hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
知的財産権の刑法的保護

本研究は、知的財産権の刑法による保護のあり方を総合的に検討することをその目的とするものである。現在の経済社会において、知的財産権の重要性が一層高まる中、その保護の実効性を担保する法的手段としての刑事罰の重要性も一段とその高まりを見せている。本研究においては、知的財産権の刑事罰による保護のあり方について総合的な検討を加えた結果、むしろ、領域を特定した集中的検討が現在要求されるところであるとの認識に到達した。そして、種々検討の結果、理論的に極めて重要であり、また研究の実際上の必要性も高い領域として、営業秘密の刑事罰による保護の問題を特定し、それに対して掘り下げた検討を加えることにした。現在、営業秘密をそれ自体として保護する刑罰規定はなく、現状では刑法の規定により一定の保護が果たされているが、それには限界があり、営業秘密の特性を十分に捉えた保護のあり方が検討されなければならないことが明らかである。そして、保護のあり方についてのさまざまなアプローチについて比較検討を加えた結果として、すでに導入されている不正競争防止法の民事的保護規定をさらに補完するものとして刑事立法を考えることが現実的であり、妥当であると判断されたことから、現行法の民事法規定についての刑法的視点からする徹底した考察を行った。それにより、不正競争防止法の改正による刑事罰導入に際して考慮されるべき問題点を明らかにし、その点に関する一定の提言を行うことができた。1今年度は、内外の関連文献の収集、インターネットを介した情報収集、さらには通商産業省、特許庁、裁判所等関係機関からの情報収集等により、知的財産権侵害の実状を相当程度具体的に把握することができた。こうした過程で収集された、わが国で実際に問題になっている事例については、研究会等において分担して検討することにより、解釈論的観点からの分析をもかなりの程度進めている。この作業と並行して、主要諸外国における規制の実状についても、ある程度まで調査を進めることができた。これにより、問題点をかなりの程度まで絞り込んでいる。具体的な検討領域としては、特許権侵害に対する刑事罰による保護、営業秘密に対する刑事罰による保護が、現在、早急に検討を要する問題となっており、とくにこれらの問題点について集中した検討を加えた。それにより、規制のあるべき姿について、かなりの程度まで議論を進めることができた。2こうした研究成果に基づき、研究代表者である山口は、特許庁工業所有権審議会企画小委員会委員として特許法改正の審議に参加して、刑事罰の強化に関する意見を述べたほか、さらに通商産業省産業政策局知的財産政策室が開催している営業秘密の保護に関する研究会にも参加し、営業秘密の刑事罰による保護のあり方について意見を述べた。1今年度は、昨年度に引き続き、内外の関連文献の収集、インターネットを介したさまざまな情報の収集、さらには通商産業省、特許庁、裁判所等関係機関からの情報収集等を行い、知的財産権侵害の実状の具体的把握に努めると共に、主要諸外国における規制の実状に関する調査を並行して行った。具体的な検討領域としては、昨年度に続き、特許権侵害に対する刑事罰による保護と営業秘密の刑事罰による保護を取り上げた。2とりわけ、刑事罰との関わりで、とくに重要な課題であり、早急に検討を加える必要があると考えるに至ったため、営業秘密の刑事罰による保護をとくに集中的な検討の対象とした。この問題は、わが国では1970年代から議論されてきたにも関わらず、近年における実質的な議論の深化に乏しい領域であるために、1に記した作業の成果を踏まえ、また近時の不正競争防止法、民法、民事訴訟法、さらには労働法等の隣接諸分野における最新の知見をも参照しながら、刑事法分野における既存の研究とは質的に異なった新たな成果を達成すべく、かなり踏み込んだ具体的な考察を加えた。とくに、現在、不正競争防止法上で、それに対する民事上の保護が与えられている営業秘密侵害の類型毎に具体的な検討を加え、そこには刑事法的な観点から別途解決を要するいくつかの問題点があることを具体的に明らかにした。さらに、以上の成果を踏まえて、立法論的な提言のとりまとめ作業を行った。
有機単結晶発光トランジスタを用いたギャップ内準位の空間的・エネルギー的可視化

本研究の目的は、有機単結晶両極性発光トランジスタを用いた有機半導体ギャップ内準位の空間的およびエネルギー的可視化である。有機単結晶両極性発光トランジスタは、単結晶内の任意の位置において擬似的なpn接合を形成し、電流注入による発光を実現出来る極めてユニークなトランジスタである。本研究においては、バンド間遷移だけではなくギャップ内遷移を観測しその発光スペクトルの空間的・エネルギー的解析を通して世界に先駆けて有機半導体ギャップ内準位の空間分布とエネルギー分布をその場観察によって同時に明らかにする事を目標としている。研究目標の達成に向けて解決すべき問題として、具体的に以下の三つの問題があげられる。(1)広範な波長域にわたって高感度な観測を可能にする測定システムの構築(2)高効率発光材料を用いた高性能両極性単結晶トランジスタの作製(3)構築した測定システムを用いたデバイス観測申請時においては、平成22年度には(1)測定システムの構築を、平成23年度には(2)高性能デバイスの作製と(3)ギャップ内準位の空間分解・エネルギー分解および接触抵抗やショットキー障壁の可視化を計画していた。そのため、今年度は可視光および紫外光までの広範な波長域に渡る高感度な発光測定がグローブボックスで行えるシステム構築を行った。これは、光励起だけではなく、電流励起の場合でも高感度な測定を可能にする。当初の目標はここまでであったが、計画を前倒し、高効率発光材料を用いた両極性トランジスタの作製、およびその高性能化にも取り組んだ。具体的には、様々な環境やデバイス構造が特性に与える影響を丁寧に明らかに、より高電流密度下で発光を実現する方法を見出した。さらには、ギャップ内遷移と思われる発光も予備的な実験では観測されており、今後より詳細に明らかにする。
アデノシンによる心不全診断・治療におけるトランスレーショナル研究

心不全・心臓虚血障害の形成に至る過程に深く関与する生理物質アデノシンに着目し、その病態における役割・治療への応用を検討した。結果、アデノシンが複数あるアデノシン受容体を介して、別個に心不全の病態改善に関与することが明らかになった。さらにアデノシンの心保護作用を臨床応用すべく、心不全患者でのアデノシンおよびその合成酵素量の測定を行い不全心筋での発現上昇を確認し、心臓からのアデノシン産生の重要性を明らかにした。さらにリポゾーム化アデノシンによる心筋虚血障害改善作用を示し、アデノシン産生増強剤とあわせてアデノシンの心不全治療にむけた臨床応用への基盤を確立した。アデノシン受容体作用を賦活化することにより、RAA系、交感神経系、神経体液因子及び免疫サイトカインなどの機序を介して心筋保護効果が得られるか基礎・臨床的検討を行った。まず、アデノシン受容体サブタイプに関して循環器における分子機能を検討した。アデノシンAI受容体刺激は心肥大抑制効果があること、A2a受容体はEGF受容体リン酸化を介して心肥大促進効果があること、A2b受容体は線維化抑制、不全心筋左室リモデリング抑制を持ち血行動態を改善することを報告した(Circulation. 2006;114 :1923, J Card Fail. 2006,12:720)。さらに、従来アデノシンが虚血再灌流障害に対して心保護的に働き心筋梗塞サイズ縮小効果をもたらすことを我々は示しているが、このアデノシンと同様のATP感受性カリウムチャンネル開口作用を持つ硝酸薬であるニコランジルと、心不全治療薬であるヒト心房性利尿ペプチド(hANP)を用いて、急性心筋梗塞患者に対する大規模臨床試験を行い梗塞サイズ縮小効果および左室機能改善効果を評価した。慢性期ニコランジル投与において左室機能改善効果が、急性期hANP投与において梗塞サイズ縮小効果および左室機能改善効果が得られることを報告した(Lancet.2007;370:1483)。平成20年度も引き続き本研究を推し進めアデノシン受容体系賦活による心不全治療への介入を行うことにより、新たな心不全治療の開発に取り組む予定である。心不全・心臓虚血障害の形成に至る過程に深く関与する生理物質アデノシンに着目し、その病態における役割を検討してきた。アデノシンは循環血中に存在し、3種類の受容体を介して心筋細胞、血小板、血管細胞、白血球に対してさまざまな生理作用を有することが知られている。上記の細胞を標的とすることから循環器病での役割が当初より注目されており治療の標的として重要視されている。本年度は、心不全・心筋虚血に対するアデノシンの改善効果をより臨床応用に近づけるため以下の検討を行った。(1)心不全患者でのアデノシン合成酵素の測定36例の心不全患者から血液を採取し、血中のアデノシン濃度および心筋組織でのアデノシン合成酵素の血中濃度の測定を行った。結果、心不全患者においてはその重症度に応じて、冠静脈アデノシン濃度が有意に高値を示した。さらに組織でのアデノシン合成酵素の蛋白量が心不全心筋で増加していた(Fujita M et al J Card Fail 2008)。このことは心不全の病態におけるアデノシンの重要性を示唆すると共に、これらを測定することが心不全の重症度の指標となることを示唆する。現在は抗体を使用した方法でアデノシンの測定を行っているが、今後質量分析計などを利用したより高感度で多検体を処理できるシステムを構築し、心不全診断・治療の指標とする予定である。(2)リポゾームを用いたアデノシンによる心臓虚血障害治療
グレリンによるインスリン分泌抑制機序の解明

グレリンは成長ホルモン分泌刺激、摂食亢進など多彩な作用を有するホルモンであるが、インスリン分泌を抑制することが判明している。我々はIA-2βがグレリンのインスリン分泌抑制機構に関与していることを報告し(Doi A. et al. PNAS 103:885,2006)、以後グレリンによるインスリン分泌制御機構について研究を進めてきた。本研究課題においてIA-2β以外の経路としてAMPK-UCP2経路の関与につき検討し、グレリンはAMPK活性化を通じてUCP2発現を亢進させ、その結果インスリン分泌を抑制すること、また、IA-2βとAMPK-UCP2経路は互いに独立していることを明らかにした(FEBS Letters 584:1503-1508,2010)。さらに、AMPK-UCP2経路は酸化ストレスに対してはむしろ防御的に働くことが想定されるため、グレリンの膵β細胞の酸化ストレスに対する防御作用に関しても検討し、グレリンがMIN6細胞において過酸化水素による酸化ストレスに対し増殖能改善、アポトーシス抑制作用を有することを証明した。しかしながら、当初の予想とは異なり、これらの効果はAMPK-UCP2経路を介したものではなく、MAPKおよびPI3K両者が関与していることが判明した(投稿準備中)。本研究によりグレリンのインスリン分泌抑制の新たな機序が明らかになったのみならず、グレリンは膵β細胞の増殖に関してはよい影響を与える可能性が示唆され、グレリンの糖尿病に対する影響についてはこれら両者のバランスを考慮する必要があると考えられる。今後は両者の作用機構を明らかにし、インスリン分泌抑制なしに、β細胞増殖に関与する経路が明らかになれば、新たな糖尿病治療薬の開発につながるものと期待される。本年はグレリンによるインスリン分泌抑制機構のうち主として「グレリンによるインスリン分泌抑制におけるIA-2β以外の因子の関与(特にAMPK-UCP2経路の関与)」について検討を行った。視床下部NPY-AGRP細胞ではAMPK-UCP2経路によりグレリンの作用が伝達されると報告されている(Nature 454:846,2008)。AMPK、UCP2は膵β細胞にも存在し、UCP2発現が亢進すればATP産生低下によりインスリン分泌が低下すると想定される。実際我々はUCP2遺伝子多型が2型糖尿病患者のインスリン分泌能に関連していることを報告している(Diabetes53:482,2004)。そこで、インスリン分泌細胞株MIN6細胞においてグレリンによるAMPK活性化、UCP2発現亢進の検討、AMPK活性化やUCP2発現レベルのインスリン分泌への影響、AMPK活性化薬(AICAR)やUCP2過剰発現、またはsiRNAの影響を検討し、さらにAMPK-UCP2経路とIA-2βのクロストークについてもUCP2過剰発現、siRNA時のLA-2β発現の変化とIA-2β過剰発現、siRNA時のUCP2発現の変化を検討した。予想通りグレリンはAMPK活性化を通じてUCP2発現を亢進させ、その結果インスリン分泌を抑制していた。また、LA-2β経路とAMPKUCP2経路は互いに独立し1ていた。以上の結果は原著として投稿し掲載された(FEBS Letters 584:1503-1508, 2010)、また米国糖尿病会議(American Diabetes Association)において発表した。昨年グレリンのインスリン分泌抑制機序の一つとして、グレリンがAMPキナーゼ-UCP2経路を介してインスリン分泌細胞株MIN6細胞のインスリン分泌を抑制することを証明し、報告した(FEBS Letters 584:1503-1508,2010)。しかしながら、UCP2発現亢進は酸化ストレスに対してはむしろ防御的に働くことが想定される。本年はグレリンの膵β細胞に対する影響のうち酸化ストレスに対する防御作用に関して主に検討した。

10nMグレリンは単独でMIN6細胞の増殖能を亢進させた。また、過酸化水素は酸化ストレスを介して濃度依存性にMIN6細胞の増殖能を低下させ、アポトーシスを増加させたが、グレリンは過酸化水素によるMIN6細胞の増殖能低下およびアポトーシス亢進に対し、抑制効果を示した。当初これらの効果はAMPキナーゼ-UCP2経路を介したものを考えていたが、その後のAMPキナーゼ活性化薬であるAICARや抑制薬であるCompond Cなどを用いたシグナル伝達系の解析により、本経路の関与は否定的である。現在MAPキナーゼ系など他の経路の関与につき検討中である。以上の検討よりグレリンはインスリン分泌に関しては抑制するものの膵β細胞の増殖に関してはよい影響を与える可能性が示唆され、グレリンの糖尿病に対する影響についてはこれら両者のバランスを考慮する必要があると考えられる。今後は両者の作用機構を明らかにし、インスリン分泌抑制なしに、β細胞増殖に関与する経路が明らかになれば、新たな糖尿病治療薬の開発につながるものと期待される。グレリンは成長ホルモン分泌刺激、摂食亢進など多彩な作用を有するホルモンであるが、インスリン分泌を抑制することが判明している。我々はIA-2βがグレリンのインスリン分泌抑制機構に関与していることを報告し、以後グレリンによるインスリン分泌制御機構について研究を進めてきた。本研究課題においてIA-2β以外の経路としてAMPK-UCP2経路の関与につき検討し、グレリンはAMPK活性化を通じてUCP2発現を亢進させ、その結果インスリン分泌を抑制すること、また、IA-2βとAMPK-UCP2経路は互いに独立していることを明らかにした(FEBS Letters 584:1503-1508,2010)。さらに、AMPK-UCP2経路は酸化ストレスに対してはむしろ防御的に働くことが想定されるため、グレリンの膵β細胞の酸化ストレスに対する防御作用に関しても検討し、グレリンがMIN6細胞において過酸化水素による酸化ストレスに対し増殖能改善、アポトーシス抑制作用を有することを証明した。当初これらの効果はAMPK-UCP2経路を介したものを考えていたが、本年度のシグナル経路の検討により、MAPKおよびPI3K両者が関与していることが判明し、現在投稿準備中である。なお、本内容は2012年11月のアジア西太平洋地区国際糖尿病会議で一部発表し、2013年6月米国糖尿病学会にて発表予定である。IA-2β変異体の解析が遅れている。IA-2βとIA-2のキメラによる解析では細胞内、細胞外いずれか単独の部位によるものではなく、さらに細分化したキメラ作成の必要があるが、まだ十分な検討が行えていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。
新しく提唱された病態、原発性ウワバイン産生副腎腫瘍は存在するか

最近、内因性ジギタリス様物質はウワバインであり、主に副腎に由来するとの報告がなされた。今回、我々は内因性ウワバインの病態生理学的意義を明らかにすると共に、それがウワバイン産生副腎腫瘍が存在するか否かを明らかにするため、各種心血管系疾患、内分泌疾患、特に副腎腫瘍において末梢血中および副腎静脈血中免疫活性ウワバイン濃度をラジオイムノアッセイにて測定した。その結果、血中ウワバイン濃度は本態性高血圧症や各種の二次性高血圧症(原発性アルドステロン症、クッシング症候群、褐色細胞腫、慢性腎不全、末端肥大症など)で増加を示した。血中ウワバイン濃度は原発性アルドステロン症の片側副腎摘出術後、末端肥大症のハ-デイ-法による下垂体腺腫摘出術後、慢性腎不全の血液透析療法後に各々有意に減少した。一方、両側副腎摘出後患者の血中ウワバイン濃度は健常者と有意差を認めなかった。副腎静脈血中濃度を検討した8例中5例では、末梢血からの有意なステップアップを認めなかったが、既知の副腎ホルモンの異常を認めない高血圧の2例、原発性アルドステロン症の1例において、腫瘍側の副腎静脈血中濃度が末梢血よりも高値を示した。以上の事から、心血管疾患および内分泌疾患での内因性ウワバインの病態生理学的意義が示唆された。さらに、副腎は血中ウワバインの主要な起源ではないと考えられたが、一部の副腎腫瘍はウワバインを産生するウワバイン産生副腎腫瘍である可能性が示唆され、新しい型の副腎性高血圧症であることが示唆された。今後さらに多数例での検討が必要と考えられた。
ペプシノーゲンCの増殖促進因子としての分子生物学的検討

我々はへリコバクター感染により誘導される胃の増殖促進因子を同定し、胃癌発症との関係を解明しようと考え実験を進めてきたが、その中で潰瘍治癒過程において過剰に発現している増殖因子活性のひとつがペプシノーゲン(PG)Cである可能性を見出した。そこでPGCに注目し、その全く新しい生理活性としての増殖促進活性を解析するとともに、増殖促進機序を明らかにすることを目的として実験を行った。SDラットの腺胃からAGPC法にてRNAを調整し、RT-PCR法にてPGC遺伝子全長をクローニングした。昨年度の実験で得られたPGC遺伝子はエクソン8および9であった。そこでこれらをpSVneo/SRαmycに組み込んだ。これによりSRαプロモーターの制御下にc-mycエピトープとの融合蛋白として発現させることができる。またこのベクターはネオマイシン(G418)耐性遺伝子をコードしている。そしてRGM-1細胞へ遺伝子を導入し、増殖促進活性を検討した。RGM-1は上皮細胞であるので、より効率のよいリポフェクション法によりプラズミドの導入を行った。ネオマイシン(G418)にて選択し、クローン化した。そうして得られた細胞で増殖活性をBrDuの取り込みによって検討したところ、親株に比して有意な増殖活性の上昇は認められなかった。しかし、同じプラズミドをcos細胞に導入して得た培養上清は、ベクターのみのコントロールに比してBrDuの取り込みを有意に増加させた。そこでPCR産物をpGEX-2TKに組み込み、GST(GIutathione S-transferase)との融合蛋白として大腸菌で発現させ、リコンビナント蛋白を得た。それをRGM-1細胞へ投与したところ、コントロールに比べて容量依存性に増殖を促進した。また抗体を作製し、ラットに投与し血中ガストリン値とpas染色にて粘液分泌を観てみたがいずれもコントロールに比べて差はなかった。今後胃癌やへリコバクター感染胃生検組織を免疫染色しPGCの蛋白レベルでの発現の差や局在を調べる予定である。我々はヘリコバクター感染により誘導される胃の増殖促進因子を同定し、胃癌発症との関係を解明しようと考え実験を進めてきたが、その中で潰瘍治癒過程において過剰に発現している増殖因子活性のひとつがペプシノーゲン(PG)Cである可能性を見出した。しかし、同じプラズミドをCOS細胞に導入して得た培養上清は、ベクターのみのコントロールに比してBrDuの取り込みを有意に増加させた。そこでPCR産物をpGEX-2TKに組み込み、GST(Glutathione S-transferase)との融合蛋白として大腸菌で発現させ、リコンビナント蛋白を得た。その一部を用いて抗体を作製すると共に、アフィニティーカラムを準備中である。またリコンビナント蛋白をAキナーゼと[γ-^<32>P]ATPで標識しプローブとし、RGM-1細胞やラット腺胃からすでに作製しているcDNA発現ライブラリーをスクリーニングし、いわゆるWest-Western法によって、PGII(C)結合蛋白質の遺伝子のダイレクトクローニングを試みる予定である。

そこでPCR産物をpGEX-2TKに組み込み、GST(GIutathione S-transferase)との融合蛋白として大腸菌で発現させ、リコンビナント蛋白を得た。それをRGM-1細胞へ投与したところ、コントロールに比べて容量依存性に増殖を促進した。また抗体を作製し、ラットに投与し血中ガストリン値とpas染色にて粘液分泌を観てみたがいずれもコントロールに比べて差はなかった。今後胃癌やへリコバクター感染胃生検組織を免疫染色しPGCの蛋白レベルでの発現の差や局在を調べる予定である。
非接触プラズマにおける再結合フロントの動的挙動とその制御に関する研究

核融合炉のダイバータ領域における非接触プラズマ中の再結合フロント領域は、プラズマの熱流制御と粒子制御の両面から重要な役割を担う。再結合フロントを定常維持し、その位置を適切に制御する必要がある。本研究は外部制御が容易な磁場配位の制御によりプラズマ-中性粒子相互作用の実効的断面積を局所的に変化させ、再結合フロントの磁力線方向位置を制御する新たな手法の実証を行う。さらに、炉心プラズマから流出した間欠的熱負荷が再結合フロントに流入した際の再結合フロントの動的挙動(崩壊・回復の時定数や電位構造の動的変化)を明らかにする。
那須茶臼岳火山をもたらしたマグマの過去約3万年間の状態変化

那須茶臼岳火山は約3万年前以降,大沢火砕流堆積物,大丸火砕流堆積物群,茶臼岳溶岩流,茶臼岳火砕丘,茶臼岳溶岩円頂丘の順に形成されたと考えられる.本研究では70個の岩石を採取し全岩化学組成と斑晶鉱物の種類,量比,形態,化学組成を測定した.岩石は,石英±かんらん石±斜方斜輝石安山岩である.斜長石斑晶は自形のもとの汚濁帯を有するなどの異常な形態を示すものが混在している.両者の量比は試料毎に異なる.斜方輝石は自形のものと単斜輝石の反応緑を有するものが混在している.後者は前者に比して小量である.単斜輝石は主に自形である.かんらん石は柱状で角が骸晶状に突出しているものが主体である.石英は他形で単斜輝石の反応緑もみられる.自形以外の形態を示す斑晶の含有率は茶臼岳溶岩流,茶臼岳火砕丘,大丸火砕流堆積物群で大きい.また,全ての層準で,径20cm程度以下の球形不定型の包有物が認められる.包有物はガラスと針状骸晶状の結晶からなる.斑晶鉱物化学組成では,斜長石,輝石で組成逆累帯,波状累帯構造,同種の鉱物で2種の組成の異なる物の共存が認められる.これらの特徴は,噴出前のマグマの状態の急激な変化,最も可能性が高いものとして,2種のマグマの混合を示唆する.全岩化学組成は2成分組成変化図上で直線的な変化傾向を示し,SiO_2含有量は,大沢火砕流堆積物が59-62wt%,大丸火砕流堆積物群と茶臼岳溶岩流が57-60wt%,茶臼岳火砕丘が57-58wt%,茶臼岳溶岩円頂丘が58-60wt%と初期に最も珪長質で,その後苦鉄質に傾き,長後にやや珪長質に回復している.一方包有物は各層準共53-55wt%と一定している.包有物と母岩にK/Y比が異なり,起源が異なると考えられる.2種のマグマの混合を考える場合,上記のような組成変化はマグマ混合率の変化に起因すると考えられる.那須茶臼岳火山は約3万年前以降,大沢火砕流堆積物,大丸火砕流堆積物群,茶臼岳溶岩流,茶臼岳火砕丘,茶臼岳溶岩円頂丘の順に形成されたと考えられる.本研究では70個の岩石を採取し全岩化学組成と斑晶鉱物の種類,量比,形態,化学組成を測定した.岩石は,石英±かんらん石±斜方斜輝石安山岩である.斜長石斑晶は自形のもとの汚濁帯を有するなどの異常な形態を示すものが混在している.両者の量比は試料毎に異なる.斜方輝石は自形のものと単斜輝石の反応緑を有するものが混在している.後者は前者に比して小量である.単斜輝石は主に自形である.かんらん石は柱状で角が骸晶状に突出しているものが主体である.石英は他形で単斜輝石の反応緑もみられる.自形以外の形態を示す斑晶の含有率は茶臼岳溶岩流,茶臼岳火砕丘,大丸火砕流堆積物群で大きい.また,全ての層準で,径20cm程度以下の球形不定型の包有物が認められる.包有物はガラスと針状骸晶状の結晶からなる.斑晶鉱物化学組成では,斜長石,輝石で組成逆累帯,波状累帯構造,同種の鉱物で2種の組成の異なる物の共存が認められる.これらの特徴は,噴出前のマグマの状態の急激な変化,最も可能性が高いものとして,2種のマグマの混合を示唆する.全岩化学組成は2成分組成変化図上で直線的な変化傾向を示し,SiO_2含有量は,大沢火砕流堆積物が59-62wt%,大丸火砕流堆積物群と茶臼岳溶岩流が57-60wt%,茶臼岳火砕丘が57-58wt%,茶臼岳溶岩円頂丘が58-60wt%と初期に最も珪長質で,その後苦鉄質に傾き,長後にやや珪長質に回復している.一方包有物は各層準共53-55wt%と一定している.包有物と母岩にK/Y比が異なり,起源が異なると考えられる.2種のマグマの混合を考える場合,上記のような組成変化はマグマ混合率の変化に起因すると考えられる.
白血球型アメーバ運動の足場の分子構築とその制御機構

1足場蛋白質遺伝子の網羅的解析2つの方法により、研究を進めている。1つは、化学突然変異誘発剤により基質接着できない変異体細胞を作成し、CDNAライブラリーによるレスキュー法により足場蛋白質遺伝子を同定することを試みており、現在複数の変異体を単離した。今後、これらの遺伝子の配列を調べ、欠損細胞の作成、GFP標識細胞を作成する予定である。2つめは、ホモロジー検索を基に、ゲノムプロジェクトから足場関連蛋白質を発見解析する方法で、現在2種の遺伝子について単離し、GFP標識してその動態について解析した。2細胞運動時の足場の動態の観察GFPアクチンを粘菌細胞に発現させ、アクチン焦点と我々が名付けた足構造がどのように動くのかをエバネッセント蛍光顕微鏡で観察した。同時に反射干渉顕微鏡法により、基質との距離が近い部位についても同時計測した。個々の足は約20秒程度でターンオーバーしていることが分かった。この足の数が増すと、細胞運動速度は減少した。アクチン焦点の消長はミオシンIIに依存することが分かった。ミオシン欠損細胞ではアクチン焦点の数が増した。細胞が方向転換する時どのように足場が動くのかについて現在解析している。また、アクチン焦点とは別に仮足下部にも基質接着する場があることが明らかになってきた。また、分裂期に特異的な核の下に形成されるアクチン構造を新たに発見しMDASと名付けた。MDASが足場依存的な細胞質分裂の基質接着構造であること、この構造が微小管からのシグナルによって制御されていること、またMDASを人工的に除くと細胞は分裂できなくなることを明らかにした。3細胞の足場での力の可視化従来柔軟なシリコン基質を用いていたが、弾力性に問題があり、ゼラチンの基質に変更した。その結果、非常に再現よく力の測定が可能になった。その大きさはナノニュートンオーダーであった。ビーズを非常に細かく基質上にまくことで、細胞の局所での詳細な力とベクトルの測定が可能になった。アクチン焦点での力の伝達の様子を疑似カラーで可視化できるようになった。2つめは、ゲノムプロジェクトから足場関連蛋白質をホモロジー検索を元に、発見解析する方法で、現在2種の遺伝子について単離し、GFP標識してその動態について解析中である。2細胞運動時の足場の動態の観察GFPアクチンを粘菌細胞に発現させ、アクチン焦点と我々が名付けた足構造がどのように動くのかをエバネッセント蛍光顕微鏡で観察している。同時に反射干渉顕微鏡法により、基質との距離が近い部位についても同時計測している。

その大きさはナノニュートンオーダーであった。ビーズを非常に細かく基質上にまくことで、細胞の局所での詳細な力とベクトルの測定が可能になった。アクチン焦点での力の伝達の様子を疑似カラーで可視化できるようになった。足場蛋白質遺伝子の網羅的同定1)基質に接着できない変異体を作成し、基質接着に関与する遺伝子を網羅的に検出する。方法としては、化学突然変異誘発剤により変異体を作成後、cDNAライブラリーによるレスキュー法を用いた。レスキューされた細胞からcDNAを回収し、遺伝子を複数同定した。これらは新規の蛋白質であった。2)すでに足場の構成成分として他の生物で同定されている蛋白質と相同性のある遺伝子を粘菌のゲノムプロジェクト、cDNAプロジェクトのデータベースから検索し、複数の遺伝子を破壊し、またGFP標識実験を行なった。細胞運動時の足場の動態の観察3)粘菌細胞でGFPアクチンの動態観察から足場と思われる構造を我々は見出しアクチン焦点と名付けている。この構造と、新規に得られた足場蛋白質との関連を、蛍光標識された足場蛋白質を形質発現させ、全反射型蛍光顕微鏡によって生きた細胞で観察した。アクチン焦点以外にも足に相当する部位が存在することが明らかになってきた。特に分裂期に顕著な核の下に形成される構造を新たに見出した。MDASと名付けた。4)細胞運動にともなう足の踏み換えについて、生きた細胞でのGFP標識足場蛋白質の動態を解析し、どのように細胞が足を踏み換えることで移動運動が生み出されているのかを調べた。細胞の足場での力の可視化5)細胞内で生じた力は細胞の足場を通じて基質へ作用し、運動のための推進力となる。実際に足場と考えられる部位でどのように力が基質に伝わっているかを調べるため、ゼラチン基質上に細胞を載せ、足場に生じた力による歪みからその力の大きさや方向を計測した。ベクトル結果をもとに疑似カラーによって可視化し、力の解析を行なった。
腫瘍新生血管標的化プローブによる血管新生抑制とがん治療

本研究は、がん組織の維持、成長、および転移に必須の現象である腫瘍血管新生に着目し、がん細胞を直接の標的とせず、腫瘍新生血管を破壊することによる間接的ながん治療法(腫瘍新生血管障害療法)の確立を目的として行った。これまでに、腫瘍新生血管を標的とする実用的な低分子リガンドを得るために、ファージディスプレイペプチドライブラリーを用いて新規標的化ペプチドを探索し、腫瘍組織に顕著に集積するペプチド発現ファージを3種類得ることに成功した。さらにエピトープ配列を検討し、WRP配列に血管新生抑制活性を見出した。またPRP配列の腫瘍新生血管標的化リポソームDDSへの応用を試み、アドリアマイシン内封ペプチド修飾リポソームの高い腫瘍増殖抑制効果と延命効果を見出した。さらに疎水性の新規制がん剤である(DPP-CNDAC)をPRP修飾リポソーム膜に組み込み、同様の検討を行った結果、PRP修飾によるリポソームのがん局所への集積効果は減弱したがDPP-CNDACの抗腫瘍効果が著しく向上した。このことから、DPP-CNDACの標的細胞ががん細胞から新生血管内皮細胞に変化したことが示唆された。またヒトのがん治療への応用を考え、ヒト組織切片を用いてPRPペプチドの反応性について検討した結果、PRPペプチドはヒト組織においても新生血管内皮細胞に特異的に結合した。さらに、インビボにおけるPRP修飾リポソームの体内動態解析等の検討から、腫瘍新生血管にリポソームが結合し、血管内皮細胞を傷害していること、これによりがん細胞がアポトーシスを起こしていることが見いだされた。本研究の結果は、腫瘍新生血管障害療法が新規がん治療法として極めて有効であること、併せてPRPペプチド修飾リポソームがそのツールとして有用であることを示している。本研究は、ランダムなアミノ酸配列を発現するファージディスプレイペプチドライブラリーを用いて、腫瘍新生血管に対する特異的ペプチドを選別し、腫瘍新生血管を標的とするプローブを開発して、がん治療に応用することを目的としている。これまでに3種の候補ペプチドを選別し、血管新生抑制を期待して制がん効果を測定した結果、2種のペプチドに腫瘍血管新生抑制が予試験的に見出され、残り1種は高い腫瘍集積性を示した。これらの事実を踏まえ、今年度は腫瘍血管新生抑制活性のあるペプチドから本活性に関わるエピトープを解析した。2種の候補ペプチドにはWRPの共通配列があるが、まずペプチドのフラグメントペプチドを合成し、そのファージクローン腫瘍集積抑制活性および腫瘍増殖抑制活性を比較検討することで、エピトープペプチドがWRP配列であることを見出した。さらにそれぞれのアラニン置換ペプチドARP,WAP,WRAには活性が見られなかったことから、WRPのいずれのアミノ酸残基も重要であることを見出した。さらにLFPLHにも腫瘍血管新生抑制作用があることも見出した次に血管新生特異的ペプチドの機能解析を目的として、ヒト臍帯内皮細胞(HUVEC)を用いて、腫瘍血管新生抑制ペプチドによる細胞運動性への影響について検討したところ、WRPペプチドがHUVECの浸潤性を抑制することが明らかとなった。一方、高い腫瘍集積性を示したファージクローンにみられたPRP配列に着目し、WRP配列と共に3種の5merペプチドにパルミチン酸をグラフト化し、リポソーム修飾を行ったところ、PRP修飾リポソームは高い腫瘍集積性を示した。このリポソームに制がん剤アドリアマイシンを封入してがん治療実験を行ったところ、高い抗腫瘍活性を示すことが明らかとなった。腫瘍血管新生は、がん組織の維持、成長、および転移に必須の現象であることが知られている。本研究は、がん細胞を直接の標的とせず、腫瘍新生血管を破壊することによる間接的ながん治療法(腫瘍新生血管障害療法)の確立を目的としている。

前年度報告したように、腫瘍新生血管を標的とする実用的な低分子リガンドを得るために、ファージディスプレイペプチドライブラリーを用いて新規標的化ペプチドを探索し、腫瘍組織に顕著に集積するペプチド発現ファージを3種類得ることに成功した。さらにエピトープ配列を検討し、WRP配列に血管新生抑制活性を見出した。またPRP配列の腫瘍新生血管標的化リポソームDDSへの応用を試み、アドリアマイシン内封ペプチド修飾リポソームの高い腫瘍増殖抑制効果と延命効果を見出した。本年は疎水性の新規制がん剤である(DPP-CNDAC)をPRP修飾リポソーム膜に組み込み、同様の検討を行った。体内分布の検討からDPP-CNDACがリポソーム膜に組み込まれたことにより、PRP修飾によるリポソームのがん局所への集積効果は減弱した。しかしながら、DPP-CNDACの抗腫瘍効果が著しく向上したことから、DPP-CNDACの標的細胞ががん細胞から新生血管内皮細胞に変化したこと、さらに腫瘍新生血管障害療法ががん治療法として極めて有用であることが示唆された。またヒトのがん治療への応用を考え、ヒト組織切片を用いてPRPペプチドの反応性について検討した結果、PRPペプチドはヒト組織においても新生血管内皮細胞に特異的に結合した。以上の結果から、腫瘍新生血管障害療法が新規がん治療法として極めて有効であること、併せてPRPペプチド修飾リポソームがそのツールとして有用であることが示唆された。本研究は、がん組織の維持、成長、および転移に必須の現象である腫瘍血管新生に着目し、がん細胞を直接の標的とせず、腫瘍新生血管を破壊することによる間接的ながん治療法(腫瘍新生血管障害療法)の確立を目的として行った。これまでに、腫瘍新生血管を標的とする実用的な低分子リガンドを得るために、ファージディスプレイペプチドライブラリーを用いて新規標的化ペプチドを探索し、腫瘍組織に顕著に集積するペプチド発現ファージを3種類得ることに成功した。さらに疎水性の新規制がん剤である(DPP-CNDAC)をPRP修飾リポソーム膜に組み込み、同様の検討を行った結果、PRP修飾によるリポソームのがん局所への集積効果は減弱したがDPP-CNDACの抗腫瘍効果が著しく向上した。このことから、DPP-CNDACの標的細胞ががん細胞から新生血管内皮細胞に変化したことが示唆された。さらに、インビボにおけるPRP修飾リポソームの体内動態解析等の検討から、腫瘍新生血管にリポソームが結合し、血管内皮細胞を傷害していること、これによりがん細胞がアポトーシスを起こしていることが見いだされた。本研究の結果は、腫瘍新生血管障療法が新規がん治療法として極めて有効であること、併せてPRPペプチド修飾
骨髄間葉系幹細胞自家移植による網膜変性抑制効果、遺伝子導入併用での増強効果の検討

骨髄には様々な幹細胞が存在することが示されており、再生医療への応用が注目されている。これまでに我々は、マウス骨髄間葉系幹細胞の網膜変性の進行抑制作用を明らかにしてきた。2008年度には、網膜変性モデルラット(RCS rat)へのヒト骨髄間葉系幹細胞網膜下移植が、被移植眼へどのような影響を与えているかについて検討した。ヒト骨髄間葉系幹細胞懸濁液を4週齢RCS ratの網膜下腔に、左眼に経強膜的に、右眼には対照として、PBSを同様に網膜下腔に注入した。移植後4,7週に眼球摘出し、網脈絡膜におけるmRNAの発現をヒト(移植細胞)およびラット(被移植網膜)特異的なプライマーを用いて、RT-PCRで検討した。移植した細胞は網膜色素上皮下に移植し、移植後3週目まで細胞の生存が確認された。また、移植後4週でのmRNAの発現は、ヒト由来mRNAでは移植後4週ではGFRA1の発現が亢進しており、ラット由来mRNAではIL1βやNT-3の発現が亢進していた。移植後7週でのmRNAの発現は、ヒト由来mRNAではGFRA3およびNTRK1の発現が亢進しており、ラット由来のmRNAにおいてNGFβの発現が亢進していた。ヒト骨髄間葉系幹細胞を網膜変性モデルラット網膜下に移植すると、細胞が移植された眼球では、ドナーだけではなく、ホスト側から神経栄養因子が分泌され、網膜変性に影響を与えている可能性が示唆された。
流星バースト通信による環オホーツク海雪氷圏環境監視ネットワークシステムの開発

本研究の目的:本研究では、広域の雪氷、海氷域環境観測データをリアルタイムで長期間安定して収集するために、(1)無人自動観測装置を極地・寒冷地仕様型に改良、(2)流星バースト通信手段を極地・寒冷地仕様に開発し、(3)雪氷・海氷圏環境観測データをマスター局に集積し、雪氷・海氷圏の環境変動を監視する環境情報ネットワークシステムを構築することを目指すものである。平成17年度の研究実績:1.流星バースト通信手段を極地・寒冷地仕様に開発するために、低温下での塩害、防塵(土砂)、着氷雪、着霜対策を重視した試験実験を中心に基礎データの集積を行った。2.サハリン北部の観測拠点であるチャイボにて継続観測中の自動気象観測装置の回収、再設置を行った。回収データは現在解析中であるが、良好なデータが取得でき、自動気象観測装置を極地で通年に渡り使用できる見通しが立った。3.南極で実験したRANDOMシステムを用いて、複数リモート局(札幌マスター局(北大・低温科学研究所)、浜松リモート局(静岡大学)及び宮崎リモート局(宮崎大学))からのデータ収集試験実験を開始した。4.南極大陸で実施した流星バースト通信実験結果の分析や発表を行った。5.北海道オホーツク海沿岸域や北極海での海氷厚の計測や漂流ブイによる位置情報伝送システムなどについての発表を行った。本研究の目的:極地、寒冷圏の雪氷域や海氷域の変動は地球規模の気候変動、環境変動に大きく影響され、その相互作用の過程を理解し、変動機構を解明することは環境科学において重要な課題である。しかし、現在まで極域、雪氷・海氷域では、現場での観測が困難なこともあり、広域での精度の高い環境データを安定して定常的に収集することは極めて困難であった。本研究では、広域の雪氷、海氷域環境観測データをリアルタイムで長期間安定して収集するために、(1)無人自動観測装置を極地・寒冷地仕様型に改良、(2)流星バースト通信手段を極地・寒冷地仕様に開発し、(3)雪氷・海氷圏環境観測データをマスター局に集積し、雪氷・海氷圏の環境変動を監視する環境情報ネットワークシステムを構築することを目指すものである。平成15年度の研究実績:・流星バースト通信手段を極地・寒冷地仕様に開発するために、低温下での塩害、防塵(土砂)、着氷雪、着霜対策を重視した試験実験を中心に基礎データの集積を行った。・独自の技術を多数導入したソフトウェアモデムを基盤とした新しい流星バースト通信システムを開発し,国内実験によりその性能を実証した。・2003年11月にサハリンを訪問し、無線局候補地の選定、無線免許取得のための準備を行った。・漂流ブイの位置情報を流星バースト通信システムにて伝送するシステムの開発を始めた。平成16年度の研究実績:1.流星バースト通信手段を極地・寒冷地仕様に開発するために、低温下での塩害、防塵(土砂)、着氷雪、着霜対策を重視した試験実験を中心に基礎データの集積を行った。2.独自の技術を多数導入したソフトウェアモデムを基盤とした新しい流星バースト通信システムを開発し,南極大陸昭和基地-中山基地(中国所属)間でデータ伝送実験を行った。その結果,同じ回線上でのこれまでの米国製機器による結果より格段によい特性が得られた。また,北海道や九州-本州などの国内実験でもその性能を実証した。3.2004年10月下旬から11月初めにかけてサハリンを訪問し、無線局候補地の選定、無線免許取得のための準備を行った。4.漂流ブイの位置情報を流星バースト通信システムにて伝送するシステムの開発を始めた。
酸化ストレス解析のための特異的モノクローナル抗体作製法の開発

タンパク質の機能制御・安定性変化に関わる修飾の検出・解析には修飾部位を特異的に認識する抗体の使用が必須である。しかしながら、酸化によるタンパク質の修飾部位のみを特異的に認識する抗体は実用化されていないのが現状であり、酸化ストレスによる修飾を特異的に認識する抗体の開発が切望されている。本研究の目的は、「タンパク質の酸化ストレスによるタンパク質修飾を特異的に認識するモノクローナル抗体を開発する」ことである。前年度において試みたメチオニンスルホキシドのみを認識する抗体の作製は困難であったため、周辺のペプチド配列を含めたメチオニンスルホキシドペプチド特異的抗体の作製を試行することとした。標的のペプチドとして、癌抑制タンパク質p53の四量体形成ドメインを選択した。このドメインには1個のメチオニン残基が存在し、この残基の酸化により四量体形成の不安定化を引き起こすことが知られている。抗原用メチオニンスルホキシド含有p53ペプチドをデザインして化学合成し、マレイミド化したキャリアタンパク質KLHと結合させ、これをBALB/cマウスに免疫した。その結果、血清レベルで非酸化ペプチドよりもメチオニンスルホキシド含有ペプチドにわずかではあるが特異性が見いだされた。現在、これを用いたメチオニンスルホキシドペプチド特異的モノクローナル抗体の作製を進めている。さらに、より簡便な蛍光性ビオチン化ペプチドの合成のためにon-resin法を検討した。その結果Fmoc-Dap(Dde)-OHを用いる方法を見出した。この方法によりペプチド合成中の樹脂を使用し、効率良く蛍光性ビオチン化ペプチドの調製が可能となった。本年度は、まず抗原用メチオニンスルホキシド含有ペプチド2種とスクリーニング用ペプチド2種をFmoc固相法により合成しHPLCにより精製した。2種抗原用ペプチドをマレイミド化したキャリアタンパク質KLHと結合させ、これをBALB/cマウスに免疫した。摘出した大腿部リンパ節から得られたB細胞をミエローマと融合しハイブリドーマを得た。現在、特異的抗体を産生するクローンを3種のペプチドを用いたELISA法によりスクリーニングした。その結果、ペプチド配列を認識するハイブリドーマは得られたが、これらのハイブリドーマの酸化メチオニン体に対する特異性は非常に低く満足のいくものではなかった。また、平行して新規モノクローナル抗体スクリーニング法に使用する化合物BIRLの合成を実施した。化合物BIRLは、まずビオチン化リンカーの大量合成法を確立した後、これをFmoc-Lys(Boc)-OHと縮合した。このLys誘導体のα-アミノ基をヨード酢酸化し、その後側鎖アミノ基に蛍光基ローダミンを付加することにより、化合物BLIRを合成した。
透過電子顕微鏡内近接場分光法による半導体ナノ構造体の光学特性の評価

透過電子顕微鏡内における顕微鏡観察位置に接触させた金属探針へのレーザー光の照射により、顕微鏡観察下で観察領域に局在近接場光を形成する装置を開発しました。この装置を応用し、酸化亜鉛中の転位(1次元ナノ構造体の一種)の電子状態をその場評価しました。光照射による転位のすべり運動の解析から、らせん転位の局在準位が深さ約2.5eVと分かりました。本手法が、個々のナノ構造体の原子構造と電子状態の直接同時評価に適応できることが示されました。任意機能を持つナノ構造体を設計・形成するには、1)機能の起源、2)機能の発現機構、および3)ナノ構造体の形成機構、を解明する必要があります。その解明に必要な、個々のナノ構造体の形状・構造・組成と形成過程の評価およびそのナノ構造体の物理的特性などの直接的評価を目指して、透過電子顕微鏡内での局在近接場分光装置の開発を進めました。平成19年度の主な成果は、近接場光形成用の探針の製作です。In-situプロービングホルダー(購入備品・NanoFactory社)および透過電子顕微鏡内その場分光測定装置(現有備品・東北大学)を利用し、透過電子顕微鏡内の試料上の任意位置で、先鋭化させた(曲率半径数100nm以下)金属探針と試料を任意距離(数nmオーダー)に固定して、その状態で顕微鏡の外部から光照射できるようにしました。その結果、はじめて、透過電子顕微鏡観察下で顕微鏡観察領域近傍に局在近接場光が形成できるようになりました。また、その場分光測定装置の集光系に改良を加え、これまでより微弱な信号光でも分光測定できるようにしました。まだ局在近接場分光測定は実現していませんが、探針の材質・形状の最適化、測定装置の光学系の改良などにより高輝度の近接場光を形成できれば、これまでは不可能であった、透過電子顕微鏡で得られる結晶学的な情報と近接場分光測定より得られる電子論的な情報の相関を直接的に評価できるようになります。平成20年度の主な成果は、分光測定のS/N比を向上させるための透過電子顕微鏡内その場光照射・集光機構の改良です。回転放物面鏡および光学窓を顕微鏡内に設置し、試料の顕微鏡観察位置および近接場光形成用探針の存在する狭い領域(直径数μm以上)にレーザー光を集光できるようにしました。すなわち、光学窓より回転軸と平行にレーザー光を入射すると放物面鏡の焦点位置に集光し、放物面鏡の位置の調整により焦点位置を試料位置と合致できるようにしました。これにより、前年度(直径数100μm以上の領域にレーザー光を集光)に比べて4桁以上の近接場光強度(励起強度)の増加が期待できます。また、エネルギー可変レーザーを導入できるようにしたため、適切なエネルギー光の照射による共鳴励起法を利用した光学遷移確率の増幅が期待できます。測定条件を調整して高S/N比で近接場分光信号を検知できれば、これまでは不可能であった、透過電子顕微鏡で得られる結晶学的な情報と近接場分光測定より得られる電子論的な情報の相関を直接的に評価できるようになります。その解明に必要な、個々のナノ構造体の形状・構造・組成と形成過程の評価およびそのナノ構造体の物理的特性などの直接的評価を目指し、透過電子顕微鏡内での局在近接場分光装置の開発を進めました。平成21年度の主な成果は、酸化亜鉛結晶中に高温で導入されたらせん転位(1次元ナノ構造体の一種)の電子状態その場評価に初めて成功したことです。透過電子顕微鏡内での高輝度光照射により、転位がすべり運動を生じることが見出されました。すべり運動はエネルギーが2.48-2.61eVの光を照射すると生じることから、この転位はバンドギャップ中に深さ2.48-2.61eVの局在電子準位を持ち、この準位を介した共鳴光吸収によって得たエネルギーをもちいて運動する、と結論されました。計画していた高い空間分解での分光測定は研究期間中には達成できませんでしたが、本研究の目的である、個々のナノ構造体の原子構造と電子状態の直接同時評価に本研究手法が適用できることが示されました。また、幾つかの派生的研究成果も得られました。

本研究は電子顕微鏡内で走査トンネル顕微鏡法を併用しますが、その探針で炭化シリコンナノワイヤー(半導体)やシリコンナノチェーンー(絶縁体)に電流を流すとカーボンナノチューブ(金属)へ変換されることが見出されました。ワイヤーに付随する炭素を原料としてワイヤー表面にナノチューブが形成され、ワイヤー自身はジュール熱によって蒸発することで変換が生じる、と説明されました。本成果は、絶縁体から伝導体までナノ構造体の電気特性を局所的に変化させる新しい手法を提案しています。
損傷後の中枢神経系におけるＴＧＦ－βの機能解析

脳損傷部におけるtransforming growthfactor-β1(TGF-β1)の機能を明らかにする目的で以下の実験を行った。マウスの脳損傷部に各種の糖鎖分解酵素を投与した結果、コンドロイチン硫酸が切断された中脳ドーパミン軸索の再生阻害に働き、コンドロイチン硫酸の異性体であるデルマタン硫酸が線維性瘢痕の形成に関与することを見出した(Li et al., 2013)。損傷部におけるデルマタン硫酸の発現はTGF-β1により誘導されることから、線維性瘢痕の形成に対するTGF-β1の作用はデルマタン硫酸を介すると考えられた。今年度は、我々が損傷後の中枢神経系で主要な神経阻害因子と考えている線維性瘢痕の機能と形成機序について損傷実験と培養系を用いて調べた。マウス脳の損傷モデルにおいてコンドロイチン硫酸とその異性体であるデルマタン硫酸の機能を調べた。デルマタン硫酸を分解するコンドロイチナーゼBをマウス脳損傷部に投与すると、線維性瘢痕の形成が抑制され、神経再生が促進された。これに対して、コンドロイチン硫酸を分解する酵素であるコンドロイチナーゼCを脳損傷部に投与すると、線維性瘢痕は形成されたが、コンドロイチン硫酸が有意に減少し、神経再生が促進された。ラット新生仔の髄膜線維芽細胞の培養系にTGF-βを投与すると、線維性瘢痕様の細胞凝集塊が形成されるが、事前にコンドロイチナーゼBを投与すると、細胞凝集塊の形成が阻止された。またコンドロイチナーゼCを投与すると、細胞凝集塊は形成されるが、その突起伸長阻害作用は抑制された。以上の脳損傷モデルマウスと細胞培養系を用いた実験結果より、デルマタン硫酸が瘢痕形成に、コンドロイチン硫酸が神経再生の阻害に機能すること示された。今年度は我々が損傷後の中枢神経系で主要な軸索再生阻害因子と考えている線維性瘢痕の形成機序について損傷実験系と培養系を用いて調べた。我々は最近、細胞培養系において線維芽細胞の凝集塊の形成に血小板由来成長因子(PDGF)が関与することを発見した。TGF-βが同様の作用を持つことはすでに我々が発表している(Kuroda et al., 2010)。そこで、培養系を用いて線維芽細胞の増殖、移動、凝集、細胞外マトリックス(ECM)の発現に対する両因子の作用を調べた。すると、PDGFは線維芽細胞の増殖と移動に、TGF-βは凝集とECMの発現を促進することが分かった。この結果、PDGFの作用は線維性瘢痕の形成の初期過程に、TGF-βは後期過程に関与すると推測された。次にマウス損傷脳において、PDGFの受容体の発現を調べた。マウスの前脳に微小ナイフを挿入して継時的に動物を還流固定し、脳の凍結切片を作成して、PDGF受容体抗体を用いて免疫染色により局在を調べた。正常脳では受容体の反応は小型の細胞に散在性に見られ、これまでの報告から、幼若なオリゴデンドロサイトであると考えられた。損傷5日後の髄膜から損傷部へと移動中の線維芽細胞に強い受容体陽性反応が見られた。2週間後にはこれらの細胞は損傷部に線維性瘢痕を形成し、線維性瘢痕にも強い受容体陽性反応が認められた。したがって、線維性瘢痕を形成する線維芽細胞がPDGF受容体を発現することが初めて明らかになった。まず、脳損傷部にtransforming growthfactor-β1 (TGF-β1)の機能阻害剤であるLY-364947を連続投与すると、線維性瘢痕の形成が抑制され、損傷後に発現が増加するTGF-β1が線維性瘢痕の形成に重要であることを明らかにした(Yoshioka et al., 2011)。また、損傷後の中枢神経系では種々のコンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)が増加する。その一種であるNG2プロテオグリカンを発現するグリア前駆細胞がグリア瘢痕を形成する反応性アストロサイトに分化することを明らかにした(Yoshioka et al., 2012)。一方、川野らは以前、マウス脳の損傷部にCSを分解する酵素であるコンドロイチナーゼABC(ChABC)を投与すると、損傷部に線維性瘢痕が形成されないことを報告した。さらに最近、線維性瘢痕の形成がCSの異性体であるデルマタン硫酸(DS)を分解するコンドロイチナーゼB(ChB)の投与によって抑制されることを見出した。CSを特異的に分解するコンドロイチナーゼAC(ChAC)では線維性瘢痕の形成は抑制されないが、損傷部を越えて伸長する再生線維は増加した。