の核に、4日ではそれに加えて内顆粒層に、7日では内顆粒層の外側の細胞に局在する。生後13日では、神経節細胞での局在は核から細胞質に移行し、外節や内節にも局在する。生後20日以後は核への局在は見られない。2ラット脳においては、海馬及び梨状野の細胞核にAREC3タンパク質の局在が、細胞質にmRNAの局在が見られた。3マウス胚を発生段階を追って抗体染色で解析したところ、9.5日胚の段階から多くの神経細胞の核に染色がみられ、10.511.5日をピークに染色が最も強くなり、14.5日にかけて染色がなくなってゆく。4網膜cDNAライブラリーから、マウスSix2,Six3およびSix5の各cDNAを単離できた。AREC3/Six4に加えて、多くのSixファミリー遺伝子が網膜で発現していることを、In situハイブリダイゼーションにて確認した。また、各遺伝子のホメオドメインとシックスドメインとが特異的DNA結合ドメインとして機能しており、結合特異性は、Six2,Six4およびSix5の間で保存されていることを証明した。5 AREC3の核移行シグナルを、解析したところ、シックスドメインのC末端部分とホメオドメインとがあれば、核に移行することを明らかにした。これらの結果から、本因子が神経や網膜の発生・分化に重要な役割を果たしていること、核での転写因子としての機能と、細胞質での別の機能の存在が示唆された。今後、Sixファミリー遺伝子全体の生体機能の解明に向けて、研究を続けたい。
出火リスクを考慮した地震時における市街地の火災安全性能評価と出火対策効果の把握

本研究の成果は,東日本大震災のものも含めて地震火災の出火要因とその対策についてである.特に東日本大震災では330件の地震火災のうち,半分が津波火災と言われており,北海道南西沖地震でもみられたこの現象の説明と対策方針の確立が急務と考えた.筆者らによる現地調査と消防・消防団・住民によるヒアリング,実験,アンケートの結果,出火の原因は主に,破壊された家屋によるもの,プロパンガスボンベによるもの,自動車によるもの,と推定されることがわかった.またその対策は,なによりもまず,屋外タンクなど危険物施設の津波対策が挙げられる.気仙沼における実例のように,出火源が何であれ,屋外タンクが流出して海上で火災が発生し,燃えた瓦礫が移動することで広域的な被害を及ぼす可能性もあり,津波被災エリア以外や津波避難ビル等の危険性も増大する.それゆえ,タンクのかさ上げや地中化,再配置など屋外タンクの内容物を津波で流出させない対策が求められる.続いて,残された市街地,つまり高台への延焼を最低限防ぐための戦術,安全な避難場所の確保などが有効と考えられる.本研究の成果は,東日本大震災のものも含めて地震火災の出火要因とその対策についてである.特に東日本大震災では330件の地震火災のうち,半分が津波火災と言われており,北海道南西沖地震でもみられたこの現象の説明と対策方針の確立が急務と考えた.筆者らによる現地調査と消防・消防団・住民によるヒアリング,実験,アンケートの結果,出火の原因は主に,破壊された家屋によるもの,プロパンガスボンベによるもの,自動車によるもの,と推定されることがわかった.またその対策は,なによりもまず,屋外タンクなど危険物施設の津波対策が挙げられる.気仙沼における実例のように,出火源が何であれ,屋外タンクが流出して海上で火災が発生し,燃えた瓦礫が移動することで広域的な被害を及ぼす可能性もあり,津波被災エリア以外や津波避難ビル等の危険性も増大する.それゆえ,タンクのかさ上げや地中化,再配置など屋外タンクの内容物を津波で流出させない対策が求められる.続いて,残された市街地,つまり高台への延焼を最低限防ぐための戦術,安全な避難場所の確保などが有効と考えられる.大都市域を対象とした直下型地震の被害想定結果によれば,わが国の都市空間の安全性を論じるうえで,地震火災被害の軽減は避けて通れない課題である.関東大震災や阪神・淡路大震災の歴史を紐解くまでもなく,現在においても地震時には非常に多くの火災が同時に発生することが予想され,また公設消防は平常時のようにその全てを消火することが事実上不可能とみられている,それゆえ,地震時における火災被害の軽減をはかるためには,次の3つのアプローチを総合的に同時追求せねばならない.(1)地震時の出火要因を把握し,それを軽減するための対策の効果を検証する.(2)地震時の延焼性状の予測手法を確立し,建築物などの延焼阻止効果を評価する.(3)地震火災発生時に,限りある消防力を最適に運用するための戦術を確立する.平成22年度は,上記のうち(1)に注目し,地震時における出火要因の把握を専門的見地から検証した.これまで既存研究で触れられている地震火災の出火要因について,入手可能な文献を収集し整理に努め,最新の研究素材を明らかにしている,またここでは特に,従来において語られていなかった市街地データとの因果や,ライフスタイルから受ける影響など,平常時のデータも適宜利用して分類・整理した.そしてこの作業が地震時の出火構造の解明に役に立つわけであるが,結果として東日本大震災における出火・延焼メカニズムの解明に大きな役割を果たしている(これはH23年度の成果となっている).本研究は都市の火災安全性能を正しく把握し,また現在数多くなされている様々な防火対策の妥当性と限界を論じるため,出火構造の適切な記述を試み,出火対策を含めた総合的な防災対策の評価を行うものである.本研究は特に都市域を対象として,大規模地震発生時の出火被害を把握し,同時に出火対策の効果把握を最終的な目標とした.研究成果としては,従来の地震火災のみならず研究期間の間に発生した東日本大震災における地震火災の出火構造を把握し,その対策について定性的な分析を行うことができた.なかでも,津波火災の出火と延焼に関して,現地調査やアンケート調査を行い,他の研究期間が十分になしえなかった一定の結果を収めた点は先駆的なものと考えられる.本研究では,地震火災を1.地震動によるもの,2.間接的に地震に由来するもの(停電時のローソク使用による火災),3.津波火災に分類し,なおかつ津波火災をa.基本型(主として三陸沿岸などの特徴),b.都市近郊平野部型(主として仙台平野などの特徴),c.危険物流出型(主として気仙沼の特徴)に分け,その被害と対策効果について分析している.また津波火災の出火数についても,瓦礫量とプロパンガスボンベの量,車の数などを代替する「全壊棟数」との相関が極めて高く(R^2=0.765),より精緻な津波火災の被害予測に向けた事前検討を行うことができた.本研究は都市の火災安全性能を正しく把握し,また現在数多くなされている様々な防火対策の妥当性と限界を論じるため,出火構造の適切な記述を試み,出火対策を含めた総合的な防災対策の評価を行うものである.最終年度は特に都市域を対象として,出火のより詳細な実態と出火対策の効果把握を最終的な目標として行った.結論として,消防本部へのアンケート調査などにより,詳細な出火データの入手ができ,以下のことなどが分かった.今後は,この詳細なデータを用いた各種分析が検討課題となる.

1.津波火災の火災1件当たりの延焼棟数は約20棟と,地震火災の約13倍であった.2.建物火災60件の中で火元の建築物の構造が判明している36件の内訳を調べた結果,その他1件,不明1件を除くと非木造が23件,木造が11件であった.これより,木造建築物に比べて非木造建築物の方が津波火災の火元となりやすいことがわかる.なお,火元となった木造建築物はほとんどが住宅用途であったが,他方で火元となった非木造建築物は共同住宅や工場,イベントホールがなどが主な用途であった.3.同様に,建物火災60件の中から火元の建築物の高さが判明している34件の内訳を調べた.この結果,1階の建築物からの出火が15件,2階の建築物からの出火が14件となっているが,中には9階,10階のような高層建築物からも出火していることが判明した.4.津波火災全149件を火災種別に整理した結果,建物火災は60件,車両火災は32件,船舶が1件,その他(田畑など.不明含む)が54件となっており,建物火災の約半分の車両火災が発生している5.津波火災の発生日時は,3月11日中に発生したものは82件であり,半分程度が当日以降に出火したものであることが明らかになった.地震火災の出火メカニズムの推定を,東日本大震災の事例も含めて分析できた点は評価できるものと考える.本研究の成果として,2011年自然災害学会大会にて学術優秀発表賞を受賞した.他方で,研究成果の延焼シミュレーションなどへの組み込みについては,東日本大震災時に発生した火災の詳細なデータ入手が遅れ,量的かつ独創的な検討は出来なかった.地震火災被害の量的把握も含め,今後の課題となる.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は津波火災も含めて,地震火災の定義を見直し,かつ精度良い地震火災被害の量的予測が求められるものと考える.本研究の成果はまさにこの点の基礎となるべきものであるが,そのためには東日本大震災の地震火災をその被害・消防活動なども含めてより詳細にサーベイする必要があり,その点について現在研究を進めているところである.24年度が最終年度であるため、記入しない。
西南日本内・外帯二畳紀屑岩の後背地解析

(1)西南日本外帯の四国黒瀬川帯のうち,二畳系と明らかになっている新改層分布域で野外調査を行った.その結果,従来のひとまとめにされていた新改層が,剪断変形を受け砂岩がブロック状になり,またチャートや珪質頁岩のブロックを含む地層と,砂岩と泥岩が比較的整然とした地層に分けられることが明らかとなった.(2)前者の変形を受けた地層の砂岩は灰色から淡灰色を呈し,火山岩や結晶片岩の岩片を多く含み,重鉱物に乏しい石質ワッケアレナイトで,後者の整然とした地層の砂岩は緑色灰緑色を呈し,エピド-ド,スフェン,ザクロ石,ホルンブレンドなどの重鉱物に富むアレナイトであることが明らかとなった.(3)砂岩中の砕屑性ザクロ石の化学組成を測定した結果,前者の変形を受けた地層の砂岩中のものはアルマンディンを主とし,後者の整然相の砂岩中のものはグランダイトを主とするという差異が明らかとなった.(4)グランダイトを産する緑色砂岩を挟む整然相の地層は四国では市ノ瀬層,九州では球磨層や小崎層などが報告されており,従来一括されていた新改層のうち整然とした地層は市ノ瀬層などに対比される可能性が大きくなった.また四国や九州のデータを総括すると西南日本外帯ではメランジ相の砂岩中のザクロ石はアルマンディンを主とし,整然相の砂岩中のものはグランダイトを主とする傾向がわかってきた.これらの成果は1997年10月に九州大学で開催される地質学会にて発表の予定である.(1)西南日本外帯の四国黒瀬川帯のうち,二畳系と明らかになっている新改層分布域で野外調査を行った.その結果,従来のひとまとめにされていた新改層が,剪断変形を受け砂岩がブロック状になり,またチャートや珪質頁岩のブロックを含む地層と,砂岩と泥岩が比較的整然とした地層に分けられることが明らかとなった.(2)前者の変形を受けた地層の砂岩は灰色から淡灰色を呈し,火山岩や結晶片岩の岩片を多く含み,重鉱物に乏しい石質ワッケアレナイトで,後者の整然とした地層の砂岩は緑色灰緑色を呈し,エピド-ド,スフェン,ザクロ石,ホルンブレンドなどの重鉱物に富むアレナイトであることが明らかとなった.(3)砂岩中の砕屑性ザクロ石の化学組成を測定した結果,前者の変形を受けた地層の砂岩中のものはアルマンディンを主とし,後者の整然相の砂岩中のものはグランダイトを主とするという差異が明らかとなった.(4)グランダイトを産する緑色砂岩を挟む整然相の地層は四国では市ノ瀬層,九州では球磨層や小崎層などが報告されており,従来一括されていた新改層のうち整然とした地層は市ノ瀬層などに対比される可能性が大きくなった.また四国や九州のデータを総括すると西南日本外帯ではメランジ相の砂岩中のザクロ石はアルマンディンを主とし,整然相の砂岩中のものはグランダイトを主とする傾向がわかってきた.これらの成果は1997年10月に九州大学で開催される地質学会にて発表の予定である.
フランツ・シューベルトの声楽作品における『特異な突出的部分』の意味について

報告者は平成21年度、昨年度にひきつづいて貴下の「研究指導委託」を利用してウィーンに滞在し、研究を進めることができた。貴重資料の収集や風土・文化の体感といった当地での活動は、より広い視野からの今後のシューベルト研究のために不可欠なものになったと確信する。また申請時に研究テーマの一つとして掲げた、シューベルトにおける「五音音階」の意味にかんする論文が学会誌『美学』(2009年6月刊行)に掲載され、当初の研究課題は一つのまとまった成果を挙げることができた。なお同論文は大幅な内容の改変を伴ったかたちで--理論的前提を省いたいっぽうで音楽の分析例を増強して--国際記号学会の年鑑にも英語論文として掲載された。また一方では、シューベルトの音楽を、現代思想を援用しつつ文化的地平から自由に論じたL.クレイマーの著作を『思想』誌上にて翻訳・紹介する機会にめぐまれたことで、報告者の研究も今後の発展のためにより広い裾野を見出すことができた。こうしたすぐれた先行研究を参照しつつ、しかし同時にその偏った点を実証的に修正して活用することで、シューベルトの音楽の孕む今日的な意味を、さらに深く追求していくことができるだろう。報告者は平成20年度、貴下の「研究指導委託」を利用してウィーンに滞在し、当地開催の国際会議への出席や豊富な文化的遺産・自然の吸収、貴重資料の収集を行いつつ研究を進めた。それによって--特にビーダーマイヤー時代の絵画に見られるような--シューベルト時代の主体たちが大切に慈しんだ内面と、シューベルトの音楽に現れる強度に満ちた箇所との関連を、より広い視点から考察するという視点を得ることができた。この経験は、報告者の研究の今後の可能性を広げるものだと確信している。また昨年度に発表した学術論文(1本)では、報告者のもう一つの研究路線であるドイツ・ロマン主義における「自然」概念とシューベルトの音楽との接点に着目した。それによって、第一に、自然への憧憬を音楽作りの核心として浮かび上がらせるシューベルトの特異な音楽語法を抽出し、第二に、そのような特異な部分と楽曲全体の流れとの関係を丁寧に追ったのが、本論文の成果である。この論点も、「突出的部分の意味」をより広い視野から考察するという点で、今後の研究に深みを与える方向性を持つものと自覚している。さらに昨年度は、申請時に研究テーマの一つとして掲げた「五音音階」という特異な語法の意味についての考察を深化させた。その研究成果は論文にまとめて学会誌『美学』に投稿した。これについては査読の上、今年度発行の同誌にて掲載が認められている(2009年6月刊行)。
粘性解の理論と応用

次のような研究成果をあげた。1.最適制御における状態拘束問題に対して、対応するハミルトン・ヤコビ方程式の必ずしも滑らかでない粘性解からフィードバック型の最適制御を構成する問題を考え、近似的最適制御であれば構成できることを証明した。その構成法も与えた。2.BarronとJensenによる半連続粘性解の一意存在定理は最適制御における値関数の特徴づけに、値関数が半連続である場合に基本的であるが、無限次元ヒルベルト空間上での半連続粘性解の一意存在定理を確立した。3.エルゴード制御はそれ自身重要であるが、ハミルトン・ヤコビ方程式の均質化にも関連している。ハミルトン・ヤコビ方程式に対するエルゴード問題を考察し、ある種の値関数を導入し、この関数を通して解の存在の特徴づけを行った。4.凸性のない一階のハミルトン・ヤコビ方程式の初期値問題に関して半連続な初期値に対して時間大域的に一意に解ける解の概念を導入し、従来の解との比較を行った。5.リスク鋭感的確率制御のベルマン方程式の可解性、一意性、解の滑らかさ、を調べ、粘性解の方法を用いて、その特異極限と微分ゲームとの関連を考察した。6.凸体のガウス曲率流は、岩石の磨耗のモデルとして現れる。このガウス曲率流のある幾何学的近似法を提唱し、その収束を証明した。7.制御された確率微分方程式の解の与えられた集合に対する不変性と対応するハミルトン・ヤコビ・ベルマン方程式の粘性解のその集合への制限可能性との同値性を証明した。8.ガウス曲率流に関して、平坦部分の待ち時間を研究し、初期曲面の一点において二つの主曲率が0であれば、その点待ち時間は正であることを証明した。さらに、初期曲面が滑らかであっても、平坦部分を持つならばそのガウス曲率流はC^2級ではなくなることを証明した。その構成法も与えた。1.全国規模の研究集会を二度開催し、研究成果の公表と関連分野研究者との討議を行った。分担者全体の研究打合せ会を一度開催した。さらに、各地で開かれた研究集会に参加し、それまでに得られた研究成果の公表と研究打合せを行った。研究代表者はオ-ベルヴォルファッハ研究所での国際研究集会に参加し、成果の公表を行った。研究分担者の小池はパリ大学を訪問し、本研究課題に対する助言を受けた。I.Capuzzo DoIcetta教授、E.N.Barron教授、R.Jerrard助教授を招聘し、本研究課題に対する助言を受けた。このような活動を通して、研究を進め以下の結果を得た。2.超曲面の平均曲率流に関して、柱状領域に直交する曲面の平均曲率流は、時間無限大での漸近挙動として、平面に近づくことを示した。3.領域に直交する曲面の平均曲率流に関して、閾値ダイナミックス型の近似法を提案し、その収束を示した。4.超曲面のGauss曲率流の待ち時間に関して、(1)初期曲面の一点において、二つの主曲率が0であれば、その点の待ち時間は正であること、(2)初期曲面の一点において、高々一つの主曲率が0であるならば、その点の待ち時間は0であること、(3)初期曲面が滑らかであっても、平坦部分をもつならば、Gauss曲率流は必ずC^2級ではなくなること等を証明した。5.Gauss曲率流に対する幾何学的な一つの近似アルゴリズムを発見した。このアルゴリズムについて、初期曲面が凸であれば、Gauss曲率流に収束することを証明した。

6.2階半線形退化楕円型方程式に対する粘性解の存在と一意性について、係数が球対称な関数である場合に、存在と一意性が成立するための十分条件を得た.7.Hamilton-Jacobi方程式の半連続な粘性解について、ダイナミック・プログラミング原理が成立することを示し、その結果を適切な境界条件の設定に応用した。全国規模の研究集会を二度開催し、研究成果の公表と関連分野研究者との研究討議を行った。さらに、各地で開かれた研究集会に参加し、それまでに得られた研究成果の公表と研究討議と研究打ち合わせを行った。研究代表者はオーベルヴォルファッハ研究所とイタリアのレビコで開催された二つの国際研究集会に参加し、研究成果の公表をした。N.V.Krylov教授、M.G.Crandall教授、R.Jensen教授を招聘し、これらの教授より本研究課題のレビューを受けた。このような活動を通して以下のような研究成果を挙げた。1.ハミルトン・ヤコビ方程式の均質化に関して、特に初期値問題に対して、初期値が振動し、ハミルトニアンが時間変数に関して振動する場合の周期的均質化理論を確立した。2.岩石のような凸体の磨耗の数学的モデルは曲面のガウス曲率流であるが、必ずしも凸体ではない場合を考察し、この一般の場合の曲率流に対する存在と一意性の理論の確立と幾何学的近似アルゴリズムの収束性の証明を行った。3.平均曲率流に対する熱方程式を用いる近似アルゴリズムはBence,Merriman,Osherにより導入された。曲面が壁面に垂直に保たれるような平均曲率流に対する、熱方程式のノイマン問題を用いる同様なアルゴリズムを導入し、その収束性を考察した。4.凸体の磨耗の確率モデルを提案し、そのガウス曲率流への収束を凸閉曲線の場合に証明した。5.ハミルトン・ヤコビ方程式の初期値問題の解に対するLax-Hopf型の表現定理を初期関数が半連続関数の場合に拡張することに成功した。6.確率微分方程式の解の与えられた集合に対する不変性と対応するハミルトン・ヤコビ・ベルマン方程式の粘性解のその集合への制限可能性との同値性を証明した。全国規模の研究集会を二度開催し、研究成果の公表と関連分野研究者との討議を行った。分担者全体の研究打ち合わせ会を一度開催した。さらに、各地で開催された関連した研究集会に参加し、それまでに得られた研究成果の公表と研究打ち合わせを行った。研究代表者はドイツのベルリンで開催された二つの国際研究集会に参加し、研究成果の公表を行った。P.Loreti助教授、P.E.Souganidis教授、N.S.Trudinger教授、H.J.Kuo教授を招聘し、本研究課題についてレビューを受けた。このような活動を通して、研究を進め次のような研究成果をあげた。1.最適制御における状態拘束問題に対して、対応するハミルトン・ヤコビ方程式の必ずしも滑らかでない粘性解からフィードバック型の最適制御を構成する問題を考え、近似的最適制御であれば構成できることを証明した。その構成法も与えた。2.BarronとJensenによる半連続粘性解の一意存在定理は最適制御における値関数の特徴づけに、値関数が半連続である場合に基本的であるが、無限次元ヒルベルト空間上での半連続粘性解の一意存在定理を確立した。3.エルゴード制御はそれ自身重要であるが、ハミルトン・ヤコビ方程式の均質化にも関連している。ハミルトン・ヤコビ方程式に対するエルゴード問題を考察し、ある種の値関数を導入し、この関数を通して解の存在の特徴づけを行った。
低濃度二酸化硫黄の常温高深度捕捉による大気浄化技術の展開

活性炭素繊維は、炭素繊維を賦活することによって得られた繊維状の新しい形態の活性炭である。この活性炭素繊維は、外表面から直接ミクロポアが発達した特異な細孔構造を持つため、通常の粒状活性炭と比較して吸脱着速度が大きく、その前駆体の選択により、種々の表面組成が設計できる。本研究では、PAN-ACF(ポリアクリロニトリル系活性炭素繊維)の排煙脱硫能の拡大と、硫黄化合物の回収、再生法について検討した。賦活度の違いや、脱硫-再生を繰り返によって得られた性状の異なるPAN-ACFの表面構造を調べ、SO_2吸着容量や吸着メカニズムとの関係について調べ、次いで3080°Cで、水蒸気添加量をコントロールすることにより、生成硫酸を連続回収する新しい排煙脱硫プロセスの可能性について検討した。まず、加熱処理によるPAN-ACFの排煙脱硫能の向上について検討した。賦活度の異なる4種のPAN-ACFについて、不活性雰囲気下で1501000°Cで加熱処理をした場合、いずれの場合もその排煙脱硫能は処理温度により大きく変化した。最適温度は賦活度によって異なり、最も賦活度の低いFE-100は600°C、賦活度の高いFE-400は1000°C、その中間であるFE-200、FE-300は800°Cで、いずれも処理前の23倍の吸着容量を示した。これらの中では、800°Cで処理したFE-300-800のSO_2吸着能が最も大きく、市販の排煙脱硫様の活性炭の約4倍に達した。加熱処理中にCO、CO_2の発生が認められたことから、表面含酸素基の量の最適化がSO_2吸着能の増加をもたらしたことが明かとなった。
ジャスモン酸、ABAおよびエチレン代謝に及ぼす光質の相違と果実の光反応との関係

ブドウを供試して、内生ABA濃度、アントシアニン濃度および糖濃度に及ぼす夜間における青色LEDおよび赤色LED照射の影響を、太陽光利用型植物工場を利用し、加温促成栽培条件および普通栽培条件下の2つの異なるシーズンで検討した。加温促成栽培条件下で、内生ABA濃度は青色LED照射果粒で最も高くなった。一方、普通栽培条件下では赤色LED照射のブドウ果粒で最も高くなった。ABA合成経路上の酵素遺伝子のVvNCED1およびVvCYP707A1の発現は、季節に関わらずベレゾーン期で高くなった。両シーズンでアントシアニン濃度は青色LED照射区で最も高く、次いで赤色LED照射で、一方無処理区は最も低かった。夜間にブドウ樹に赤色および青色LED光を照射し、内生アブシシン酸(ABA)、アントシアニン濃度およびABAの産生に関与するネオキサンチン酸化開裂酵素遺伝子(NCED)、ABA水酸化酵素遺伝子(CYP707A1)、アントシアニンの合成に関与するMybA1-2、MybA2およびUFGTの発現および光質との関連を試験した。内生ABAおよびその代謝物質ファゼイン酸(PA)は赤色LED光照射区で最も高くなった。対照的にアントシアニン濃度は青色LED光照射区で最も高くなり、続いて赤色LED光照射区で高くなった。一方、MybA1-2、MybA2およびUFGTの発現は必ずしもアントシアニン濃度と一致しなかった。着色はマルビジン系アントシアニン濃度と一致した。果皮の糖濃度は青色および赤色LED光照射区で高くなった。以上は夜間の青色LED光照射はブドウのアントシアニン濃度および糖濃度を増加させる可能性のあることを示唆した。一方で、内生ABA濃度は赤色LED光照射区で高くなったにもかかわらずアントシアニン濃度とは一致しなかったことから、アントシアニン合成にはABA以上に他の要因が影響したことが考えられた。半閉鎖型植物工場でブドウを供試し、収穫期が12月となる抑制栽培を行った。一般に太陽光では6月から12月に向け赤色光の比率は上昇し、一方青色光の比率は下降する。ブドウ樹は8月から赤色あるいは青色LEDで日の出前3時間および日没後3時間の夜間に照射された。内生アブシシン酸およびアントシアニン濃度は、ベレゾーン期にVlMYBA1-2およびVlMYBA2の発現と同様に、青色あるいは赤色LED照射区で増加した。この結果は、ベレゾーン期のVlMYBA1-2およびVlMYBA2の発現がアントシアニン合成のために重要であることを示唆する。果皮中の糖濃度の増加も赤色あるいは青色LED照射区で観察された。本試験の結果は、12月収穫のブドウ抑制栽培において、着色および糖濃度の向上に夜間のLED照射が有効であることを示し、更に内生ABA、アントシアニン、および糖濃度の相互の関連性を示唆する。ブドウ'巨峰'を供試して、内生ABA濃度、アントシアニン濃度および糖濃度に及ぼす青色LEDおよび赤色LED照射の影響(日の出前3時間および日没後3時間照射)を、太陽光利用植物工場を利用して、加温促成栽培条件および普通栽培条件下の2つの異なるシーズンで検討した。ABA合成経路上の酵素遺伝子のVvNCED1およびVvCYP707Aの発現は、季節に関わらずベレゾーン期で最も高くなった。両シーズンで、アントシアニン濃度は青色LED照射区で最も高く、ついで赤色LED照射で、一方無処理区は最も低くなった。アントシアニン合成に関係する遺伝子であるVlMybA1-2, VlMybA2およびVvUFGT遺伝子の発現は、アントシアニン濃度と一致した。糖濃度は季節にかかわらず、青色あるいは赤色LED照射区で高くなった。以上の結果は、夜間の青色あるいは赤色LED照射は季節によって影響の程度は異なるものの、内生ABA、アントシアニンおよび糖代謝に影響することを示唆した。本研究では、太陽光で赤色光の比率が上昇する栽培条件下で、本研究の目的である、内生アブシシン酸と赤色あるいは青色の光質との関連が明らかとなった。また内生ABA、アントシアニン濃度および糖濃度との相互の関連性が示唆され、計画通り進展している。果樹生理学ブドウ果実のアントシアニン合成と内生アブシシン酸との関連性を明らかにするため、アブシシン酸受容体阻害剤あるいはアブシシン酸合成阻害剤を供試し、関連性を明らかにする。当初の目的である光質の相違と内生アブシシン酸との関係が明らかとなった。また、異なる光質が果実のアントシアニン合成に及ぼす影響が明らかとなった。

今後、植物工場などでのLEDを利用した果樹栽培が行われる可能性があるため、季節で異なる太陽光波長との相互関連について、内生アブシシン酸およびアントシアニン合成への関わりの面から解明していく予定である。
植物ユビキチンの生理生化学的研究

1.環境条件によるユビキチン(Ub)化蛋白質の変動一抗Ub抗体を用いたウエスタンブロット法により、クラミドモナスにUb及びUb化蛋白質を検出できた。Ub化蛋白質のうち主なものは分子量31KDと28KDの2種であった。これらは、40°C以上の熱、メチルビオローゲン存在下での光照射、アミノ酸アナログの添加などのストレスによって相互に関連しながら特徴的な変動を示した。また、細胞周期や配偶子の接合の過程でも特徴ある変化をすることが示されるなど、これらのUb化蛋白質が細胞の生理状態と密接に関連していることが強く示唆された。2.In Vitroでの蛋白質Ub化活性-クラミドモナス細胞破砕液の超遠心上清に、^<125>Iで標識した。精製ヒトUbを加えて蛋白質のUb化を電気泳動によって解析した。いくつかの蛋白質は、ATP存在下でUb化された。これらのUb蛋白質の中には上に述べた28および31KDも含まれていた。これにより、クラミドモナスにも実際にATP依存の蛋白質Ub化の系が存在することが明らかとなった。3.Ub化ヒストンについて-ウシ脳線のヒストンH2AおよびH2Bに対する抗体をウサギで作製した。この抗体を用いてクラミドモナスにUb化ヒストン(uH2AおよびuH2B)が存在するか否かをウエスタンブロット法により検索した。28および31KDの位置にこれらの抗体と反応するバンドはみられず、このことから、これら2つがいわゆるUb化ヒストンではないことが結論された。4.28KDUb化蛋白質の精製-等電点電気泳動により解析したところモナスより核を単離し抗Ub抗体でウエスタンブロットを行ったところ、28KDは、明らかにこのオルガネラに濃縮されていた。現在、単離核を出発材料に28KDの精製を試みている。
細胞接着領域における張力伝達効率の能動的な向上機構の解明

本研究では,細胞が周囲の基質と接着する場において,接着タンパク質が巧妙に相互作用することで,細胞外基質ー細胞外骨格間の力伝達機能において重要な焦点接着斑の剛性が,能動的に増加するメカニズムの解明を目指す.そのため,本年度は,まず,接着タンパク質のタリンに着目した.タリンは,外力に対して自らの構造を変化させ,膜貫通型タンパク質インテグリンと骨格系タンパク質アクチンとの接続を強化させることが示唆されている.この働きにより,タリンは焦点接着斑の剛性を増加させると考えられる.そこで,タリンが焦点接着斑の剛性に与える寄与を明らかにするため,細胞内で発現するタリンの量の減少が,焦点接着斑の剛性増加に与える影響を調べた.そのために,細胞内のタリンの発現量を抑制(ノックダウン)する必要がある.ゆえに,まず,タリン1の遺伝子を標的にしたノックダウンプラスミドを細胞内に導入することで,干渉RNA作用によりタリン1のmRNAの分解を促進させることを試みた.次に,プラスミドの導入により細胞を回収し,タンパク質を抽出するため溶解した.その後,溶解液内のタンパク質を電気泳動により分子量に応じて分離し,ウェスターンブロットによりタリンの発現量を調べた.その結果,タリンの発現量は,プラスミドを導入することにより減少することが示された.以上の実験により,タリン1をノックダウンする細胞が作製されたことが示された.この細胞と通常の細胞のそれぞれの細胞膜表面において,AFMを用いて焦点接着斑を形成させ,その剛性を測定した.その結果,タリンの発現を抑制することで,焦点接着斑の剛性の増加は抑制されたことが示された.よって,タリンは,焦点接着斑の剛性増加に必要であることが明らかになった.本年度は,細胞内のタンパク質をノックダウンしたり,タンパク質の定量のためにウエスターンブロットをしたりするなど,分子生物学分野で一般的に用いられる実験手法を取り入れ,接着タンパク質タリンが焦点接着斑の剛性に与える影響を明らかにすることに注力した.専門である機械工学分野外のこれらの実験において生じる問題を解決することに対し,当初予定していたよりも多くの時間が費やされた.今後は,細胞内におけるタリンの機能や,それによる他の接着タンパク質の挙動に着目し,焦点接着斑の剛性の変化との関係を明らかにする予定である.本研究では,細胞が周囲の基質と接着する場において,接着タンパク質が巧妙に相互作用することで,細胞外基質ー細胞外骨格間の力伝達機能において重要な焦点接着斑の剛性が,能動的に増加するメカニズムの解明を目指す.そのため,本年度は,まず,接着タンパク質のタリンに着目した.タリンは,外力に対して自らの構造を変化させ,膜貫通型タンパク質インテグリンと骨格系タンパク質アクチンとの接続を強化させることが示唆されている.この働きにより,タリンは焦点接着斑の剛性を増加させると考えられる.そこで,タリンが焦点接着斑の剛性に与える寄与を明らかにするため,細胞内で発現するタリンの量の減少が,焦点接着斑の剛性増加に与える影響を調べた.そのために,細胞内のタリンの発現量を抑制(ノックダウン)する必要がある.ゆえに,まず,タリン1の遺伝子を標的にしたノックダウンプラスミドを細胞内に導入することで,干渉RNA作用によりタリン1のmRNAの分解を促進させることを試みた.次に,プラスミドの導入により細胞を回収し,タンパク質を抽出するため溶解した.その後,溶解液内のタンパク質を電気泳動により分子量に応じて分離し,ウェスターンブロットによりタリンの発現量を調べた.その結果,タリンの発現量は,プラスミドを導入することにより減少することが示された.以上の実験により,タリン1をノックダウンする細胞が作製されたことが示された.この細胞と通常の細胞のそれぞれの細胞膜表面において,AFMを用いて焦点接着斑を形成させ,その剛性を測定した.その結果,タリンの発現を抑制することで,焦点接着斑の剛性の増加は抑制されたことが示された.よって,タリンは,焦点接着斑の剛性増加に必要であることが明らかになった.本年度は,細胞内のタンパク質をノックダウンしたり,タンパク質の定量のためにウエスターンブロットをしたりするなど,分子生物学分野で一般的に用いられる実験手法を取り入れ,接着タンパク質タリンが焦点接着斑の剛性に与える影響を明らかにすることに注力した.専門である機械工学分野外のこれらの実験において生じる問題を解決することに対し,当初予定していたよりも多くの時間が費やされた.今後は,細胞内におけるタリンの機能や,それによる他の接着タンパク質の挙動に着目し,焦点接着斑の剛性の変化との関係を明らかにする予定である.
発刊110年の評論誌の高付加価値化を目指した知的財産マネジメントシステムの開発

本研究では,20世紀と21世紀の知の統合的流通と活用を目指し,デジタル時代到来前に発行された評論誌の知的財産の権利保全と活用のあり方を提案する.明治31年から継続して100年以上の発行歴史がある学術的価値の高い評論誌(三田評論)を用い,著作権の侵害の危険を回避した上でデジタル化・ネットワーク配信化をおこなうためのフレームワークが必要であると特定できた.書誌情報と著作権情報を統合し,かつデジタル資産が効果的に活用されるためには,オントロジー等の従来の手法ではなく,A(Information Architecture)の成果を利用することが必要であると判明した.この成果をもとに,これまでにない情報統合フレームワークを提案した.本研究では,20世紀と21世紀の知の統合的流通と活用を目指し,デジタル時代到来前に発行された評論誌の知的財産の権利保全と活用のあり方を提案する.明治31年から継続して100年以上の発行歴史がある学術的価値の高い評論誌(三田評論)を用い,著作権の侵害の危険を回避した上でデジタル化・ネットワーク配信化をおこなうためのフレームワークが必要であると特定できた.書誌情報と著作権情報を統合し,かつデジタル資産が効果的に活用されるためには,オントロジー等の従来の手法ではなく,A(Information Architecture)の成果を利用することが必要であると判明した.この成果をもとに,これまでにない情報統合フレームワークを提案した.本研究の目的は、明治31年から継続して100年以上の発行歴史がある学術的価値の高い評論誌(三田評論)を用い,著作権の侵害の危険を回避した上でデジタル化・ネットワーク配信化をおこなうためのフレームワークを提案である。今年度の活動の具体的内容:対象とする評論誌の中でも、現代の評論記事テーマにも通じる内容を扱っている「ウェーランド記念講演口述筆記録」に焦点を当て、著者が作品を活用してもらう視点に立った時、どういう条件であれば、デジタル化と公衆配信を了解できるかの概要調査を行った。また提示された条件が、最新のIT技術を用いて、情報システムとして実現しうるかどうかの検証を行い、Pilotシステムを構築した。意義:現在,書籍コンテンツは音楽コンテンツとは異なり,著作権の利用を了解したか否かの画一的な処理に依るところが大きい.一方音楽コンテンツは,一回の演奏,放送,(カラオケ等の伴奏としての)利用など,現実の利用に即した様々な活用場面に応じた権利ごとに契約が結ばれる.今年度の調査は,書籍に関しても細やかな著作権管理の体系を整備することができる可能性を提示している.重要性:これまでの書籍のデジタル化に関する議論は,法律の専門家の視点と,情報システム技術者の視点のそれぞれに立って,独自に行われてきた.今年度の活動は,両方の視点にたち,権利の処理方法とシステム化の可能性を追求した.成果として実際に動作することができるシステム基盤の構築を実現した.研究実施計画には,本年度の活動計画を主に調査をおこなうとし,具体的にはデジタル知財管理と活用と調査,およびDRM技術・システムの現状調査を実施する計画であった。実際の活動は,さらに進み(前述のように)システム基盤を構築するところまで実現した.本研究では,20世紀と21世紀の知の統合的流通と活用を目指し,デジタル時代到来前に発行された評論誌の知的財産の権利保全と活用のあり方を提案する.明治31年から継続して100年以上の発行歴史がある学術的価値の高い評論誌(三田評論)を用い,著作権の侵害の危険を回避した上でデジタル化・ネットワーク配信化をおこなうためのフレームワークを提案する.本研究では,コンテンツの知財権利を守るための方法だけでなく,歴史的価値のある記事群と最近発行されているデジタル情報をシームレスに取り扱うことを実現し,これらの学習や研究の材料としての知的財産価値の再発見・再評価を狙う.つまり本研究は,知的財産の権利保全だけでなく,知的財産を活用し,日本を知識立国化させる原動力となるような知財マネジメントのフレームワークの実現を目指している.今年度は,システム化した時にライフサイクルコストに注目し,研究を行い,2本の論文と1本の開設記事を投稿中である.また,本研究の成果を活用した新研究テーマを分担者として基盤(B)に申請し,採択された.今年度の研究成果のうち,知的財産情報を効率的にアクセスするために開発したデータ構造を展開する予定である.データ構造は,ERモデルを拡張した新データモデル構造の形式をとる.本年度実施予定の展開実験が成功すると,多くの国内のデジタル化知的資産に展開できる可能性が見える.本研究では,20世紀と21世紀の知の統合的流通と活用を目指し,デジタル時代到来前に発行された評論誌の知的財産の権利保全と活用のあり方を提案する.明治31年から継続して100年以上の発行歴史がある学術的価値の高い評論誌(三田評論)を用い,著作権の侵害の危険を回避した上でデジタル化・ネットワーク配信化をおこなうためのフレームワークが必要であると特定できた.書誌情報と著作権情報を統合し,かつデジタル資産が効果的に活用されるためには,オントロジー等の従来の手法ではなく,IA(Information Architecture)の成果を利用することが必要であると判明した.この成果をもとに,これまでにない情報統合フレームワークを提案した.これらを実システムとしてか動作せるために,最終年度では,この要求を特定する活動を行った.この時,システムエンジニアリングにおける従来の要求開発の手法では,情報の欠損の発生と,上流工程の長期化が問題になっていることに注目し専用の要求獲得フレームワークを開発した.

これにより,従来の方法より,圧縮した上流工程工数で,高品質の要求の整理が可能であることも判明した.この手法は,国内ジャーナルに発表しただけでなく,海外の著名国際会議でも発表をおこなった.またの手法を大学院の授業の教材に取り入れた.さらに,今年度から開始した科学研究費補助金(基盤研究(B))22300081に展開し,日本の体表的文化財である浮世絵のデジタル情報に実利用する予定である.
胃粘液上皮細胞増殖因子に関する分子細胞生物学的検討

1.モルモット胃粘液上皮細胞培養液の生物活性の検討-CHO細胞にヒトEGF受容体cDNAをトランスフェクトしたCHO・ER細胞を用い、〔^3H〕チミジンの取り込み、及びEGF受容体チロシンリン酸化能を検討したところ、コンデションメディウム(CM)にはチミジンの取り込み促進作用、EGF受容体チロシンリン酸化能を認めた。そこでCMをヘパリンセファロースカラムにて、ヘパリン縮合物質と、そうでない増殖因子とに分離し、CHO・ER細胞でチミジンの取り込みを検討したところ、カラムを通過したヘパリン非縮合溶出液中にCHO・ER刺激活性を認めた。この活性はTGFα中和抗体で中和され、濃縮後、TGFα抗体を用いたウェスタンブロット法によってTGFαがCM中に存在することを確認した。ヘパリンに縮合した溶出液中にもBT3fibroblastに対する増殖促進活性を認め、このCM中にはTGFαとそれ以外の増殖因子も分泌されることが確認された。胃粘液上皮細胞におけるEGF,TGFα,AR及びHBEGFmRNA発現量のノーザンブロット法による解析-報告された遺伝子配列を基にマウス唾液腺、ヒト大腸癌細胞株及びヒト単球より逆転写酵素を用いたpolymerase chane reaction(RT-PCR)法によりそれぞれの増殖因子cDNAを得た。モルモット胃粘液上皮細胞には、TGFαmRNAの発現を認め、他の増殖因子については現在ノーザンブロットにて解析中である。
新規自己免疫マーカーによるシェーグレン症候群の確定診断法および予後診断法の開発

生体の恒常性維持には外界からの異物・病原体の侵入を排除する免疫システムが必須であるが、この防御機構の破綻が自己免疫疾患を誘発する。現代の難病と言われる自己免疫疾患患者は年々増加し、世界中で多くの患者のQOLが低下しているにも関わらず、その診断法は限定的であり、病因論に基づいた診断技術の開発には至っていない。申請者らはシェーグレン症候群実験モデルの開発から始まり、シェーグレン症候群病態発症機構の解明をめざして研究を進めてきた。本研究では多くの実験的知見から得られたシェーグレン症候群発症の引き金となる重要分子を用いた新たな診断法を開発することを目的とした。界からの異物(病原体等)の侵入を排除する免疫システムが破綻し、自己に対して免疫応答を引き起こしてしまう自己免疫患者は年々増加している。多くの患者のQOLが低下しているにも関わらず、その診断法は限定的であり、病因論に基づいた診断技術の開発には至っていない。自己免疫疾患の発症の原因及び要因は単一ではなく複数の因子が密接に関連しているため発症年齢、経過、臨床症状、病態など患者個人によって様々であり、正確な自己免疫疾患の診断を行うのは困難な点が多い。本研究では従来の自己免疫疾患の検査診断方法に加え、病態の発症機序の基づいた複数の分子群(自己免疫マーカー)を用いることにより、疾患の特異性、病勢、予後などを正確に把握することができる診断マーカーを追求することを目的とした。シェーグレン症候群モデルマウスの唾液・涙液中の各種サイトカイン・ケモカインをLuminex用いて測定したところ、シェーグレン発症群においては炎症抑制性サイトカインIL-10の減少、逆に炎症性サイトカインIL-1beta等の上昇がみられた。またVEGFの著明な減少、涙液においては抗菌物質lactoferrin分泌の減少が観察され、Th1型の炎症環境に傾き、機能障害等の病態が涙液・唾液中に反映されていることを示しており、侵襲性の少ないサンプル(唾液・涙液)から、種々の病態情報を得ることが可能であることが解った。また発症群では唾液腺周囲や脂肪組織においてM1マクロファージが優位に増えていることを認めた。唾液・涙液中にはリンパ球等の免疫担当細胞が多く含まれており、これらの解析からも唾液・涙液中のTh1型への偏りを確認することができている。これらの診断マーカーを組み合わせて、時間経過・性差のなどを考慮して唾液・涙液サンプルからの新しい診断方法の確立を今後も追求して行きたいと考えている。申請者らはシェーグレン症候群実験モデルの開発から始まり、シェーグレン症候群病態発症機構の解明めざして研究を進めてきた。本研究での最終目的は多くの実験的知見から得られたシェーグレン症候群発症の引き金となる重要分子を用いて、新たな診断法を開発することである。これまでに申請者らの研究により明らかにされた分子を中心に病態との関連性を詳細に検討して「自己免疫マーカー」となりうる分子を探索する目的で、自己免疫疾患モデルマウス(NFS/sld, MRL/lpr, NOD, aly/alyマウス)のT細胞動態を解析した。末梢血中、脾臓、涙腺・唾液腺浸潤T細胞からナイーブT細胞、およびメモリーT細胞を分離精製すると、自己免疫疾患モデルマウスにおいてはメモリーT細胞が局所において疾患に応じて増大していた。これらのメモリーT細胞の遺伝子発現をマイクロアレイ法により解析した結果、疾患マウスのメモリーT細胞特異的にCCR6、CXCR7増加および減少を認め、詳細な解析を実施し、末梢血T細胞での「自己免疫マーカー」と成り得るかを確認中である。標的臓器側からのアプローチとしては、自己免疫疾患モデルマウスにおいて病態の発症前後、進展に伴って涙腺、唾液腺組織で動きを示す分子について主に、アポトーシス関連分子について検討を行なっている。今後、抗体やプロテアーゼ蛍光基質を用いたインビボイメージング応用の可能性も追求していく予定である。自己免疫疾患においては様々な臓器(関節、膵臓、唾液腺など)がこの病気の標的となっているが、なぜその臓器が攻撃を受けるのかは明らかになっていない。私達は唾液腺・涙腺を標的臓器とするシェーグレン症候群を中心に、特定の臓器に発症する自己免疫疾患の謎を追求してきた。自己免疫疾患発症には様々な原因が報告されているが、病気が起こり始めてから症状として現れるまでの詳しい仕組みは不明のままであり、この研究は、自己免疫疾患の発症する仕組みを目で確認できる技術を確立して、治療のタイミングや効果を判定し、適切に治療する方法の開発を目的としている。

各種自己免疫疾患モデルを用いて、病態のどの段階で候補因子がどのように作用し、病勢や予後にどのように影響を与えているのかを精査するために、メモリーT細胞の動態を調べた結果、病態と相関するケモカイン受容体を見出すことができた。このケモカイン受容体および対応するケモカインの詳細な発現パターンを解析中である。また点眼による薬剤やshort interference (si)RNA投与により涙腺および副涙腺へ薬剤等が浸透し治療効果を期待できることを確認することができた。点眼、涙腺等は非常に扱いやすい方法・臓器であり、「自己免疫マーカー」による局所の病態可視化に利用できると考えている。自己免疫疾患の発症機序において、臓器と免疫システムとのネットワークの中で重要な分子群を様々な病期にどのように対応していくかを検討した上で、病態の程度や臨床症状、予後などを予想することが目的としている。シェーグレン症候群疾患モデルマウスを用い、発症前後、病態進展に伴う複数の標的臓器決定因子の変化をインビボイメージング解析でトレースすることにより、最終的な疾患の病態が把握できる。前年度に見出したケモカインに対するsiRNAを点眼・全身投与することにより、そのケモカインの減少と病態進行との相互関係を涙腺・唾液腺へ浸潤してくる蛍光蛋白発現T細胞をモニターすることで、確認することが可能であると考えている。前述したように、涙腺・唾液腺はインビボイメージングに最適であり、さらに標的臓器側の「自己免疫マーカー」の確率と標識方法を検討し、臓器と免疫システムの両方から自己免疫疾患発症メカニズムを可視的に捉えていきたいと考えている。次年度の予算と合算して、研究計画どおり、マウス購入や試薬購入に使用する。引き続き「自己免疫マーカー」の探索と解析を実施しながら、インビボでの解析に移行できるようにしたいと考えている。
骨修復過程において性ホルモンを介してNOが果たす役割の解明

骨折治癒の過程は炎症反応とそれに続く骨リモデリングからなる。炎症期では骨折部位に様々な免疫応答や血管新生が生じて仮骨が形成され、破骨細胞と骨芽細胞によってリモデリングされて治癒に至る。これらの一連の過程には調節因子としてNitric Oxide Synthase(NOS)により発現されるNirtic Oxide(NO)も関与していると考えられる。本研究の目的は、我々が開発したNOSシステム完全欠損(トリプルnNOS/iNOS/eNOS-/-)マウスを用いて大腿骨にdrill holeによる骨損傷モデルを作製し、骨修復過程において性ホルモンを介してNOが果たす役割を明らかにすることである。雌性8週齢の野生型(C57BL/6J)マウス及びトリプルNOS/-マウス、6週齢でOVXを行った雌性8週齢の野生型マウス及びトリプルNOS -/-マウスを用いて大腿骨骨幹部にドリルで直径1 mmの骨孔をあけて骨損傷モデルを作成した。術後1, 2, 4週目に骨損傷部位を動物用マイクロCTで撮影して骨修復過程における骨密度の経時的変化を測定した。また、雄性の野生型マウス、トリプルNOS -/-マウスについても同様の方法で骨損傷モデルを作成して損傷部位のBMDを経時的に測定した。各群の経時的な骨密度を比較検討して性差やNOの有無が骨修復過程に影響を与えるか否かを観察した。さらに骨損傷部位の石灰化状態の評価と骨形態計測を行うために、骨損傷モデル作成後1週目と4週目に屠殺したマウスの大腿骨を採取して非脱灰薄切標本を作成した。また、血中の骨代謝マーカーを測定するために、各群の骨損傷モデルを作成後、1,2,4週目に麻酔下に採血を行い血清を保存した。野生型マウス及びトリプルNOS-/-マウスの骨損傷部位の骨密度は、術後1週から4週にかけて時間依存性に有意に増加した。雌性の野生型マウスとトリプルNOS-/-マウスの骨損傷部位の骨密度を比較すると、術後1週目と4週目で野生型マウスでは有意に骨密度が増加していた。一方、雄性の野生型マウスとトリプルNOS-/-マウスの骨損傷部位の骨密度には差がなかった。また、野生型マウスの雌雄の比較では、雌性マウスの骨損傷部位の骨密度が術後1,2,4週目のすべての時点で雄性マウスに比して有意に高かったのに対して、トリプルNOS-/マウスの雌雄の比較では骨損傷部位の骨密度に差がなかった。野生型マウスにおける雌雄の骨修復状態の違いを非脱灰薄切標本による骨形態計測で評価した。術後4週目の標本では骨修復がかなり進んでおり、評価が困難であったため、術後1週の標本を用いて評価を行った。雌性マウスの骨量(BV/TV)と骨量幅(Tb.Th)は、雄性マウスに比して有意に高かった。一方で、類骨面(OS/BS)については、雌性マウスが雄性マウスより有意に低かったことから、雌性マウスでは石灰化速度が雄性マウスに比して亢進していることが示唆された。これらの事実から、野生型マウスでは、骨損傷の回復過程において性差があることがわかった。今年度の研究では骨損傷部位の骨密度の増加率から、野生型マウスにおける性差が修復速度に及ぼす影響が著明であることがわかった。そのため、損傷部位の骨形態計測に関しては、野生型マウスについての解析を主に進め、雌性の野生型マウスの骨密度の増加を裏付ける結果が得られた。これは性ホルモンが骨修復能に関与している可能性を示唆している。雌性の野生型マウスとトリプルNOS-/-マウスの骨損傷部位の骨密度を比較すると、術後1週目と4週目で野生型マウスではトリプルNOS-/-マウスに比し、有意に骨密度が増加していた。骨におけるNOの発現にはエストロゲン等の性ホルモンも関与しており、17β-estradiolはeNOSの発現を増加させ持続的にNOを産生することで骨芽細胞の分化増殖を促すと言われている(O'Shaughnessy MC, Biochem Biophys Res Commun. Nov 2; 277(3):604-10, 2000)ことから、NOの欠損がこの結果の一因であると考えて矛盾しない。今後は、性ホルモンが骨修復能に関与していることを調べるために、卵巣摘出マウスを用いて今年度と同様の骨損傷モデルを作成して骨修復速度を評価する予定である。さらに性ホルモンとNOが関係性を保ちながら骨修復に関与しているかについても調査していく予定である。雌性8週齢の野生型(C57BL/6J)