hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マウス生殖系列細胞における生殖顆粒構造の分子機能解析

生殖細胞に顕著に観察される構造的特徴に生殖顆粒RNPが挙げられる。同構造は世代、種を越えて広く生殖細胞に観察される事から生殖系列の特性に重要な役割を担うと考えられる。本研究計画ではマウス生殖顆粒の構成分子の解析を進めTDRD1、9はMILI、MIWI2と相互作用し精原細胞でpiRNA経路を介してレトロトランスポゾンを抑制する事、TDRD6、7は精子細胞の成熟とchromatoid bodyのRNPリモデリングに重要である事を明らかにすると共にtudor-piwi経路の新たな構成分子の同定、解析を進めた。生殖細胞はゲノム情報を次世代に伝達し、個体発生の起点となる細胞系譜である。その発生分化プロセスではゲノム再プログラム化、個体発生能の獲得維持、DNA組換え等重要な生命現象が起こる。一方、生殖細胞に顕著に観察される構造的特徴に生殖顆粒RNPが挙げられる。しかし生殖顆粒の機能研究は特に哺乳類において殆ど進んでいない。研究代表者らは哺乳類生殖顆粒の構成蛋白質群をコードするTdrd遺伝子ファミリーの同定、遺伝子改変マウス作成、表現型解析を行い、生殖顆粒の形成異常を示す複数の変異マウスを得た。本研究計画はこれら生殖顆粒の変異系統を実験材料の基盤として包括的なオミクス解析を重点に進め、生殖顆粒の生成異常に伴う細胞内の分子経路の特異的変動の解明を目指す。生殖顆粒の分子レベルでの機能研究を発展、展開する事で、同構造が担う重要な生物学的機能を明らかにすると共に、生体内に存在する新たな分子システムの同定を目指す。生殖細胞はゲノム情報を次世代に伝達し個体発生の起点となる細胞系譜である。その発生分化プロセスではゲノムの再プログラム化、個体発生能の形成、DNA組み換え等重要な生命現象が起こる。一方、生殖細胞に顕著に観察される構造的特徴に生殖顆粒が挙げられる。同構造は世代、種を越えて観察される事から生殖細胞の発生分化、特性に重要な役割を担うものと考えられる。しかし哺乳類生殖顆粒の解析はこれまでに殆ど進んでいない。本研究計画は哺乳類生殖顆粒の構成蛋白質をコードするマウスtudor遺伝子群を研究材料として生殖顆粒構造が担う分子生物学的機能を明らかにする事を目的とする。平成20年度は(1)TDRD1およびMILIの相互作用、(2)TDRD6ノックアウトマウスの解析、を中心に研究を進めた。(1)生殖顆粒に局在するtudorファミリーTDRD1蛋白質はマウスpiwiファミリーMILIと結合し、レトロトランスポゾンの中程度の抑制、ゲノムDNAメチル化、また生殖細胞特異的なsmall RNAであるpi/rasiRNAのプロファイルに関与する事が明らかとなった。(2)Tdrd6が雄生殖顆粒chromatoidbodyの形成維持に必須な分子で有る事、EIF4EやPABP等の重要な翻訳制御因子の細胞内局在に機能する事、またchromatoid bodyがautophagyシステムと密接な相関を示す事が明らかとなった。これらの結果からchromatoid bodyがRNA及び蛋白質制御に関わる細胞内RNPリモデリングセンターで有る可能性が示唆された。生殖細胞は遺伝情報を次世代に伝達し個体発生の起点となる細胞系譜である。その発生分化プロセスではゲノム再プログラム化、個体発生能の形成、DNA組換え等重要な生命現象が起こる。一方、生殖細胞に顕著に観察される構造的特徴に生殖顆粒RNP構造が挙げられる。同構造は世代、種を越えて観察される事から生殖細胞の特性に重要な役割を担うものと考えられる。研究代表者らはマウス生殖顆粒の特異的な構成分子をコードするtudor関連Tdrd遺伝子群の機能解析を進めている。Tdrd1、6、7、9ノックアウトマウスを作製した所、これら遺伝子のホモ欠損個体はいずれも雄生殖細胞の分化過程に異常を示す事が明らかとなった。このうちTDRD1、9はマウスpiwiファミリーMILI、MIWI2と相互作用し、胎仔期前精原細胞においてpiRNA生合成経路を介してレトロトランスポゾンLINE-1のRNA、エピゲノムレベルでの抑制成立に機能する事が明らかとなった。精原幹細胞でのLINE-1制御の破綻は減数分裂期で同レトロトランスポゾンの過剰発現を招き、ゲノムDNA障害等による広範な細胞死を誘起する。一方、TDRD6、7は精子細胞の半数体成熟過程で働く。Tdrd6、7ノックアウトマウスでは精子細胞に特徴的な生殖顆粒RNP構造であるchromatoid bodyの形成不全が観察されるが、Tdrd1、9とは異なりレトロトランスポゾンのエピゲノム制御の破綻は検出されない、Chromatoid bodyはRNA代謝に関わるprocessing bodyと構成分子が類似しており、TDRD6,7が精子形成過程においてダイナミックなRNPリモデリングとRNAの翻訳制御に関わる事を示唆する結果を観察している。現在、更に明瞭なデータを得るべく研究を進めている。

生殖細胞はゲノム情報を次世代に伝達し個体発生の起点となる細胞系譜である。その発生分化プロセスではゲノム再プログラム化、個体発生能の獲得維持、DNA組換え等重要な生命現象が起こる。一方、生殖細胞に顕著に観察される構造的特徴に生殖顆粒が挙げられる。同構造は世代、種を越えて広く生殖細胞に観察される事から生殖系列の特性に重要な役割を担うと考えられる。しかし生殖顆粒の機能研究は特に哺乳類において殆ど進んでいない。研究代表者らが同定したtudor遺伝子群は生殖顆粒の特異的な構成蛋白質群をコードし生殖細胞のレトロトランスポゾン制御、RNP制御等に重要な働きを行う。平成23年度はTDRD蛋白質をプローブとしたマルチオミクス解析によって同定した新たな複数の因子の解析を進めた。これらはいずれも精子形成過程におけるレトロトランスポゾン制御に関わり、遺伝子改変マウスは減数分裂期の精母細胞で広範な細胞死を示す雄性不妊で有った。同因子群の分子作用機序の解析によっていずれもpiwi経路を通じてpiRNAの生合成に必要があり、またレトロトランスポゾンのエピゲノム制御に必須の働きを担う事が明らかとなった。これらの結果はTDRD蛋白質を介したpiwi経路の制御と生殖細胞ゲノムをトランスポゾンによる損傷から保護する分子ネットワークの解明に繋がる重要な成果である。同因子群の分子作用機序の解析によっていずれもpiwi経路を通じてpiRNAの生合成に必要であり、またレトロトランスポゾンのエピゲノム制御に必須の働きを担う事が明らかとなった。平成23年度は生殖顆粒構成分子をプローブとしたプロテオーム解析等により得られた新規蛋白質/遺伝子について遺伝学的解析等によりその生理機能を明らかにすると共に次世代シークエンサー等を用いたオミクス解析を通じてsmall RNA代謝における詳細な分子機能を明らかにする事が出来た。
エピソード・ブランディングの概念整理とグローバル展開へ向けての方法論の基礎研究

研究課題(エピソード・ブランディングの概念整理とグローバル展開へ向けての方法論の基礎研究)を解明するために、2年目(2018年度)は、理論研究(文献研究)と実証研究(企業インタビュー調査)を行い、成果の一部をAMA(アメリカ・マーケティング学会)で発表した。理論研究については、さらに多くの文献渉猟も加えて、その成果を一つの論文としてまとめた(三浦俊彦著、「エピソード・ブランディングにおける自己/他者エピソードー概念の理論的検討とインターネット調査分析ー」、『商学論纂』、第60巻、第5・6号、中央大学商学研究会、pp.197-219、2019年3月)。実証研究については、2018年8月に、ボストン(米国)にて、HORL(日系のヘルスケア技術に関する企業)に対し、エピソードに関わるブランド戦略についてインタビュー調査を行った。先行研究のレビュー・検討はある程度できている。初年度収集したデータを、本年度(2年目)のさらなる理論的考察も踏まえて、新たな分析を行った。実証研究については、初年度の2社に加えて、さらに1社、企業インタヒュー調査を行って、かなり実態がつかめてきた。以上から、2年目の達成度としては、おおむね順調に進展していると考える。今後は、理論研究については、先行研究(消費者行動、心理学、社会心理学、文化人類学、マーケティングなど)のレビューを続けるとともに、独自の理論的切り口の開発を続ける。実証研究については、これまでのインターネット調査およびインタビュー調査の基礎の上に、最終段階として、(今後つづける理論研究の成果としての)新たな仮説群による2回目の調査を行うと共に、企業インタビュー調査をさらに多くの企業に対して進める。研究課題(エピソード・ブランディングの概念整理とグローバル展開へ向けての方法論の基礎研究)を解明するために、初年度(2017年度)は、理論研究(文献研究)と実証研究(消費者質問紙調査、企業インタビュー調査)を行い、成果の一部を海外学会で発表した。理論研究については、これまでの先行研究をレビュー・検討する中で、その成果を一つの論文としてまとめた(三浦俊彦著、「エピソード・ブランディングの概念規定と戦略枠組みーエピソード記憶の特性を生かしたブランド戦略ー」、『商学論纂』、第59巻、第3・4号、中央大学商学研究会、pp.513-538、2018年3月)。実証研究については、2017年12月に、消費者(サンプル数2005名)に対し、インターネット調査を行い、消費者が自己や他者のエピソードをどのように捉え、また影響されているかを分析した。また2018年3月に、ドバイ(UAE)にて、富士通ゼネラル、シチズン時計に対し、エピソードに関わるブランド戦略についてインタビュー調査を行った。実証研究については、インターネット調査により、自己及び他者のエピソードを消費者がどのように捉え、影響されているかの基礎的データは集まった。また、エピソード・ブランディング(消費者のエピソードに基づくブランド戦略)については、2社ではあるが、企業インタヒュー調査を行って、ある程度の実態がつかめてきた。以上から、初年度の達成度としては、おおむね順調に進展していると考える。実証研究については、インターネット調査で基礎データは集まったので、この基礎の上に、第2段階として、(今後つづける理論研究の成果としての)新たな仮説群による2回目の調査を行うと共に、企業インタビュー調査をさらに多くの企業に対して進める。理由は、消費者インターネット調査が、予想より安価に実施できたため。使用計画は、2年目(2018年度)については、繰り越された予算額も適切に使用して、消費者調査および企業インタビュー調査の実施を計画している。理由は、旅費が予想より安価に実施できたため。
沖縄の建造物の黒い着色に関連した気生シアノバクテリア株コレクションの構築

沖縄の琉球石灰岩製の石垣や石積みの黒い着色の主な原因は気生シアノバクテリアの生育であることが知られているが,どの様な種類が,どの様な生育過程を経て黒い着色に至っているのかに関する情報はほとんどなく,世界的にも情報は少ない。本研究は,琉球大学構内から確立した気生シアノバクテリア株をもとに新たな株の採集・分離も行い,分子系統解析(特に16S rRNA遺伝子塩基配列に基づく)と詳細な形態観察(光学・電子顕微鏡観察)による多相分類法により分類し,正確で利用可能な分類・培養情報を付与した,気生シアノバクテリア株コレクションを確立する。
必須微量元素セレン・トランスポーター受容体の同定と取り込み機構の解析

Seトランスポーターの運搬・取り込み機構の解析Jurkat細胞に可変量の放射標識SePを加え,4°Cで1時間反応した.反応終了後,細胞への結合量を測定し,スキャッチャードプロットを行った.その結果,SePに対する受容体の数は2,200±1,500percell (n=4,mean±SEM),解離定数Kdは0.67±0.33nMと求められた.また,放射標識SePとJurkat細胞を反応後,架橋試薬を加えた試料についてSDS-PAGEとオートラジオグラフィで解析を行い,SeP受容体の存在を調べた.その結果,架橋試薬disuccinimidyl suberateと反応した場合,試薬無しで見られた66KDaのバンド(SePに由来)は消失し179KDaのバンドが新たに出現した.500倍量の非標識SePを共存するとこのバンドは消失することから,この反応が特異的であることが確認された.両者の差,すなわち110KDaのSeP受容体の存在が示された.SePがJurkat細胞にSeを供給していることを確かめるため,細胞と放射標識SePを37°Cで3日間培養後,細胞内のSe含有蛋白質の新規合成が行われているかSDS-PAGEとオートラジオグラフィで解析を行った.55,23,20及び15kDaのバンドが認められ,これらのバンドが抗SeP抗体で免疫沈降されないことから,新規Se含有蛋白質の合成が確認された.以上の結果から,SeP受容体の存在とSePがこの受容体を介して細胞内にSeを供給していることが証明された.SeP受容体の同定の試みSeP不溶化カラムにJurkat細胞膜画分を添加後,結合物の回収・分析を試みた.しかし,構造解析などの分析に十分な量の試料を確保することが出来なかった.今後,より多量の膜画分を用いるなど工夫を加えて,最終的にSeP受容体の同定を目指す予定である.SeトランスポーターであるSePの細胞への結合様式,取り込み機構について研究を行った.放射標識SePの調製Se75を添加した培地で肝細胞腫Hep-G2を培養し,回収した培養上清から,Ni-NTA agaroseを用いて,放射標識SePを単離した.Seトランスポーターの運搬・取り込み機構の解析Jurkat細胞に可変量の放射標識SePを加え,4°Cで1時間反応した.反応終了後,細胞への結合量を測定し,スキャッチャードプロットを行った.その結果,SePに対する受容体の数は2,200±1,500percell(n=4,mean±SEM),解離定数Kdは0.67±0.33nMと求められた.また,放射標識SePとJurkat細胞を反応後,架橋試薬を加えた試料についてSDS-PAGEとオートラジオグラフィで解析を行い,SeP受容体の存在を調べた,その結果,架橋試薬disuccinimidyl suberateと反応した場合,試薬無しで見られた66KDaのバンド(SePに由来)は消失し179KDaのバンドが新たに出現した.500倍量の非標識SePを共存するとこのバンドは消失することから,この反応が特異的であることが確認された.両者の差,すなわち110KDaのSeP受容体の存在が示された.SePがJurkat細胞にSeを供給していることを確かめるため,細胞と放射標識SePを37°Cで3日間培養後,細胞内のSe含有蛋白質の新規合成が行われているかSDS-PAGEとオートラジオグラフィで解析を行った.55,23,20及び15kDaのバンドが認められ,これらのバンドが抗SeP抗体で免疫沈降されないことから,新規Se含有蛋白質の合成が確認された.以上の結果から,SeP受容体の存在とSePがこの受容体を介して細胞内にSeを供給していることが証明された.Seトランスポーターの運搬・取り込み機構の解析Jurkat細胞に可変量の放射標識SePを加え,4°Cで1時間反応した.反応終了後,細胞への結合量を測定し,スキャッチャードプロットを行った.その結果,SePに対する受容体の数は2,200±1,500percell (n=4,mean±SEM),解離定数Kdは0.67±0.33nMと求められた.また,放射標識SePとJurkat細胞を反応後,架橋試薬を加えた試料についてSDS-PAGEとオートラジオグラフィで解析を行い,SeP受容体の存在を調べた.その結果,架橋試薬disuccinimidyl suberateと反応した場合,試薬無しで見られた66KDaのバンド(SePに由来)は消失し179KDaのバンドが新たに出現した.500倍量の非標識SePを共存するとこのバンドは消失することから,この反応が特異的であることが確認された.両者の差,すなわち110KDaのSeP受容体の存在が示された.SePがJurkat細胞にSeを供給していることを確かめるため,細胞と放射標識SePを37°Cで3日間培養後,細胞内のSe含有蛋白質の新規合成が行われているかSDS-PAGEとオートラジオグラフィで解析を行った.55,23,20及び15kDaのバンドが認められ,これらのバンドが抗SeP抗体で免疫沈降されないことから,新規Se含有蛋白質の合成が確認された.以上の結果から,SeP受容体の存在とSePがこの受容体を介して細胞内にSeを供給していることが証明された.SeP受容体の同定の試み

SeP不溶化カラムにJurkat細胞膜画分を添加後,結合物の回収・分析を試みた.しかし,構造解析などの分析に十分な量の試料を確保することが出来なかった.今後,より多量の膜画分を用いるなど工夫を加えて,最終的にSeP受容体の同定を目指す予定である.
脳海馬シナプス伝達長期増強に関する分子生物学的研究

本研究では海馬CA1領域におけるLTP誘導とCaMキナーゼII活性化反応を調べた。海馬放線状層(stratum radiatum)のCA1領域入力線維2ケ所に刺激電極をおき,100Hz,4パルスを5Hz間隔で10回電気刺激した。この刺激で,LTPが誘導された。対照は,10Hz,100パルスを同じ部位に刺激した(低頻度刺激)。LTP誘導後,CA1錐体細胞部分をパンチアウト(約0.5mg組織量)し,トリトンX-100を含む緩衝衡液でホモジェナイズし、遠心沈殿後、上清分画についてCaMキナーゼII酵素活性を測定した。1)LTP誘導後、時間的経過で、CaMキナーゼIICa^<2+>非依存性活性を測定すると,0時間,対照に比較して有意に上昇していた。興味深いことには,Ca^<2+>/CaM依存性活性も,LTP誘導の早い時間的経過の中で,増加していたことである。2)あらかじめ,NMDA受容体拮抗薬であるAP5とインキュベイトした海馬切片を用いると,LTP誘導およびCaMキナーゼII活性化反応が阻害された。また,蛋白質基質であるシナプシンIを用いても同様の結果が得られた。3)プロテインホスファターゼ阻害剤であるカリキュリンAをあらかじめ投与すると,CaMキナーゼII活性化反応のより大きな増加が認められ、LTP誘導が観察された。4)生後4日目ラット海馬切片を分離し、切片そのものを培養して、約10日後実験に使用した。このような培養切片においても同様の結果を示した。以上の結果は,LTP誘導がNMDA受容体刺激によって惹起され、CaMキナーゼII活性化反応が関与している可能性を強く示唆しているものと結論される。今後、CaMキナーゼII活性化反応に続く基質の燐酸化反応とLTP維持反応との関係およびグルタミン酸受容体刺激,LTP誘導後に,CaMキナーゼIIの遺伝子発現刺激効果への関与について明らかにしていきたいと考えている。
図的推論における抽象情報処理の総合的研究

下嶋は、2017年度に引き続き、図表現から観察可能な情報を言語的表現系との対照において形式的に特徴づける研究を行った。下嶋はまた、Stanford大学のD. Barker-Plummer氏と共に様々な種類の図表現の意味論的特性を「一変数表示系」という概念で統一的に捉える研究を継続した。これらの研究の成果は、国際学会Diagrams 2018にて発表され、2本の論文としても出版された。竹村は、オイラー図や表、グラフ等のこれまでに研究を進めてきた具体的なヘテロジニアスシステムを抽象化し、アブストラクトなヘテロジニアスシステムの形式化を行った。さらに、そのアブストラクトシステムにおける証明の正規化定理を証明し、ヘテロジニアスな証明一般の特徴づけを行った。研究成果はDiagrams 2018にて発表され、論文としても出版された。杉尾は、図表現に現れる大域的構造と局所的構造の知覚の関係についての研究を継続し、とくに階層グラフの一つのノードからどのように注意が拡大するかを実験的に検討した。その結果、そのノードと同じ中間的構造を形成するノード群に対する注意の優先性、そのノードの上部に位置するノードへの注意の優先性、そのノードと同一の階層に属するノードへの注意の優先性が確認され、グラフの構造的性質とともに、階層グラフの読み方に関する事前知識が注意の配置に影響していることが確認された。この研究の成果の一部は、Diagrams 2018にて発表され、論文としても出版された。主として3つの理由で、このように判断する。第1に、研究実績の概要で述べたように、論理的、計算論的、心理学的アプローチのそれぞれにおいて重要な研究成果を得ていることがある。本研究の目標はこれら複数の方法を補完的に用いて図の抽象情報の処理を解明することであるが、各アプローチにおいて、それぞれの分野で評価される成果が出ていることは、その目標を達成するために前提としてきわめて重要である。第2に、それらの異なるアプローチの研究がばらばらに行われるのではなく、定期的な会合において得られた知見が交換されることにより、互いに補完的な役割を果たすようになっている。とくに、これまでの研究により、図的表現系が情報基盤として確立する様々な抽象情報のうち、人間が処理・利用できるのはごく一部であること、しかし、知覚的・概念的条件が満たされれば、かなり複雑な抽象情報が処理の対象となり、図が使われない場合にはとうてい不可能な推論が可能になることが分かった。図を使った抽象情報処理のこうした臨界点を、論理的・情報論的可能性と、人間の心理学的現実の双方から明らかにしたことは、本研究の大きな成果と言える。第3に、本研究科題の成果が国際的な広がりを見せていることが挙げられる。論理学的アプローチ、計算論的アプローチ、心理学的アプローチのいずれにおいても、その研究成果が、図研究において国際的にもっとも権威のあるDiagrams 2018に論文採択されていることや、本研究課題の論理的アプローチにBrighton大学、Cambridge大学、Stanford大学の研究者が共同研究者として参加していることにそのことが示されている。本研究課題への論理的アプローチとして、下嶋が一変数表示系に関する論理学的な研究を進め、図において抽象情報の処理が可能になる情報論的基盤を探究する。従来、図的表現系のもつ特性と言われていたものが、この基盤の存在に基づいて統一的に説明できることを明らかにし、論理的アプローチによる成果としてまとめる。心理学的アプローチでは、杉尾が、行列図や連結図において行ってきた心理物理学的研究に基づいて、図的表現の読解における大域情報と局所情報の処理の特性を明らかにする。とくに、提示された図のカテゴリーに関する事前知識が、図上の大域情報の把握に必要な空間的注意の配置にどのように影響するかを明らかにし、心理学的アプローチの成果としてまとめる。計算論的アプローチでは、竹村ルールベースとモデルベース推論の観点から図的推論の特性についてまとめ、また、片桐は図的構造の投射の観点から人間の類推のメカニズムを研究した結果をまとめ、情報論的アプローチの成果として集約する。平成31年度には、本研究科題の最終年度として、各アプローチの知見を総括するための会合を重ね、その結果を研究報告書にまとめる。本研究の目的は、論理学的・計算論的・心理学的アプローチを統合して、図を介した人間の情報処理を総合的に理解することである。本年度は、5年計画の最初の年として、それぞれのアプローチの基礎固めを行い、おおむね、以下の(1)(6)の成果を得た。(1)論理学的アプローチにおいて、図において抽象情報が表示される論理的メカニズムと、そこから帰結する図の認知特性を体系的に解明した。(2)さらに、論理学的アプローチでは、図表現の意味分析の新しい方法論として、非常に単純なシグナル系である「一変数表示系」に着目し、通常の図表現が採用する意味体系を一変数表示系もしくはその集積として捉えるという方法を提案した。(3)また、計算論的アプローチでは、経済学で用いられる需要・供給グラフという身近な図表現に焦点を絞り、その推論特性を解明した。(4)心理学的アプローチでは、人間が表を読解するプロセスを解明するための基礎研究として、個別のセルに提示される具体情報と行や列レベルで表示される抽象情報を読み取るときの脳活動をfMRIデータに基づいて分析した。(5)これとは別に、心理学的アプローチでは、オイラー図を用いた三段論法推論のプロセスをfMRIデータに基づいて分析した。

(6)さらに、心理学的アプローチとして、「すべてのX」「あるX」という二種の量化表現だけを扱う伝統的な三段論法を拡張して、「ほとんどのX」などの量化表現を扱う推論についても、研究を進めた。本研究が、現時点でおおむね順調に進展していると判断する理由には、大きく二つある。第1に、論理学的・計算論的・心理学的アプローチにおいて、それぞれの方法論の長所を生かした研究成果が着々と得られ、著書、雑誌論文、学会発表において内外の学術界に発信され評価を得ていることがある。「研究業績」の(1)で述べた論理学的アプローチの成果は、英文の著作としてまとめられ、米国スタンフォード大学付属のCSLI出版から出版されている。(2)で述べた論理学的アプローチの成果、(3)で述べた計算論的アプローチの成果、(6)で述べた心理学的アプローチの成果は、図表現研究のもっとも権威のある国際学会であるInternational Conference on the Theory and Application of Diagramsでの発表が受理され、Springer社のLNAIシリーズの論文集に収録されることが決まっている。また、(4)で述べた心理学的アプローチの成果は日本心理学会第79回大会において発表された。さらに、(5)で述べた心理学的アプローチの成果は、2015 IEEE Symposium on Visual Languages and Human-Centric Computingにおいて発表され、最優秀論文賞を受賞している。第2に、これらのアプローチがばらばらに追求されているわけではなく、年2回の定期会合において、長い時間をかけてそれぞれの進捗状況について徹底的に討論し合い、本研究でめざしている三つのアプローチに基づく総合的研究が実を上げていることが挙げられる。本研究の目的は、論理学的・計算論的・心理学的アプローチを統合して、図を介した人間の情報処理を総合的に理解することである。平成28年度は、5年計画の2年目の年として、それぞれのアプローチの基礎固めを行い、おおむね、以下の(1)(4)の成果を得た。(1)論理学的アプローチでは、図表現の意味分析の新しい方法論として、非常に単純なシグナル系である「一変数表示系」に着目し、それを用いて新聞等のメディアで日常的に使われる図表現の意味規則が詳細に分析できることを確かめ、国際学会で発表した。さらに、図表現のもつ顕著な認知ポテンシャルである「ただ乗り特性」について、オイラー図の系を対象に詳細に分析し、国際論文誌にて出版した。(2)計算論的アプローチでは、経済学で用いられる需要・供給グラフという身近な図表現に焦点を絞り、その推論特性を解明した論文を国際学会で発表するとともに、ルールベース・モデルベース推論の観点から図的推論の特性を研究し、その認知科学的な含意を明らかにした。(3)計算論的アプローチではさらに、図的構造の投射の観点から人間の類推のメカニズムを探る研究を開始した。この研究では、類推研究において有力であった構造写像理論が記号的な表現のマッチングを前提しているのに対し、類推において空間的な構造のマッチングが行われている可能性を追究する。
高生体適合性低弾性率・高強度多孔質生体用金属材料の開発

無毒性・非アレルギー元素で構成された非平衡相のTi基金属ガラス合金粉末を用い、放電プラズマ焼結(SPS)法により、高強度、かつ低ヤング率の多孔質Ti基金属ガラス材料の開発に成功した。多孔質金属ガラスの性能を合金組織、気孔サイズ、気孔率などの依存性を明確した。また、擬似生体環境での腐食評価および細胞実験から新材料の生物学的生体適合性および動物実験により新材料の臨床的有効性を明確した。さまざまな組成の金属ガラスにおいて、生体安全性とイオン毒性の観点から、NiおよびBeを含有しないTi基(Ti-Zr-Cu-Pd-Sn)の金属ガラス合金(銅鋳型鋳造法で直径10 mmのバルク材ができる)に着目し、Arガスアトマイズ法で金属ガラス粉末を作製した。Ti-Zr-Cu-Pd-Sn合金において、出湯時溶解温度:1506 K,噴霧ガス圧:5.0 MPaの条件で、金属ガラス粉末の作製に成功した。作製したTi基金属ガラス粉末を用いて、放電プラズマ焼結法(SPS)により焼結した。放電プラズマ焼結の焼結温度はガラス遷移温度(Tg)の近傍での焼結体には、ガラス相を保持されており、結晶化することが認められなかった。焼結温度:643 K,加圧力:600 MPa,保持時間: 10 minの条件での単一なTi基金属ガラス粉末のSPS焼結体は、2060 MPaの超高強度の緻密なTi-Zr-Cu-Pd-Sn金属ガラスSPS材ができた。この条件で、Ti基金属ガラス粉末とNaCl粉末の混合粉末を焼結し、温水中でNaClを溶出後、ポーラス金属ガラスになった。走査型電子顕微鏡観察ではTi基ガラス粉末粒子間界面にネックの形成が認められ、ポアが試料中に均一に分布した。X線回折で解析した結果により、NaClを溶出した後のポーラス試料中に結晶質相は検出されなかった。試料の気孔率はNaClの添加量によって制御することができ、気孔率を増大させることで、ポーラスTi基金属ガラスのヤング率を減少させることができた。気孔率約3050%のTi-Zr-Cu-Pd-Sn金属ガラスSPS材のヤング率は、人体骨と同じであることが示した。電気化学法でハンクス液における耐腐食性検討した結果、新しく開発したポーラスTi基金属ガラスの耐腐食性は、純Tiよりも良いことが明らかとなった。本研究では、(1) Ti基金属ガラス粉末の作製プロセスの確立、(2) Ti基金属ガラス粉末の固化成形条件の確立と多孔質Ti基金属ガラスの作製、(3)作製した多孔質Ti基金属ガラスの組織観察と性能評価を行うことを当初計画としていた。平成27年度では、この三項目に関する研究を全て実施した。さらに、生体環境における性能評価および細胞実験に関する試料の準備にも着手できたので、当初の計画以上に進展しているといえる。金属ガラスは従来の結晶金属材料には見られない超高強度、低ヤング率、高耐食性等の優れた特性を示すため、生体・医療材料への応用が期待されている。本研究では、生物学的生体適合性の高い無毒性・非アレルギー元素で構成されたTi基金属ガラス合金粉末を用い、放電プラズマ焼結(SPS)法により、人骨と同程度の低ヤング率を示す生体適合性の優れた高強度多孔質生体用金属材料を創製することを目的とする。放電プラズマ焼結法による、加圧力600 MPa、保持時間10 minに設定し、焼結温度623 K717 Kを変化させ、焼結した直径15 mm、厚さ約6 mmのTi基金属ガラスバルク試料の組織と性能を評価した。焼結温度643 Kでの単一なTi-Zr-Cu-Pd-Sn金属ガラス粉末のSPS焼結体は、2060 MPaの超高強度の緻密なTi基金属ガラスSPS材ができた。Ti基金属ガラス粉末とNaCl粉末の混合粉末をSPSで焼結し、温水中でNaClを溶出後、ポーラス金属ガラスになった。SPS焼結時の条件、NaCl粉末の添加量を変化させ、気孔率060%の金属ガラス材ができた。また、水熱電気化学法で処理したTi-Zr-Cu-Pd-Sn金属ガラス試料を擬似体液(SBF)中に浸漬して、表面に良好な水酸化アパタイトが成長できた。ラットの皮下組織および大腿骨にTi-Zr-Cu-Pd-Sn金属ガラス試料を埋入して生体親和性を検討した結果、Ti基金属ガラス試料は純Ti製試料の場合と同様に良好な生体親和性と骨伝導性を示した。定量的測定による、Ti基金属ガラス試料と純Ti製試料の表面骨形成量はほぼ同等となることがわかった。エネルギー分散型X線分光法(EDX)分析による、移植後12週間後の時点でTi基金属ガラス試料周囲への金属イオンの拡散は検出されなかった。本研究では、(1)多孔質Ti基金属ガラスの最適プロセスの探索、(2)生体環境における性能評価、(3)細胞実験、(4)動物試験用試料の作製およびその性能評価を行うことを当初計画としていた。平成28年度では、この四つ項目に関する研究を全て実施した。当初の計画に従って順調に進展しているといえる。金属材料を生体材料として実用化するためには、生物学的生体適合性及び力学的生体適合性(骨などの生体組織との力学的適合性)の両方の特性を兼備しなければならない。

本研究では、生物学的生体適合性の高い無毒性・非アレルギー元素で構成されたTi基金属ガラス合金粉末を用い、放電プラズマ焼結(SPS)法により、人骨と同程度の低ヤング率を示す生体適合性の優れた高強度多孔質生体用金属材料を創製することを目的とする。放電プラズマ焼結法による、加圧力600 MPa、保持時間10 minに設定し、焼結温度623 K717 Kを変化させ、焼結した直径15 mm、厚さ約6 mmのTi基金属ガラスバルク試料の組織と性能を評価した。焼結温度643 Kでの単一なTi-Zr-Cu-Pd-Sn金属ガラス粉末のSPS焼結体は、2060 MPaの超高強度の緻密なTi基金属ガラスSPS材ができた。この条件を用いて、Ti基金属ガラス粉末と塩粉の混合粉末を焼結し、ポーラス金属ガラス試料を作製した。微細組織の解析結果によるTi基金属ガラス粉末粒子間界面にネックの形成が認められ、ポアが試料中に均一に分布した。X線回折で解析した結果により、溶出塩相後のポーラス試料中に結晶質相は検出されなかった。試料の気孔率は塩粉の添加量によって制御することができ、気孔率を増大させることで、ポーラスTi基金属ガラスのヤング率が減少することができた。気孔率約3050%のTi-Zr-Cu-Pd-Sn金属ガラスSPS材のヤング率は、人体骨と同じであることが示唆された。同じ気孔率の場合は、気孔サイズの減少による、ポーラス金属ガラスの強度が増加することが明らかになった。また、細胞増殖(7天)及び細胞分化(28天)評価結果、SPS焼結したTi-Zr-Cu-Pd-Sn金属ガラス試料は純Ti材とほぼ同程度でなることがわかった。無毒性・非アレルギー元素で構成された非平衡相のTi基金属ガラス合金粉末を用い、放電プラズマ焼結(SPS)法により、高強度、かつ低ヤング率の多孔質Ti基金属ガラス材料の開発に成功した。多孔質金属ガラスの性能を合金組織、気孔サイズ、気孔率などの依存性を明確した。また、擬似生体環境での腐食評価および細胞実験から新材料の生物学的生体適合性および動物実験により新材料の臨床的有効性を明確した。平成28年度の研究計画では、(1)低ヤング率・高強度多孔質金属ガラスの最適プロセスの探索、(2)生体環境における性能評価、(3)細胞実験における性能評価、(4)動物試験用試料の作製およびその性能評価を行う予定である。今後の研究の推進について、当初の研究計画・方法に従って遂行する。平成29年度の研究計画では、(1)低ヤング率・高強度多孔質金属ガラスの最適プロセスの確立、(2)細胞実験、(3)動物試験用試料の作製およびその性能評価、(4)研究結果の総括的解析を行う予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。複合領域29年度が最終年度であるため、記入しない。
2008年に大阪で開催される第21回国際結晶学連合会議の学術プログラムの素案策定

国際結晶学連合(IUCr; International Union of Crystallography)会議は3年に一回開かれる国際会議であり、3000人規模の結晶学分野の研究者にとって最も重要なものである。2008年の第21回IUCrは8月23日から31日までの9日間、大阪国際会議場で開催される。本科学研究費補助金では、第21回IUCr準備のための組織委員会と連携して、以下の業務を進める。(1)藤井保彦IUCrプログラム委員会委員長(原研教授)を中心とし、第21回IUCrの学術プログラム素案を策定すること(2)会議前後に開催が予定されるプレ・ポストシンポジウムの開催候補地の調査を行うこと(3) 2008年の第21回IUCrまでに開かれる関連国際会議に出席し、調査及び広報活動を行うこと、また関連国内会議における調査・広報活動を行うこと本組織委員会では、幹事会(18人)のもとに事務局(26人)、外務委員会(57人)、学術プログラム委員会(54人)を置き、幹事会に対してアドバイスをする立場の諮問委員会(25人)を設置した。本科研費の目的を主として担うのは学術プログラム委員会であり、「物理・鉱物小委員会」、「化学小委員会」、「生物小委員会」に分けられ、各小委員会にその分野の研究者を十数名から二十数名配している。平成18年度は、IUCr2008組織委員会を編成するために、幹事会開催(7月8日)、諮問委員会開催(9月11日)、事務局委員長会議(10月26日)、全体会議(11月23日)、演題受付・抄録集編集会議(平成19年1月11日)を開催した。また、第23回ヨーロッパ結晶学会(ECM23)に宮原郁子ソーシャルイベント小委員会委員長(大阪市立大理助教授)を派遣して詳しい報告書を作成し、組織委員会の中でその情報を活用した。上記委員会などの会議費、委員の旅費などを支出し、ECM23会議への派遣旅費も支出した。また、事務局および広報活動に係る経費(ポスター・パンフレットの印刷、OA機器消耗品、通信費)についても支出した。本科研費は、一部を平成19年度に繰り越して運用した。5月27-29日に開かれたIUCrプログラム委員会に先立って組織委員会でプログラム素案を策定するため、5月2日-3日に学術プログラム委員会を開催し、そのための委員旅費・会議費などに支出した。そのほか、組織委員会幹事会(4月14日)、外務委員会(6月6日)などの委員旅費などに支出した。
歯周組織におけるセマフォリンの発現と病態との関連

本研究において、軸索伸長のガイダンス因子として知られていたセマフォリン(Semaphorin; Sema) 3Aは、歯髄組織内および歯槽骨において広く分布していることが判明した。また歯髄細胞自身がSema3Aとその受容体を発現し、その周辺に局在するマクロファージはSema3A受容体のみを発現することが明らかとなり、歯髄細胞が分泌したSema3Aは、自身に対してオートクライン的に、マクロファージに対してはSema3Aを介して直接的あるいは間接的に制御している可能性が明らかとなり、Sema3A発現細胞を制御することによって、マクロファージの作用を制御できる可能性が示唆された。最近、軸索伸長のガイダンス因子として知られていたセマフォリン(Semaphorin; Sema) 3Aが、骨芽細胞の分化促進と破骨細胞の分化抑制を同時に行うことで、骨保護作用を示すことが報告された。Sema3Aは軸索伸長のガイダンス因子として知られるセマフォリンファミリーに属するタンパク質で、セマフォリンファミリーは、哺乳類においてサブタイプを含め約20種が同定されている。Sema3Aは、これまで軸索伸長のほか免疫制御やがん細胞の増殖抑制などさまざまな機能が報告されているが、歯周組織や歯髄組織における役割は、わかっていなかった。そこで今回、歯周組織や歯髄組織の局所におけるSema3A発現細胞とその発現制御機構、Sema3A発現細胞と受容体陽性細胞との相互作用を探索し、Sema3Aの発現変動が組織の恒常性や崩壊に関与しているのか否かを明らかにすることを目的に計画し、本年度は、マウス歯胚から単離した樹立象牙芽細胞の石灰化に至る過程を再現する培養系を確立し、Sema3Aの発現について検討を行った。またPorphyromonas gingivalis由来のLPSの処置によって、Sema3Aの発現が変動することを見出した。さらに象牙芽細胞が、Sema3Aの受容体として報告のあるNeuropilin (Nrp)およびPlexinを発現していることを明らかにした。この結果は、象牙芽細胞に対して、Sema3Aは、オートクラインまたパラクライン的に細胞に作用している可能性を示唆している。Sema3Aは軸索伸長のガイダンス因子として知られるセマフォリンファミリーに属するタンパク質で、哺乳類では、サブタイプを含め約20種が同定されている。そこで今年度は、歯周組織や歯髄組織におけるSema3A陽性組織とSema3A発現細胞の同定、Sema3A発現細胞と受容体陽性細胞との関連を探究することを計画し、免疫組織学的検索および培養細胞を用いた検索を実施した。マウス下顎骨を単離し、抗Sema3A抗体を用いて免疫染色を実施し、歯槽骨および歯髄組織においてSema3A陽性細胞が分布していることを見出した。さらに歯髄由来培養細胞を用いた検索にて、歯髄細胞は、20日間の培養期間において、Sema3Aを培養初期から発現し,石灰化が観察できる時期においても恒常的に一定量発現していることが判明した。さらに歯髄細胞は、Sema3A受容体として報告のあるPlexinを発現していることも明らかになった。また歯髄の構成細胞であるマクロファージにおいては、Plexinの発現は確認できたが、Sema3Aの発現は認められなかった。従って、マウスの歯髄組織内にSema3Aが広く分布し、歯髄細胞が分泌したSema3Aが歯髄細胞自身に作用している可能性と,マクロファージの機能を制御している可能性が示唆された。Sema3Aは、これまで軸索伸長のほか免疫制御やがん細胞の増殖抑制などさまざまな機能が報告されているが、骨代謝における役割は、わかっていなかった。生後12日齢のC57BLマウス(♂)の下顎骨を用いてSema3Aの免疫染色を行った結果、免疫染色の結果、歯周および歯髄組織においてSema3A陽性細胞が広く分布していた。また歯髄細胞とマクロファージ様細胞におけるSema3Aの発現および機能の検討を行った。培養歯髄細胞は、Sema3AおよびSema3Aの受容体を発現していたが、マクロファージ様細胞は、受容体との報告のあるplexinを発現していた。さらにSema3Aは、マクロファージ様細胞のRANKLで誘導される破骨細胞への分化を部分的に抑制することが観察された。前年度の免疫染色による組織分布に引き続き、培養細胞にて検証実験を実施し、さらに歯髄組織中に存在するマクロファージに対するSemaphorinの機能の一部を明らかにすることができ、おおむね順調に進展している。最近、セマフォリン(Semaphorin; Sema) 3Aが、骨芽細胞の分化促進と破骨細胞の分化抑制を同時に行うことで、骨保護作用を示すことが報告された。

このSema3Aは、軸索伸長のガイダンス因子として知られていたセマフォリンファミリーに属する蛋白質で、哺乳類では、サブタイプを含め約20種が同定されている。これまで、Sema3Aは、軸索伸長のほか免疫制御やがん細胞の増殖抑制などさまざまな機能が報告されているが、顎顔面領域における役割は、わかっていなかった。今年度は、中央研究室にリアルタイムPCR装置が新規導入され、同装置の使用が可能となったため、リアルタイムPCR装置を用いて、従来の方法と比較検証し、また分析精度の向上による詳細な検討を行った。歯髄組織には、歯髄細胞とともにマクロファージが広く分布していた。歯髄細胞はSema3A陽性で、マクロファージはSema3A陰性であった。また歯髄細胞とマクロファージはSema3A受容体として報告のあるPlexin-A1、-A2を発現していたが、NP-1の発現は歯髄細胞でのみ検出できた。またsRANKL処置は、マクロファージに対して多核の破骨細胞への分化を誘導したが、Sema3Aが共存すると、sRANKLによる破骨細胞への分化を一部抑制した。この結果は、歯髄や歯周組織において発現するSema3Aが、歯髄や歯周組織内の微小環境においてマクロファージの活性化や破骨細胞への分化を制御している可能性を示唆し、したがって、Sema3Aの発現レベルの変動を検出することによって、歯周組織の恒常性の維持状況や歯周組織の状況を検知でき、歯周疾患の早期検出法の開発に貢献すると考えられる。本研究において、軸索伸長のガイダンス因子として知られていたセマフォリン(Semaphorin; Sema) 3Aは、歯髄組織内および歯槽骨において広く分布していることが判明した。また歯髄細胞自身がSema3Aとその受容体を発現し、その周辺に局在するマクロファージはSema3A受容体のみを発現することが明らかとなり、歯髄細胞が分泌したSema3Aは、自身に対してオートクライン的に、マクロファージに対してはSema3Aを介して直接的あるいは間接的に制御している可能性が明らかとなり、Sema3A発現細胞を制御することによって、マクロファージの作用を制御できる可能性が示唆された。今年度、抗Sema3A抗体を用いた免疫染色がうまく機能し、その結果を踏まえて、培養細胞を用いた検索を実施することができ、おおむね順調に進展していると思われる。平成27年度中途に中央研究室にリアルタイムPCR装置が新規導入され、同装置の使用が可能となった。リアルタイムPCR装置を使用しての分析は、従来の方法と比較し、分析精度が格段に向上した。以前の結果をリアルタイムPCR装置を用いて、検証実験を実施の上、さらさる研究の進展を目指す。口腔衛生学今後の研究について、歯髄由来の培養細胞を用いて、Sema3Aの機能的な観点から、検索を行う予定である。Sema3Aの歯周組織における役割を解明するため、マウス歯胚由来の歯髄細胞の単離を試みたが、極めて極小のため、単離が困難で手間取ってしまった。安定かつ信頼のおける結果を得るために、樹立細胞株を入手し、実験を行うことになったため、実験全体の進捗状況に若干の遅れが出ている。
リンパ行性転移に対するナノキャリアの診断及び治療

本研究では白金錯体抗がん剤を内包する高分子ミセルを用いて初期段階のリンパ節転移に対する全身投与型のドラッグデリバリーシステム(DDS)を開発した。B16-F10-Lucマウスメラノーマ細胞を用いて初期段階の腋窩リンパ節の転移がんモデルを樹立し、このモデルに対して(1,2-diaminocyclohexan)platinum(II)(DACHPt)とブロック共重合体PEG-block-poly(L-glutamicacid)(PEG-P(Glu))から調製されたDACHPtミセルを投与したところ、有意な抗腫瘍効果を示すことを確認した。さらに同ミセルのサイズ効果について検討しところ、70nmのミセルと比較して30nmのミセルがより腫瘍深部へと浸透し、腫瘍細胞の増殖を抑制することを見出した。このようなミセルのサイズ効果によるリンパ節転移の抑制は、これまでに報告例がなくDDSの研究分野にとって重要な発見である。また、同様の試みをスキルス性胃がんのリンパ節転移へ展開させたところ、上記と同じく30nmのミセルで高い抗腫瘍効果を示すことが明らかとなった。スキルス性胃がんならびにそれらの転移はこれまで治療が困難な腫瘍として知られているが、本発見はこれらのがんに対する新たな治療戦略を提示することになり、今後の更なる発展が期待されている。本研究の目的は白金錯体抗がん剤を内包する高分子ミセルを用いて初期段階のリンパ節転移に対する全身投与型のドラッグデリバリーシステム(DDS)を達成することである。前年度まではB16-F10-Lucマウスメラノーマ細胞を用いて初期段階の腋窩リンパ節の転移がんモデルを作成し、ミセルの効果を確認した。その結果、(1,2-diaminocyclohexan)platinum(II)(DACHPt)とブロック共重合体PEG-block-poly(L-glutamic acid)(PEG-p(Glu))から調製されたDACHPtミセルがリンパ節転移がんに対して高い集積性と抗腫瘍効果を示すことが確認した。本年度は同ミセルのサイズ効果について検討した。30nmと70nmのDACHPtミセルを比較したところ、30nmのミセルがより腫瘍深部へと浸透し、腫瘍細胞の増殖を抑制することが見出された。制がん剤であるオキサリプラチンの活性体である(1,2-diaminocyclohexan)platinum(II)(DACHPt)をブロック共重合体PEG-block-poly(L-glutamic acid)(PEG-p(Glu))を用いて調製されたミセルに内包したDACHPtミセルは、治療効果の向上と副作用の低減を可能とし、現在第I相臨床治験に進んでいる。DACHPtミセルによる初期段階のリンパ節転移がんのターゲティングが可能であれば、非常に有効な治療法となりうる。そこで、DACHPtミセルを用いた治療効果の評価を行った。方法としては、マウスにB16-F10-Lucマウスメラノーマ細胞を接種し、初期段階の腋窩リンパ節の転移がんに対して、DACHPtミセルを尾静脈投与し、抗腫瘍活性の評価、DACHPtミセルの集積量の評価を行った。また、DACHPtミセルの集積経路に関する評価を行った。原発巣を切除したモデルに対しても同じ測定を行い比較を行った。さらに、オキサリプラチンを投与したモデルとの比較も行った。結果として、DACHPtミセルはオキサリプラチンと比較して、原発巣の有無に関わらずリンパ節転移がんへの集積と高い抗腫瘍効果が見られた。また、DACHPtミセルは新たなリンパ節転移の形成を抑制することも示された。蛍光X線元素分析においても、DACHPtミセルの集積をみることができた。

以上のことから、DACHPtミセルの静脈投与は原発巣の治療、リンパ節転移がんの治療、リンパ節転移の抑制を行うことが可能で、リンパ節転移がんに対して非常に有効な治療法となりうることが示された。さらに、DACHPtミセルは原発巣を介さない、リンパ節転移がんへの直接のターゲティングができる可能性が提示され、本研究はリンパ節転移がんターゲティングの新たな手法を提示することができる可能性が示された。2011年度は、制がん剤を内包したナノキャリアの調製を計画していた。結果的に、DACHPtとPEG-p(Glu)の結合によってナノキャリアの調製に成功した。in vivoおよびex vivoイメージングシステムや生体内顕微鏡検査によって高分子ミセルを追跡するため、高分子ミセルに蛍光試薬を結合した。これらのナノキャリアは転移リンパ節や原発巣へのターゲティング能や治療反応の評価に用いられた。また、2011年度はがんモデルの確立も予定していた。その結果、その確立に成功した。具体的には、B16F10同系マウスにおける転移リンパ節の形成や、同所性スキルス胃がんモデルが確かめられた。適切な転移リンパ節の評価は組織学研究によって行われた。さらに、転移リンパ節のみのがんをもつがんモデルを作成するために、B16F10同系マウスの原発巣を切除した。さらに、ターゲティング能の確認も2011年度に計画された。結果、転移リンパ節へのナノキャリアによるターゲティング能は転移リンパ節へのDACHPtの集積を、正常なリンパ節と比較することによって確かめられた。ナノキャリアは正常リンパ節と比較して、転移リンパ節に2倍多く集積し、それは原発巣のないモデル、すなわち転移リンパ節のみをもつモデルにおいても見られた。最後に、2011年度に予定されていた、ナノキャリアの効果の評価について言及する。ナノキャリアの原発巣と転移リンパ節への治療反応は、がんを定量することによって評価された。ナノキャリアは原発巣だけでなく転移リンパ節に対しても効果的であり、治療反応が確認された。加えて、ナノキャリはは転移リンパ節のみをもつモデルに対しても有効であった。蛍光試薬を結合させたミセルを用いてリンパ流をin vivoイメージングすることにより、リンパ流にのったミセルのがんへの到達を可視化する。大きさの異なるミセルを用いることで、サイズ効果の評価を行う。これは到達経路の同定に利用できる可能性がある。リンパ節の組織切片を作成して組織構造を調べることで、どの段階のがんに対して本研究の方法が有効であるかを調べる。ミセルにリガンドを付けることによってがんへの集積性を高める効果を調べる。例としては、LyP-1と呼ばれるリンパのがんを認識するタンパク質の利用を考えている。2012年度の実験は以下を含んでいる:ナノキャリアを調製するための化学薬品。ナノキャリアの表面に結合するためのLyP-1ペプチド、制がん剤、溶媒、ナノキャリアをラベルするための蛍光試薬;in vitro実験のために必要な物。細胞培養プレート、培地、ウシ胎仔血清、ピペットチップ;in vivo実験のために必要な物。
エンドファイト－内生バクテリア共生系利用による植物への空中窒素固定能の付与

Veronaeopsis simplex Y34と相互作用の関係にあるRhizobium sp. Y9の特性解明を目的とし、同細菌の比較ゲノム解析および植物への接種試験を行った。Rhizobium sp. Y9の環状プラスミドには、窒素固定や根粒形成に関わる遺伝子群が存在しなかった。トマトを用いた接種試験により、Rhizobium sp. Y9は植物根に感染能があること、および窒素固定による植物への生育促進効果は示さないことが確認された。一方、Rhizobium sp. Y9は、V. simplex Y34の植物根への感染率を向上させることが確認された。無窒素培地Rhizobium接種区において、有意な増加はなかった。Cured V. simplex接種区では、地上部乾燥重量が最も低下したが、バクテリアとの共接種によって乾燥重量が増加する傾向が認められた。以上より、Rhizobium sp.Y9およびV. simplex Y34間における何らかの相互作用により、植物の生育が促進されることが示唆された。また、植物の生育促進効果には窒素供給以外の相互作用が関わっていることが示唆された。新しい生物的窒素固定技術を開発するため、エンドファイトとしてV. simplexを選抜し、さらに同菌に内外生するバクテリアとしてRhizobium sp. Y9の獲得に成功した。さらに共接種を行うことで植物の生育促進効果も確認出来た。植物共生性のRhizobium属細菌が持つ共生プラスミドを植物病原性Rhizobium属細菌に導入することで、根粒を形成して共生窒素固定を行うようになることや、その逆も確認されている。さらに、このような共生およびTiプラスミドの交換や脱落がRhizobium属細菌間において自然環境中で起こっていることが示唆されている。そこで、本年度は、V. simplexから分離されたRhizobium sp. Y9のゲノム解読およびゲノム既知のRhizobium属細菌や菌類内生バクテリアとの比較を行い、ゲノム情報からRhizobium sp. Y9の植物および菌類との関係性について検討した。配列解析およびアセンブリの結果、Rhizobium sp. Y9の完全長ゲノムが得られた。同バクテリアは環状染色体、線状染色体、および環状プラスミドを有していた。得られたRhizobium sp. Y9の完全長ゲノム配列を基に、BLASTでの相同性検索を行った。その結果、本細菌は水生マメ科植物Sesbania cannabinaと共生するRhizobiumsp. IRBG74のゲノム配列と最も高い相同性が得られた。環状染色体および線状染色体ゲノム配列において高い相同性が得られたが、環状プラスミドにおいては相同性は低かった。また、2番目に相同性が高かったのは、植物病原性を持つR. radiobacter C58であり、環状染色体、線状染色体、および環状プラスミドの相同性は、Rhizobium sp. IRBG74と同様の傾向を示した。Rhizobium radiobacter C58は植物病原性に関わるTiプラスミドを有しているが、Rhizobium sp. Y9はそのプラスミドを有していないことが確認された。以上より、これらバクテリア間では菌類との親和性に関わる遺伝子群の相同性は高く、同様の形質を有するバクテリアがV. simplexに内(外)生出来る可能性、すなわちRhizobium sp.を利用した新たなDSE-バクテリア共生系の可能性が示唆された。Rhizobium sp. Y9のゲノム解析等を行い、植物の生育促進に窒素固定が関わっているのかを確認する。さらに、窒素固定能が確認されているバクテリアを積極的にV. simplexに内外生させ、目的である生物的窒素固定技術を開発する。農学予定していた計画よりも短期間で対象菌類に相互作用を示すバクテリアの特定に至ったため、培養等の試薬に経費がかからなかったため。植物への生育促進効果を検討するため、遺伝子解析用の経費への追加を計画している。