hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
培養セメント芽細胞を用いたセメント質の再生

マイクロアレイ法を用いたさらなる遺伝子学的特徴の網羅的解析を遂行する。またウェスタンブロット法により一部のエナメル蛋白質の発現を認めたのでさらに他のエナメルマトリックス蛋白質解析を進める。またこれらの特徴から細胞コロニーを単離採取する。共培養の条件検討に必要な培養器具などの消耗品に使用する予定である。本研究においてさらなる細胞の遺伝学的・蛋白質発現解析に用いる試薬や器具を購入予定である。また本申請課題遂行のほかに臨床、その他の研究などに従事しなければならない。しかしながら、本申請課題は非常に労力が必要であり、効率よく期間内に達成するために実験補助者の雇用を申請費に計上している。また学会に参加し、再生歯科学の研究者と歯原性細胞の培養法について研究打ち合わせをするための費用を計上している。
化学分解機能を有する新規両親媒性化合物の創製と機能に関する研究

非環状アセタール基または1,3-ジオキソラン環を有する3種類の新規両親媒性化合物を考案し、その合成方法について明らかにした。すべての分解性両親媒性化合物の臨界ミセル濃度cmcは、通常型に比べ、低い値を示したことから、これらは良好なミセル形成能を有していることがわかった。すべての両親媒性化合物は、酸性条件下で容易に分解した。4間後の生分解度は、60%以上と良好であり、通常型の界面活性剤よりも優れていた。両親媒性化合物をスチレンをモノマーとする乳化重合反応に用いた場合、重合反応終了後、酸添加により界面活性剤を分解させることにより、容易に高分子量ポリスチレンの単離を行うことができた。タイプ3を用いた場合、ポリオキシエチレン系の市販非イオン界面活性剤よりも生成ポリマーの重合度が大きく、分子量分散度が小さくなった。また、塩析によりポリマーを析出する必要がないためポリマー中のナトリウムイオン濃度が市販非イオン界面活性剤よりも少なった。洗浄や乳化などに使用した後、不要となる両親媒性化合物(界面活性剤)の問題を解決するために、化学分解機能を付与した新しい界面活性剤の研究を行う。この化学分解性界面活性剤は、目的使用後、化学分解することにより、容易に乳化系を解消できたり、環境負荷の低減が期待できる。本研究では、天然物由来品あるいは容易に入手可能である工業製品を出発物質として用い、できるだけ簡便な操作で効率良く合成することを念頭に置き、一般的な親水基であるポリオキシエチレン鎖を有する酸分解性非イオン界面活性剤の創製とその機能に関する研究を行う。今年度は、3種のうちタイプ1,2の合成を行い、界面物性の一部を測定した。タイプ1では、脂肪族アルコールとクロロアセトンを、酸触媒としてp-TsOH存在下、ヘキサン中で脱水縮合させて、アセタール基を有する二鎖型中間体を合成した。収率は約60%であった。タイプ2では、長鎖ケトンとα-クロロヒドリンをp-TsOH存在下、トルエン中で脱水縮合させて、1,3-ジオキソラン型中間体を合成した。収率は約90%であった。次に、中間体とポリエチレングリコール(PEG)、粉体水酸化ナトリウム、相間移動触媒(PTC)をジオキサン中で撹拌し、その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して目的物を得た。得られた分解性界面活性剤は、良好なミセル形成能を有していた。水溶性は、二疎水鎖一親水基型のため、通常の界面活性剤と比べると若干低下した。これらの起泡力は、泡立ち、泡切れに優れていた。流動パラフィンや大豆油による乳化力は、通常型の界面活性剤と同程度であった。酸による分解性を評価した結果、1N HClでは添加直後、pH3で約5時間後にほぼ完全に分解した。化審法に規定された方法に準じて微生物による生分解度試験を行った結果、これらの分解性界面活性剤の生分解度は、通常型の界面活性剤よりも優れていた。タイプ3の分解性両親媒性化合物の合成を行い、平成20年度で合成したタイプ1,2ともに界面物性を測定する。まずタイプ3では、酒石酸と長鎖ケトンをトルエン中、酸触媒存在下、脱水縮合反応させ、1,3-ジオキソラン環を有する中間体を合成した。精製は、クーゲルロール蒸留法により行った。収率は、約80%であった。続いてポリオキシエチレン鎖を親水基とする酸分解性非イオン両親媒性化合物の合成を試みたが目的物は得られなかったので、当初の予定通り、親水基をPEG400からジエタノールアミンに変えて合成を試みた。中間体とジエタノールアミンをメタノール中で反応させることによりアミド型非イオン両親媒性化合物を合成することができた。精製は、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより行った。収率は約70%であった。すべての分解性両親媒性化合物のcmcは、通常型に比べ、低い値を示したことから、これらは良好なミセル形成能を有していることがわかった。起泡力は、タイプ1では、泡立ち、泡安定性に優れていたが、タイプ2,3は泡立ち、泡切れに優れていた。流動パラフィンや大豆油による乳化力は、通常型の界面活性剤と同程度であり、大豆油の方が流動パラフィンよりも安定であった。

酸による分解特性では、タイプ1,2は、1M HC1では添加直後、pH3で約5時間後にほぼ完全に分解することを確認した。タイプ3は、分解が遅く1M HC1で約1日必要であった。タイプ1,2の4週間後の生分解度は、60%以上と良好であり、通常型の界面活性剤よりも優れていたが、タイプ3では、通常型よりも低い結果となった。水溶液系での凝集体サイズをDLSで測定した結果、タイプ1は約20nmであったので、球状ミセルやベシクルではなく、棒状ミセル形成していると考えられる。タイプ3の二鎖型タイプは約200nmであったのでベシクル形成していることが判明した。タイプ3のポリオキシエチレン鎖を親水基とする酸分解性非イオン両親媒性化合物の合成を行った。中間体とポリエチレングリコール(PEG)との反応条件を検討した結果、一鎖型中間体とテトラエチレングリコールを炭酸カリウム存在下、DMF中でエステル交換反応を行うことにより合成することができた。精製は、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより行った。二鎖型中間体は疎水性が大きいので親水基としてPEG400を用いた。反応条件は一鎖型と同様に行ったが、PEG鎖長が長いため生成物はPEG400が2つエステル交換したものではなく、1つのPEG400の両末端と反応した環状化合物となっていた。3つの両親媒性化合物の洗浄力試験をJISに準じて行った。JISの指標洗剤は、台所用、洗濯用ともにアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。台所用洗浄力試験は、油脂に対する洗浄力を評価するものであり、試験の結果、どのタイプもJIS指標洗剤と同等の洗浄力を示した。洗濯用洗浄力試験は、土、脂肪酸、油脂、コレステロールなどを綿布に染み込ませた人工汚染布に対する洗浄力を評価するものであり、洗濯温度、洗浄水の硬度を変化させ試験した結果、若干JIS指標洗剤よりも低い値となった。アミドタイプの両親媒性化合物をスチレンをモノマーとする乳化重合反応に用いた場合、乳化重合反応終了後、酸添加により、目的物ポリスチレンの単離を容易に行うことができた。一鎖型構造の分解性両親媒性化合物を用いた場合、エトキシレートタイプの一般的な非イオン両親媒性化合物よりも生成ポリマーの重合度が約4倍で、分散度が小さくなった。また、塩析ではなく酸分解でポリマーを単離し、さらに両親媒性化合物が残存していないのでポリマー中の金属含有量も少なかった。
がん遺伝子の検出と機能解析

本年度、特に進展のみられた成果は次の3点である。1.srcファミリ-に属する細胞質チロシンキナ-ゼの作用について研究をすすめ、それらの多くが血球系細胞で発現していることから、本年度はfynとT細胞、lynとB細胞、fgrと骨ずい系細胞の関係を解析した。fyn蛋白質は遺伝的にリンパ節腫張がおこるlpr/lpr或いは、gld/gldマウスのCD^-_4CD^-_8T細胞で過剰発現を示していることを見出した。一方、正常マウスのT細胞においては、増殖刺戦によってfynが上昇する。両者の作用の異同についてはこれからの問題である。lyn蛋白質がB細胞特異的に発現していることは昨年報告したが、lynはIgM発現B細胞株であるWEHI231を緩やかな条件で可溶化した所、sIgMと免疫できることがわかった。lynは細胞に抗IgM抗体を作用させるとdown-regulationがかかることから、lynとIgMが相互作用していることが推定された。fgr蛋白質は末梢血由来のマクロファ-ジ、顆粒球、LGL等の細胞で発現している。HL-60やTHP-1細胞を分化誘導したときにfgrの発現がみられること、よく符号することと考えあわせ分化形質との関連性を検討する必要がある。2.転写調節:yesとlynを中心にその上流の転写調節を検討した。yesはその発現が比較的非特異的なことを裏付けるようにGCBOXが主体と考えられる一方、lynはB細胞に特異的なオイタマ-配列がみられるが詳細は今後の検討課題である。erbA関連のear-3遺伝子はGREに作用することとリンガンドが血清中にあることが明らかとなった。又ear-1はTRE(T3-responsible element)に作用することが分かった。3.earb-2の活性化機構及びヒトがんとの関係:eabB-2蛋白質の構造と機能の関係を解析し、キナ-ゼドメインのチロシン残基のリン酸化が活性上昇をもたらすこと、C末端の約200アミノ酸がチロシンキナ-ゼ活性抑制的に調節していること等を見出した。
水の酸化の超高効率化を目指した超分子錯体触媒の創製

酸素発生触媒の開発は、人工光合成における最重要課題の一つである。本研究では、生体内酵素の多電子移動中心に着想を得た設計指針に基づき、多核金属錯体を対象とする酸素発生触媒開発を進めた。具体的には、これまでの研究により高い酸素発生触媒能を有することがわかっている超分子鉄五核錯体を基盤として、金属イオンを入れ替えたり配位子に化学修飾を施すなどして、その電子構造を詳細にチューニングし、高機能(低過電圧・高活性)触媒が創出できる可能性を検討した。具体的には、鉄五核錯体の1つまたは2つを別の遷移金属イオンに入れ替えた異種金属五核錯体を合成し、その電気化学的挙動を調べた。その結果、鉄五核錯体に於いて観測されていた5段階の可逆な酸化還元波のうち、1つまたは2つだけが選択的にシフトし、異種金属を導入する戦略により、五核錯体の電子構造を詳細にチューニングできることがわかった。更に、異種金属の部分的な導入により、同一種五核錯体に比べて酸素発生電位が異なることがわかった。この結果は、適した導入金属イオンを選択することにより、酸素発生過電圧を低下できることを意味している。また、配位子部位の化学修飾によっても、当該多核金属錯体の酸化還元特性をチューニングできることがわかった。一例としては、プロトン共役電子移動サイトを導入した多座配位子を用いて合成された鉄五核錯体では、酸素発生電位をpHに依存させることに成功した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では、生体内酵素の多電子移動中心に着想を得た設計指針に基づき、多核金属錯体を対象とする酸素発生触媒開発の研究を進めた。特に、これまでの研究により高い酸素発生触媒能を有することがわかっている超分子鉄5核錯体を基盤とし、金属イオンや配位子を適宜変化させることによりその電子構造を詳細にチューニングし、高機能(低過電圧・高活性)触媒が創出できる可能性を検討した。具体的には、鉄5核錯体の1つだけを他の遷移金属元素に入れ替えたFe4M型異種金属5核錯体を合成し、その電気化学挙動を調べた。その結果、鉄5核錯体において観測されていた5段階の可逆な酸化還元波のうち1つだけがシフトすることがわかり、異種金属錯体を作ることにより、多核錯体の電子構造を変化させることが可能であることを見出した。また、プロトン共役電子移動サイトを導入した多座配位子を用いて合成した鉄5核錯体では、pHに応じてその電子構造を変化させることができるとわかった。また、酸化還元電位は低電位側にシフトしており、当初用いていた鉄5核錯体に比べ、より低電位で酸素発生反応が進行することもわかった。今後は、これまでに合成したFe4M型異種金属5核錯体やプロトン共役電子移動型5核錯体の酸素発生機能を詳細に評価し、その結果をもとに新奇触媒の合成を行い、それらの構造ー活性相関に関して検討する予定である。当初目的としていた多核錯体の合成に成功しており、高活性酸素発生触媒の創出に向けた重要な知見を得ている。これまでに得られた研究結果を基にして、高活性触媒創製のための合理的な設計指針の探索を継続する。具体的には、様々な異種金属多核触媒に対する合成法を確立するとともに、得られた新規触媒の機能評価を行う。特に、Fe4M型異種金属5核錯体やプロトン共役電子移動型5核錯体の酸素発生機能を詳細に評価し、それらの構造ー活性相関を考察する。
カルモデュリン依存性蛋白燐酸化酵素による一酸化窒素合成酵素調節と脳動脈硬化症

家兎頚動脈および脳底動脈を用いEDR(NO分泌反応)に対するキナーゼIIの関与を検討した。頚動脈におけるアセチルコリン(Ach)によるEDRは、カルモデユリン拮抗薬W7により、完全に抑制された。キナーゼII拮抗薬KN62、KN93は反応に影響を与えなかった。SIN-lAによる内皮非依存性弛緩反応に対してもKN93は影響を与えなかった。低濃度KC1収縮により、内皮由来過分極因子(EDHF)をブロックし、Ca^<2+>流入活性化後にAChによるEDRを見ると、KN93投与によりEDRは部分回復を認めた。negative control薬:KN92は有意な作用を示さず、SIN-lAによる弛緩にも変化がなかったことより、キナーゼIIがEDHF以外のNO刺激分泌反応に関与している可能性が示唆された。家兎脳底動脈においても、同様でKC1前処置によりAChによるEDRは低下し、KN93はその低下を部分回復させた。また、ラット脳parenchymal arterioleにおいても同様の成績を得た。KN93はNOS活性を低濃度で促進、高濃度で抑制した。以上から、キナーゼIIは、低濃度でNOS活性を亢進する可能性が示された普通食負荷WKYラット、高血圧症自然発症ラット(SHRラット)を用い、第三脳室内に各試薬を浸透圧ポンプにて投与し、記憶への影響を検討した。終了時のpassive avoidance法による回避時間には、LNMA、KN62投与群には、生食群と差を認めなかった。しかしながら、八字型迷路学習において、LNMA投与群、KN62投与群は、有意に空間記憶障害をもたらした。血圧等全身の血行動態には影響は認められず、脳に特異的な作用と考えられた。キナーゼIIが、NO分泌に作用を持ち、脳動脈硬化、記憶障害発症に関与している事を見出した。1.雄性、雌性及び卵巣摘出雌性家兎の大動脈を摘出,アセチルコリン,A23187投与によるEDRF(NO)刺激分泌,ニトログリセリン投与による内皮非依存性刺激反応には三群間に有意差を認めなかった。SOD及びNO合成酵素阻害剤L-N^G-methyl-arginine(L-NMA)投与によるEDRF基礎分泌反応は雌性家兎のみが他の二群より有意に大きく,NO分泌反応の性差が認められた。2.雄性及び雌性家兎に,各々普通食,2%コレステロール含有高脂肪食を10-15週投与,動脈硬化病変と血管反応性の変化を検討した。血清脂質は高脂肪食負荷で上昇したが性差を認めなかった。動脈硬化病変は摘出胸部大動脈では高脂肪食10週群では雌性家兎が有意に雄性より軽徴であったが,15週群では性差は小さくなった。アセチルコリン,A23187による胸部大動脈のNO刺激分泌反応は高脂肪食負荷期間に応じて順次低下し,性差がなく,ニトログリセリンによる反応には各群間で変化がなかった。SOD及びL-NMA投与によるNO基礎分泌反応は普通食群で雌性が雄性に比し有意に大きかったが,高脂肪食負荷により低下し性差を認めなくなった。3.家兎の摘出脳底動脈において,SOD及びL-NMA投与によるNO基礎分泌反応及び後者のL-arginineによる弛緩回復を認めた。4.ラット摘出大動脈においてSOD及びL-NMA投与によるNO基礎分泌反応,アセチルコリン投与によるNO刺激分泌反応の存在を確認し,キナーゼII阻害剤KN93前処置時の反応性の変化を認めた。

以上より,家兎大動脈を中心に,NO分泌反応には性差が認められ,動脈硬化病変形成とNO分泌の変動に関係があることが示唆された。家兎脳底動脈及びラット大動脈にもNO分泌反応が認められたが,反応性に脈管差,種差の存在が示唆された。キナーゼIIのNO分泌反応への関与が示唆された。今後、疾患モデルラット(SHR等)を用いた検討及び,反応生成物である,NO及びL-citrullineをGriess法,イオン交換カラム法にて測定し,細胞レベルのメカニズムを検討したい。1)家兎頚動脈の内皮依存性弛緩反応(EDR)に対する燐酸化酵素IIの関与:フェニレフリン収縮下にアセチルコリン(ACh)によるEDRは、カルモデュリン拮抗薬W7前処置により有意に抑制された。燐酸化酵素II拮抗薬KN62,KN93は反応に影響しなかった。20mM、KC1収縮によるCa^<2+>流入活性化後AChによるEDRは有意に低下した。KN93を1μM前処置すると有意に反応性の部分回復を認めた。negative control薬、KN92前処置は作用を示さなかった。2)家兎脳底動脈のEDRに対する燐酸化酵素IIの関与:AChによるEDRは頚動脈と同様にKC120mM前処置により、有意に低下した。KN93前処置は、有意に反応性の部分回復をもたらせた。3)Wister系雄性ラット脳parenchymal arterioleのEDRに対する燐酸化酵素IIの関与:AChによるEDRは、頚動脈と同様にKC1前処置により有意に低下した。KN931μM前処置時には、有意に反応性の部分回復を認めた.5)NOS及び燐酸化酵素IIのラット学習記憶への関与:第三脳室内に各試薬投与終了後時のpassive avoidance法における回避時間にはLNMA、KN62.生食群に有意差は認められなかった。試薬投与終了後、24、48時間後双方において、LNMA及びKN62投与群において、生食群に比し、回避時間を低下する傾向にあった。燐酸化酵素IIの特異的拮抗薬:KN93がKC1存在下でEDRを活性化し、燐酸化酵素IIが血管内皮型(III型)NOSを抑制する可能性を示唆した。この作用は、家兎頚動脈のみならず、脳底動脈、parenchymal arterioleにても認められ、動脈硬化症等、病態生理学的な意義を持つ可能性も推察される。一方、明暗箱を用いた記憶獲得、障害実験においても、NOSと、燐酸化酵素II双方の作用がほぼ同様にみられる傾向にあり、相互作用を示唆し得る。本年度計画の概要はほぼ達成されたと考える.NOは、NO合成酵素(NOS)により生成され、NOSは、Aキナーゼ、Cキナーゼと共にCa^<2+>カルモデュリン依存性プロテインキナーゼキナーゼII(キナーゼII)によって、リン酸化される。キナーゼIIは、その欠損ラットにおいて海馬における長期増強の低下等が報告されている。高血圧症自然発症ラット(SHRラット)を用い、第三脳室内に各試薬を投与し、記憶への影響を検討した。終了時のpassive avoidance法による回避時間には、LNMA、KN62投与群には、生食群と差を認めなかった。八字型迷路学習において、LNMA投与群、KN62投与群は、有意に空間記憶障害をもたらした。全身の血行動態には影響は認められず、脳に特異的な作用と考えられた。家兎頚動脈および脳底動脈を用いEDR(NO分泌反応)に対するキナーゼIIの関与を検討した。
スペイン・バスク自治州におけるバスク社会の変容とバスク語の地域的動態

本研究は,スペイン北部バスク自治州おける人口のバスク語諸属性の地域的動態とその諸要因の分析を主目的とした。本研究を進めるにあたり,バスク語諸特性の地域的差異とその経年的変容は,行政による教育政策,メディア政策などのバスク語正常化運動の動向と強く相関するが,同時に,地域内で進行しつつある社会構造の変容とも密接に相関し,さらには,それぞれに相関のある諸指標の自治州内における地域的差異が,独特の地域構造を生み出し,かつ共変動していると仮定した。この仮説を検証するために,1991年と1996年のセンサスデータを利用し,バスク語に関する指標を中心とした社会経済的・人口学的諸指標により構成される空間構造を明らかにし,同時に諸変数間の相互関係について分析を進めた。分析の結果,バスク自治州においてバスク語圏とその縁辺部におけるバスク語人口の顕著な増加が近年観察された。本来であれば,異質な人口の流入とそれにともなう優位言語であるスペイン語の影響力増大により,バスク語使用人口は減少するはずである。それにもかかわらず増加が観察された原因として,人口流動による外部からの異質な要素の流入は同地域におけるバスク語人口増加にはマイナスに作用するが,行政当局によるバスク語保護のための制度的支援(具体的にはバスク語教育,マスメディアにおけるバスク語の比重増大,職場などでのバスク語使用推進,など)が推進された場合,バスク語人口の復活とバスク語圏の拡大が進行することが指摘できる。以上の結果から,バスク語人口動態に影響を及ぼす要因として,人口流動と制度的支援が重要である点が明らかとなった。バスク自治州内における人口のバスク語を中心とする社会的属性に基づく地域分化を明らかにするために,平成12年7月から8月にかけてバスク自治州において現地調査を実施した。具体的には,バスク自治州政府言語政策局担当官から最近の言語政策およびバスク語人口動態についての概要を聞き取りした。さらにバスク統計局(以下EUSTAT)において州センサス報告のデータを提供いただいた。EUSTATは1981年から5年ごとに州勢調査を実施し,その調査結果を州センサス報告として出版している。その報告には国勢調査報告と同水準の詳細項目に関する情報が含まれているため,本研究で利用する予定の1991年と1996年に実施された州センサス報告の可能な限り広範な属性に関するデータを入手した。これと同時に地域変容の具体的動向を把握するための現地調査を実施した。近年の急激なバスク語人口動態が観察されるギプスコア県の農村地域を中心に巡検,聞き取り調査を実施した。入手した統計データは地理行列に変換し,統計解析ソフトSPSSを用いて各地域スケールに基づく統計分析作業を現在続行中である。さらに,このように作成したデータの地理行列を,GISソフトのTNTmipsを用いることにより,空間属性との統合を図り,人口の諸属性の空間的分化を統合的に把握できる環境の整備を進めている。これらの調査結果及び分析結果に基づき,研究成果を公表するための論説を現在執筆中である。
強誘電ゲートカーボンナノチューブFETによる焦電型赤外線センサー

ゲート絶縁膜に強誘電体を用いたナノチューブ電界効果トランジスタ(FET)の強誘電層に焦電効果により生じた電荷をナノチューブチャネルで検出し,焦電型赤外線センサーとして応用することを目的とした.半導体特性を強く示す素子では焦電効果にCNTの光伝導効果が重畳され,焦電効果とは逆の光誘起伝導率変化をすることがわかった.チャネルをイオン液体で覆うことで,強誘電体の分極に応じチャネル電流が変調されるデバイスの収率が著しく向上した.ゲート絶縁膜に強誘電体を用いたナノチューブ電界効果トランジスタ(FET)の強誘電層に焦電効果により生じた電荷をナノチューブチャネルで検出し,焦電型赤外線センサーとして応用することを目的とした.半導体特性を強く示す素子では焦電効果にCNTの光伝導効果が重畳され,焦電効果とは逆の光誘起伝導率変化をすることがわかった.チャネルをイオン液体で覆うことで,強誘電体の分極に応じチャネル電流が変調されるデバイスの収率が著しく向上した.1.焦電センサーに適した強誘電体薄膜の作成1-1強誘電体薄膜の低温成長強誘電体の形成には、溶液ベースの有機金属分解(MOD)法を用いた。強誘電材料の候補としてPZTを選択した。基板種類、温度を変化して強誘電特性を調べた。1-2SPMによるナノ圧電特性解析マクロな特性は通常の電極を用いたP-VやC-V特性で評価した。また、走査型プローブ顕微鏡により,圧電応答特性の分布を測定するシステム構築をおこなった。また、振動ゲート型走査型ゲート顕微鏡法を提案し、ナノチューブFETが数100KHzのゲート容量変化に追従することを明らかにした。2.ナノチューブの強誘電体上への配置技術の開発2-1誘電泳動法の最適化アルコールCVDで成長した単層ナノチューブを誘電泳動させ効率よく架橋するために、分散に用いる界面活性剤や分散媒質について検討し、SDSによる分散と後洗浄が有効であることが分かった。2-2CNT分散法の検討基板に粗に成長させた状態で表面を修飾し、立体障害を設けた状態でSDS溶液中に直接投入し分散することで均一に分散することが分かった。3.ナノチューブチャネルの強誘電体薄膜上でのナノスケール動作解析3-1焦電特性の測定ゲート電極部に断続光を照射し、ナノチューブチャネルに流れる電流の変調特性を測定した。ここで、薄膜タイプではPZT膜が絶縁破壊をおこしたため、300ミクロン厚のPZT板を基板として用いた。ここで、PZTの誘電率が4000と極めて高いため、バックゲート構造のFETとして動作した。また、光応答は4-1の計算から求めた焦電効果で期待できる時定数よりも極めて遅く、新しい光応答機構が示唆された。4.焦電センサーに適したデバイス構造探索4-1有限要素法による予測デバイスの高感度化と高速応答性を目指し,有限要素法により電界分布と熱拡散に関して検討した。また、300ミクロン厚のPZT板でのFET動作について検討し特性を予測した。1.焦電センサーに適した強誘電体薄膜の作成1-1強誘電体薄膜の低温成長強誘電体の形成には,溶液ベースの有機金属分解法を用いた.強誘電材料としてPZTを用い,強誘電特性の向上とプロセスの低温化を行った.その結果650°Cの急速加熱が有効であることが分かった.また,局所レーザー加熱システムの構築およびレーザー光熱吸収層の検討を行った.1-2 SPMによるナノ圧電特性解析走査型プローブ顕微鏡により,焼結条件の異なる強誘電体薄膜の圧電応答特性から,ナノチューブチャネルが幾つかのPZT結晶ドメインに亘っており,もっとも大きな結晶ドメインの分極特性がデバイス特性に影響することがわかってきた.2.ナノチューブの強誘電体上への配置技術の開発2-1 CNTの検討アルコールCVDで成長した単層ナノチューブを他研究機関で報告された半導体・金属の分離法を適応しそのプロセスの最適化をおこなった.2-2 CNT分散法の検討基板に粗に成長させた状態や配向制御したCNTの転写についても検討した.3.ナノチューブチャネルの強誘電体薄膜上でのナノスケール動作解析3-1焦電特性の測定ゲート絶縁膜に誘起された電荷によりナノチューブチャネルに流れる電流の変調特性を測定した.厚膜デバイスでも光応答を示した.また,単チャネルでなく薄膜タイプのFETとの比較を行った.さらに,厚膜PZTによるFETについても検討し,熱の効果と電荷注入の効果が光の応答時間の時定数で分離できることを明らかにした.3-2KFM/EFMによる電界分布調査作製したデバイスの各状態における表面電位分布を測定し,どの程度のエリアがデバイス特性を支配しているのかを解析し,各PZT結晶ドメインが独立し動作していることがわかった.4.焦電センサーに適したデバイス構造探索デバイスの高感度化と高速応答性を目指し,有限要素法により電界分布と熱拡散に関して引き続き検討を行なった.また,メンプレン構造のデバイスプロセスについて検討した.1.焦電センサーに適した強誘電体薄膜の作成(1)強誘電体薄膜の低温成長強誘電体の形成に,有機金属分解(MOD)法を用い表面平坦性の高い強誘電薄膜作成条件を探索した.

この結果,下地となるPt薄膜の形成条件を最適化し,ひび割れのない薄膜の形成に成功した.(2) SPMによるナノ圧電特性解析走査型プローブ顕微鏡により,強誘電体薄膜のCNTチャネル近傍の圧電応答特性の分布を測定し,分極電界が強誘電体ドメインに依存しており素子間バラツキの要因であることがわかった.2.ナノチューブの強誘電体上への配置技術の開発単層ナノチューブをアルコール中に分散し,交流電気泳動の最適化を行った.また、ゲルによる半導体-金属分離を行い,界面活性剤の濃度勾配によりカイラリティの異なるCNTの分取に成功した.3.ナノチューブチャネルの強誘電体薄膜上でのナノスケール動作解析(1)焦電特性の測定ゲート電極部に断続光を照射しチャネル電流の変調特性を測定した.半導体特性を強く示すデバイスでは焦電効果にCNTの光伝導効果が重畳され,焦電効果とは逆の光誘起伝導率変化をすることがわかった.(2) KFM/EFMによる電界分布調査チャネルCNTに電界が集中しPZT膜が絶縁破壊を起こすことが明らかになった.これを解決するために,チャネルをイオン液体で覆うことで電界の局所集中を避けた.この結果,強誘電体の分極に応じたチャネル電流の変調が可能なデバイスの収率が著しく向上した.4.焦電センサーに適したデバイス構造探索デバイスの高感度化と高速応答性を目指し,有限要素法により電界分布と熱拡散,およびメンブレン構造に関して検討した.
キャビティーリングダウンを用いた新規ラジカル分子錯体の分光検出

パルス放電スリットノズルを組み合わせたキャビティーリングダウン分光法により、新規ラジカルおよびラジカル分子錯体の探査を行った。高分解能レーザーの導入とレーザーとスキャンプログラムの完全同期等の装置開発および改良を行った。ラジカルのスペクトルのS/Nには一定の改善があったが、ラジカル錯体の観測には至らなかった。含ケイ素炭素鎖ラジカルの探査を行い、既報のラジカル種の電子遷移を確認できたが、新規のラジカル種の検出には至らなかった。HO3ラジカルの共鳴効果の検討を行った。Fermi共鳴、コリオリ共鳴では振動励起状態にみられた回転定数の理論と実験の不一致の説明をすることはできなかった。本年度研究では1CRDSによる新規分子種の探査、2HOOOラジカルの電子励起状態に関する理論研究を行った。さらに1では(A)装置の改良、(B)高純度アセチレンの合成、(C)水錯体の探査を行った。本年度初めにCRDS用の高反射率ミラーの反射率が著しく低下する事故が発生したため、(A)については大きな進展が得られなかった。この事故の原因は真空装置の不具合によるものと考えており、再発を防ぐべく装置自体の改良と真空系の修理を行っている。炭素鎖分子も観測対象種として検討しており、これに必要な(B)の開発を行った。ある程度の量の高純度アセチレンの合成は可能となったが、現在の装置では大量の試料ガスを必要とするため実用的な量のガスを効率よく生成、貯蔵する手法の開発が課題となった。(C)では前年度研究の探査で観測された水-CN錯体の可能性があるスペクトルについて精査した。前述の装置、ミラーの故障があったため、種の同定には至らなかった。2ではHOOOラジカルの電子励起状態について理論研究を行った。HO3ラジカルは多くの低い電子励起状態を持っているが、殆ど解離的であり第一電子励起状態のみ安定な結合を形成することが分かった。興味深いことに、電子基底状態のHOOOラジカルはOHとO2の会合体的な特徴を持っていたのに対し、第一電子励起状態の分子構造は対応する閉核種であるHOOOHの分子構造と極めてよく類似していることが分かった。基底状態から第一電子励起状態への遷移モーメントの計算値は0.08Dと必ずしも大きな値では無いがHOOOラジカルを十分な量生成できればLIFやCRDSなどの手法により観測できる可能性があり、現在その準備を進めている。本年度は主にラジカル分子錯体H2O-CNの理論およびCRDS実験による研究を行った。以下にそれぞれ概略を説明する。まず、前者ではab initio計算によりH2O-CN錯体の電子基底状態における分子間ポテンシャル曲面に関する理論研究をおこなった。基底状態の最安定構造はこれまで報告していたC2v構造ではなく、水素原子1個を除くすべての原子がほぼ同一面内にある環状構造をとることが分かった。反転と錯体内の水分子の水素原子の交換に対するポテンシャル曲面の障壁は小さく、振動準位はトンネル効果で4つに分裂すると考えられる。電子励起状態ではこうした運動にどのような変化が現れるか、現在研究を進めている。次にCRDSによる実験研究について説明する。CNラジカルのA-X(3,0)遷移から短波長の領域にH2O-CNによるものと考えられるブロードな遷移が観測された。しかし、レーザーの分解能が十分でなかったため、回転構造まで分解できず、スペクトルキャリアの特定には至らなかった。また、新規の高分解能色素レーザーを導入した。昨年度まで使用していたレーザーの分解能はDGO使用時でも分解能は0.07cm-1程度しか出ていなかったのに対し、新規レーザーの分解能は約0.025cm-1程度で、複雑なスペクトルパターンを示す分子種や回転定数の小さい錯体のスペクトル探査に効果を発揮することが期待される。現在導入したレーザーを用いて先述のH2O-CN錯体のものと考えられる遷移の同定を試みている。また、昨年度に引き続きAr-CN錯体の探査を行ったが、検出には至っていない。希ガス錯体は水錯体に比べ結合エネルギーが小さく、生成量が少ないためCRDSによる探査は難しいのかもしれない。当初研究計画になかったレーザー装置の導入等があったため、スペクトル探査等実験研究は若干遅れた。期待される実験結果と組み合わせて理論研究を行う予定であったが、実験結果があまり得られなかったため、理論研究については独立して行わざるをえなかったが、水CN錯体の電子基底状態における興味深い運動が明らかになるなど一定の成果が得られた。前年度研究ではCRDSミラー反射率が実験中にすぐに低下し、安定したスペクトル探査を行うことが難しく課題遂行が大幅に遅れた。ミラーの洗浄、真空ポンプのオイル交換等を行ってもほぼ効果がなかったが、チェンバー内を洗浄したところようやく反射率低下を抑えることができた。チェンバー内に放電で生成したすすが蓄積し、ポンプの起動と同時にすすがミラーに付着し反射率が低下していたと考えられる。また、これまでの研究で、従来の実験条件では生成量の少ないラジカル錯体の検出は困難であることが明らかになったため、実験装置及び条件の抜本的な改良を行った。新規レーザーの導入により光源の質が大幅に改善したこと、ミラーの反射率低下が抑えられたことで、リングダウン時間は反射率で期待される値まで改善した。このことにより、ノイズが大幅に改善し、放電時でも0.5ppm/pass程度(20回積算)にまで抑えられた。

また、レーザーのスキャンと測定プログラムが完全同期するようシステムを作り直すことで、信号強度のロスや波長校正時の無理なフィッティングが解消された。また、新規にタイミングジェネレーターを導入し、タイミングの設定時の制限を完全に排除した。まだ必ずしも最適な条件を出せていない可能性があるが、信号強度の大幅な改善が見られた。以上の改善のもと再度ArーCN錯体の探査を行った。CNラジカルの遷移は以前に比べてかなりS/Nの改善がみられたものの、Ar錯体は検出されなかった。従来の探査ではノイズに埋もれて観測されていなかった信号強度の弱いラインが多く観測されたが、その帰属には至っていない。概要に記したCRDS用のミラー反射率の問題でスペクトルの探査に遅れが生じた。しかし、その原因は完全に解明し、ミラー反射率で計算されるリングダウン時間が安定して得られるようになった。また、原因解明の作業に伴って行った装置・実験条件・測定プログラムの徹底的な改良により、ラジカル生成効率・装置感度・ノイズは著しく改善し、目的とする分子種探査に必要な環境をほぼ揃えることができた。本年度研究では、HO3ラジカルの非調和共鳴に関する理論研究、4原子分子のレナー・テラー効果に関する実験および理論研究などを行った。以下、それぞれについて概説する。前年度までに行ったHO3ラジカルのMRCIによる理論計算により、HO3ラジカルの既報の殆どの実験結果を再現することができた。しかし、一部の振動励起状態の回転定数について大きな誤差がみられ、このことは局所的な摂動の存在を示唆していた。この摂動としてFermi共鳴およびCoriolis共鳴の可能性について検討を行った。回転定数の誤差の大きな準位に対し、摂動を与える可能性のある準位を力場計算の結果から見出し、影響を見積もった結果、これらの共鳴効果はともに回転定数Aに最大で数十MHz程度の影響を与える可能性があるが、理論と実験の大きな不一致を説明するまでには至らなかった。実験結果や解析結果についても精査が必要かもしれない。後者の研究ではまず、4原子分子(2Π)の変角振電準位構造を関係するハミルトニアンを直接対角化して求める計算プログラムを作成した。作成したプログラムを用いSiCCNラジカルの基底状態およびB状態の振電準位の計算を行った。得られた計算結果を用いて等原子価のC3Nとの比較を行った。さらに、CRDS分光器によりSiCCNのA-X遷移の探査を行った。予備的に行った類似種であるSiC3HのA-X遷移の観測では十分な強度で信号が観測されたが、SiCCNの検出には至っていない。これは前駆体に用いたSiCl4の影響で装置が大きな損傷を受けたことが一因で、今後はより安定な別の試料を用いて検出を目指したい。また、本装置は基底状態の振動構造についての情報を得にくいという短所があるが、分子線の温度が比較的高いため、低い変角振動準位からの遷移が直接観測できるかもしれない。これを観測することで基底状態のレナー・テラー効果について直接的な情報を得たい。パルス放電スリットノズルを組み合わせたキャビティーリングダウン分光法により、新規ラジカルおよびラジカル分子錯体の探査を行った。
モノアミンの変動による大脳皮質ニューロンの細胞死

モノアミンのうち特にセロトニンがシナップス形成と維持を促進している。更に、セロトニンの一時的な減少により孵化直後のニワトリ脊髄運動ニューロンに神経細胞死が起こる事を明らかにした(J.Neurosci.投稿中)。セロトニンによるこれらの機能を確定する為にも受容体サブタイプの決定が重要と考えられたので、ニワトリ胚に5-HT1A、5-HT2、5-HT3の受容体antagonistとagonistを投与し腰髄前角のシナップス密度を数量化した。その結果、5-HT1Aと5-HT3受容体の阻害剤ではシナップス密度に変化が現れず、5-HT2のantagonistであるketanserinにより用量依存的に最大40%のシナップスが減少した。また5-HT2のagonist、DOIの投与によりシナップス密度が増加した。ketanserinによりラット大脳皮質でもシナップス密度は減少した。この結果シナップス数の増加と維持により脳の可塑性がもたらされると考えられてきたその機構解明が本研究により確定した。これまで5-HT2受容体はアルツハイマーなどの痴呆で激減する事が知られていたが、その機能的な意義に関しては不明であった。ketanserinの投与によりシナップスの減少し、その結果神経細胞死をもたらす可能性を検討した。脊髄前角の神経細胞数を連続片でカウントするとketanserin投与例では約20%神経細胞数が減少していた。セロトニンを減少させるp-chlorophenylalanine(PCPA)、セロトニンとノルアドレナリンを減少させるレセルピンを投与し大脳皮質でのニューロンの形態変化を観察した。その結果PCPAではほとんど細胞構築に変化を生じないが、レセルピンでは暗調の染色性を呈する神経細胞死を思わせる像が多く観察された。現在これらの細胞がアポトーシスであるかをDNAの断片化を指標に検討している。
耳鳴りの発症に関わる聴覚系ニューロン脱抑制機構の解明

平成16年度1.内耳損傷による聴覚系ニューロンでのKCC2 mRNAの発現変化(担当渡辺)耳後部切開後、中耳腔よりラットの内耳を開窓し100%エタノールを内耳に注入することで内耳損傷動物を作製する。内耳損傷後、3日、7日、14日後に断頭し凍結切片を作製し、35Sでラベルしたオリゴプローブを用いin situ hybridization法にてKCC2 mRNAの発現変化を観察した。内耳損傷により聴覚系中継核でのKCC2発現が低下傾向を示していることが捕らえられた。2.内耳損傷による聴覚系神経核におけるKCC2蛋白の量的変化(担当大野)in situ hybridizationの結果をもとに、内耳損傷後KCC2 mRNAの発現が最も変化していると思われる時期に断頭したラット脳から左右の蝸牛神経核、上オリーブ核を切り出し、その中から膜蛋白分画を抽出し、同様な操作で抽出したノーマルラットの膜分画の蛋白をコントロールとし、電気泳動することによってアクリルアミドゲル上に各々の抽出蛋白を展開、ニトロセルロース膜に転写後、抗KCC2抗体(Chemicon)を用いてKCC2蛋白の発現量の変化を比較することを試みた。KCC2のバンドは認められたが、両者の差を示すには十分なデータがまだ得られていない。このため平成17年度も引き続きこの検討を続けていく予定である。3.脳幹切片上でのKCC2蛋白の発現変化の検討(担当渡辺)内耳損傷ラットを4%パラホルムにて還流固定し、脳幹の前頭断切片を作製する。抗KCC2抗体(Chemicon)を用いた免疫組織化学法にてKCC2蛋白の発現量の変化、細胞内での局在の変化を切片上で観察することを試みている。この研究は平成17年度も引き続き行う予定である。
遷移金属含有型転写調節因子による遺伝子発現調節機構に関する研究

最近、新規な転写調節因子として、分子中に遷移金属イオンを含む転写調節因子の存在が報告され始めた。本研究では、そのような遷移金属含有型転写調節因子のうち、大腸菌由来のSoxRタンパク、および光合成細菌由来のCooAタンパクを対象とし、これらの転写調節因子の機能発現において、その分子中の金属イオンが果たす役割、金属サイトの構造等を明らかにすることを目的として研究を行なった。大腸菌JM109株のクロモソームDNAを鋳型としたPCRによりSoxR遺伝子を単離し、これをtacプロモーターを有するpKK223-3にクローニングすることにより、SoxR発現ベクターを調製した。本発現ベクターを用い、大腸菌中でSoxRを発現させることに成功した。発現したSoxRを精製し、その電子吸収スペクトルを測定したところ、[2Fe-2S]クラスターに特徴的なシグナルを示した。また、電子スピン共鳴スペクトルにおいても[2Fe-2S]クラスターの存在を確認することができた。SoxR中には、鉄硫黄クラスターの配位子として機能すると考えられるシステインが4個所、存在する。これらのシステムが、実際に鉄硫黄クラスターの配位子となっているかどうかを確かめるため、部位特異的変異導入により、これら4個所のシステインをセリンに置換した変異型タンパクを調整した。その結果、これら4種の変異型SoxRは,すべて分子中に鉄硫黄クラスターを含まない、アポ型として発現することがわかった。このことから、分子中に存在する4個のシステインは、すべて鉄硫黄クラスターの配位子として機能していると考えられる。CooAについても同様に、大腸菌における発現系の構築を行ない、その発現に成功した。精製したCooAは、ヘムタンパクに特徴的な電子吸収スペクトルを示した。
減災に向けた連続する大地震の揺れ・液状化に対する重要諸施設の詳細応答予測手法構築

本研究では、被害が東海から近畿、四国、九州に広がるとも予測されている国難とも言うべき南海トラフで発生する巨大地震から、人の命を守り被害を最小限に留めるため、特に役所・学校や病院、エネルギー施設など、災害時に非常に重要となる諸施設の耐震性能の精度の良い評価に向け、大都市の人口が集中する軟弱地盤の挙動や建物を支える基礎と地盤との動的な相互作用効果を考慮した精度の高い地震応答解析法の構築に関する検討を実施した。本研究では、被害が東海から近畿、四国、九州に広がるとも予測されている国難とも言うべき南海トラフで発生する巨大地震から、人の命を守り被害を最小限に留めるため、特に役所・学校や病院、エネルギー施設など、災害時に非常に重要となる諸施設の耐震性能について、大都市の人口が集中する軟弱地盤の挙動や建物を支える基礎と地盤との動的な相互作用効果を考慮した精度の高い地震応答解析の構築を通して明らかにする。また、巨大地震発生時だけではなく、その後の建物継続使用可能性判断に有効である、余震や誘発地震に対する被災後建物の応答予測が可能な手法にまで拡張する。さらには、既設の地震観測システムとの連携を図ることにより、精度の高いリアルタイム被害予測システムを構築し、減災に向けた事前対策や事後対策に結び付けることを目的とする。H25年度は新たに、南海トラフの巨大地震に対する名古屋市域内の軟弱地盤に立地する杭基礎の小学校建物の液状化地盤における応答予測を行い、液状化を考慮することにより、建物応答が低減することが分かった。さらに、盛土地盤に立地する大規模施設に関する検討とともに、被害予測の高精度化を目指して、新たな強震動予測手法の検討も行った。H24年度に検討した、滑り、浮き上がりの幾何学的非線形性を考慮した解析モデルについて、モデルの見直しを行った。また、H24に引き続き、ボーリングデータのデジタル化を行った。H24年度は、南海トラフの巨大地震に対する名古屋市域内の強震動を推定するとともに、地盤と建物の非線形動的相互作用効果を考慮した、事務所建物や小学校建物の応答予測を行った。これにより、評価地点や建物種別によっては、通常の設計では考慮していない動的相互作用効果により、応答が増大することが明らかとなった。次に、解析モデルの作成に向けた大規模施設の常時微動計測を行い、振動特性を分析するとともに、火力発電所のような大規模群杭基礎に対する地震応答解析モデルの構築に着手した。複数の機関がこれまでに実施されたボーリングデータをできる限り収集し、デジタル化を行うとともに、解析に必要な地盤モデルの構築とデータベース化を行った。本研究では、被害が東海から近畿、四国、九州に広がるとも予測されている国難とも言うべき南海トラフで発生する巨大地震から、人の命を守り被害を最小限に留めるため、特に役所・学校や病院、エネルギー施設など、災害時に非常に重要となる諸施設の耐震性能について、大都市の人口が集中する軟弱地盤の挙動や建物を支える基礎と地盤との動的な相互作用効果を考慮した精度の高い地震応答解析の構築を通して明らかにすること等を目的としている。H26年度は、地盤モデルの高度化に向け他のプロジェクトも含めこれまでに収集してきたボーリングデータの可視化を行うとともに、液状化を考慮した地盤増幅特性評価について、非線形地震応答解析により検討した。また、応答予測に不可欠な南海トラフの地震を想定した強震動予測手法に関連した課題が浮き彫りになったことから、この課題に対する基礎的な分析を行った。さらに、非線形動的相互作用効果の観点から、地下室等の根入れを有する建物への回転入力を考慮した地震時建物非線形挙動に関する検討を実施した。当初計画していた応答予測手法と既往の地震観測システムを統合した、新たなリアルタイム被害予測システムのプロトタイプ構築については、今後継続して実施していく。耐震工学、地震工学建物の非線形応答解析については、南海トラフの巨大地震に対する、SRモデルによる各種建物の応答予測をH24年度に引き続き実施した。H25年度は新たに、大規模施設に関する検討や液状化現象を考慮した解析を実施した。被害予測の高精度化を目指して、新たな強震動予測手法の検討も行った。

なお、滑り、浮き上がりの幾何学的非線形性については、解析モデルを見直したため、構築するところで留まっており、これらを用いての地震応答解析法を大地震後に発生する余震などよる応答予測が可能なモデル・手法に拡張した結果までには至らなかったが、準備を始めており、来年度も引き続いて実施する。以上の点から、おおむね順調に進展していると判断した。建物の非線形応答解析については、南海トラフの巨大地震に対する、SRモデルによる応答予測を実施してきた。滑り、浮き上がりの幾何学的非線形性については、解析モデルを構築できているが、これらを用いた応答評価は今後の検討である。地盤データについては、既往のデータを含め、4万本程度がデジタル化された。まずは、H25年度にやや遅れていた、滑り、浮き上がりを考慮した地震応答解析法の開発を周辺の技術者らと協働して確実に実施することと、大地震後に発生する余震などよる応答予測が可能なモデル・手法に拡張して、被害予測を実施することを行う。その上で、南海トラフで発生する地震のいくつかの発生シナリオに対する建物応答評価を実施したい。最終年度となるので、応答予測手法と既往の地震観測システムを統合した、新たなリアルタイム被害予測システムのプロトタイプを目指す。H24年に引き続き、モデルの構築及び、被害予測を実施する。また、研究で構築した新たな地震応答解析法を大地震後に発生する余震などよる応答予測が可能なモデル・手法に拡張する。これには、復元力特性の設定方法等が検討課題と考えられる。また、このモデルを用いて、各種シナリオに対する杭基礎建物の耐震性能を評価する。さらに、H24年度に引き続き、ボーリングデータをできる限り収集し、デジタル化を行うとともに、地盤データや地盤モデルのデータベース化を進める。最終年度は、今年度までに作成する応答予測手法と既往の地震観測システムを統合し、新たなリアルタイム被害予測システムのプロトタイプを構築する。このシステムでは、災害時に観測された地盤の揺れを用いてH24,25年度に検討した、各種地震応答解析モデルや地盤モデルを駆使して、対象建物の即時被害予測を行うとともに、その後起こる可能性がある余震などに対する安全性を評価できるシステムとする。また、今年度に引き続き、ボーリングデータをできる限り収集し、データベース化を行う。該当なし
前立腺癌進展過程におけるラミニン受容体の発現調節とEMT-MET制御機構の解明

2015年度は、前立腺全摘標本を用いた免疫組織化学的検討によってラミニンレセプター(LB O-glycanおよびintegrin α6)の局在、PNIに関する臨床的意義を調査した結果、PNI部位におけるLB O-glycan陰性かつintegrin α6陽性腫瘍の存在は、前立腺癌の生化学的再発の独立した危険因子であることが明らかとなった。また前立腺癌細胞を用いた細胞生物学的実験からラミニンがリッチな神経周囲に浸潤しやすい前立腺癌細胞は、LB O-glycan陰性かつintegrin α6陽性細胞であることが示された。前立腺癌細胞株のDNAマイクロアレイ解析からラミニンレセプターの発現調節、EMT-MET制御に関連する責任分子を検索した結果、let7マイクロRNAがLB O-glycanの合成に関与するβ1,4glucronyltransferase1の発現を調節することが明らかとなり、let7マイクロRNAの阻害剤が前立腺癌細胞の神経周囲浸潤能を抑制することを明らかにした。これらの研究成果を2015年度の日本、欧州、および米国の各泌尿器科学会で発表した2015年度の研究実施計画である1.前立腺全摘標本を用いた免疫組織化学的検討によってラミニンレセプター(LB O-glycanおよびintegrin α6)の局在、PNIに関する臨床的意義を調査する。2.前立腺癌細胞株のDNAマイクロアレイ解析を行い、ラミニンレセプターの発現調節、EMT-MET制御に関連する責任分子を検索する。3.EMT-MET制御に関連する責任分子の過剰発現、ノックダウン細胞を調製し、ラミニンレセプター発現への影響を検討する。上記のすべての計画が順調に進展し、PNIと前立腺癌のEMTに関する新たな知見が得られたため。前立腺癌(PC)の進展過程において神経周囲浸潤(PNI)と前立腺癌細胞の上皮間葉移行(EMT)および間葉上皮移行(MET)は重要なメカニズムであるが、その詳細な分子機構は解明されていない。本研究では、PCの局所進展の鍵となるPNIに関与するラミニンレセプター(integrin α6およびラミニン結合O型糖鎖: LNBG)の発現調節と癌の浸潤転移に必須であるEMT-MET制御機構との関連性について明らかにする。2015年度は、前立腺全摘標本を用いた免疫組織化学的検討によってラミニンレセプターの局在、PNIに関する臨床的意義を調査した結果、PNI部位におけるLNBG陰性かつintegrin α6陽性腫瘍の存在は、前立腺癌の生化学的再発の独立した危険因子であることを明らかにした。また細胞生物学的実験から神経周囲に浸潤しやすいPC細胞は、LNBG陰性かつintegrin α6陽性細胞であった。マイクロアレイ解析からラミニンレセプターの発現調節、EMT-MET制御に関連する責任分子を検索した結果、let7i miRNAの発現が神経周囲浸潤能が高いPC細胞で顕著に増加し、細胞生物学的実験からlet7i miRNAがLNBGの合成に関与するβ1,4glucronyltransferase 1(β4GAT1)の発現を抑制し、LNBGの合成を減少させPC細胞の神経周囲浸潤能を亢進していることを明らかにした。2016年度は、神経周囲浸潤能が高いPC細胞を前立腺に移植したマウスにlet7i miRNA阻害剤投与し、腫瘍形成能、転移能を評価し、摘出腫瘍組織の病理学的評価を行った。その結果、let7i miRNA阻害剤を投与した群で有意に腫瘍形成能および転移能が減少し、腫瘍組織のLNBGの発現が増加した。これらの研究成果をjournal of biological chemistryに投稿中である2016年度以降の研究実施計画である1.前年度までに同定したマウスに上記の前立腺癌細胞を正所性に移植し、増殖したがん組織におけるラミニンレセプターおよびEMT-MET責任分子の発現とPNIとの関連を調査する。上記のすべての計画が順調に進展し、前立腺癌の神経周囲浸潤能が高い細胞に対するlet7i miRNA阻害剤による抗腫瘍、転移抑制効果がマウスで確認されたという新たな知見が得られ、当初予定していた研究計画をほぼ達成できたため。本研究では、PNIに関与するラミニンレセプター(integrin α6およびラミニン結合O型糖鎖: LNBG)の発現調節と癌のEMT-MET制御機構との関連性について明らかにする。2015年度は、前立腺全摘標本を用いた免疫組織化学的検討によって、PNI部位におけるLNBG陰性かつintegrin α6陽性腫瘍の存在が、前立腺癌の生化学的再発の独立した危険因子であることを明らかにした。細胞生物学的実験から神経周囲浸潤能が高いPC細胞は、LNBG陰性かつintegrin α6陽性細胞であり、神経周膜細胞が分泌するSDF-1に誘引されてCXCR4およびintegrin α6を介したERK活性化が関与することを明らかにした。ラミニンレセプターの発現およびEMT-MET制御に関連する責任分子をマイクロアレイ解析で検索した結果、let7i miRNAの発現が神経周囲浸潤能が高いPC細胞で顕著に増加し、細胞生物学的実験からlet7i miRNAがLNBGの合成に関与するβ1,4glucronyltransferase 1(β4GAT1)の発現を抑制し、LNBGの合成を減少させPC細胞の神経周囲浸潤能を亢進していることを明らかにした。