hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒストン脱メチル化酵素Ｊｍｊｄ３の造血系に着目した機能解析

JMJD3の欠損が増殖ストレス誘導後の造血幹細胞(HSC)の幹細胞性維持を障害する分子機構を明らかにするため、コントロールおよびJmjd3コンディショナルノックアウト(cKO)マウスの定常状態のHSCからRNAを単離し、次世代シークエンサーを用いたRNA-sequenceによってJMJD3の欠損に伴って発現が変化する遺伝子群を網羅的に解析した。また、コントロールおよびJmjd3 cKOマウスの骨髄前駆細胞にがん遺伝子MLL-AF9を導入し、形質転換させた白血病細胞からフローサイトメトリーを用いて白血病幹細胞(LSC)をソートした。このLSCからもRNAを単離し、同様の解析を行った。さらにこれらの発現データを用いて、Gene set enrichment analysisを行い、特定の転写因子や特定の機能を持つ遺伝子群の発現変化の共通性と特異性を検討し、JMJD3の欠損に伴い活性化あるいは不活性化されるシグナル伝達経路の探索を行った。その結果、Jmjd3 cKO LSCはコントロールLSCと比較して静止状態の細胞で発現が上昇する遺伝子群が有意に不活性化されていた。我々は、JMJD3の欠損による幹細胞機能の障害が細胞周期の亢進によるものではないかと予想し、細胞周期制御遺伝子の発現量を定量PCRによって検討した。その結果、Jmjd3 cKO LSCではp16INK4aの発現量の大幅な低下が認められた。次に、p16INK4aの発現量の低下がJMJD3の欠損に伴ったH3K27me3の上昇によるものであるか検討するため、p16INK4aの転写開始点上流のH3K27me3レベルをChIP-PCRによって検討した。Jmjd3 cKO LSCではコントロールLSCと比較してJMJD3の欠損に伴ったH3K27me3レベルの亢進が認められた。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、正常造血幹細胞と白血病幹細胞(Oncogenic-stressにさらされた造血幹細胞)の両者におけるヒストンH3K27の脱メチル化酵素Jmjd3の生物学的機能の解析である。正常造血幹細胞と白血病幹細胞の両者におけるJmjd3を介した細胞内情報伝達機構を解明するとともに、併せて標的遺伝子を明らかにする。そして、白血病幹細胞を標的とした白血病治療開発に繋げることを目指す。申請者らはJmjd3の造血細胞における機能を明らかにするために、後天的誘導可能にJmjd3を欠損させるコンディショナルノックアウト(cKO)マウスを作製し、解析を行った。Jmjd3はヒストンH3K27の脱メチル化により、遺伝子の発現を調節し、細胞機能に関与すると考えられている。Jmjd3の機能を解明するために、次世代シークエンサーを用いて網羅的な遺伝子発現の変化を解析し、Jmjd3の欠損によって発現量が変化する遺伝子の探索を行った。そして、造血幹細胞におけるJmjd3の標的遺伝子の同定を試みた。その結果、正常造血幹細胞において大幅に発現量が変化している遺伝子を同定することはできなかった。さらにある特定の機能を持った遺伝子群の発現変化を比較するGSEA解析を行ったが、有意に発現が変化した遺伝子群は認められなかった。この結果はJmjd3がストレス状態で機能する遺伝子であると仮定すると、予想通りの結果とも考えられる。今後、白血病幹細胞において同様の解析を行い、Oncogenic-stress状態でのJmjd3の欠損に伴う遺伝子発現の変化を明らかにする予定である。正常造血幹細胞において大幅に発現量が変化している遺伝子を同定することはできなかったが、この結果はJmjd3がストレス状態で機能する遺伝子であると仮定すると、予想通りの結果とも考えられる。

次に、p16INK4aの発現量の低下がJMJD3の欠損に伴ったH3K27me3の上昇によるものであるか検討するため、p16INK4aの転写開始点上流のH3K27me3レベルをChIP-PCRによって検討した。Jmjd3 cKO LSCではコントロールLSCと比較してJMJD3の欠損に伴ったH3K27me3レベルの亢進が認められた。これまでの結果から、Jmjd3は正常造血幹細胞よりも骨髄移植ストレスやOncogenic-stress(がん遺伝子によるストレス)にさらされた造血幹細胞で重要な役割を担っている可能性が強く示唆された。次世代シークエンサーを用いて造血幹細胞と白血病幹細胞における網羅的な遺伝子発現の変化を解析し、Oncogenic-stress状態におけるJmjd3の標的遺伝子の同定を試みる。また、Jmjd3は、造血器腫瘍である骨髄異形成症候群において発現上昇が報告されており、その過剰発現が腫瘍発症に関与する可能性が推測される。この可能性を検討する目的で、申請者らは造血組織において誘導可能にJmjd3を高発現するマウスを作製した。このマウスは、Jmjd3の高発現を誘導後4週間で脾臓の肥大化が確認された。さらにレトロウイルス感染による二次的な遺伝子変異を誘導した結果、コントロールマウスは生存曲線に変化がなかったのに対して、Jmjd3を高発現するマウスのほとんどが生後1年以内に急性白血病を発症して死亡した。これらの結果からJmjd3の発現上昇が腫瘍発症に促進的に働く可能性が強く示唆された。今後、腫瘍細胞からマウスのゲノムDNAを抽出し、ウイルスの配列に特異的なプライマーを用いPCRを行い、ウイルス挿入部位を特定する。これによりJmjd3の高発現と協調的に作用し、腫瘍発症に促進的にはたらく遺伝子の同定を行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
「凡庸な英雄」の誕生:18世紀フランスにおける英雄・ヒロイズムの概念の転換

本研究では、18世紀後半のフランスにおける「英雄・ヒロイズム(=英雄性、英雄志向性)」の概念の内実が、17世紀的な「孤高の偉人」から18世紀的な「共同体の一員」へと移行・発展・熟成していく過程を、ルソーの英雄論とそれをとりまく思想的状況の分析を通して明らかにすることを目指した。技術=人為の「進歩」を手放しで賛美する風潮が強い中、ルソーは人為をあくまでも自然の意図の忠実な実現のための手段ととらえる。そして、自然が作ったままの「凡庸な」存在にとどまるために人為を注ぎ込むことに主眼を置くという発想の転換を行うことによって、一部のエリートだけではなく、すべての市民に政治的主体としてのあり方が開かれることとなる。本研究では、こうしたルソーの政治思想が当時のフランスにおいて浸透し、新たな政治的主体としての「能動的市民」の誕生を準備する一因となった背景について調査した。そして、当時の思想的潮流の中にルソーの思想を位置づけつつ、18世紀後半のフランスにおいて「英雄・ヒロイズム」概念が転換していくプロセスを明らかにすることに、本研究は一定の成果をあげることが出来た。17世紀的な「孤高の偉人」としての英雄像が、18世紀的な「共同体の一員」としての英雄像へと変化していく過程を、『百科全書』等の17-18世紀の辞書類や辞典類における「英雄」「ヒロイズム」の概念、およびそれらをめぐる諸概念の比較分析を通して調査した。また、ルソーの人間論・道徳論と、16世紀のモンテーニュへの回帰から始まって、17世紀のパスカル、同時代のモンテスキュー、ヴォルテール、ディドロ、エルヴェシウスらへと続く思想家達の人間論・道徳論を比較分析・整理することで、16世紀をいまだ引きずる17世紀とは違い、様々な価値観がゆらぐことになる流動的な時代である18世紀に、英雄像の転換に関与する「新しい人間像」が胎動しているさまを新たな視点から分析・提示することを試みた。ロベール・モージの代表作『18世紀フランスの文学と思想における幸福の概念』でも指摘されているように、ルソーの生きた時代の最大の関心事のひとつに「幸福論」がある。幸福概念の転換が英雄概念の転換とも深く関わっているという確信のもと、「18世紀における幸福の概念の転換からみた英雄像の変化」という視点からルソーの思想を中心に時代を読み解く試みを行い、その成果の一部を紀要論文としてまとめた。2月には京都大学への研究調査にいき、ディドロの『セネカ論』に関する諸研究を中心に、関連論文などを調査収集した。本研究が達成されることで、18世紀研究において重要な分析概念である「英雄」「ヒロイズム」の概念史が整理されることが予想されるが、平成21年度はその大まかな時代背景を浮き彫りにすることが出来た。また「偉大さ」「利他性」「凡人的英雄」といったテーマは、強い個と同時にリーダーシップと協調性を持った人間を求める現代日本の教育的ニーズにもマッチしており、「孤高の偉人」から「共同体の一員へ」といった変遷の歴史の研究は、現代的な意義も高いものとなるはずである。本研究では、17世紀的な「孤高の偉人」としての英雄像が、18世紀的な「共同体の一員」としての英雄像へと変化していく過程を調査した。平成22年度は、18世紀における17世紀的な英雄像の受容について、当時の小説や演劇、そして書簡における記述の変遷の調査を通して検証した。そして、「凡人的英雄」というルソーの独創的視点が生み出した発想が、18世紀後半のフランスで生き延びる背景には、同時代の思想的状況が、ルソー的な意味でのヒロイズム論を受容する準備を整えつつあったことが大きいという仮説の論証を試みた。また、夏期休暇を利用して渡仏し、フランス国立図書館や国立古文書資料館などにて資料収集を行った。渡仏の成果として、現地でしか入手できない当時の書簡や手稿、国家機関が発行した様々な文書といった貴重資料を閲覧・収集することが出来、数名の現地の同僚研究者との面会も実現した。帰国後は、今年度の研究成果の一部として、2本の論文を執筆した。

そのうち1本は、申請書の中で「本研究の抱える課題」のひとつとしてあげていた「女性のヒロイズムの可能性」を探るという視点から、ルソーと同時代のリベルタン作家の作品を複数取り上げて分析を試みており、今後につながる研究成果をあげることが出来た。諸事情から平成22年度中の学会発表は叶わなかったが、平成23年度夏に国際18世紀学会(開催地はオーストリア・グラーツ)に発表者として出席予定である。現地では今回の研究成果と1して、「例外的凡人性」としての英雄性を育てるルソーの教育システムについての発表を行うことになっている。平成22年度は、「英雄」概念の神話化と脱神話化のプロセスを丁寧にたどることで、個々の国家の構成員をいかにして「政治的存在」へと導くのかといった課題に対する18世紀からの一定の「解答」を得ることが出来たと考える。
抗原虫薬の薬物動態に関する基礎的研究

わが国では近年、輸入マラリアやアメ-バ赤痢などの原虫症の増加がみられ、その医療対応が重要な問題になっている。しかしながら、その治療に必要な稀用薬は厚生省研究班の治験薬として確保されてはいるものの、日本人症例に対する薬物動態のパラメ-タ値は殆ど知られていない。そこで、私達はかかる疾患に有効性が高いピリメタミン・スルファドキシン合剤やメトロニダゾ-ルを投与した患者の経時的な血中濃度を高速液体クロマトグラフィ-を用いて定量し、その測定値からコンピュ-タでその薬物動態のパラメ-タ値を求め、合理的な投与計画に基づく標準療法の確立に資する検討を行った。メトロニダゾ-ルは極性の高い化合物で従来その定量は殆どバイオアッセイによって実施されていたが、私達は試料の前処置を簡略化して検体を直接高速液体クロマトグラフに注入し、C_<18>逆相カラムで2530%メタノ-ル含有pH7.0リン酸緩衝液(1/10M)を移動相に用いることにより15分以内で良好に分析できることを確認した。この方法の案出により、薬剤の血中濃度のみならず、肝膿瘍内容液、尿中薬物の未変化体と代謝産物も比較的簡便に精度よく定量できるほか、二次病巣の肝膿瘍にも薬剤の有効治療濃度を維持していることが確認された。スルファドキシン・ピリメタンに関しては、さきに1コンパ-トメントモデルを用いた日本人健常者における配合成分の分布容量、血中最高濃度とその到達時間、消失半減期などの薬物動態パラメ-タ値、尿中未変化体排出率や代謝産物などの測定成績を報告したが、今回検討した患者検体におけるそれも類似の成績を示した。しかし、疾患の重度によると思われる変動も観察され、今後の検討を要する問題が残された。さらに、薬剤耐性マラリアの出現によりその効果が再評価されているキニ-ネに関しては現在検討中である。
シリカナノ細孔内の「天然―人工ハイブリッド光合成系」の構築

生体タンパク質をシリカナノ細孔中に入れ、生体外で安定に機能させる方法を開発した。光合成の光反応を担う巨大タンパク質複合体(直径21ナノメートルの光化学系IとII反応中心複合体)を各々精製し、そのサイズに合わせてシリカを自己会合させて作った細孔中に導入した。シリカ構造体は粒子状、ガラス板状、アルミナ薄膜上の3種を用い、いずれでもタンパク導入に成功した。光化学系IIーシリカ複合体は光で水を分解して効率よく酸素をだした。光化学系Iーシリカ複合体はアルミナ薄膜内に、光照射により強い還元力を作り出した。さらに光で色を自由に変える光センサー蛋白入りの基板も作成した。これらの応用も検討した。初年度に続き光合成反応中心膜タンパク質複合体である光化学系II(PSII)二量体をナノ細孔中へ導入した。PSIIは、光反応により水から電子を取り出し酸素を出す。二量体で分子量756 kDa、色素、電子担体分子40以上をふくむ20 nmx12nmの巨大タンパク質複合体PSIIは膜から表面活性剤処理で精製される。細孔中にいれると表面活性剤なしでも水にとけないPSIIが高濃度でも凝集せず高活性を維持した。好熱性シアノバクテリアThermosynechochoccusvulcanusよりPSII二量体を表面活性剤添処理で、単離・精製し、外径約5μmの粉末状多孔質材料(SBA )と混合した。この吸着パターンの解析と、PSIIの活性と熱安定性評価を行った。SBA内部の径23 nmの細孔中に5%重量のPSIIが吸着されると、活性と熱安定性が強化された。さらに、光化学系I(PSI)のSBA23内への吸着、非酸素発生型の絶対嫌気性ヘリオバクテリアのI型反応中心の吸着も行った。0.05mm厚のアルミナ薄膜を貫通する細孔内のシリカ細孔内にT.vulcanus PSI反応中心三量体を吸着させた。細孔内でのPSI三量体の、c2中心軸をほぼ薄膜面に平行(細孔軸に垂直)な規則的配列をとることを、電子スピン共鳴法により確認した。細孔内で分子を並べる基礎技術ができた。J. Phys. Chem.に論文を投稿した。ナノ細孔内に複合反応系を構築した。内部に無数の細孔をもつ、ホウ素珪酸ガラス板内にPSI,PSIIを吸着させ、これらと反応する小分子メデエーター(DCIPやヴィオローゲン色素など)、ヒドロゲナーゼ酵素タンパク導入させることで反応産物が外部拡散せず、逐次反応するミクロ反応系を構築した。効率増大、反応特性、最適化方法の検討中様々な外部形状中(ミクロ粒子、ガラス基板、アルミナ基板中の孔)に形成したシリカナノ細孔中に、光合成反応中心膜タンパク質複合体である光化学系II(PSII)二量体、光化学系I(PSI)3量体、あるいは、TiO2などの光機能分子を、導入、反応させる技術を確立した。光駆動の電子移動系、水分解系、大気酸素中でも効率がさがらない水素発生反応系をつくった。拡散を選択的に応用できる反応環境をナノ細孔内に形成した。PSIIは、光反応により水から電子を取り出し酸素を出す植物巨大タンパク質複合体である。二量体で分子量756 kDa、サイズ20 nmx12nmで色素、電子担体分子40以上をふくむ。好熱性シアノバクテリアThermosynechochoccusvulcanusより熱安定なPSIIを、単離・精製し、外径約5μmの粉末状多孔質材料(SBA )と混合した。内部細孔への吸着パターンの解析、PSII活性と熱安定性を評価した。SBA内部の径23 nmの細孔中に5%重量のPSIIが吸着され、活性と熱安定性が強化された。光化学系I(PSI)のSBA内への吸着もおこなった。絶対嫌気性光合成細菌ヘリオバクテリアのI型反応中心の吸着もにも成功した。0.05mm厚のアルミナ薄膜を貫通する孔内にシリカ細孔を形成した基板に、T.vulcanus PSI反応中心三量体を吸着させた。細孔内でのPSI三量体は薄膜面に平行(細孔軸に垂直)に配列することを、電子スピン共鳴法により確認した。この細孔内で分子を並べる基礎技術を完成し、論文を発表した。内部に無数の細孔をもつ、ホウ素珪酸ガラス板内にPSI, PSIIを吸着させ、さらにメデエーター(DCIPやヴィオローゲン色素など)、ヒドロゲナーゼ酵素を同時に導入した。光反応産物が外部拡散せずに逐次反応するミクロ反応系を構築した。効率増大、反応特性、最適化を検討中。さらに光で色を自由に変える光

センサー蛋白入りの基板も作成した。これらの応用も検討した。本研究では、光反応タンパク質をナノメートルサイズのシリカ細孔内(ナノポア)へ導入し、内部で機能させる新しい反応系の開発を目的とする。水から電子を取り出し、水素発生を行う天然/人工ハイブリッド光合成系を構築するため、当該年度の研究では、光合成反応中心膜タンパク質複合体である光化学系II(PSII)二量体をナノポアへ導入する実験を行った。天然のPSIIは、酸素発生型光合成の反応過程の内、光反応により水から電子を取り出す初期反応を担う。PSII二量体の分子量は756 kDaで、その構造は長辺20 nm・短辺12 nmの桿状の粒子と見なせる。実験では、好熱性シアノバクテリアThermosynechochoccus vulcanusよりPSII二量体を単離・精製し、孔径の異なる粉末状多孔質材料(SBA15(孔径15 nm)、SBA23(23 nm))と水溶液中で混合し吸着させた。粉末粒子の直径は平均5μmである。この粒子への吸着パターンの解析と、吸着PSIIの活性評価、および熱安定性評価を行った。活性評価は、PSIIの酸素発生活性を指標とした。SBA15とSBA23では粉末重量1gに対し、それぞれ4.7mgと15mgのPSIIが吸着された。共焦点顕微鏡による吸着パターンの解析からは、SBA23では粒子表面と内部にPSIIが吸着されるが、SBA15では内部には吸着されないことが明らかとなった。これにより、充分な孔径を持つ多孔質材料が選択的にPSIIを内部まで浸透させ吸着できることが示された。SBA23に吸着したPSIIは、活性と熱安定性が高く保たれており、PSII-SBA複合系は、光デバイスや人工光合成系の新しい材料と成り得ることが検証された。また、光化学系I(PSI)のSBA23への吸着実験や、バクテリア型反応中心やアンテナLH2とFSMとを吸着させる実験を並行して行った。人工光合成や、新しい光機能デバイス作成のために、生体タンパク質を生体外で機能させる方法を検討した。様々な外形の構造(ミクロ粒子、ガラス基板、アルミナ基板)中に形成したシリカナノ細孔中に、タンパク質複合体を導入し、新規の機能を発現させた。タンパク質試料としては、光合成反応中心膜タンパク質複合体である光化学系II(PSII)二量体と光化学系I(PSI)3量体をもちいて、導入技術を確立した。大気酸素中で、太陽光で駆動される、水分解系と、水素発生系を製作した。ナノ細孔内に拡散律速を利用した特異な反応環境を創りだした。光エネルギーにより水から電子を取り出し酸素を出す、巨大タンパク質複合体光化学系IIをガラス内に導入した。この複合体は分子量756 kDa、サイズ20 nmx12nmの色素と電子担体40分子以上をふくむ。これを外径約5μmの粉末状多孔質材料(SBA)と混合し、SBA内部の径23 nmの細孔中に5%重量のPSIIを吸着させると、活性と熱安定性が強化された。同様に光化学系I(PSI)と、絶対嫌気性光合成細菌ヘリオバクテリアの反応中心ののSBA内への吸着に成功した。0.05mm厚のアルミナ薄膜を貫通するシリカ細孔内にPSI反応中心三量体を吸着させ反応させることができた。PSI三量体のc2中心軸をほぼ薄膜面に平行(細孔軸に垂直)した規則的配列をとることを、電子スピン共鳴法により確認した。
アルミニウムを電子源とする高効率電子伝達系の開発と含窒素不飽和化合物の精密交換

アルミニウムを電子源とする効率よい電子伝達系を構築し、N-アルキルイミンの還元カップリング及び、ハライドとの交叉カップリング等、含窒素不飽和化合物の精密変換に供する新手法の開発を行った。まず、アルミニウムから有機化合物への効果的な電子移動を行うための電子担体(触媒)を探索した。即ち、アルミニウム/1mol%金属塩(電子担体)からなる複合レドックス系で、N-ベンジルイミンを反応させ、1、2-ジアミンの生成を指標として、効率よい電子担体を探索した結果、鉛、チタン、錫、ビスマス等の金属塩が、高い触媒活性を示すことを見いだした。特に、アルミニウム/臭化鉛と、アルミニウム/四塩化チタンの複合金属レドックス系が、効率よい電子伝達系を形成し、高選択的な還元カップリング反応を、惹起することが分かった。つぎに、上述のアルミニウム/金属塩(電子担体)複合レドックス系を種々の含窒素不飽和化合物の還元カップリングや、アリル化反応に適用して、その適用範囲と反応の特徴について、検討した。ピリジン誘導体のアリル化反応では、アルミニウム/臭化鉛の複合レドックス系で、基質と、アシルクロリドと、アリルブロミドの1:1.5:2の混合物を反応させるだけで、一挙に、ピリジン環のα位のアリル化と、N-アシル化が起こった生成物が得られた。また、キラル源として容易に入手できる、イソロイシンメチルエステルから、種々のイミン誘導体を調製し、これをアルミニウム/金属塩の複合レドックス系で、アリルブロミドと反応させたところ、ジアステレオ選択的なアリル化反応が、進行することを見いだした。反応系を精査した結果、アルミニウム/四塩化チタン(5mol%)/THF系では、95%de以上のジアステレオ区別が達成されることを見いだし、合成上有用なキラルホモアリルアミンの簡便な合成法を確立した。
ゼータ関数の関数等式とオイラー積

過去15年間にわたる科学研究費補助金のもとで,研究を重ねてまいりました成果を「ゼータ関数大全ーモジュラーリレイションシュープリマシー」にまとめあげ出版できたことは最大の成果と考えます.同署で,関数等式ーゼータ対称性に同値アあるいはそれからの帰結である知られているすべての等式を同定することができました.また,オイラー積をもつものともたないものの間の閾値を特定することもできました.第2巻に取り掛かり,オイラー積をもつ場合のこれまでの結果を修正し,モジュラー関係式の観点から明確化すべく研究中です.ノルムの定義されるところではほとんどすべてそのシステムに付随する級数ーゼータ関数を研究することにより多大の成果がもたらされることはリーマン以来これまでの150年間で明らかになった.これに関しては,1977年から研究を始め,ゼータ関数論大全3部作に結実する予定である.本研究の目的は,ゼータ関数の満たす関数等式に同値なモジュラー関係式をフォックスHー関数を含む級数の形で求め,さらに進んでオイラー積をもつ場合に一般的な結果を得ることである.科研費補助金のおかげで,過去10年間にわたって精力的にモジュラー関係式を研究した結果,第一巻モジュラー関係式シュープリマシーが完成まじかとなった.2014年にインド,中国で精力的にこれまで準備した原稿を突き合わせ,整合性をもつように編集した.2014年5月初めには完全原稿完成予定である.執筆中,次々に新しい問題が浮かび上がり,その度に新しい研究の局面が開けた.特に第3章非加工モジュラー関係式,第4章ベータ変換,第5章イーワルド展開等の内容はほとんど論文としても出版予定である.第6章の数論的フーリエ級数の節では,項別微分可能であるために,問題の級数の係数の指数関数付の部分和の評価が素数定理と同じ程度の強さであることが必要であることが判明した.これにより,関数等式は概ね,絶対収束する範囲での性質であることが従う.次の段階では,関数等式によるゼータ関数の特徴づけ,近似関数等式など多くの問題が湧出する.オイラー積をもつゼータ関数を考察することによって,さらに明示公式,リーマンジーゲル公式など,禁じられた臨界領域での挙動,リーマン予想など新たな局面が生ずる.今後これらを研究する予定である.2014年度は特筆すべき年となった.12月22日に足かけ40年かかった「ゼータ関数大全Iーモジュラーレレイションシュープリマシー」が遂に出版された.これにより,オイラー積を仮定しない場合のゼータ関数の関数等式に同値な等式の同定が可能になったと考える.時間の制約と見切りの精神から,最も基本的な場合を述べたが,それでも300ページを超えるものとなった.ゼータ関数はおよそ近さの概念のある分野ならどこにでも現れ,近さを具現する基本的な対象であり,科学・工学のあらゆる分野の基盤をなすと考えられる.結晶格子に付随するエプシュタインンゼータ関数,不完全ガンマ関数によるイーワルド展開,制御理論における誤差評価など多岐に渡る.モジュラーリレイションの完成に力を得て,2014年度末から論文の方に集中できるようになり,2月のインド滞在中に,保型関数の極限形として,リーマンの微分不可能関数と平方剰余の相互法則を同時に扱える方法を考案した.その後,カスプ形式のランキン-セルバーグ関数に対するモジュラーリレイションを確立した.この場合,臨界領域に無限個の極を含むが,それを零点の分布によって扱い,実部が負の領域にまで積分路を移すことができ,関数等式が使えることがポイントである.本研究の目的であるオイラー積を持つゼータ関数の重要な具体例であり,無限個の極を含むモジュラーリレイションの最初の一歩である.モジュラーリレイションの特殊形としてコタンジェントゼータがこれまで研究されてきた.最近ラリン氏等によるセカントゼータの研究が現れ,その変換公式の研究をある程度推進した.これまで10数年間に科学研究費補助金の研究の最終目的の一つでありました.苦節40年の「ゼータ関数大全Iーmodular relation supremacy」を2014年暮れに出版致しました.その一部は,2015年9月(10日)のインドの特殊関数論国際会議にて,シータ関数,ベータ変換(メリン-バーンズ積分ともいう),イーワルド展開について基調講演で解説致しました.「The quadratic reciprocity and Riemann's non-differentiable function」は,インドHRIに滞在中に完成したもので,ゼータ対称性と同値なシータ変換公式の積分形から,リーマンの至る所微分不可能関数の有理点における微分可能性の判定のみならず,実にガウスの平方剰余の相互法則までが導出されるという結果であります.これまで,リーマンの至る所微分不可能関数に関して多くの研究がありましたが,有理点における場合はこれらをすべて凌駕するものであります.平方剰余の相互法則はこれまで多くの証明があり,ムールティ-パセリの論文は,シータ関数の積分形の極限を考察することで2次のガウス和の相互法則に至っておりますが,[8]はさらにそれを進めた形で,上半平面上でわずかに右下がりの線分上の積分の近似を正確に求めるものです.Res. Number Theory」に発表いたしました.また第7回日中セミナー報告集として「Plowing and starring throughhigh wave forms」を出版いたしました.

その中で「On modular relations」を発表いたしました.上記「supremacy」の第3章「非加工モジュラー関係式」に相当する部分で,関数等式に多重ガンマが含まれており,加工ガンマ因子がない場合をかなり詳しく述べたものです.その他,モジュラー関係式が埋没した形の合同式など多くの結果を得ることができ,まさに収穫の始まりでありました.過去15年間にわたる科学研究費補助金のもとで,研究を重ねてまいりました成果を「ゼータ関数大全ーモジュラーリレイションシュープリマシー」にまとめあげ出版できたことは最大の成果と考えます.同署で,関数等式ーゼータ対称性に同値アあるいはそれからの帰結である知られているすべての等式を同定することができました.また,オイラー積をもつものともたないものの間の閾値を特定することもできました.第2巻に取り掛かり,オイラー積をもつ場合のこれまでの結果を修正し,モジュラー関係式の観点から明確化すべく研究中です.ゼータ関数論大全の完成が最大の理由です,これにより,執筆に充てていた時間が研究・論文執筆に割けることになり,大幅に加速しました.解析的整数論オイラー積をもつゼータ関数に関しては,現在セルバーグクラスとよばれるゼータ関数の類が精力的に研究されております.モジュラーリレイションの観点から,この研究を同定し,とくに無限この零点をもつ場合のモジュラーリレイションの確立を目指します.さらに,モジュラーリレイションの極限形として,上半平面における関係式がどの程度実軸上の極限形として顕現されるかの研究を行います.さらに,本年9月にインドで行われる国際会議の基調講演を準備し,特殊関数研究者との交流から新たな発想をもって,モジュラーリレイションの系ーハンブルガーの定理,近似関数等式,明示公式などーを研究する予定です.ゼータ関数大全第一巻は2013年度末に完成予定であったが,10月末の第7回日中セミナーの主催,多くの外国人研究者の来日に伴い,執筆は2014年度にづれこんだ.インド,中国で第一巻の完成に没頭し,完成まじかとなったが,執筆中に現出した多くの問題の解決,論文化に伴い,モジュラー関係式の次の段階の研究はいまだ途上である.しかし,湧出する問題の解決も同時におこなっているため,研究は順調に進展している.オイラー積を持つ場合は,数論的フーリエ級数との関係からより深化が期待できる.2013年度は,オイラー積をもつゼータ関数の研究開始に当たり,多くの外国人研究者に来日して頂いた.2014年,2015年は,より密接に関連した共同研究者を招へいあるいは訪問して,より具体的な成果を出す方向で進行する予定である.2013年と同様,共同研究者とのセミナー,ディスカッションが非常に有用である.
細胞内代謝系を繋ぐp53分子による動脈硬化の統合的新解釈構築

がん抑制遺伝子p53分子が、血管の炎症の調節因子であるという仮説を、様々な代謝経路について解き明かしていく計画を立てている。主として、3つの大きな柱について解析を進めている。一つ目は、p53分子による糖代謝の制御である。これは、糖代謝関連分子の検索と糖鎖修飾分子の動態検討を行うこととする。2つ目は、p53分子の鉄代謝の制御である。鉄代謝は炎症と強く関連があることから、p53分子が鉄代謝関連分子に及ぼす影響を調べることで、生体内の微量元素の中でも重要かつ比較的量の多い鉄の血管内での新たな働きの解明につながることが期待される。3つ目は、p53分子とmTORシグナルの相互作用を検討することである。mTORシグナルは、細胞の生存、増殖のみならず、免疫との関連が近年注目されている。このシグナル経路の重要な分子の動態をp53分子の制御という観点から検討していく。1.糖代謝とp53分子:糖鎖についての研究を進めている。協力者である原田らは、がん由来の糖鎖に対するレクチンを使用して、特定の糖蛋白を表面糖蛋白としてもつ細胞外小胞を選択的に捕捉する系を立ち上げることができた(現在、論文を準備中)。2.鉄代謝とp53分子:血管内皮細胞の鉄代謝に影響を及ぼす分子についてp53との関連性を検討中である。3.mTORとp53分子:mTORと感染症についての研究を、培養単球系細胞を用いて行った。その結果mTORシグナルが細菌感染に免疫反応に関係することを報告することができた。9カ月ほどの研究期間内に、3つのプロジェクトについて予備実験を含む序盤の実験を行って一定の結果を得られている。1.糖代謝とp53分子:糖鎖についての研究を進めており、がん由来の糖鎖に対するレクチンを使用して、特定の糖蛋白を表面糖蛋白としてもつ細胞外小胞を選択的に捕捉する系が構築できたことは良好な進捗である。また、高血糖、低血糖の環境下での、p53分子の動態を培養血管内皮細胞で検討中である。2.鉄代謝とp53分子:培養細胞を使った実験系で鉄代謝に関係のある分子について、p53分子との関連について予備実験として進めている。今後の実験の基礎となるデータを収集中である。3.mTORとp53分子:mTORと感染症についての治験をある程度得ることができた。mTORシグナルが細菌感染のサイトカイン分泌能に影響することを報告し、今後はp53分子との関連について検討を加える。次年度の1年間に、3つのプロジェクトについて上記予備実験の結果をもとに、次のような実験を進める予定である。1.糖代謝とp53分子:血管系とくに、血管内皮細胞の表面膜蛋白の糖鎖構造を検討し、p53が糖鎖と関連があるかについて研究を進める。2.鉄代謝とp53分子:鉄代謝に関連のあるIRP分子のみならず、p53シグナルとクロストークする分子などを検討する。3.アミノ酸代謝とp53分子:単球系細胞(マクロファージ)において得られた知見を血管内皮細胞に応用して研究を進める。

3.mTORとp53分子:mTORと感染症についての治験をある程度得ることができた。mTORシグナルが細菌感染のサイトカイン分泌能に影響することを報告し、今後はp53分子との関連について検討を加える。次年度の1年間に、3つのプロジェクトについて上記予備実験の結果をもとに、次のような実験を進める予定である。1.糖代謝とp53分子:血管系とくに、血管内皮細胞の表面膜蛋白の糖鎖構造を検討し、p53が糖鎖と関連があるかについて研究を進める。2.鉄代謝とp53分子:鉄代謝に関連のあるIRP分子のみならず、p53シグナルとクロストークする分子などを検討する。3.アミノ酸代謝とp53分子:単球系細胞(マクロファージ)において得られた知見を血管内皮細胞に応用して研究を進める。
多変数保型形式の空間上のヘッケ作用素の明示的跡公式

本研究では, 2次のジーゲルカスプ形式の空間上のヘッケ作用素の跡の具体的な数値が明らかとなるような明示的公式を得るために,跡公式の幾何サイドの明示的な計算を行った.その結果,幾何サイドの各共役類の寄与についての算術的公式を得ることができた.その公式を元に自明な作用の跡つまり空間の次元に関する明示的公式において成果を得て,さらに特定のヘッケ作用素である対合の跡の計算を部分的に解決した.本研究課題の目的は、正則な多変数保型形式の空間上のヘッケ作用素の跡に対して明示的公式を与えることである。我々の明示的公式とは、具体的な数値が計算可能な公式のことを意味する。主に多変数保型形式の中でも最も良く研究されている対象の一つである2次の正則ジーゲルカスプ形式の空間上のヘッケ作用素の明示的跡公式について研究する。具体的な目標はとして、重要なヘッケ作用素の一つであるAtkin-Lehnerinvolutionについての明示的跡公式を与えることおよび既知の公式を低いウェイトへ拡張することを目指す。また、得られた公式により具体的な数値実験をすることで、2次の正則ジーゲル保型形式の空間の構造を研究することも目的としている。本研究では, 2次のジーゲルカスプ形式の空間上のヘッケ作用素の跡の具体的な数値が明らかとなるような明示的公式を得るために,跡公式の幾何サイドの明示的な計算を行った.その結果,幾何サイドの各共役類の寄与についての算術的公式を得ることができた.その公式を元に自明な作用の跡つまり空間の次元に関する明示的公式において成果を得て,さらに特定のヘッケ作用素である対合の跡の計算を部分的に解決した.本研究の目的は,多数保型形式の空間上のヘッケ用素の跡について明示的公式を与えることによって,保型形式の空間の構造と保型L関数の性質を研究することであった.特に我々は2次のジーゲルカスプ形式の空間上の明示的跡公式を得ることを目標としている.すでに明示的跡公式の各共役類の寄与は明示的に計算できている.そのため,今年度は,明示的跡公式の代数的な側面である各共役類のパラメータ付けおよび,各共役類の寄与を集めたときに現れる大域的な値を主に研究した.従来の虚二次体を扱う議論と異なり,我々の場合は四次のCM体を扱う必要がある.問題は従来の場合よりも,かなり複雑である.そのため,いきなり一般の場合を扱うことは困難であるため,我々は作用素をフルモジュラー群にする作用素およびAtkin-Lehner Involutionと呼ばれる作用素の二つに絞って具体的な計算によって研究を進めた.具体的な計算によって,従来の明示的次元公式の研究とは異なる現象を確認することができた.例えは, Ibukiyama氏との共同作業により擬ユニポテント元の大域的な量として清水L関数の特殊値が現れることが判明した.またIbukiyama氏の研究により,半単純元の大域的な量としてトーラスの類数と呼ばれる類数が現れることも分かった.このようにして,ヘッケ作用素の跡公式に現れる大域的な量と,いくつかの良く知られた不変量の関係が明らかとなった.したがって,今年度の研究においても,明示的跡公式を決定することに向けて着実な進展を得ることができた.本研究の目的は、多変数保型形式の空間上のヘッケ作用素の跡について計算可能な明示的公式を与えることで、多変数保型形式の空間の構造と保型L関数の性質を研究することであった。我々は特に2次のジーゲルカスプ形式の空間上のヘッケ作用素に対する明示的跡公式を研究している。今年度はパラモジュラー群のAtkin-Lehner involutionと呼ばれるヘッケ作用素の跡に関する計算を主に遂行した。このヘッケ作用素はジーゲル保型形式の空間の分解や局所的な分岐表現の分類と関係しているため、その跡の値が分かることは非常に興味深い。その跡の計算においてに、清水L関数(実2次体に関連した、ある実指標についてのヘッケL関数)の特殊値が現れる。この計算における問題点は、ヘッケ作用素の離散集合としての構造から、現れる清水L関数を具体的に定めることである。今年度の成果として、ある程度は清水L関数を具体的に定めることができ、実際に寄与の具体的な値を求めることができた。この清水L関数の特殊値はヒルベルトモジュラー多様体の幾何的な不変量であるSignature defectと一致することで知られている(このことはHirzebruch予想と呼ばれ、Atiyah-Donnelly-SingerとMuellerによって、独立に解決された)。この予想に関係した形で、ヒルベルトカスプ形式の次元公式の寄与に清水L関数の特殊値が現れることは良く知られている。今回の場合も清水L関数の特殊値の寄与が幾何学的な意味を持つ可能性があり、その寄与の具体的な値が分かることは面白いと思う。本研究の目的は、多変数保型形式の空間上のヘッケ作用素の跡について計算可能な明示的公式を与えることである。そして、その公式の応用として、多変数保型形式の空間の構造と保型L関数の性質を研究することであった。我々は主に2次のジーゲルカスプ形式の空間上のヘッケ作用素に対する明示的跡公式を研究している。もし自明な作用のヘッケ作要素を考えたならば、その跡は空間の次元となる。すでに我々は計算可能な次元公式を得ている。今年度の成果について述べる。まず次元公式と局所新形式の理論を用いてアーサー予想に関連した2次のジーゲルカスプ形式の空間の構造を研究した。

次元公式によって空間の次元の関係式が非負の偶数になることを証明した。これより、ある局所表現をもつ一般タイプのジーゲルカスプ形式が必ずペアで現れることが推測される。これはアーサー予想が正しいことを示唆する数値実験にもなっている。次にパラモジュラー群についてのAtkin-Lehner involutionと呼ばれるヘッケ作用素の跡に関する疑ユニポテント元の寄与を、Labesse-LanglandsのSL(2)の跡公式におけるユニポテント元の寄与の安定化の技術を用いて研究した。目的である寄与の明示的計算には清水L関数とよばれるヘッケL関数の一種の特殊値が現れる。清水L関数の特殊値はヒルベルト保型形式の次元公式に現れため、従来から良く研究されており、主要な場合についてのその特殊値はHammond-Hirzebruchにより計算された。Labesse-Langlandsのユニポテント項の安定化は彼らの計算手法の一般化と見ることができ、実際に明示的計算に利用することが可能であることが分かった。本年度の本研究では、跡公式の安定化の理論をヘッケ作用素の跡の具体的な計算に応用することと、パラモジュラー群に関する2次の正則ジーゲルカスプ形式の空間上のヘッケ作用素の一種であるAtkin-Lehner involutionの跡の明示的計算に取り組んだ。まず安定化の理論に関する研究成果について述べる。Labesse-LanglandsによるSL(2)のユニポテント項の安定化の手法が、我々の目的である明示的計算にも有効であることが明らかとなった。彼らの手法の応用として、2次の斜交群の跡公式における擬ユニポテント元の寄与を2次指標のヘッケL関数の特殊値と局所的な積分で表すことができた。その結果、関係する局所的な積分の値と2次指標の分類を明らかにすれば、擬ユニポテント項を明示的に計算できることが分かった。次にAtkin-Lehner involutionの跡の明示的計算に関する研究成果ついて述べる。跡公式の計算なので、跡の値は各共役類の寄与の和として表される。今回は、その跡における擬ユニポテント元の寄与を上述の手法に従って計算を実行した。その結果、擬ユニポテント項の明示的計算の主な問題は実2次体上の2次指標の分類とそれらの導手の決定に帰結された。さらに、Ibukiyama氏から実2次体上の2次指標に関するWeberによる2元2次形式を用いた分類の解説をえた。よって、擬ユニポテント項の明示的計算を完成させるためには、その2次指標の分類をアデール化し、それらの導手を明らかにすれば良いという所まで辿り着くことができた。なお、この計算は、他のヘッケ作用素の跡における擬ユニポテント元の寄与の明示的計算にも適用可能であり、対象が限定的な研究でないことに言及しておきたい。
重力ベクトル・パラメータ変化を駆使した新たな骨代謝機構の解明

重力は地球上の全ての生物に影響しており、3次元で構成された生体中で細胞と細胞外基質をつなぎとめる細胞接着装置は重力環境下で生物が進化する上で無くてはならない構造体と考えられる。重力の大きさが約100万分の1となる国際宇宙ステーションは微小重力環境と呼ばれ、人間が生活すると骨量が減少する。申請者らは遺伝子改変メダカを用いた宇宙実験を行い、破骨細胞が活性化することを明らかにした(Chatani et al, Sci Rep 2015)。このことは、破骨細胞は重力に依存した活性化調節機構を有していることを示唆するが、詳細なメカニズムは不明である。破骨細胞は骨を溶かすために骨基質と強く接着する必要があり、インテグリンを含んだ細胞接着構造を持っている。この構造は細胞が細胞外環境を繊細に感受できる複合体を構築しており、きわめてよくコントロールされたInside-Out Signalingが可能である。破骨細胞の重力感知は細胞接着装置を介して行われると仮定し、その機構を明らかにする。前回の公募研究の成果として、国際宇宙ステーションでの蛍光タンパク質発現上昇と、微小重力環境下での骨関連遺伝子が急激に発現上昇することを明らかにした(Chatani et al, Sci Rep 2016)。本研究では、細胞の培養実験において細胞の接着面が重力方向に対して傾斜する角度で培養する実験を行った。骨に関連する様々な細胞種で検討したところ、破骨細胞の培養において重力方向への移動がみられた。この現象を正確に再現するために傾きの条件など、培養条件を検討した。再現性を確認しつつ、細胞の接着面を傾斜させる培養実験系の構築に時間を要した。現在は、傾斜計測計を初めとして傾斜培養実験をする準備が整いつつある。これからこの実験系を利用して、実験を推進する予定である。細胞の重力影響を調べるための、傾斜型培養実験系の準備が整ったため、それを用いて、細胞の重力応答性を定量的に解析していく。FACSや阻害薬を用いて、細胞の性質を調べていき、破骨前駆細胞の種類について解析する。
化学物質の代謝活性化を基盤とした皮膚免疫毒性物質探索システムの開発

本研究では、免疫毒性物質による皮膚アレルギー誘発における異物代謝酵素の役割を解析し、より高感度な検出法の開発を目指した。まず、ヒト皮膚角化細胞株であるHaCaTにおける転写因子の活性化と免疫毒性との関連性を評価し、モニタリング細胞としてHaCaT-Nrf2-Lucを樹立した。皮膚局所における異物代謝酵素遺伝子発現をヒト培養細胞株および肝臓と比較した。その結果、皮膚組織では培養細胞株や肝臓に比べて、異物代謝酵素遺伝子(CYP1A1、CYP1B1、CYP2E1およびCYP3A4)の発現がいずれも著しく低い結果となった。また、培養細胞間で比較すると、HaCaTは複数のP450分子種を比較的高く発現していることが明らかとなった。そこで、HaCaT-Nrf2-Luc細胞に対して、様々なP450阻害剤の存在下で免疫毒性物質を処理し、Nrf2の活性化を指標としてその免疫毒性に及ぼすP450の寄与を検討した。陽性物質として知られるジニトロクロロベンゼンは6時間処理でNrf2を活性化し、この活性化は非特異的P450阻害剤であるSKF525Aで阻害されなかった。一方、オイゲノール、イソオイゲノール、シナミルアルコールなどの化合物では、6時間処理に比べ24時間処理でより強いNrf2が確認され、また、これらによるNrf2活性化はSKF525Aの前処理により有意に低下した。また、CYP1A1やCYP2E1の阻害剤処理時には、化学物質によって異なる応答性を示した。これらの結果から、ある種の皮膚感作性物質はHaCaT細胞内に発現しているP450酵素により活性化/解毒され、その皮膚感作性が変化することが示唆された。また、免疫毒性試験に繁用されるTHP-1細胞ではこれら酵素の発現がほとんどないために、その影響が異なることが示唆された。平成28年度は、代表的な免疫毒性化学物質を用いて、それらの異物代謝酵素誘導や、あるいは代謝酵素添加系における活性化に伴った免疫細胞活性化の関連性を、免疫モデル細胞を用いて解析することを目指した。まず、免疫毒性評価に繁用されるヒトTHP-1細胞、K562細胞に対して、代表的な接触性皮膚炎誘発物質として硫酸ニッケル、2,4-ジニトロクロロベンゼン(DNCB)を、免疫活性化剤としてリポ多糖(LPS)を、また、異物代謝活性化酵素(CYP1A酵素)誘導能を持ち、自身も代謝活性化を受ける3-メチルコランスレン(MC)を処理し、各細胞における異物代謝酵素およびサイトカイン(IL-1α/β、IL6、IL-8、TNF-α、IFN-γなど)の遺伝子発現変動をリアルタイムRT-PCR法により、また、THP-1細胞での表面抗原マーカー(CD54、CD86)の発現変化をフローサイトメトリーにより解析した。その結果、LPS処理では顕著なサイトカイン遺伝子発現変動が、また、硫酸ニッケル、DNCB処理では表面抗原マーカーの発現変動がそれぞれ確認されたが、MCによる誘導はほとんど見られなかった。MCによるCYP1A1の誘導もみられなかったことから、THP-1細胞では代謝酵素の誘導能・機能がともに欠失しており、免疫毒性発現に代謝活性化を必要とする化学物質を直接評価することは困難であることと考えられた。そこで、異物代謝酵素の外部添加による影響の解析を目指した。まず、ヒトCYP1A2発現酵母抽出物を用いて予備検討を行ったが、期待すべき酵素活性を得ることが出来ず、その使用を断念した。そこで、実験動物(ラット)に対して様々な酵素誘導剤を投与し、S9の調製を行った。このS9の共存下、免疫毒性発現に代謝活性化を必要とする化学物質の毒性がどのように変化するか、解析を進めている。平成28年度に予定していた、「既存免疫毒性化学物質曝露による異物代謝酵素誘導と免疫細胞活性化の関連性解析」については、一部を除き順調に進行している。フローサイトメーターによる解析については、条件検討に時間を要したこと、また、機器の利用が混み合っていることなどの理由で、まだ十分な解析が行えていない。また同年度に予定していた、「異物代謝酵素の外部添加による影響の解析」については、本年度の予定に大幅な遅れが生じた。使用を予定していたヒトP450分子種発現酵母抽出物は、購入して予備検討した結果、本実験系には適さないことが判明したため、ラットS9を作成し利用することとした。しかし、本学において申請者が動物実験を行っておらず、動物実験の許可申請に時間を取られたことが遅れの大きな要因となった。平成29年度は、ヒト単球THP-1細胞およびヒト皮膚ケラチノサイトHaCaT細胞を用いて、代表的な免疫毒性物質による皮膚アレルギー誘発における異物代謝酵素の役割を解析することを目指した。本年度はまず、免疫毒性に関連する転写因子の活性化を指標とした実験系の構築を試みた。芳香族炭化水素受容体(AhR)、AP-1、NF-kBおよびNF-E2-related factor 2(Nrf2)の活性化をモニタリングできるルシフェラーゼレポータープラスミドをTHP-1細胞およびHaCaT細胞に導入し、抗生物質によるセレクションを行ったところ、HaCaT細胞においてのみ、レポータープラスミドが安定に発現した細胞群を得ることができた。そこで、これらレポーター細胞を用いて、免疫毒性物質による転写因子の活性化について検討した。その結果、直接型(代謝活性化を必要としない)免疫毒性物質である2,4-ジニトロクロロベンゼン(DNCB)では6時間と短時間で、また、間接型(代謝活性化を必要とする)免疫毒性物質であるベンゾ[a]

ピレン(BaP)では1224時間と長時間で、Nrf2の活性化が観察された。また、非選択型P450酵素の阻害剤であるSKF-525A共存下で、BaPによるNrf2活性化が顕著に抑制されたことから、HaCaT細胞内のP450酵素により活性化されることで免疫毒性を発現することが示唆された。HaCaT細胞を用いた化学物質の皮膚免疫毒性評価システムの構築において、HaCaT細胞や皮膚におけるP450酵素などの異物代謝活性化酵素の発現プロファイルの解析は重要である。そこで、HaCaT細胞に免疫毒性物質を処理し、異物代謝活性化酵素の遺伝子発現変動について解析するとともに、HAB研究機構よりヒト皮膚組織を入手し、皮膚局所におけるこれら酵素の発現についても解析を進めている。本年度までに計画していた、「既存免疫毒性化学物質曝露による異物代謝酵素誘導と免疫細胞活性化の関連性解析」については、主に活性化を解析する細胞をHaCaT細胞に変更したこと、そのHaCaT細胞の入手(MTAの締結、細胞の輸入)に時間が掛かったこと、また、実験に必要な研究室に設置の設備(クリーンベンチ、ルミノメーター)に軽微な故障が生じたこと、などによって遅れが生じている。しかし、解析に必要なレポーター細胞細胞株の樹立にも成功しており、現在遅れを取り戻すべく検討を進めている。また、この結果をもとに、「代謝活性化酵素高発現細胞の樹立と解析」を行っていく予定である。なお、「ヒト末梢血リンパ球を用いた検討」については、中心に解析する細胞をHaCaT細胞に変更したことから、実験計画そのものの見直しを進めている。また、「異物代謝酵素の外部添加による影響の解析」については、ラット肝S9だけでなく、ヒト皮膚S9の利用も視野に入れて検討を進めている。ヒト組織S9の入手については、倫理審査委員会での承認に時間を要したために、若干の遅れが生じる要因となった。本研究では、免疫毒性物質による皮膚アレルギー誘発における異物代謝酵素の役割を解析し、より高感度な検出法の開発を目指した。まず、ヒト皮膚角化細胞株であるHaCaTにおける転写因子の活性化と免疫毒性との関連性を評価し、モニタリング細胞としてHaCaT-Nrf2-Lucを樹立した。皮膚局所における異物代謝酵素遺伝子発現をヒト培養細胞株および肝臓と比較した。その結果、皮膚組織では培養細胞株や肝臓に比べて、異物代謝酵素遺伝子(CYP1A1、CYP1B1、CYP2E1およびCYP3A4)の発現がいずれも著しく低い結果となった。また、培養細胞間で比較すると、HaCaTは複数のP450分子種を比較的高く発現していることが明らかとなった。そこで、HaCaT-Nrf2-Luc細胞に対して、様々なP450阻害剤の存在下で免疫毒性物質を処理し、Nrf2の活性化を指標としてその免疫毒性に及ぼすP450の寄与を検討した。陽性物質として知られるジニトロクロロベンゼンは6時間処理でNrf2を活性化し、この活性化は非特異的P450阻害剤であるSKF525Aで阻害されなかった。一方、オイゲノール、イソオイゲノール、シナミルアルコールなどの化合物では、6時間処理に比べ24時間処理でより強いNrf2が確認され、また、これらによるNrf2活性化はSKF525Aの前処理により有意に低下した。
熱処理によるセラミックス・金属接合層の改質と強度の向上に関する研究

高強度で信頼性に優れたセラミックス・金属接合対を作製するとき、セラミックスと金属を強固に接合するためのろう材の開発(1)、接合層の組織の解明とその改質(2)、接合対には残留熱応力が発生するが、この応力の低減法の開発(3)、ならびに評価法の確立(4)、接合対を高温で使用するための高温強度の向上(5)、および高温酸化の防止(6)、などが重要な課題であり、本研究では昭和63年度と平成元年度に亙って、前述の各項目について、実験・計算の両面から研究を遂行した。以下にその概要を示す。(1)Ti(1.5μm)とCu(20μm)の箔をNi中間材の一部と溶解し、強固な接合を可能ならしめる新しいろう材を開発した。(2)前述のろう材による接合層にはCuが濃縮しているが、これを、熱処理することによってCuとNiの相互拡散を促進させ、Ni組成を増大させることにより、耐熱性・耐酸化性が著しく向上した。(3)セラミックスと金属とを直接接合すると、熱膨張係数と弾性率の違いから、高温から冷却時に残留熱応力が発生し、強度を著しく低下させる。本研究では、Ni(t)/W(1mm)/Ni(1mm)の層状中間材を開発し、実験的に検討した結果、t=1.25mmのとき、最高強度220-240MPaが得られた。(4)破断強度のNi厚さ依存性は残留熱応力と外力の相互作用の結果として生じる。本研究では、x-線回折法に替わる新しい非破壊評価法として、超音波顕微鏡による測定法を世界的に最初に提案した。本法を窒化ケイ素、ジルコニアセラミックスと金属との接合対に応用した結果、従来法では不可能であった接合界面近傍の評価が可能で、理論的にも未知の分野である接合対の破断機構に対する実験的証拠を与えることが可能である。今後、この超音波顕微鏡による方法をさらに発展させる予定である。(5)本研究で開発した接合対の強度は、室温での220-240MPaから温度とともに増大し、400°Cでの280-300MPaの後、徐々に低下したが、800°Cで180-200MPaの強度を示した。この値は、世界的に最も高い強度である。(6)本研究で開発した中間材は、600°C以上になると、W中間材が高温酸化により劣化するのが観察された。しかし、接合層とろう材層は健全である。今後、耐酸化性の中間材を開発する予定である。窒化珪素セラミックスと金属をTi系のろう材で接合する場合、セラミックスとの反応によるTiNを主とする反応層の形成ならびにろう材の組成と組織が接合体の機械的性質を支配する。本研究では、TiとCuの箔をセラミックスとNi間に挟み、Cuの融点以上に短時間加熱することによって接合することを試みた。