hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハロヒドリンエポキシダーゼの新機能開発とキラルビルディング物質生産プロセスの確立

ECHを水和開環してMCPを生成する2つの画分(Fraction lla and llb)の酵素についても精製単離を行い、諸性質を明らかにした。ECHを基質とした場合、生成した(R)-MCPの光学純度はそれぞれ15%e.e.および60%e.eであり、その立体選択性が異なっていた。これらの結果から、DCPからMCPへの変換には少なくとも4種類の酵素が共役しており、生成してくる(R)-MCPの光学純度はこれらの共役系によって大きく影響を受けることが明らかとなった。光学活性グリセロール誘導体は、光学活性体としては最も基本的な構造の化合物の一つであり、様々な医薬品、生理活性物質等の不斉骨格となり汎用性の高いキラルソースである。本研究では、光学活性な(R)-3-クロロ-1,2-プロパンジオール(R-MCP)の微生物学的手法による生産およびその応用について検討を行い、次のような成果を得た。(1)プロキラルな対象ジクロロ化合物、1,3-ジクロロ-2-プロパノール(DCP)を光学活性な3-クロロ-1,2-プロパンジオール(MCP)へ変換する微生物を見いだした。その中の一株Corynebacterium sp.strain N-1074を用いてR-MCPの生産を検討した。その結果、本変換反応における酵素活性は誘導的であること、生成されるR-MCPの光学純度は反応条件により大きく影響されることを見出した。(2)Corynebacterium sp.strain N-1074によるDCPからR-MCPへの変換反応は、エピクロロヒドリンを経由する2段階の酵素反応であり、それぞれの反応に立体選択性の異なる2種類の酵素が関与していることを明らかにした。これら4種類の酵素を精製してその諸性質を調べた。その結果、第一段階の反応に係わる2種類の酵素はどちらも種々のハロヒドリン化合物からの脱ハロゲン化反応触媒して対応するエポキシ化合物を生成し、またその逆反応をを触媒するhalohydrin hydrogen-halide-lyaseであること、第2段階の反応にかかわる2種類の酵素はどちらもエポキシ化合物を水和開環するepoxide hydrolaseであることを明らかにした。これらの酵素は立体選択性をはじめ様々な性質において異なっていることを見いだした。
メラニン凝集ホルモン受容体SLC-1を介する情報伝達系の分子的解析

SLC_<-1>は摂食にとって非常に重要な役割を果たすことが最近になって知られてきた受容体である。本研究により得られた新たな知見は3点ある.1.CHO細胞やHEK_<293>細胞へ外来性にMCH(メラニン凝集ホルモン)受容体SLC_<-1>を強制発現させるとGi/o及びGqへのカップリングが認められる。しかしながら、SLC_<-1>の機能的側面をさらに深く解析するためには本受容体を強制的ではなく、内在的に発現するモデル系を得ることが重要である。多数の細胞株をRT-PCR及びノザンブロットでスクリーニングしたところ、SLC_<-1>内在性高発現株を3株見出した。そのうちのひとつ、ヒトメラノーマ細胞SK-MEL_<-37>細胞においては、MCHはフォルスコリンで誘導させたcAMPを減少させ、さらにMAP kinaseを活性化することがわかった。この活性は百日咳毒素感受性のため、本細胞に発現するSLC_<-1>はGi/oにカップリングする。しかし、強制発現系における結果とは異なり、SK-MEL_<-37>細胞においてはMCHによって細胞内カルシウム濃度の上昇はカルシウムイメージング法によってもリアルタイム測定法によっても認められなかった。これはSLC_<-1>が細胞株において機能的に内在性高発現することを示した初めての結果である。この成果はBiochem. Biophys. Res. Commun.に発表した.2.SLC_<-1>のsite-directed mutagenesisにより受容体変異体を作成し、細胞にトランスフェクション後、機能アッセイを行った。その結果、グリコシレーションに関係する細胞外アスパラギン残基(N_<23>)が受容体の膜移行及びcalcium influxを経る情報伝達経路に特に重要な役割を果たすことが初めて明らかとなった。この成果はFEBS lettersに発表した。3.yeast-two-hybrid法及びバクテリアを用いた発現系によりSLC_<-1> C末端部分と結合する因子を脳由来ライブラリーから探索した.その結果、既知分子3つ、新規の脳特異的発現分子1つの単離に成功した。既知分子のひとつは哺乳類細胞系においてもSLC_<-1>との結合が確認され、受容体の機能そのものにも影響を及ぼすことが考えられる。2001年度、本研究により得られた新たな知見は2点ある。1.CHO細胞やHEK293細胞へ外来性にMCH(メラニン凝集ホルモン)受容体SLC-1を強制発現させるとGi/o及びGqへのカップリングが認められる。しかしながら、SLC-1の機能的側面をさらに深く解析するためには本受容体を強制的ではなく、内在的に発現するモデル系を得ることが重要である。多数の細胞株をRT-PCR及びノザンブロットでスクリーニングしたところ、SLC-1内在性高発現株を3株見出した。そのうちのひとつ、ヒトメラノーマ細胞SK-MEL-37細胞においては、MCHはフォルスコリンで誘導させたcAMPを減少させ、さらにMAP kinaseを活性化することがわかった(EC50=28nM)。この活性は百日咳毒素感受性のため、本細胞に発現するSLC-1はGi/oにカップリングする。

しかし、強制発現系における結果とは異なり、SK-MEL-37細胞においてはMCHによって細胞内カルシウム濃度の上昇はカルシウムイメージング法によってもリアルタイム測定法によっても認められなかった。これはSLC-1が細胞株において機能的に内在性高発現することを示した初めての結果である。この成果はBiochem. Biophys. Res. Commun.に発表した。2.yest-two-hybrid法によりSLC-1 C末端部分と結合する因子を脳由来ライブラリーから探索した。その結果、既知分子2つ、新規の脳特異的発現分子1つの単離に成功した。現在引き続き解析中である。本年度に本研究により得られた新たな知見は2点ある。1.メラニン凝集ホルモンMCHは摂食調節機構の下流に位置する特に重要な"食欲誘起ホルモン"と考えられている。その受容体はオーファンGタンパク質結合型受容体MCHR_1(SLC-1)及びMCHR_2であることが近年同定された。MCHR_1はノックアウトマウスの解析により摂食に非常に重要な受容体であることが明らかになった。MCHR_1の第3細胞膜貫通ドメインに存在するアルギニン123がMCHとの結合に欠かせないアミノ酸であることは既に報告されている。一般的には第3細胞内ループにGタンパク質が結合することが知られているものの、他のどの部分のアミノ酸がMCHR_1を介した情報伝達や膜移行に必要なのかは未だ不明である。そこでsite-directed mutagenesisにより受容体変異体を作成し、細胞にトランスフェクション後、機能アッセイを行った。その結果、グリコシレーションに関係する細胞外アスパラギン残基(N23)が受容体の膜移行及びcalcium influxを経る情報伝達経路に特に重要な役割を果たすことが明らかとなった。この成果はFEBS lettersに発表した。2.yeast-two-hybrid法及びバクテリアを用いた発現系によりSLC-_1C末端部分と結合する因子を脳由来ライブラリーから探索した。その結果、既知分子3つ、新規の脳特異的発現分子1つの単離に成功した。既知分子のひとつは哺乳類細胞系においてもSLC-1との結合が確認され、受容体の機能そのものにも影響を及ぼすことが考えられる。
過度な森林資源の収奪による山地流域の不可逆的環境変化のモデル化：ハゲ山を捉え直す

本研究では,自然のもつ準定常システムと人為的な要因とが合わさって発現する環境変遷のような複雑な地球表層過程を真に理解するために,過度な森林資源の収奪により流域が状態遷移する過程(いわゆるハゲ山)に着目して研究を進めてゆく.現地調査(土層調査や水文観測)・試料分析(土質試験や宇宙線生成核種分析)・地理情報システム上でのデータ解析を組み合わせることにより,樹木根系の土層補強効果と豪雨イベントを加味した土層の時空間的発達シミュレーションを開発し,どういう条件であれば,またどのような過程を経て,斜面が再び植生に覆われるのか,あるいは侵食により裸地へと遷移するのかを定量的に評価する.本研究では,自然のもつ準定常システムと人為的な要因とが合わさって発現する環境変遷のような複雑な地球表層過程を真に理解するために,過度な森林資源の収奪により流域が状態遷移する過程(いわゆるハゲ山)に着目して研究を進めてゆく.現地調査(土層調査や水文観測)・試料分析(土質試験や宇宙線生成核種分析)・地理情報システム上でのデータ解析を組み合わせることにより,樹木根系の土層補強効果と豪雨イベントを加味した土層の時空間的発達シミュレーションを開発し,どういう条件であれば,またどのような過程を経て,斜面が再び植生に覆われるのか,あるいは侵食により裸地へと遷移するのかを定量的に評価する.
月のインパクトテクトニクスと火成活動:月地殻の再編成

今年度は、岩石強度を導入し大変形運動を実現した衝突クレータリング用SPHシミュレーションコードに、一定重力を導入した。2次元軸対称にて衝突現象をコンピューター上で再現することを可能とした。このコードを用いて、中央丘の形成、ならびに、つなみの伝播のように中央丘の崩壊に起因したリング形成が確認できた。これらの計算を、月面の大型クレーターに当てはめて考えると、重力レジメ下では、(1)中央丘形成型クレーター、より衝突エネルギーの大きい衝突現象は、(2)マルチリング形成となることが確認できた。また、両者の形成において、単純型のクレーターと比較し、直径に対して深さの浅いクレーターが形成されることが数値シミュレーション上においても確認できた。さらに、本年度は、地上における月面観測システムの構築を行った。狭帯域フィルターと冷却CCDカメラを接続した天体望遠鏡を用いた観測から、地上からの月面表層の海の元素マッピングを可能とした。このシステムを用いて、静の海、晴れの海、豊の海、雨の海等の組成調査を実施した。これらは、クレメンタイン探査機データ解析とともに活用することで、新しい元素・風化度等の調査手法の確立に繋がると考えられる。また、今年度は、クレメンタイン月面分光画像解析用の放射量補正・幾何補正・画像合成を行う自動化システムの運用し、昨年度実施したモスクワの海以外の、月裏側の海盆領域の画像解析、ならびに、元素量マップ作成を実施中である。これらにより、サウスポールエイトケン等の巨大盆地と溶岩流出物質との相関が可能となる。プレリミナリな結果では、サウスポールエイトケンの中心部は、海の噴出割合が一番大きい地域であり、山脈、すなわち、リング存在位置近傍は、噴出割合が中心部の次に高い地域であるようである。これらと組成との関連が、マグマソースとの関係を示唆する結果が期待される。今年度は、月裏側の海盆領域の月面写真や地形図を収集し、月面画像データの整備を実施した。さらに、画像データ解析装置を導入し、画像解析システムの基盤を整えた。また、月面分光画像解析のために開発した、放射量補正・幾何補正・画像合成を主に行う既存の画像補正・合成ツールを導入し、自動化システムを開発した。このシステムのテストとして月面裏側のモスクワの海を解析し、過去に1層の溶岩流と考えられていたモスクワの海も、最低4層の溶岩流に区分されることが発見され、月裏側においても、表側と同様に溶岩流出がマルチイベントであったことが確認できた[1,2]。来年度は、このシステムを、さらに、他の海の地域に適用して、月裏側の溶岩流マップ作成に拡張する。また、衝突クレータリング用に開発・作成してきたSPHシミュレーションコードに、岩石強度を弾塑性体として導入し、大変形を実現した。このコードのテストとして、地球上のK/Tインパクトに応用し、インパクトクレーター形成に伴う地殻運動の再現、岩石放出による成層圏ダスト量の算定を実施した[3,4]。このコードの整備により、来年度は、月面の大型クレーター形成に応用する。
異なる学術分野の英語論文で使用される第一人称代名詞の特徴と英語教員の認識

著者を指す第1人称代名詞(Iやwe等)が英語教育・工学という2つの異なる分野でどのように使用されているかを出版年代の観点も含め学術誌論文を分析した。各分野の主要学術誌2誌ずつより選んだ約250編が分析対象である。その結果、第1人称代名詞は工学系論文で最もよく使われており、英語教育分野では、日本人研究者の第1人称代名詞の使用頻度は英語母語話者研究者に比べ低いことがわかった。また、工学系論文では20年前と最近の論文での代名詞の使用頻度に差がなかったが、英語教育系論文では年代による差が見られた。大学英語教員に実施したアンケートより、第1人称代名詞の使用は様々な考えに基づいていることがわかった。前年度に引き続き、英語教育分野の学術誌2誌(TESOL Quarterly, JACET Journal)の、1990、2000、2010年前後の3年代の論文における、著者に言及する第1人称代名詞の使用頻度と出現箇所等を調べた。その結果、英語母語話者の論文においては、過去20年間で、第1人称代名詞の使用頻度が増加していることがわかった。結果は論文化し、2013ALAK International Conference (韓国、プサン)にて発表した。一方、日本人による論文では、直近の年代で、TESOL Quarterlyの英語母語話者による論文と比べ、第1人称代名詞の使用頻度が低かった。そこで、2010年の時点での日本人の論文著者の第1人称代名詞使用では、英語母語話者との差があることが示唆された。さらに、今年度、工学系学術誌(Jouranl of Applied Physics)(21編×3年代)にて同様の分析を行った。使用頻度数の比較では、TESOL QuarterlyよりJouranl of Applied Physicsにおいての方が、1000語あたりの第1人称代名詞の使用頻度が高いことがわかった。一方、年代の比較では、工学系論文では、使用頻度はあまり変化していないことがわかった。これらの結果は、「理工系論文では第1人称代名詞の使用頻度は低いであろう」という英語教員の一般的な認識と異なるものであった。分析結果は論文にまとめ、AILA2014(オーストラリア)で発表予定である。以上の結果に基づき、「日本人の英語教員の学術論文における第1人称代名詞の使用についての認識と実際、ライティング指導時の考え」を調査するため、アンケートを作成、実施した。これらの研究結果は、ライティング基礎を異なる専攻の学生に指導する英語教員にとって有用な情報となるであろう。平成24年度は研究実施研究計画に基づき、英語教育・応用言語学分野の学術論文誌、2誌で著者を指す第1人称単数・複数代名詞(I, my, me, we, our, us)の使用について調査を行った。調査した学術誌は、英語教育・応用言語学分野で国際的、または国内的に代表的な2誌、TESOL Quarterly、JACET Journalである。20092011年に出版された論文より無作為に各年より7編ずつ選び、計42編を電子テキスト化し、コーパスを作成した。コンコーダンスソフトを用い、上記の代名詞を抽出、それらの代名詞が何を指しているかを一つずつ調べ、「書き手」に言及している代名詞の使用頻度、および、出現箇所(論文のどのセクションーintroduction, method, results, discussion, conclusionーで使用されているか)を調べた。さらに、論文の内容(定性的または、定量的か)、著者が日本人か英語母語話者かにも注目し、特徴を調べた。調査より、著者を指す第1人称単数・複数代名詞の使いかたは論文の内容、国籍により非常に異なることがわかった。グローバル人材育成の必要性が唱えられる現在、その一旦を担う英語教員にとっては、このような知見は非常に重要である。「書き手」を示す代名詞の使用は、時代や各学術分野で慣習的なものであり、それについては、あまり意識されないことが多い。したがって、英語教育指導の見地からこの研究は有用である。最終年度では、昨年度行なった工学系(Journal of Applied Physics)および英語教育学系(TESOL Quarterly)学術論文中の著者を指す第1人称代名詞の出現頻度分析に加え、更に詳細なディスコース分析を行い、その成果を2014AILA World Congress (オーストリア)で発表した。この場合のディスコース分析とは、著者を指す代名詞が読者との関係性において、どのようなディスコースの目的で使用されているかを原文にあたり、文脈より判断、確定するものである。その結果、二つの異なる学術分野では、代名詞は主に研究者としての役割の重要性、研究方法や結果の提示や正当性などを示すために使用されていたが、差異もあり、英語教育系論文の著者は、読者との関係性を構築することを意識した代名詞の使い方をしていたが、工学系ではそのような使い方は見られなかった。

さらに、頻度分析より「工学系論文でのほうが著者を指す代名詞の使用頻度(1000語毎)が高い」ことがわかり、あわせて、学会で報告した。さらに、最終年度では、昨年度末より実施しし始めた大学英語教員(日本人)に対する「英語論文での著者(自分)に言及する代名詞の使い方」についてのアンケート調査の結果を集計し、分析を行なった。この結果に基づき、英語教育分野の学術誌2誌(TESOL Quarterly, JACET Journal)の英語母語話者と日本人研究者の代名詞の使用がなぜ異なるのかを考察した。以上を論文にまとめ、KATE Journal(2015年第29号)で発表した。この研究成果は日本の大学で英語論文指導を行なう日本人英語教員に対して非常に有用な情報を提供するものである。論文の書かれた年代(20年前と直近)がどのように代名詞の使用頻度に影響を及ぼしたかの総括結果は2015年11月の学会で発表する。外国語教育予定した計画の大筋において、研究着手ができており、研究の目的((i)英語教育学・工学系の学術論文で使用される著者を示す第1人称代名詞の使用頻度、出現箇所などを比較し、ii)その分析結果をうけて英語教員にアンケートを行い、英語教員の論文における第1人称代名詞の使用についての認識を明らかにする)を達成する上で、研究成果がだせるように進んでいる。そこで、「おおむね順調に進展している」と評価した。アンケート調査にもすでに着手しているので、その点では、当初の計画以上に進展している。しかし、部分的な遅れもある。当該年度では、工学系国際誌2誌を分析する予定であったが、現在分析が終わったのは、1誌である。1誌のみとなった理由は、20年前の古い年代の論文はJACET Journalでは、紙媒体テキスト情報のみ、工学系論文では、テキスト情報が付与がされていない画像データのみしかなく、テキスト情報を付与した電子データへのコーパス作成は、煩雑で非常に時間がかかったためである。当初の計画では平成24年は英語教育・応用言語学分野の学術誌で3つの異なる年代(20092011、19992001, 19891991)に出版された論文を分析し、時代による第1人称の使用の特徴の比較を計画していた。しかし、TESOL Quarterlyの論文内容が多岐にわたり、学際的であるため、人類学的、社会学的な調査に関する内容も多く、論文中に聞き取り調査の記録等が含まれる。そのため、Iやweが論文の著者を指すものかどうかを同定するのに非常に時間がかかり、3つの年代の比較が終わっていない。また、口頭発表後の論文投稿が遅れてる。現在論文を執筆中である。そこで、現在の達成度は「やや遅れている」とした。当該年度に行った工学系学術誌(Journal of Applied Physics)の3年代における論文での第一人称代名詞の使用頻度、出現箇所等の分析結果をAILA2014で発表する。
炎症誘導性大腸がんにおけるWnt5aの機能解析

本研究目的は、腸管炎症を亢進する分泌性タンパク質Wnt5aによる、炎症を背景とした大腸がんの腫瘍形成における影響を解明することである。平成29年度における本研究の実績は下記の通りである。1.炎症を背景とする腫瘍形成過程におけるWnt5a発現細胞の同定:腸管潰瘍部および大腸がん組織において、Wnt5aを高発現する細胞を同定するため、各種細胞マーカー(gp38、CD31、CD45)に対する抗体と抗Wnt5a抗体を用いた免疫組織染色による解析を行った。その結果、腸管潰瘍部および大腸がん組織のどちらにおいても、線維芽細胞(gp38陽性、CD31陰性、CD45陰性)がWnt5aの発現細胞であることが明らかになった。2.炎症を背景とする腫瘍形成過程におけるWnt5a発現時期の同定:腸管炎症時に生じるWnt5aの発現上昇が、大腸がん腫瘍の発生および進展に影響するかを検証するため、AOM/DSS大腸がんモデルを用いて、腸管炎症から大腸がん発生の過程におけるWnt5aの発現様式を解析した。その結果、腸管炎症が鎮静化するとWnt5aの発現は一旦減弱するが、微小腺腫発生時以降において、再びWnt5aの発現上昇を認めた。3.炎症を背景とする腫瘍形成過程におけるWnt5a発現制御機構の解明:上記2項目より、腫瘍形成の初期から線維芽細胞において、Wnt5aの発現が上昇することを明らかにした。そこで、Wnt5aの発現制御機構を明らかにするため、各種細胞マーカー(gp38、CD31、CD45)に対する抗体と抗Wnt5a抗体を用いたフローサイトメトリー法による細胞分離を行い、Wnt5a低発現および高発現の線維芽細胞を採集し、RNAシークエンス解析を行った。その結果、腸管炎症時および大腸がん形成時におけるWnt5aの発現は、TGFbシグナルによって誘導されていることが示唆された。本研究では平成29年度において、Wnt5aの発現制御機構を明らかにするため、フローサイトメトリー法を用いた細胞分離を行い、Wnt5a低発現および高発現線維芽細胞をそれぞれ用いたRNAシーケンス解析を行った。その結果から、Wnt5aの発現制御機構だけではなく、Wnt5a発現線維芽細胞と比較して、Wnt5a高発現線維芽細胞において発現が上昇している増殖因子を複数同定した。これらの増殖因子の分泌が、腫瘍形成におけるWnt5a高発現線維芽細胞の役割である可能性は高いと考えられる。以上のことから、本研究課題の解明において当初の計画以上に進展しているもの考える。平成30年度の研究推進方策は下記の通りである。1. Wnt5a受容細胞の同定:平成29年度の研究成果から、Wnt5aの発現細胞は線維芽細胞であることを明らかにした。また、線維芽細胞は他の細胞種と比較して、Wnt5a受容体であるRor2の発現が高く、Wnt5aは線維芽細胞に作用する可能性が高いと考えられる。そこで、線維芽細胞特異的Ror2欠損マウスをAOM/DSS誘導性大腸がんモデルに導入し、腺腫と腺がんの発生率および腫瘍径を計測する。2. Wnt5a受容細胞における下流標的シグナル・標的遺伝子の同定:平成29年度に行ったRNAシーケンス(Wnt5a低発現繊維芽細胞とWnt5a高発現線維芽細胞の比較)の結果から、Wnt5aを高発現する線維が細胞において、発現が上昇しているいくつかの増殖因子が同定された。線維芽細胞と大腸がんオルガノイドの共培養系を用いて、候補因子の中から、Wnt5a発現上昇に伴って発現し、大腸がんオルガノイドの増殖を促進するものを明らかにする。また上記候補因子が、腫瘍形成過程におけるWnt5aの下流標的因子として機能するかを個体レベルで評価するために、CRISPR/Casシステムを用いた遺伝子改変技術によって、候補因子のノックアウトマウスを作製する。このノックアウトマウスにAOM/DSS誘導性大腸がんモデルを導入することで、Wnt5aによる腫瘍形成の亢進が、候補因子を介するかを検証する。

そこで、Wnt5aの発現制御機構を明らかにするため、各種細胞マーカー(gp38、CD31、CD45)に対する抗体と抗Wnt5a抗体を用いたフローサイトメトリー法による細胞分離を行い、Wnt5a低発現および高発現の線維芽細胞を採集し、RNAシークエンス解析を行った。その結果、腸管炎症時および大腸がん形成時におけるWnt5aの発現は、TGFbシグナルによって誘導されていることが示唆された。本研究では平成29年度において、Wnt5aの発現制御機構を明らかにするため、フローサイトメトリー法を用いた細胞分離を行い、Wnt5a低発現および高発現線維芽細胞をそれぞれ用いたRNAシーケンス解析を行った。その結果から、Wnt5aの発現制御機構だけではなく、Wnt5a発現線維芽細胞と比較して、Wnt5a高発現線維芽細胞において発現が上昇している増殖因子を複数同定した。これらの増殖因子の分泌が、腫瘍形成におけるWnt5a高発現線維芽細胞の役割である可能性は高いと考えられる。以上のことから、本研究課題の解明において当初の計画以上に進展しているもの考える。平成30年度の研究推進方策は下記の通りである。1. Wnt5a受容細胞の同定:平成29年度の研究成果から、Wnt5aの発現細胞は線維芽細胞であることを明らかにした。また、線維芽細胞は他の細胞種と比較して、Wnt5a受容体であるRor2の発現が高く、Wnt5aは線維芽細胞に作用する可能性が高いと考えられる。そこで、線維芽細胞特異的Ror2欠損マウスをAOM/DSS誘導性大腸がんモデルに導入し、腺腫と腺がんの発生率および腫瘍径を計測する。2. Wnt5a受容細胞における下流標的シグナル・標的遺伝子の同定:平成29年度に行ったRNAシーケンス(Wnt5a低発現繊維芽細胞とWnt5a高発現線維芽細胞の比較)の結果から、Wnt5aを高発現する線維が細胞において、発現が上昇しているいくつかの増殖因子が同定された。線維芽細胞と大腸がんオルガノイドの共培養系を用いて、候補因子の中から、Wnt5a発現上昇に伴って発現し、大腸がんオルガノイドの増殖を促進するものを明らかにする。また上記候補因子が、腫瘍形成過程におけるWnt5aの下流標的因子として機能するかを個体レベルで評価するために、CRISPR/Casシステムを用いた遺伝子改変技術によって、候補因子のノックアウトマウスを作製する。このノックアウトマウスにAOM/DSS誘導性大腸がんモデルを導入することで、Wnt5aによる腫瘍形成の亢進が、候補因子を介するかを検証する。平成29年度は当初の予定よりも、マウスや試薬の購入費が少なくなったため、次年度使用額が生じた。次年度は、遺伝子組み換えマウスの作製・導入や、試薬の購入を計画している。
美術教育におけるアート的身体論の構築

・美術教育の視点から教科横断的な学びへのアプローチとして、身体性(アート的身体)の重視を学びの基盤に位置づけることから「教科を超える学びの可能性」について「教育美術」に執筆。なかでも、アートとしての身体(アート的身体)とは、世界に対話的であろうとする身体(向き合う姿勢や構え)と捉え、そのような身体を育むことが美術教育の役割であるという認識から、「からだ」で「わかる」ということの具体や「なってみる」ことの身体表現として、創作ダンスにおける美術鑑賞活動とのつながり等を紹介した。・身体性を重視する教育活動について身体性(アート的身体)に関する基礎的な考え方とそれに基づく実践事例を「初等教育資料」に執筆。造形性が身体性を喚起し、身体性が造形性を創出することに触れ、造形活動が身体と世界との対話(コミュニケーション)によって成立することから、美術教育(図画工作科)の現代的な可能性を探る内容としてまとめた。・月に一度、有志の学生らと共にアート活動を行っている高崎市のこども園にて、高松市を拠点に芸術士として活動を展開するむー(村井知之)氏を招聘し、アート的身体を育む観点からワークショップを開催、それらの内容をもとに今日的なアート教育の意義を探るシンポジウムを行った。身体表現の教育的価値と課題に向き合う内容となった。・美術教育研究室の学生らと共に、ダイアローグ・イン・サイレンスにおける音のない世界を体験する研修に参加し、身体感覚の活性化という点からアート的身体について思考を深める視点を得た。・幼児教育に携わる保育者や小中学校の教員等を対象に、アート的身体(世界に対話的であろうとする身体)の喚起から表現活動に向かうプロセスを重視した造形表現の研修等を行い、アンケート調査等からその有用性が明らかとなった。・大学改革の渦中にあり、研究活動が停滞ぎみである。結果的に、当初予定していた「アート的身体」に至る歴史的調査(文献調査)や本研究テーマに迫る論文(査読付き)の執筆及び学会発表を次年度に見送らざるを得ない状況である。引き続き、大学改革の事務手続き等は続くが、研究活動とのバランスに配慮し、研究計画そのものを見直し、可能な限り調整していきたい。・引き続き、研修講師や原稿執筆依頼等への対応で直接的に本研究テーマに向き合う時間を設けることが難しいが、各機会を捉えて「アート的身体」について思考し提案する視点を継続的に発展させていきたい。・美術教育における「アート的身体」の定義を「対話」の観点からより明確に位置づける。・「アート的身体」の育成に通じるイタリアのアート教育(総合的統合的な表現活動)に学びを得るため、5月にはレッジョ・エミリア市におけるレッジョ・ナラ(語りの会)の見学を予定。市民による街ぐるみのアート・フェスティバルにおける学びの様相や教育的意義に着目、取材し、日本での美術教育における「アート的身体」の育成に向けた実際的な取り組みについて具体的に検討する。・幼児期からの表現活動において身体性(アート的身体)を重視する理論をもとに、具体的な事例や活動の様子を挙げ、保育内容「表現」に関するテキスト執筆を行った。(『新訂事例で学ぶ保育内容領域表現』萌文書林,『保育内容表現』光生館』)執筆に際し、保育現場での参観や保育者へのインタビュー等を経て、幼児期から多感覚を活性化させる保育のあり方や保育者の関わり方に学び、美術教育におけるアート的身体の意義をより明確に打ち出す視点を得た。・アート活動の素材をクリエイティブ・リユースの観点から利用するため、園舎の建築等を手がける企業と連携し、学生スタッフと共に地域の保育現場にて身体性を重視するアート活動を定期的に行った。その際、アート的身体のあり方を捉える仕組みを整え、ドキュメントウォール等を通じて可視化、共有してきた。この取り組みは論文と学会発表にて社会に提示した。・教員及び保育者対象の研修会や親子のワークショップ等を通じ、身体性(アート身体)を活性化する造形活動を提案し、アンケート調査や感想をまとめその有用性を検証した。また、美術教育研究室の教員と学生でダイアローグ・イン・ザ・ダークにおける暗闇体験研修を行い、アート的身体について思考を深める視点を得た。・保育者・教員養成系大学の保育内容「表現」に携わる教員4名(身体、言語、音楽、造形)で表現教育に関する研究会を立ち上げ、「身体性と創造性」をテーマに発達心理学会にてラウンドテーブルを開催。造形表現の立場から身体性を重視する表現ワークショップを行った。・大学授業におけるアート的身体(思考/行為)を育むワークでの学生の学びを検証し、美術科教育学会にて「美術教育におけるアート的身体の構築(構想)」をテーマに口頭発表を行った。・美術教育におけるアート的身体の構築を進める上で、1年目に予定していた歴史的な観点からの捉えが不十分である。早々に文献にあたり、明治以降の近代化現代に至るまで、時代とともに変容してきた美術教育における身体観の捉えを概観し、未来に資する美術教育のあり方を提示する方向性をまとめたい。・全体的に文献調査がやや遅れ気味である。各方面からの実践や原稿執筆依頼への対応で、本研究テーマに関するまとまった文献調査の時間を設けることが難しい。再度、計画を見直し「アート的身体」の構築に向けた理論を明確にしておきたい。

なかでも、アートとしての身体(アート的身体)とは、世界に対話的であろうとする身体(向き合う姿勢や構え)と捉え、そのような身体を育むことが美術教育の役割であるという認識から、「からだ」で「わかる」ということの具体や「なってみる」ことの身体表現として、創作ダンスにおける美術鑑賞活動とのつながり等を紹介した。・身体性を重視する教育活動について身体性(アート的身体)に関する基礎的な考え方とそれに基づく実践事例を「初等教育資料」に執筆。造形性が身体性を喚起し、身体性が造形性を創出することに触れ、造形活動が身体と世界との対話(コミュニケーション)によって成立することから、美術教育(図画工作科)の現代的な可能性を探る内容としてまとめた。・月に一度、有志の学生らと共にアート活動を行っている高崎市のこども園にて、高松市を拠点に芸術士として活動を展開するむー(村井知之)氏を招聘し、アート的身体を育む観点からワークショップを開催、それらの内容をもとに今日的なアート教育の意義を探るシンポジウムを行った。身体表現の教育的価値と課題に向き合う内容となった。・美術教育研究室の学生らと共に、ダイアローグ・イン・サイレンスにおける音のない世界を体験する研修に参加し、身体感覚の活性化という点からアート的身体について思考を深める視点を得た。・幼児教育に携わる保育者や小中学校の教員等を対象に、アート的身体(世界に対話的であろうとする身体)の喚起から表現活動に向かうプロセスを重視した造形表現の研修等を行い、アンケート調査等からその有用性が明らかとなった。・大学改革の渦中にあり、研究活動が停滞ぎみである。結果的に、当初予定していた「アート的身体」に至る歴史的調査(文献調査)や本研究テーマに迫る論文(査読付き)の執筆及び学会発表を次年度に見送らざるを得ない状況である。引き続き、大学改革の事務手続き等は続くが、研究活動とのバランスに配慮し、研究計画そのものを見直し、可能な限り調整していきたい。・引き続き、研修講師や原稿執筆依頼等への対応で直接的に本研究テーマに向き合う時間を設けることが難しいが、各機会を捉えて「アート的身体」について思考し提案する視点を継続的に発展させていきたい。・アート的身体の育成に関する事例の検討を行う。身体性を重視した鑑賞活動(劇化)や美術作品を契機とした昨今の創作ダンスの状況などに触れ、広く身体表現(パフォーマンス)の有用性について考察し、アート的身体の育成を基盤とする美術教育の新たな可能性について提案する。論文執筆にてまとめ、『教育美術』誌に投稿予定。(7月末)・美術教育において育成すべき身体観の変遷について、歴史研究の専門家による指導をもとに進めていく。美術教育の歴史研究における一般的な歴史区分の中で、身体性に関する特色を挙げ、その時代における美術教育を通じた身体教育観を明らかにする。論文執筆にてまとめ、『美術教育学』への投稿を予定。(8月末)・アート的身体の育成をめぐり、幼児期から学齢期の移行をどのように考え、接続期ならではの課題を乗り越えていくのか、検討考察し、テキストの執筆につなげる。(9月末)
完全調節機能を有する水晶体嚢フィリング材料の創製

水晶体嚢内で安定して人工水晶体を存在させる為に,ゾル状態の2種類の高分子鎖末端に反応性官能基を有するマルチアーム親水性高分子を水晶体嚢に注入する直前に注射器内で混合し,注入直後に嚢内で高分子末端間化学架橋ゲルを形成させる新たな方法論を開発した。ゲルを無機ナノ粒子と融合化させる,具体的には無機ナノ粒子としてかご型シルセスキオキサンを高分子網目に共重合することで,水晶体の有する屈折率1.43を達成した。さらに,この方法論で形成されたゲルは,細胞毒性がなく,水晶体嚢を隙間なく充填するために,後発白内障の発症を抑えることが出来た。白色家兎へのインプラント後6ヶ月の調節力の保持も確認できた。本申請課題では,調節能力の完全な回復を可能とする水晶体嚢充填材料(レンズフィリング材料)つまり,水晶体変形と嚢内調節の2つのメカニズムにより調節が達成される人工水晶体を開発する。ここでは,最新の医学研究の成果を取り入れ,嚢内調節は,細胞の運動(Locomotion)と同様の機構で,水晶体皮質繊維細胞の細胞質のゲル化が起こると考え世界初の人工水晶体の創製を目的としている。平成26年度は,1水晶体嚢を充填する化学的に安定なゲルの分子設計と調製法の確立,2屈折率1.43の再現を目標として検討を実施した。その結果,ブロック共重合体Pluronicを4本のアームに持つTetronicを用い,その末端にアミノ基とスクシンイミド基をを導入することでアミド結合をリン酸緩衝液中で形成させ,安定な化学架橋ゲルを作成することに成功した。さらに,このゲル中にかご型シルセスキオキサン-ポリエチレングリコール複合体.(PEG-POSS)を分散させることで,生体の水晶体と同じ屈折率1.43を有するゲルを作成することに成功した。毛様体筋およびチン氏小帯によって眼球内に懸架・支持されている水晶体が,毛様体筋の収縮弛緩によって形状(厚さ)を変化させ,屈折力を変えることで光を網膜上で結像させる機能(水晶体変形)であると考えられている。現在白内障手術後に移植する人工水晶体は,単焦点レンズである。そのため生体が本来有する調節機能を失ってしまっている。白内障手術自体が一般化し,その成績も単に視力向上だけではなく,生体が本来有している機能をいかに保持,さらに模倣するかという段階まで来ている現在,人工水晶体開発の次なる目標は調節能力の完全な回復である。水晶体が有する構造・機能の特徴を全て満たす「有機ー無機ハイブリッドハイドロゲルを用いた完全調節機能を有する人工水晶体の創製」を目的とした。水晶体嚢内で安定し高分子ゲルを存在させる為に,ゾル状態の2種類の高分子鎖末端に反応性官能基(高分子A:アミノ基,高分子B:活性エステル)を有するマルチアーム親水性高分子を水晶体嚢に注入する直前に注射器内で混合し,注入直後に嚢内で高分子末端間化学架橋ゲルを可能にした(インジェクタブル人工水晶体)。無機ナノ粒子としてかご型シルセスキオキサン(POSS)をゲル網目内に共重合することで,水晶体の屈折率1.43をハイドリゲルで達成することが出来た。またゲルには細胞毒性が観測されなかった。さらに,この方法論で調製されたゲルは,水晶体嚢を隙間なく充填するために,後発白内障の発症を抑える効果も見出された。調節作用の発現は,副交感神経刺激薬剤ピロカルピン点眼薬を用い,点眼前と点眼1時間後の等価屈折度数の差と,前房深度の変化を指標として行い,良好な結果を得た。レンズフィリング材料を構成する高分子は,水晶体嚢内で安定して存在させる為に,ゾル状態の2種類の高分子鎖末端に反応性官能基を有するマルチアーム親水性高分子を水晶体嚢に注入する直前に注射器内で混合し,注入直後に嚢内で高分子末端間化学架橋ゲルを形成できるように設計することが,最も重要なポイントとなるが,本年度の検討でこの目的を達成できた。高分子物理化学平成27年度は,ゲルの光学特性をより生体に近づけるために,ゲル中で屈折率を調整する成分であるPEG-POSSを人工水晶体中心部から前房方向に高濃度になるように濃度勾配を持たせることによって,毛様体の緊張,弛緩に応じて前房部の屈折力を可逆的に制御することを試みる。本年度の目標である化学架橋ゲルの分子設計および合成法の確立が計画通りに進捗したため,化学薬品,ガラス器具糖の物品費の仕様が申請額に比べて安く抑えることが出来たためである。次年度は,更なる物性向上を目指して,より精密な分子構造を有する化学架橋ゲルの作成を新たな検討項目として加え,さらに生体適合性試験のために使用する予定である。
膜に局在する受容体タイロシンキナーゼの構造生物学的研究

レグインスリンは、ダイズ由来分子量4kDaの生理活性ペプチドであり、その受容体タンパク質であるLBPに特異的に結合する。LBPは、分子量170kDaのタンパク質であり、レグインスリンの結合によって活性が促進する新奇な受容体様タイロシンキナーゼである。LBPは植物の原形質膜や細胞壁に局在するため、細胞内外の信号変換を行い、成長や分化に関する情報伝達に関与すると考えられている。すでにLBPの結晶化に成功しているが、結晶性の再現性が悪く、同型な結晶を恒常的に得ることが困難であった。今回精製条件を再検討することで、同型な結晶を再現性良く得ることに成功し、かつX線回折の分解能が飛躍的に向上した。LBPはダイズ種子から精製し、その過程において硫安分画を行う。今回、硫安分画の行程を省き、代わりにイオン交換カラムを用いたことで、収量および純度を上げることができた。得られた試料で結晶化を行ったところ、これまでと同様な条件で結晶を得ることができた。現在得られている結晶は、前回までの結晶よりもサイズは小さい。しかし、PF BL5においてX線回折実験を行ったところ、2.6Å分解能までの回折強度データを収集することに成功した。LBPはシステインを12個有するため、水銀誘導体結晶の調製が可能であると考えた。しかし、種々の水銀化合物を用いて水銀誘導体結晶の調製を試みたが、構造解析に有効な誘導体結晶を得ることができなかった。この結果から、LBPのシステインは全てジスルフィド結合に関与しているか、分子内部に存在しているのではないかと予想できる。今後は、網羅的に重原子誘導体結晶を調製し、構造解析を進めていく。また、LBPの結晶は回折方向に異方性があり、結晶の縦方向では、現在2.0Å分解能までの回折点を確認できる。したがって、結晶化条件を至適化することで、高分解能結晶構造解析可能になると考えている。
木粉の加溶媒分解処理による混練型WPCの物性向上効果の解明

加溶媒分解処理による木粉の改質が、木材・プラスチック複合材(混練型WPC)(以下WPCと略す)の衝撃強度等の力学物性に及ぼす効果を明らかにすることを目的として、加溶媒分解処理した木粉とポリプロピレンを原料に用いてWPCを製造し、その力学物性を評価した。その結果、加溶媒分解処理木粉を用いた場合には、無処理木粉を用いた場合と比較し、高い伸び性能と、高い耐衝撃性能を示すことが判明した。これらの結果は、WPCの欠点の一つであった硬くて脆い性質が改善できることを示しており、これまで木質材料が使用されてこなかったプラスチック産業へのWPCの用途拡大に寄与する基礎的な知見である。木粉と熱可塑性プラスチックを混練して製造する複合材料(WPCと略する)は、間伐材等の未利用木材や廃プラスチックを原料として利用でき、プラスチックと同様の成型加工が可能であるため、新しい木質系材料として注目されている。しかし実用に際し、プラスチックと比較して衝撃強度や疲労強度等の物性が低いことが問題となっている。WPCの物性は、木粉(親水性)とプラスチック(疎水性)の界面の相溶性や、プラスチックへの木粉の分散性等により大きく異なる。本研究では、高級脂肪族アルコールを用いた加溶媒分解処理により木粉を前処理し、木粉の微細化と同時に木材に疎水性の高級脂肪族鎖をグラフトすることにより、プラスチック中への木粉の分散性、木粉-プラスチック界面の相溶性を同時に制御し、それによる相乗効果が、WPCの衝撃強度、疲労強度等の力学物性に及ぼす効果を明らかにする。本年度は、高級脂肪族アルコールを用いて、様々な条件で木粉を加溶媒分解処理し、その性状を評価した。加溶媒分解処理木粉の形状を評価するために、デジタルマイクロスコープによる顕微鏡観察とレーザ回折式粒度分布測定装置を用いた粒度分布測定を行った。さらに、木粉に高級脂肪鎖がグラフトしているか否かを、フーリエ変換赤外分光分析装置(FT-IR)、示差走査熱量測定装置(DSC)を用いて分析し評価した。その結果、木粉は加溶媒分解反応により、主として繊維を切断する方向に微細化される傾向が認められた。また、反応時間を長くするほど微細化が進行し、粒度が均一になる傾向がみられた。さらに、加溶媒分解処理後の処理木粉をFT-IR、DSCを用いて分析した結果、疎水鎖である高級脂肪鎖が木粉にグラフトしていることを明らかとした。本研究では、WPCの主原料である木粉を高級脂肪族アルコールで加溶媒分解処理し、木粉を分解し微細化するとともに木粉の表面を疎水化することが、最終製品であるWPCの衝撃強度、疲労強度等の力学物性に及ぼす効果を明らかにすることを目的としている。当該年度は、加溶媒分解処理木粉とポリプロピレンとの配合比を変えて様々なWPCを調製し、熱流動特性を測定することにより、加溶媒分解処理木粉の含有率の違いがWPCの成型加工性に及ぼす影響を評価した。さらに、熱流動特性の測定データを基に、WPCの射出成型条件の最適化を試みた。その結果、無処理の木粉を用いた場合には、木粉の含有率を50%から60%に増やすと、熱流動性の指標であるメルトフローレート(MFR)が35.8 g/10minから4.0 g/10minに低下した。一方、加溶媒分解処理木粉を用いた場合には加溶媒分解処理木粉を50%から60%に増やすとMFRは59.1 g/10minから33.7 g/10minに低下した。このことから、木粉の含有率を増加させると熱流動性は低下するが、木粉の加溶媒分解処理により、木粉の含有率を高めても流動特性の低下が低く抑えられることが判明した。WPCの射出成型を行った結果、MFRが約30 g/10min以上のWPCにおいては、射出温度200°C、射出圧力9MPaでの成形が可能であることを明らかとした。当該年度の達成目標であった、加溶媒分解処理木粉とポリプロピレンを加熱混練することによるWPCの調製と、調製したWPCの熱流動特性評価を行い、加溶媒分解処理木粉を使用することにより、熱流動性が向上することを明らかにしたこと、また、WPCの射出成型条件を決定し、WPC物性試験体の製造方法を確立したことから、おおむね順調に進展していると評価した。本研究は、木材・プラスチック複合材(混練型WPC、以下WPCと略す)原料の木粉の加溶媒分解処理による改質が、WPCの衝撃強度等の力学物性に及ぼす効果を明らかにすることを目的としている。昨年度までに、WPCの原料である木粉を高級脂肪族アルコールであるステアリルアルコールを用いて加溶媒分解処理することにより、木粉が繊維方向に直角に切断されて微細化し、同時に木粉に溶媒由来の疎水基が付加することを明らかにした。

また、加溶媒分解処理木粉を用いることにより、WPCコンパウンド(木粉とプラスチックの複合材ペレット)の熱流動性が向上することが判明し、射出成型による製造負荷を低減できること、成形条件を変えることなく木粉含有率の高いWPCの製造が可能となることを明らかにした。本年度は、木粉の加溶媒分解処理がWPCの力学物性に及ぼす効果を明らかにするために、加溶媒分解木粉とポリプロピレンの質量比を50/50として製造したWPCの引張試験、および、衝撃試験を行い、無処理木粉を同様の質量比で製造したWPCの結果と比較した。引張試験を行った結果、無処理の木粉を用いた場合にはひずみ(伸び)が2.3%で破壊したのに対し、加溶媒分解処理木粉を用いた場合には、9.5%で破壊したことから、約4倍の伸び性能を示すことが明らかとなった。また、シャルピー衝撃試験を行った結果、加溶媒分解処理木粉を用いた場合には、無処理の木粉を用いた場合の約1.4倍の衝撃強度を示した。これらの結果により、木粉の加溶媒分解処理により、これまでWPCの欠点の一つであった硬くて脆い性状を改善し、伸び性能と耐衝撃性能に優れたWPCを製造できることが明らかとなった。加溶媒分解処理による木粉の改質が、木材・プラスチック複合材(混練型WPC)(以下WPCと略す)の衝撃強度等の力学物性に及ぼす効果を明らかにすることを目的として、加溶媒分解処理した木粉とポリプロピレンを原料に用いてWPCを製造し、その力学物性を評価した。その結果、加溶媒分解処理木粉を用いた場合には、無処理木粉を用いた場合と比較し、高い伸び性能と、高い耐衝撃性能を示すことが判明した。これらの結果は、WPCの欠点の一つであった硬くて脆い性質が改善できることを示しており、これまで木質材料が使用されてこなかったプラスチック産業へのWPCの用途拡大に寄与する基礎的な知見である。高級脂肪族アルコールを用いて、様々な条件で木粉を加溶媒分解処理し、その性状を明らかにすることを目的として、処理の程度による加溶媒分解処理後の木粉の形状の違いや加溶媒分解処理により、木粉に疎水鎖がグラフトするか否かに関して検討を行った。その結果、加溶媒分解処理による木粉の微細化の傾向を明らかにし、さらに、加溶媒分解処理により、木粉に高級脂肪族アルコール由来の疎水鎖がグラフトすることを明らかにすることで、本年度の目標を概ね達成したことから、概ね順調に進展していると評価した。加溶媒分解処理木粉とポリプロピレンを様々な配合で加熱混錬し、射出成型して製造したWPC試験体を用い、熱分析や顕微鏡観察により、木粉・プラスチック界面の相溶性を評価する。並行して、引張試験、曲げ試験、耐衝撃性試験などにより、木粉の加溶媒分解が、最終製品であるWPCの物性に及ぼす影響を明らかにする。木質材料工学加溶媒分解処理した木粉と様々な種類の熱可塑性プラスチックを加熱混練し、混練物の熱流動性を測定することにより、その成形性、加工性を評価する。評価結果に基づき、原料に加溶媒分解を用いた木材・プラスチック複合材料(WPC)を試作することにより、その製造方法を確立する。なお、WPCの試作は押出成形機、射出成形機、およびプレス成形機を用いて行う。さらに、製造したWPCの衝撃強度や疲労強度等の強度試験を行うことにより、木粉の加溶媒分解処理がWPCの強度性能に及ぼす効果を明らかにする。プラスチック原料に現有のポリプロピレンを用いたため、次年度使用額が生じた。また、当該年度に導入した油圧式射出成型機専用の金型の購入が必要となり、当初購入を予定していた手動式射出成型機用金型の購入を取りやめたため、次年度使用額が生じた。
血管内皮細胞の恒常性制御におけるTGF-βファミリーの役割解明

TGF-βファミリーは、細胞の増殖や分化などの生命現象を制御しており、シグナルの異常はがんや難治性疾患などの原因となることが知られている。本研究では血管内皮細胞の恒常性制御に関するTGF-βファミリーシグナルの役割解明を目指して、TGF-βファミリーすべてに必須の分子・Smad4、またはBMPシグナルを伝達するSmad1およびSmad5の遺伝子を内皮細胞特異的に欠損させるマウスを作成し、その影響について検証した。Smad4遺伝子をVE-カドヘリンプロモーター依存的に欠損させると、欠損から3週間以内に死亡したが、BMPシグナルを欠損した場合にはそれよりも早期に死亡することが明らかとなった。この結果は、血管内皮細胞ではTGF-βシグナルよりもBMPシグナルが重要であること、TGF-βシグナルとBMPシグナルの協調または拮抗作用が血管・リンパ管内皮細胞の恒常性維持にかかわっていることを示唆した。これらのマウスを利用して腫瘍血管内皮細胞の解析を行う予定であったが、遺伝子欠損により早期に死亡するため担癌マウスの作製が困難であった。そこで、血行性転移しやすい細胞株を作製し、血管内への浸潤能が9倍高くなった細胞株を作製することができた。これらの細胞ではBMPに対する感受性は変化なかったがTGF-βシグナルへの応答性が増加していることが分かった。これらの細胞のゲノムワイド解析を行ったところ、転移に関与すると予測される分子を複数同定することができた。また低酸素環境においてTGF-βシグナルを増強する分子を見出しており、この分子がSmadの安定化に関与することを現在論文投稿中である。内皮細胞特異的にTGF-βファミリーシグナルを欠損した場合とBMPシグナルのみを欠損させた場合の違いを明らかにすることができた。この違いは生存に関与しており、TGF-βファミリーによるリンパ管・血管内皮細胞の違いは非常に興味深いテーマとなっている。また利用している遺伝子改変マウスは遺伝子欠損を誘導すると早期に致死となってしまうため当初予定していた腫瘍転移に関与する血管内皮細胞の役割を解析することができなかった。そこで方向性を変えて腫瘍細胞の解析から血行性転移を促進する因子の探索を行ったところ、血行性転移にかかわる分子を多数同定できた。今後これら因子の分子メカニズムを解析し、腫瘍転移の分子メカニズムの詳細を明らかにすれば血行性転移を抑制する治療法の開発につながると期待される。さらに、低酸素環境において発現が促進されTGF-βシグナルを増強する分子を同定することができた(論文投稿中)血管内皮細胞、リンパ管内皮細胞を分取し、血管の恒常性維持に関与する分子メカニズムを同定する。さらに、低酸素環境において誘導されてTGF-βシグナルを増強する分子を明らかにすることができたため(論文投稿中)、この分子によるTGF-βシグナルの制御機構を明らかにすることで、虚血部位におけるTGF-βシグナルの役割解明につなげていく。この分子はTGF-bシグナルの細胞内シグナル伝達分子Smadの安定化に関与しており、この分子の酵素活性を阻害する分子を探索することにより、TGF-βシグナルの亢進が原因となる疾患への応用が期待される。そこでこの分子の阻害薬の探索を行う。BMPシグナルとTGF-βシグナルの血管・リンパ管制御機構の違いを見出している。シグナル系の詳細な標的分子の探索を行うことにより、血管・リンパ管内皮細胞の恒常性維持機構の分子メカニズムの解明を行う。TGF-βファミリーは、TGF-β、Activin, BMPを含むサイトカインであり、様々な細胞の機能を制御調節している。TGF-βファミリーシグナルの異常により難治性血管疾患が引き起こされることが知られているが、血管病変の分子メカニズムは未解明であり、培養細胞を用いた研究の限界と成体研究の重要性が示唆されている。そこで本研究では、TGFβファミリーがどのように血管機能を調節しているのかを明らかにするために、遺伝子改変マウスを用いてTGF-βファミリー全般に必須のSmad4と、BMPシグナルを伝達するSmad1,5を成体血管(リンパ管)内皮細胞特異的に欠損させ、血管の恒常性制御におけるTGF-βファミリーの分子メカニズム全容の解明を目指した。内皮細胞特異的に遺伝子欠損を誘導するために、VE-Cad-iCreERマウスを用いを利用した。タモキシフェンを投与してVEカドヘリンプロモーター依存的にSmad4遺伝子を欠損させると、投与3週間前後で致死となった。マウスは貧血様の症状を呈し、全身の血液循環が低下していた。タモキシフェン投与3週間後には、様々な臓器において異常を確認した。さらに貧血は血管の異常に伴う二次的な影響であり、造血幹細胞の分化能には影響がないことを見出した。血管芽細胞からは、血球、血管、リンパ管が分化するが、これらの中で血管が特に重要であることを明らかにできた。さらに、内皮細胞特異的にBMPおよびTGF-βシグナルを欠損させたところ、これらの異常の原因となるシグナル系を明らかにすることができた。内皮細胞特異的にSmad4遺伝子を欠損させた結果血管と血球に異常がみられたが、その原因となるシグナル系の同定と、造血幹細胞には問題がないことを同定することができ、当初の予定よりも迅速に研究が進行している。研究結果から、新たな課題を策定することができている。また、血管内皮細胞においてBMPシグナルを欠損させると致死となるため、腫瘍血管新生における役割解明は不可能であることが明らかとなった。