hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「性格特性→内発的動機付け→継続的学習行動」因果モデルの産業・職種別分析

本研究は、システム・エンジニアの継続的学習行動の規定要因に関するものである。具体的には、(1)職務環境要因の影響を外生変数として統計的にコントロールした上で、既存研究が示唆するところの「性格特性(誠実性・解放性)→継続的学習」という因果モデル(直接効果モデル)を検証し、(2)次に当図式の中に'内発的動機付け'を媒介変数として組み入れ、「性格特性→内発的動機付け→継続的学習」という新たな因果モデル(間接効果モデル)を構築し、その妥当性を検証した。まず、直接効果モデルを検証した結果、既存研究を支持する結果が得られた。即ち、誠実性と解放性の2つの性格特性は学習行動とプラスに連関していることが見出された。次に、内発的動機付けを媒介変数として投入すると、既存研究で見出されてきた直接効果(性格特性→学習行動)がもはや統計的に有意ではなくなった。そして、性格特性の学習行動に対する効果は内発的動機付けによってフルに媒介されていることが明らかとなった。換言すると、既存研究が支持してきた直接効果モデルが棄却され、本研究によって提唱された間接効果モデルが採択される結果となった。これより、以下のことが示唆される。即ち、日々変容する職務達成要件に適応するために積極的に継続学習するシステム・エンジニアを保有するためには、組織は単に個人の性格特性に着目し、誠実性と解放性の高い者を採用・配置すればよいということではない。それらの性格特性が内発動機のソースとして機能し得るように職務を設計する必要があろう。内発的に動機付けられる性格傾向を有する社員をどれだけ採用・配置しても、仕事そのものの内容が充実していなければ社員は内発的に動機付けられることはなく、したがって継続的学習行動も生起しないと思われる。本年度は、Big5性格特性中の解放性と誠実性に着目し、それらの性格特性について直接効果モデルと間接効果を比較した。直接効果モデルにおいては、解放性と誠実性はそれぞれ継続的学習行動にプラスの効果及ぼすという仮説がたてられた(開放性→継続的学習;誠実性→継続的学習)。一方、間接効果モデルにおいては、上記の性格特性のそれぞれの効果は、内発的動機付けを経由して継続的学習へと繋がるという仮説がたてられた(開放性→内発的動機付け→継続的学習;誠実性→内発的動機付け→継続的学習)。約140名のシステム・エンジニアに質問紙を施行し、得られたデータをSEM技法を用いて分析した。その結果、直接効果モデルも間接効果モデルも支持された。しかし、直接効果モデルに内発的動機を組み込み、継続的学習への効果を統計的にコントロールした場合、直接効果は有意水準に達しないことが明らかとなった。この点は、産業・組織心理学の文献に対してユニークは貢献を付加すると言える。現在、この成果を"When openness toexperience and conscientiousness affect continuouslearning : Amediational model"と題する投稿用の学術論文にまとめる作業を行っている。また、2003年度American Psychological Societyで発表する予定です。研究代表者および分担者は、"When openness toexperience and conscientiousness affect continuouslearning : Amediational model"と題する論文を完成させ、2003年度の米国心理学会(The 15th American Psychological Society)で発表いたしました。その内容を要約すると、(a)Big-5性格特性のうち、解放性(openness to experience)と誠実性(conscientiousness)の2特性は、仕事に対する内発的動機付けを喚起する傾向がある、(b)内発的動機付けは職務遂行要件となる知識・スキル・能力を向上させるための自発的継続学習行動に繋がり得る、という2点があげられる。内発的動機付けを喚起し得る要因として主に個人外の職務特性に目が向けられてきた既存のフレーム・ワークに対し、性格特性という個人内の要因も内発的動機付けを喚起し得るという点は新しい知見である。また、上記の性格特性は、直接的に継続的学習行動に影響するのではないという知見も付随的に得られた。具体的には、新しい経験に対して開かれた心を持ち、かつ仕事に対して誠実に取り組む姿勢さえあれば自発的に学習するというのではなく、解放性と誠実性といったこれらの性格特性が内発的動機付けを喚起しなければ、継続的学習行動は生起しないということである。そのためには、これらの性格特性の度合いが高い人の職務を充実化させていくこと必要となろう。学会発表では、多くの研究者から貴重なコメントを多くいただいた。現在は、それをもとにして学術雑誌用に論文を推敲しております。あと2ケ月1ほどで完成する見込みであり、米国のJournal of Personnel PsychologyまたはJournal of Applied Psychologyに投稿することを予定しています。

次に、内発的動機付けを媒介変数として投入すると、既存研究で見出されてきた直接効果(性格特性→学習行動)がもはや統計的に有意ではなくなった。そして、性格特性の学習行動に対する効果は内発的動機付けによってフルに媒介されていることが明らかとなった。換言すると、既存研究が支持してきた直接効果モデルが棄却され、本研究によって提唱された間接効果モデルが採択される結果となった。これより、以下のことが示唆される。即ち、日々変容する職務達成要件に適応するために積極的に継続学習するシステム・エンジニアを保有するためには、組織は単に個人の性格特性に着目し、誠実性と解放性の高い者を採用・配置すればよいということではない。それらの性格特性が内発動機のソースとして機能し得るように職務を設計する必要があろう。内発的に動機付けられる性格傾向を有する社員をどれだけ採用・配置しても、仕事そのものの内容が充実していなければ社員は内発的に動機付けられることはなく、したがって継続的学習行動も生起しないと思われる。
視知覚・運動連関の学習に伴う神経回路の柔軟性と頑強性

本研究では、再学習による機能変化の過程で、頑強に保存される回路と柔軟に再編される回路はどのような特徴があるのか、また、保存回路と再編回路はどのように相互作用するのかを、ある一つの脳領野内の局所回路のみならず、多脳領野間の関わりも含めて明らかにすることを目指している。2018年度では、再学習を行わせる前の、最初の学習による神経活動変化の特徴を、多細胞、多脳領野間で捉えた。頭部を固定した状態のラットに、縦縞が提示された時に、レバーを押し、横縞では、レバーを引くという、視覚弁別誘発性の運動課題を学習させ、学習後には、コントラストを下げた視覚刺激も提示した。すでに、一次視覚野V1において、学習後には、高コントラストよりも、低コントラスト刺激に強く応答するような細胞が出現し、この細胞は課題を正解したときに強く活動することを明らかにしている。今回、このような低コントラスト優位な細胞が、細胞集団として縦縞・横縞の情報表現の際に重要であることを、デコーディングの解析により新たに見つけた。さらに、低コントラスト優位な細胞は、高コントラスト優位な細胞に比べて、自発的な活動、視覚応答のいずれにおいても、高い発火頻度を示した。また、学習によって、視覚誘発電位(VEP)が増大した。以上から、学習による興奮性の上昇が示唆された。次に、局所電場電位(LFP)を解析したところ、高コントラスト刺激の提示時に、学習後には、ベータ帯域のオシレーションが強く生じることがわかった。さらに、この帯域のオシレーションの位相にロックした発火活動が生じ、特に、抑制性の細胞は、興奮性の細胞に比べて、強く位相にロックした活動を示した。つまり、学習によって、高コントラスト刺激での抑制性の影響力の増大が示唆された。そして、高次運動野M2と一次視覚野V1のLFPとの相互関係についての解析も行い、学習前後で変化する傾向が観察された。再学習による神経活動変化を捉えるためには、まず、その基礎となる、最初の学習による変化を捉えることが必要と考えられるが、学習前後の神経活動を、一次視覚野内の多細胞、あるいは、一次視覚野と他の脳領野との関連から調べた。ここで用いた解析方法は、さらに多くの脳領野間の相互作用を解析するのに用いることもできる。再学習の基礎となる、最初の学習による神経活動変化についての解析を行ったが、再学習については、まだ研究できていない。今後は、視覚と運動の関係性を変化させる行動実験系の確立を行い、神経活動を記録して、多細胞、多脳領野から成る機能的神経回路の頑強性と柔軟性の特徴を明らかにする。また、光遺伝学の技術を用いて、特定の細胞の神経活動を操作する実験も行う。
内向き整流性カリウムチャネルに作用する薬物の探索と創薬への基盤研究

細胞興奮性の調節に重要な内向き整流性カリウム(Kir)チャネルの主要なサブファミリーであるKir2およびG蛋白質活性型内向き整流性カリウム(GIRK; Kir3)チャネルに対する様々な薬物の作用をアフリカツメガエル卵母細胞蛋白質発現系を用いた電気生理学的研究によって網羅的に検索した。注意欠陥多動障害やうつ病の治療薬として用いられている選択的ノルエピネフリン再取込み阻害剤のアトモキセチン・レボキサチン、薬物依存が問題となるフェンサイクリジンがGIRKチャネルを抑制することを見出した。また、うつ病のほかに不安障害、強迫性障害、疼痛障害などに用いられている様々なクラスの抗うつ薬がGIRKチャネルを異なる効力で抑制することも見出した。これらの研究成果により、臨床における薬物の効果や副作用の理解がより深められたとともに、Kirチャネルを標的とする創薬研究の分子的基盤や臨床適用拡大への提言につながることが考えられた。本研究は、脳や心臓に多く存在し細胞の静止膜電位の維持や興奮性の調節に重要な内向き整流性カリウム(Kir)チャネルの主要なサブファミリーであるKir2及びG蛋白質活性型内向き整流性カリウム(GIRK;Kir3)チャネルに作用する薬物をアフリカツメガエル卵母細胞蛋白質発現系を用いた電気生理学的研究によって数多く見い出し、その作用を機能面から詳細に解析することを目的とする。平成22年度内には注意欠陥多動障害やうつ病の治療薬として用いられている選択的ノルエピネフリン再取込み阻害剤のアトモキセチン、レボキサチンや薬物依存性が問題となるフェンサイクリジン(PCP)がGIRKチャネルを抑制することを英文論文にて詳細を発表した。また、GIRKチャネルに関した総説も出版された。さらに、様々な化学構造の薬物をこの実験系を用いて解析し、Kirチャネルに作用するいくつかの薬物を見い出すことができ、詳細な解析を進めるとともに英文論文を投稿する準備をしてきている。Kir2及びGIRKチャネルは細胞の興奮性の調節に重要な分子であり、有望な治療標的としても考えられてきているので、これらに作用する薬物の発見や機能を明らかにすることは基礎と臨床の両面から意義がある。研究成果により、臨床における薬物の効果や副作用の理解をより深めるとともに、Kirチャネルを標的とする創薬研究の基盤や臨床適用拡大への提言になることが考えられるために重要な研究であると考えられる。本研究は、脳や心臓に多く存在し細胞の静止膜電位の維持や興奮性の調節に重要な内向き整流性カリウム(Kir)チャネルの主要なサブファミリーであるKir2及びG蛋白質活性型内向き整流性カリウム(GIRK ; Kir3)チャネルに作用する薬物をアフリカツメガエル卵母細胞蛋白質発現系を用いた電気生理学的研究によって数多く見い出し、その作用を機能面から詳細に解析することを目的とする。平成23年度内にはうつ病のほかに不安障害、摂食障害、強迫性障害、疼痛障害などの治療薬として用いられている様々なクラスの抗うつ薬がGIRKチャネルを異なる効力で抑制することを英文論文にて詳細を発表した。さらに、様々な化学構造の薬物をこの実験系を用いて解析し、Kirチャネルに作用するいくつかの臨床薬を見い出すことができ、詳細な解析を進めるとともに英文論文を投稿する準備をしてきている。本研究は、脳や心臓に多く存在し細胞の静止膜電位の維持や興奮性の調節に重要な内向き整流性カリウム(Kir)チャネルの主要なサブファミリーであるKir2及びG蛋白質活性型内向き整流性カリウム(GIRK; Kir3)チャネルに作用する薬物をアフリカツメガエル卵母細胞蛋白質発現系を用いた電気生理学的研究によって数多く見い出し、その作用を機能面から詳細に解析することを目的とする。平成24年度内には臨床治療薬として用いられている様々な化学構造の薬物をこの実験系を用いて解析し、Kirチャネルに作用するいくつかの臨床薬をさらに見い出すことができ、詳細な解析を進めた。実験結果を順次まとめ、英文論文を発表する準備を進めている。

研究成果により、臨床における薬物の効果や副作用の理解をより深めるとともに、Kirチャネルを標的とする創薬研究の基盤や臨床適用拡大への提言になることが考えられるために重要な研究であると考えられる。研究目的であるKirチャネルに作用する臨床薬を見い出すことができ、これまでの研究期間内に3つの英文論文を発表するとともにGIRKチャネルに関した総説も出版された。さらに研究を進めたことでKirチャネルに作用する臨床薬を現在いくつか発見しており英文論文を投稿する準備をしてきているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。Kirチャネルに作用する既知の薬物についての構造解析を行い、本研究においてスクリーニングする薬物を選定し、研究データを一段と充実させ大きな成果を得るようにする。
遺伝アルゴリズムに基づく次世代科学データベースからの知識発見

次世代科学データベースには、柔軟なデータ表現、知識の自動抽出、データ及び知識の視覚化などの機能が求められている。本研究では、オブジェクト指向データベースを用いて構築された科学データベースにおいて、遺伝的アルゴリズムを応用した機械学習による知識発見の枠組みを開発することを目的とした。大量のデータから仮説となる知識を生成する機構には高速なアルゴリズムが求められるため、本研究では属性と一値学習法による概念学習システムに注目した。しかし従来の概念学習システムはオブジェクト指向データベースとの親和性が低く、そのままではデータベース解析には用いる事ができない。そのため、先ず本研究では新しくメッセージ一値学習法を提案しオブジェクト指向技術を用いて概念学習システムを開発した。この新しい概念学習システムはオブジェクト指向データベースとの親和性が高く、処理速度も高く、200属性、400ケースから成る医学データベースを約10秒で解析することができた。この概念学習システムは解析結果である仮説知識を決定木あるいはプロダクションルールの形で表現するが、科学データの様な複雑なデータの解析結果は100以上の枝を持つ巨大な決定木となり、ユーザが抽出された仮説の意味を容易に理解するのを妨げている。そこで、本研究ではX Windowツールキットを用いて決定木を視覚化するツールを構築し、さらに、入り組んだ決定木を簡略化して表示する機能を追加した。概念学習システムは高速にテスト用のデータ集合から仮説を生成するが、あるデータ集合からは常に同じ決定木しか導出することができない。また雑音に弱く、医学データの様に不正確な情報を含み得るデータベースの解析には有効ではない。そこで、本研究では遺伝的アルゴリズムを応用して、様々なテスト用データ集合について、種々の属性の組み合わせで決定木を生成し、それらを数百世代に渡り比較し最も良い結果を示す仮説を発見する枠組みを構築した。これを肝癌の再発に関する医学データベースの解析に応用したところ、概念学習システムだけでは生成された決定木の信頼性は60%前後であったが、遺伝的アルゴリズムとの組み合わせによって75%前後にまで上昇させることに成功した。
家計と世代-家計内生産関数員の役割分担と今後の雇用制度のあり方-

家計内生産関数を明示的にモデルに組み込んだ枠組で「家計と世代」に関するモデルを構築し、それに基づき、定常状態(人口一定)として子育ておよび老後を含む拡張家族のための雇用のあり方の理論的検討を行った。その結果、結婚と寿命との関連で各期の所得で安定した支出のライフサイクルが可能となる雇用パターンと何らかの社会保障制度が存在しないと安定したライフサイクルが実現しない雇用パターンが存在することが明らかになった。この理論的考察は、少子・高齢化への政策の立案にあたり有効な示唆を提供する。家計と世代を理論的に扱い、実証研究でその行動を明らかにするためには、まず家計の行動を一般均衡(動学)モデルの中に持ち込むことが必要となる。現段階は、一般均衡分析の枠組に家計が組み入れられた理論モデルの形が明らかにされていないことから、本年度は、1)家計内生産関数を内包する一般均衡モデルの構築に必要となる要素技術(基本的概念)の整備、2)その要素技術を取り入れた一般均衡モデルの定式化、3)家計行動を定量的に捉えるための種々の統計データーの収集と整理を実施した。22年度の研究成果としては、1)1部門モデル(必然的に一般均衡モデル)における家計内生産関数の位置付けの明確化、2)2部門モデル(家計と雇用部門)における家計内生産関数の定式化をほぼ完了している。一方で、2部門を仮定した場合の本来の家計内生産の持つインプリケーション(市場から購入する財と家計内における生産活動を組み合わせることで直接消費することのできる財・サービスが生産される)との理論的扱いに係る諸点に解決に至ってない部分が残された。この部分は、23年度の重点研究項目として早急の解決を目指す。研究を通し得られた成果については、22年9月に行われた家族をテーマとする京都大学-ウイーン大学との共同研究会、同11月に名古屋大学で実施した本科研の研究報告会において報告し、種々の論点についての意見交換を行った。さらに、23年2月には、この分野の先駆的研究者であるシカゴ大学のベッカー教授に研究の進捗状況について報告をし、今後明確化が必要となる点についてのコメントを受けている。23年度への繰り越し分については、23年6月11-12日に早稲田大学にて開催された日本農業経済学会(震災により延期)に参加し、関連研究者との意見交換を行った。未来世代は、現在の世代や家族に対する発言力を持たない。しかるに、共通の社会経済問題の解決策を提示するにあたり経済学は、現在世代内の利害に重心を置いていることから、時間を視野に入れることが必要であるという観点からは最適解の特定化には至っていない。このことが我々の将来世代の在り方をいっそう不透明なものとし、また我々世代の未来世代に対する課題をより困難なものにしている。経済学的分析の中枢を成す家計内生産関数が部分均衡の枠組内で定義されている限り、世代間の分析など異時点間をまたぐ、もしくは動学的経済分析には応用できない。これは、家計内生産関数を一般均衡の枠組で定義可能な形に拡張する必要があることを示唆している。これを踏まえ一般均衡モデルによる経済成長モデルの構築、および、その開放経済体系への組み込み、さらに可能ならば、この枠組への貨幣の存在する市場メカニズムの導入のあり方を明らかにする。しかるに、共通の社会経済問題の解決策を提示するにあたり、経済学は現在世代内の利害に重心を置いてきた。さらに、細分化された専門の壁を越えられていないことから、「時間を視野に入れることが必要である」という観点に立った最適解の特定化には至っていない。このことが我々の将来世代の在り方をいっそう不透明なものとし、また我々世代の未来世代に対する以下のような課題をより困難なものにしている。その主たるものは、少子・高齢化、介護、非正規および外国人労働者、所得不平等、人口、医療、年金、都市問題、食糧保障、国家財源不足と国債残高の急増、経済の急速なグローバル化に伴う産業・就業構造、地球温暖化とサステイナビリティの低下等である。この状況下、本研究では、「家計と世代」概念がマクロ経済学のミクロ経済的基礎を形成するよう、家族の行動を家計内生産関数とその動学により捉え直すこととを試みた。この研究を通し、明らかにしてきた分野は、1)(理論面)家計内生産関数を一般均衡理論体系に組み込むための基礎的構造の解明、2)(統計・制度面)男女別の働き方の実態把握、3)(応用面)「家計内生産を含む一般均衡理論」が理論的に応用できる代表的分野としての高齢者介護など社会保障制度への具体化の試み、である。

さらに、研究を通じ、経済理論・経済政策面とし、1)異時点の間に仮定される効用関数との関係で定義される時間選好率を使わずに均衡を決定できる理論的可能性の解明、2)家計内生産を含む一般均衡理論への政府機能(課税・支出、所得移転)の組み入れ、4高齢者介護等の『ケア』や年金等の社会保障制度を扱える枠組に拡張するために必要となる「世代」構造が組み入れられた理論モデルの構築などが、本研究成果を発展させることのできる分野であることを確認した。23年度までに家計内生産を含む一般均衡モデルの基本的な構築を終え、家計内行動を含む動学的経済行動の明確化を行った。このことは、一国の経済モデルにおいて世代と家計の行動を組み込むための基本的作業が完了したことを意味する。現段階での家計行動はシンプルな形に限定されているため、24年度は現実の家計行動を考慮した精緻化が必要となる。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度に行う研究活動では、23年度に構築を終えた家計内生産を含む一般均衡の枠組みに関する研究成果の公表に向けて、論文の執筆・国際会議での発表を行う。具体的には、(1)韓国の産業活性化についての研究発表(2012年7月、韓国銀行太田支店)、(2)ウィーン大学・京都大学共同研究会「国際高等研究所プロジェクト:ケアを基盤とする社会保障システムの構築」での発表(2012年9月、ウィーン大学)、(3)日本経済政策学会国際会議(2012年10月、名古屋学院大学)以上のような機会で研究発表を行い、関係する研究者とのディスカッションを通じ、モデルの精緻化を行い、その経済的インプリケーションを明らかにする。
沖縄の食生活における老化抑制因子の解明

長寿県の沖縄県では生活習慣病による死亡率が低く、その背景には食生活が大きく関与しているものと考えられる。本研究は、沖縄県において伝統的に用いられてきた植物性食素材に着目し、老化抑制や生活習慣病予防等に有効な因子を探索し、その成分の単離と化学構造を解析し、機能を解明することを目的とした。1.セリ科野菜のボタンボウフウから抗酸化性を指標として4種の新規化合物を含む32種の化合物を単離、構造決定した。ボタンボウフウの強い抗酸化性はケルセチン関連化合物およびクロロゲン酸類が寄与しており、とくにルチンの含量が高いことを見出した。2.八重山諸島で食されているオオタニワタリの酢酸エチル抽出物が加齢に伴いヒト腸管に増加するウエルシュ菌に対して強い抗菌性を示した。その活性区分からパルミチン酸、パルミチン酸α-モノグリセリドおよび5-(2-oxopropyl)-tetrahydro-2-furanoneを単離、構造決定した。これら3種の化合物はウエルシュ菌のみならず黄色ブドウ球菌に対しても抗菌性を示した。3.沖縄独特のカンキツであるシークァーサーとカーブチーよりノビレチン、タンゲレチンなど、島ラッキョウからアセチルアデノシン類を内因性惹起剤によるヒト血小板凝集に対する阻害物質として単離、同定した。また外因性惹起剤誘導血小板凝集に対する阻害物質として青パパイアからベンジルイソチオシアネートを同定し、さらにヒトにおいて青パパイアの短期摂取による血流改善効果を測定し、著しい効果を認めた。4.ナチュラルキラー(NK)活性と好中球の貪食殺菌能を測定する実験系を構築し、種々の食品成分や栄養成分が与える影響をin vitroで検討した。その結果、好中球の貪食殺菌活性をビタミンCやビタミンE、あるいはチオプロリンやN-アセチルシステインなどの抗酸化物質が賦活することが明らかになった。自然高血圧発症ラットを用いた実験においてタマネギにNK活性改善効果が認められた。これらのデータを基に沖縄産植物の抽出物を用いて実験を開始した。以上、伝統的に食されてきた沖縄の植物性食材から、抗酸化活性、抗菌活性を有する植物種を見出し、ヒトの健康、老化予防に有効性が期待される活性成分を明らかにした。沖縄県の平均寿命はわが国の中で最も長く、脳血管疾患・心疾患・悪性腫瘍なども全国平均に比べてはるかに低い。この理由のひとつに沖縄の食生活が想定される。本研究は沖縄における伝承的食素材の中に老化抑制、生活習慣病予防を支える因子を探索し、解明することを目的とする。具体的には沖縄産食用植物、香辛植物を収集し、各種溶媒で抽出してスクリーニング用の試料を整えた。抗酸化性に関しては8種の香辛植物をロダン鉄法、TBA法で評価し、ラジカル捕捉活性にはDPPHラジカルに対する活性を測定した。いずれも強い効果を示したが、とくにボタンボウフウ、リュウキュウヨモギが抜群の活性を示した。次に抗血栓効果に着目し、13種類の食素材についてヒト血小板凝集阻害活性を指標にスクリーニングを行った。その結果、島ラッキョウに強い血小板凝集阻害活性を認め、新規物質アセチルアデノシン類を単離、同定することに成功した。

また感染症予防、有害菌に対する免疫賦活に有望な因子の探索をめざし、活性測定法の検討を行い、一定の方法を確立した。本法により20種のサンプルの活性を測定し、黄色ブドウ球菌、大腸菌に対してボタンボウフウ、島ラッキョウ、ヒハツモドキに強い活性が認められた。その他、生体機能調節物質探索研究として、リポキシゲナーゼ阻害活性を指標としたスクリーニングを行い、グァバ葉に強い阻害活性を認めた。以上、それぞれの評価法によって有望な活性がみられた食素材に関して有効因子の解明を進めている。長寿県沖縄の食生活における老化抑制因子を探索すべく、沖縄で伝承的に用いられてきた食用植物に着目し、健康維持・増進、生活習慣病予防に関わる成分の解明を行った。因子の一つに抗菌性、抗感染菌活性を有する食素材を探索した。今年度沖縄で新たに収集した70種の食用植物についてウェルシュ菌、ピロリ菌、大腸菌O-157などに対する抗菌活性をスクリーニングした。そのなかでオオタニワタリ、クバ、ツルムラサキ、ニガナにウェルシュ菌、黄色ブドウ球菌に強い抗菌活性を見いだした。昨年度見いだした島ラッキョウの抗菌性について、その活性成分を追跡して成分を単離し、各種機器分析によりジメチルチオールスルフィネートと構造を解明した。本化合物は上記細菌のほかに腸炎ビブリオ菌、セレウス菌に対しても強い抗菌性を示した。抗血栓症を目指した血小板凝集阻害物質の探索において60種の試料についてそれぞれ3種の溶媒を用いた抽出物を作成し、スクリーニングを行った。その結果、新たに酢酸エチル抽出物で10種類、メタノール抽出物で3種類、水抽出物で1種類の有効な食品素材を特定できた。完熟前の野菜用パパイヤの酢酸エチル抽出物より、血小板凝縮阻害物質としてベンジルイソチオシアネートを単離、同定した。抗酸化性に関してはボタンボウフウ、リュウキュウヨモギからフラボノイド、クマリンを含む多くのポリフェノール類を単離し、構造を決め、活性相関を検討した。長寿県の沖縄県では生活習慣病による死亡率が低く、その背景には食生活が大きく関与しているものと考えられる。本研究は、沖縄県において伝統的に用いられてきた植物性食素材に着目し、老化抑制や生活習慣病予防等に有効な因子を探索し、その成分の単離と化学構造を解析し、機能を解明することを目的とした。1.セリ科野菜のボタンボウフウから抗酸化性を指標として4種の新規化合物を含む32種の化合物を単離、構造決定した。ボタンボウフウの強い抗酸化性はケルセチン関連化合物およびクロロゲン酸類が寄与しており、とくにルチンの含量が高いことを見出した。2.八重山諸島で食されているオオタニワタリの酢酸エチル抽出物が加齢に伴いヒト腸管に増加するウエルシュ菌に対して強い抗菌性を示した。その活性区分からパルミチン酸、パルミチン酸α-モノグリセリドおよび5-(2-oxopropyl)-tetrahydro-2-furanoneを単離、構造決定した。これら3種の化合物はウエルシュ菌のみならず黄色ブドウ球菌に対しても抗菌性を示した。3.沖縄独特のカンキツであるシークァーサーとカーブチーより、ヒト血小板凝集阻害物質としてノビレチン、タンゲレチンなどを単離、同定した。血小板内カルシウム濃度上昇抑制に関する新たな知見も得た。またヒトにおいて青パパイアの短期摂取による血流改善効果を測定し、著しい効果を認めた。
非アルコール性脂肪肝炎(NASH)を背景とした肝硬変における形態変化機構の解明

非アルコール性脂肪肝炎による肝硬変はウイルス性ならびにアルコール性肝硬変とは異なる形態学的変化を来す。これら原因間での差異は肝硬変がChild-Pugh class A、B、C群と進行するに従って縮小する。組織学的にも同様の傾向が認められるが、原因の解明までは画像や組織による静的検討では困難であり、肝硬変の構築の過程に関しては動的な要素を含めた更なる検討が必要と思われる。2002年10月から2009年12月までの間に非アルコール性脂肪肝炎(以下、NASH)と組織学的に確定診断された症例をBruntの分類に基づきStage1-4の4つに分類した。Stage1-3に関しては、CT横断像での形態は軽微な辺縁鈍化が認められるもの正常肝と大きな変化がなく、全肝容量、各区域容量も有意差を認めなかった。病理学的にも肝硬変といえるStage4 66例ではCTで明らかな形態的変化が認められた。そこでNASH由来肝硬変66例をChild-Pugh分類に基づきClass A、B、C群に分類し、全肝容量、各門脈区域容量を計測し、客観的な形態変化の検討を施行した。全肝容量は、NASH Child-Pugh Class A群ではウイルス性肝硬変との間には有意差は認めないが、アルコール性肝硬変と比較すると有意に小さめであった。外側区及び尾状葉腫大、内側及び前区域萎縮という肝硬変による変形の傾向はウイルス性ならびにアルコール肝硬変と同様であった。NASH由来肝硬変も、これら肝硬変と同様に不均衡な変形を呈することが示唆された。各門脈区域容量に関しては、NASH由来肝硬変では外側区腫大、内側及び前区域萎縮は他2原因より目立たず、尾状葉腫大はアルコール性と同様にウイルス性肝硬変よりも有意に大きいといった結果になった。これらの原因間での差異に関しては肝硬変がClass A、B、C群と進行するにしたがって、縮小するという結果となった。容量測定を主とした前年度の研究に引き続き、本年は組織学的所見の比較検討を実施した。肝硬変状態における線維化の量や分布、偽小葉のサイズ等は確かに原因によって差異があるが、個々の症例によってもかなりばらつきがあった。これらの所見はあくまで結果であり、変形の原因を特定するには至らなかった。完成された肝硬変における実質の後輩に関しては原因による差異は目立たなかったが、これは画像で得られた所見と同等であり、かつこれまでの知見とほぼ変わらなかった。本年度の組織学的標本を主体とした検討では、生体における最も重要な要素であると思われる血流の影響を加味することが難しかった。組織学的検討で得られる所見は全て「結果」であり、原因となっている複数の要素を同定するには至らなかった。前年度までの検討では非アルコール性脂肪肝炎(以下、NASH)による肝硬変における形態的特徴を明らかにし、これとウイルス性ならびにアルコール性肝硬変との形態学的変化には有意差がある事が画像を用いた容量解析によって存在することを示した。更にこれらの原因間での差異に関しては肝硬変がChild-Pugh class A、B、C群と進行するにしたがって、縮小することが判明した。これら原因間の形態学的差異は、組織学的な差異に基づいていると想定し、組織学的差異とそれが形態変化に与える影響に関して検討した。原因間の差異に関する組織学的検討では、各原因による組織学的差異は存在するもが、原因別の有意な線維化量や再生結節サイズの有意差までは見いだせなかった。しかし、肝硬変が進行するに従ってその差異は小さくなる傾向は容量解析と同様に認められた。これら組織学的変化に血流が大きく関与していると想定し、門脈血流及び動脈血流、流出系である静脈血流の関与に関して検討した。血管径による検討は関連性の判断が難しく、組織学的構築が血流変化を来す原因なのか、結果なのかの判断も困難であった。また画像や組織所見などの静的所見による血流の検討には限界があると思われ、動的な要素を含めた肝硬変の構築の過程に関しては今後更なる検討が必要と考えられた。予備検討である程度の結果が出ていたため、それに追加する形で研究を進めることができている。肝硬変における肝変形には、組織学的改変と血流が複雑に関与していると思われる。画像は生体における現状を把握できる唯一の手段である。組織学的所見の検討で得られた結果は肝硬変状態に陥ったのちに至った「結果」であり、原因を模索するには、生体モデルにおける検討が必要と考えている。動物実験も念頭におきつつ、やはり画像所見や画像を用いた血管分布や容量測定といった画像を基とした検討を進める予定である。放射線科学これまでの検討で明らかになった原因間の形態学的差異は、肝硬変における組織学的な差異、つまりは線維化領域の差異や再生結節のサイズ等に基づいていると考えられる。よって、これらが肝臓全体の形態変化に与える影響に関して検討予定である。

更には形態変化には血流が大きく関与していると考えられ、門脈血流及び動脈血流、流出系である静脈血流の関与に関して検討予定である。組織標本の検討に想定以上に時間を要し、その割には芳しい成果を得る事ができなかった。今年度に未使用額が存在するが、データの収集および解析に時間を費やし、学会報告等が先伸ばしになったのと、想定していたよりも効率的な予算執行により未使用額が発生したものである。組織標本のバーチャルスライド化、画像データを基とした容量測定、血管解析ソフトの新バージョンへの更新、得られたデータの保存媒体、学会参加等を予定している。次年度はデータ記憶装置の購入、統計解析ソフトの購入、成果発表、外国語論文の校閲及び投稿、統計データ校閲等の使用を予定している。
脳形態学及び^1H-MRSを用いた統合失調症の遺伝的表現型に関する探索的研究

統合失調症の病因に遺伝子が関与することは確立されている。この疾患の病態との関連から、神経細胞レベルでの異常が指摘されているが、遺伝に規定された神経細胞レベルでの異常の有無は検証されていない。統合失調症患者の家族を調査することは、この疾患に関連する遺伝的表現型を探る上で有効な手段である。そこで、統合失調症の両親を持ち本人は罹患していない被験者(ハイリスク群HR、n=6)、及び親族に統合失調症を有していない健常対照者(正常比較群HC、n=4)を対象として、神経細胞レベルでの障害の有無判定に有益なproton magnetic resonance spectroscopy(^1H-MRS)を施行した。この疾患の病態との関連が指摘されている左側背外側前頭前野、前帯状回、左側海馬、左側線条体を関心領域(ROI)とした。さらに、WAIS-R、ウエクスラー記憶評価改訂版(WAIS-R)をはじめ、種々の認知機能をみる神経心理学的バッテリーテスト(CANTAB)を実施し、認知機能を測定した。本研究に認められた、HRグループにおける左側背外側前頭前野におけるCho値の異常などから、膜の『turnover』の抑圧が統合失調症の遺伝的表現型になりえることが示唆される。しかしながら、決定的な結論を導き出すには、さらに症例を収集し、確証していく必要がある。1.対象の選定対象となる統合失調症患者(30例)、患者の同胞(high risk siblings)(30例)、及び健常対象者(30例)は既に選定し、研究への参加の同意を得ている。2.脳形態学的検索現在、対象に頭部MRIを施行し、脳画像のデータを収集している。測定にはHorizon1.5T核磁気共鳴装置(GE社製)を使用し、得られたデータは画像解析ソフト(SPM99)を用いvoxel-based morphometry手法により解析する。形態学的な検索として、層全脳(灰白質、白質、CSF)体積を測定し、さらに、とりわけ病因との関連から着目される海馬、扁桃核、側頭皮質上側頭回、前頭前野、脳梁は関心領域(ROI)法を用い、個別に体積を測定する。これまでの予備的解析結果では、統合朱調症患者では健常者に比較して、海馬の灰白質の体積減少と左基庫核周辺の白質の体積減少が認められている。左側海馬と左側基底核を関心領域に定め、この2領域に2×2×2cm^3のvoxelを設置し1H-MRSを施行している。現段階の予備的解析に基づくものであるが、統合失調症患者では健常者より左側海馬のN-acethyl-aspartate(NAA)濃度とcholine(Cho)濃度の低下が確認されている。さらに、この領域でのcreatinine(Cr)濃度は統合失調症患者の方が健常者より高い傾向にある。左側基底核においてはNAA、Cho、Crのいずれも統合失調症患者と健常者の間で差は見られていない。4.神経心理学検査:全般的知的機能に関して、統合失調症患者では健常者よりもウェクスラー成人知能検査(WAIS-R)における総合IQが低く、特に動作性IQが低得点である。また、ウィスコンシン・カード分類検査の結果では、統合失調症患者は健常者に比べてカテゴリーエラー、保続、カテゴリー達成数の全て得点が低いことから、実行機能の障害が示されている。さらに統合失調症患者では健常者よりもウェクスラー記憶検査法(WMS)の結果から、言語性記憶の障害が示唆され、特に論理的記憶に障害が認められている。5.high risksiblingsを含めたデータ収集を継続し、最終的な解析、さらに、MRSを主とし種々のデータ間での相関を検証し、統合失調症の遺伝的表現型の探求にあたる。診断基準に基づき統合失調症(Sz)と診断される者のうち、純粋に遺伝的に規定されるのは約50%とされる。Szの生物学的基盤は、遺伝的に規定されるものと、環境要因によってもたされるものとがあり、両者は必ずしも完全に一致しているとは限らない。

我々は、in vivoで神経化学物質の定量が可能な^1H-MRSの技法に直目した。この技法は、脳の特定領域の細胞レベルでの障害有無の特定が可能であり、遺伝的に規定された表現型の発見につながる。年齢・性を一致させた健常対照群に比較し、high risk群にはMRS指標のいかなる指標においても、有意な差は見出されなかった。他方同時に、言語発達の遅延を認め、Szと類似の社会性の障害を呈する、広汎性発達障害である自閉症にMRSを施行したが、自閉症者では、有意なCho値(p=0.01)及びCr+PCr値(p=0.02)の増加を認めた。Szに比較し、自閉症はより遺伝的関与が高いとされる。海馬におけるMRS上の異常所見は、寧ろ自閉症の表現型としての有用性が示唆される。関心領域を、prefrontal cortexやanterior cingulate cortex等に拡大し、この研究課題を契機にさらなる研究の展開を図っていきたい。
Streptococcus sobrinusのスクロース代謝酵素遺伝子の解析

目的:Streptococcus sobrinusf,菌体の内外でのスクロース代謝により齲蝕を発生させる。我々は,S.sobrinusOMZ176株のgtf遺伝子上流の塩基配列決定を行い,隣接するopen reading frameの塩基配列がStreptococcus downei MFe28株のgtfS遺伝子の塩基配列と非常によく似ているため,2つのgtf遺伝子が隣接し,オペロン形成をしている可能性を示した^<1)>。本研究ではgtfをはじめとするスクロース代謝酵素の遺伝子群の相互位置関係を深るため,スクロース分解活性を示す酵素の遺伝子クローニングを試みた。方法:S. sobrinus SLl株(ATCC33478,Type strainの染色体DNAをPstIで切断後,プラスミドpUC19を用いて遺伝子ライブラリーを作成した。GTF活性の測定は29mM[^<14>C]sucroseを用い,生成した[^<14>C]glucanをグラスファイバーフィルター上に集めて洗浄後,ラジオアイソトープ法で行った。スクロース分解活性の測定にはSomogyi法を用いた。結果および考察:Somogyi法により遺伝子ライブラリーの213個のクローンをスクリーニングしたところ2つのポジティブクローン,pYTK100(9.3kb)およびpYTK104(7.7kb)を得た。この2つの組換え体DNAの遺伝子地図は互いに異なっていた。pYTK100を含む大腸菌はGTF活性を示したが,pYTK104を含む大腸菌はスクロース分解活性のみを示した。また,pYTK100がコードするGTFは水溶性グルカン合成活性を示し,その酵素活性はプライマーとしてdextran T10を添加しても変化しなかった。S.sobrinusには菌体外GTFとスクロースを分解する菌体内インペルターゼ(sucrose-6-phosphate hydrolase)が存在することが知られている。今回クローニングした2つの遺伝子はこれらの酵素をコードしているのではないかと考えられる。文献:1)磯部他,1991,口腔衛生会誌41:732-734.目的:Streptococcus sobrinusf,菌体の内外でのスクロース代謝により齲蝕を発生させる。文献:1)磯部他,1991,口腔衛生会誌41:732-734.
琵琶湖内湖の底質に人間活動の記録を読む

湖底堆積物中に記録されている人間活動を読み出すことを目的に、人間活動の影響を強く受けていると考えられる琵琶湖東岸の3つの内湖、西の湖、旧小中の湖、曽根沼の底質についてコアサンプルをとり、各種の分析に供した。主要な結果は次のとおりである。炭素年代の測定結果からみると、内湖の無機質堆積物の平均堆積速度は予想よりはるかに遅く、西の湖では0.1mm/年程度、小中の湖でも0.15mm/年程度であった。年代決定の補強に、帯磁率の測定から降灰年度既知の火山灰の堆積深度をみようとしたが、明瞭なピークを認め得なかった。また、稲作の開始時期を知るためにイネのプラントオパールを探索したが、西の湖と曽根沼の底質中にはほとんど観察できなかった。銅と亜鉛の底質中含量には、近世以後人間活動の影響による増大傾向が認められた。粘土鉱物組成には長期的な気候変動の影響が認められ、温暖期には雲母粘土鉱物やスメクタイトが減少し、カオリナイトが増加する傾向があった。曽根沼の堆積物について行った花粉分析では、約2600年前の層準から炭化片の急増に伴って大型のイネ科花粉が出現し始めた。このイネ科花粉の表面構造の観察から、これが栽培イネである可能性が高いと思われ、琵琶湖周辺での原初的なイネ栽培が縄文後晩期に始まった可能性が示唆された。この時期の森林の撹乱はまだ局地的であったが、さらに約1200年前からは原生のアカガシ亜属花粉が減少してマツ属花粉が急増し、周辺の照葉樹林の破壊が進み二次林化の進んだことをうかがわせた。このような二度にわたる森林破壊は、湖東地方においてかなり広く認められるものであることがわかった。残存している内湖のうち最大の「西の湖」の中央部で約70cmのコアをとり、その東に接する旧小中の湖(現在は干拓地水田)では約250cmのコアをとった。軟X線で微細構造を認め得なかったので、5cm間隔でコアを切り分析用サンプルを調整した。別にコアの一部を花粉分析に供試した。湖底堆積物の粒度組成をみると、西の湖では粘土含量が最上部から下へ向かってほぼ単調に低下するが、砂含量は40cm付近から下で不連続に増加し、堆積物の組成に急変が生じている。小中の湖で最も特徴的なのは約180から210cmにかけて黒泥化した泥炭層および黒泥質粘土の層をはさんでいることと、230から245cmに砂含量の高い層をはさんでいることであり、その他は全体に埴壌質でシルト含量が高い。粘土鉱物の組成をみるとヴァーミキュライト質の14Å鉱物がやや多く7Å鉱物、10Å鉱物の順に含量が低下している。細砂鉱物中の火山ガラスと植物ケイ酸体の分析や、コアの断面に沿った帯磁率の測定、重金属の分析も行ったが、深さに沿った時間軸に対応した明瞭な変化を読むことができなかった。西の湖のコアの花粉分析の結果では、最上部数cmでマツ属とイネ科の花粉の急増が認められ、周辺の山地の人為による植生変化と平地における稲作の開始によるものである可能性が高い。小中の湖コアの黒泥のほか西の湖コアの有機質粘土などについて炭素年代を委託分析した結果は、西の湖コアの53cm付近で5200年BP、小中の黒泥層で13000年BPと、予想よりも古い年代が測定されている。

このことは堆積速度が他の内湖などにくらべてはるかに遅いことを意味しており、分析用サンプルからは約500年分の堆積物の平均値しか求め得ないことになり、それが例えば火山ガラスと時間との対応を認め難くした原因であると考えられた。昨年度には西の湖及びそれに隣接する旧小中の湖干拓地のコアについて調査を行ったが,いずれも堆積速度が遅く,年代を追って細かく変化を調べることが困難であった.そのため,新たに曽根沼の底質コアをとることとし,押込み式のコア採取器で約70cmのコアを得た.彦根西部地域の地質調査報告書の中で曽根沼について調査されたコアでは年間の堆積速度が1mmぐらいとあるので,コアを2cmに切って分析用試料を作り,20年の解像度を期待して各種の分析に供した.先の西の湖と今回の曽根沼の試料について元素組成分析を,また曽根沼試料については花粉分析をも行った.(西の湖については1試料が100年に相当することがわかっていた.)元素分析では,多量10元素(Si,Al,Fe,Ca,Mg,K,Mn,Ti,S,P)の分析には灼熱後の試料に蛍光X線分析法を適用したほか,微量10元素(Li,Cu,Zn,Sr,Ba,Co,Ni,V,Zr,Mo)の分析には脱珪酸後の酸溶液についてICP分光分析法を用いた.西の湖の元素分析結果から,人間による農耕などの活動が盛んになったと思われる時代の試料について,Mn,S,Pなどの多量元素,Cu,Znなどの微量元素含量の増加が認められた.曽根沼については別に行った炭素年代の測定から,堆積速度が予想よりはるかに遅く結局1試料は100年に相当すること,花粉分析結果からコアの上半部が人為的撹乱を受けていることが判明し,元素分析結果から人為の影響を読み取ることができなかった.ただ,最上部試料でのPの増大は撹乱後の周辺水田からの肥料成分の流入によるものと思われた.曽根沼では別に採取したコアについての花粉分析から,人間活動の影響は主としてスギ,アカガシなどの優勢な自然植生に代わって,マツ属の増加,炭化片の増加,それに伴うイネ科花粉の増加などに見られた.平成11年度に採取した曽根沼のコアの上部30cmは撹乱を受けていることが判明したので、より完全なコアをとるべく、湖岸から連続して浮島状に堆積物をためている湿地上でシンウォールサンプラーにより6mをこえるコアを採取した。このコアについて重金属組成の分析と無機組成分の顕微鏡観察、帯磁率の測定および花粉分析を実施した。また、炭素年代は依頼分析によった。帯磁率には炭素年代から推定される200300年前と850900年前ぐらいの深さにピークがみられたが、ピークそのものがシャープでなく、火山灰との対比もできなかった。重金属としては、Pb・Cu・Zn・Cd・Co・Niの6元素をICP発光分析と原子吸光法により定量した。その結果、Zn・Co・Niの3元素がいずれも深さ120130cmに最大値を示した。これは炭素年代から850900年前ぐらいの層準に当たるが、特定の事件とは結びつかなかった。細砂サイズの無機粒子の検鏡でプラントオパールと火山ガラスを見たが、イネのプラントオパールはほとんどなく、火山ガラスの濃集部位もみつからなかった。花粉分析では約2600年前の層準から炭化片の急増に伴って大型のイネ科花粉が出現し始めた。このイネ科花粉の表面構造の観察から、これが栽培イネである可能性が高いと思われ、琵琶湖周辺での原初的なイネ栽培が縄文後晩期に始まった可能性が示唆された。さらに、約1200年前からは原生のアカガシ亜属花粉が減少してマツ属花粉が急増し、周辺の照葉樹林の破壊が進み二次林化の進んだことをうかがわせた。このように、曽根沼周辺ではイネ栽培の開始と、その後の急速な二次林の拡大を伴う2度の森林破壊が認められた。
がん細胞の浸潤突起形成に関わる膜融合装置の同定と制御機構の解明

がん細胞が形成する浸潤突起は細胞外基質を分解する活性を有するアクチン細胞骨格に富む細胞膜の微細な突起状構造で,がん細胞の浸潤において重要な役割を果たす。MT1-MMPと呼ばれる膜結合型タンパク質分解酵素は浸潤突起における細胞外基質分解を担う主要な因子で,細胞内小胞輸送の複数の経路により浸潤突起に運ばれると考えられている。しかし,その分子機構の詳細は未解明の点が多く残されている。本研究では,浸潤突起形成とMT1-MMPの浸潤突起への輸送に関わる膜融合タンパク質SNAREを網羅的に同定し,それらSNARE分子とその制御因子が浸潤突起形成に果たす役割の一端を分子レベルで明らかにした。がん細胞が形成する浸潤突起は,細胞外基質(ECM)を分解する活性を有するアクチン細胞骨格に富む細胞膜の微細な突起状構造で,がん細胞の浸潤において重要な役割を果たす。MT1-MMPと呼ばれる膜結合型タンパク質分解酵素は浸潤突起におけるECM分解を担う主要な因子で,細胞内小胞輸送の複数の経路により浸潤突起に運ばれると考えられている。しかしながら,その分子機構の詳細は未解明の点が多く残されている。本研究では,浸潤突起形成とMT1-MMPの浸潤突起への輸送に関わる膜融合タンパク質SNAREを網羅的に同定し,それらSNARE分子とその制御因子が浸潤突起形成に果たす役割を分子レベルで明らかにすることを目指す。浸潤突起の形成とMT1-MMPの浸潤突起への輸送については,高い浸潤転移能をもつ乳がん細胞株MDA-MB-231において,v-SNAREの一つであるVAMP7が極めて重要な因子として機能していることが報告されているが(Steffen et al., 2008),その他のSNAREについてはこれまで十分明らかになっていなかった。我々は,現在までに,RT-PCR法により少なくとも35種のSNAREがMDA-MB-231細胞において発現していることを見出した。さらに,これらほぼすべてのクローニングを完了し,ドミナントネガティブ変異体として機能することが期待される膜貫通領域欠失変異体の発現ベクターを作製した。これら35種のSNAREから浸潤突起の形成とMT1-MMPの輸送に関与するSNAREを同定するため,作製したΔTMD変異体の過剰発現が浸潤突起形成に与える影響について解析し,多数の候補SNAREを同定した。浸潤突起は,がん細胞が形成するアクチン細胞骨格に富む細胞外基質(ECM)を分解する活性を有する細胞膜の微細な突起状構造で,がん細胞の浸潤・転移において重要な役割を果たすと考えられている。我々は,昨年までに, MDA-MB-231細胞において発現している35種のSNAREについて,それらのドミナントネガティブ変異体を作製し,浸潤突起の形成とMT1-MMPの輸送に関与するSNAREを同定した。それらSNAREを発現抑制すると,浸潤突起の局在するMT1-MMP量の減少とMT1-MMP陽性エンドソームの肥大化が認められた。これらのことから,我々が同定したSNAREはMT1-MMPの浸潤突起への輸送に直接または間接に関与していることが示唆された。さらに,これらSNAREの複合体形成が,浸潤性がん細胞と非浸潤性がん細胞では異なる可能性を見出した。現在その点について詳細な解析を行っている。予定通り,ドミナントネガティブ変異体の過剰発現により浸潤突起形成に関わるSNAREを多数同定し,その分子メカニズムの解明に着手できているので。本研究では,浸潤突起形成とMT1-MMPの浸潤突起への輸送に関わる膜融合タンパク質SNAREを網羅的に同定し,それらSNARE分子とその制御因子が浸潤突起形成に果たす役割を分子レベルで明らかにすることを目指して研究を行った。我々は,一昨年,昨年にMDA-MB-231細胞において発現している35種のSNAREについて,それらのドミナントネガティブ変異体を作製し,浸潤突起の形成とMT1-MMPの輸送に関与するSNAREを新たに3種同定した。そのうち少なくとも一つのSNAREについては発現抑制により浸潤突起における細胞外基質分解の低下,細胞表面のMT1-MMP量の減少,MT1-MMP陽性エンドソームの肥大化が認められた。

一方,このSNAREを過剰発現した細胞では浸潤突起における細胞外基質分解の亢進と細胞表面のMT1-MMP量の増加が認められた。さらに,このSNAREはがん細胞の浸潤活性に相関してエンドソームに局在するSNAREと複合体を作ることを見出した。以上の結果から,非浸潤性細胞とは異なり,浸潤性がん細胞が今回同定したSNAREをMT1-MMPの輸送に利用していることが強く示唆された。がん細胞が形成する浸潤突起は細胞外基質を分解する活性を有するアクチン細胞骨格に富む細胞膜の微細な突起状構造で,がん細胞の浸潤において重要な役割を果たす。MT1-MMPと呼ばれる膜結合型タンパク質分解酵素は浸潤突起における細胞外基質分解を担う主要な因子で,細胞内小胞輸送の複数の経路により浸潤突起に運ばれると考えられている。しかし,その分子機構の詳細は未解明の点が多く残されている。本研究では,浸潤突起形成とMT1-MMPの浸潤突起への輸送に関わる膜融合タンパク質SNAREを網羅的に同定し,それらSNARE分子とその制御因子が浸潤突起形成に果たす役割の一端を分子レベルで明らかにした。予定通り,MDA-MB-231細胞において発現する30種以上のSNAREをクローニング,ドミナントネガティブ変異体を作製し,浸潤突起形成に関わるSNAREを多数同定できたので。上述の通り,浸潤性と非浸潤性がん細胞において,これまでに同定したSNAREが異なる複合体を形成している可能性を明らかにし,さらに,その制御機構について解析を進める。分子細胞生物学昨年度同定したSNAREについて,当初の計画通り,MT1-MMPの輸送等について生化学的,細胞生物学的な解析を進める。