hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
活性酸素による遺伝子損傷とその修復機構

大腸菌はその遺伝子欠損によって自然突然変異率が野生株より著しく上昇するものが知られている。これらの変異はミューテーターと呼ばれるが、これまでに10ヶ以上の遺伝子座がミューテーター表現型を示すことが明らかにされている。その中にはDNAポリメラーゼIIIのサブユニットを構成するタンパク質や複製後のミスマッチ修復に係わるタンパク質をコードするものが含まれている。我々は大腸菌ミューテーター株の解析から、MutT,MutM,MutYの3種のタンパク質がDNA複製の前段階で働くことを明らかにした。それらのタンパク質の生化学的な解析の結果、MutTタンパクは酸化型dGTP(8-oxo-dGTP)を特異的にモノヌクレオチドに分解する酵素活性をもっており、それによってミスペアリングをおこす8-オキソグアニンがDNA中に取り込まれるのを防いでいる。一方MutMタンパクはDNA中に存在する8-オキソグアニンを認識してそれをDNAから除去するグリコシラーゼ活性を持っており、MutYタンパクは8-オキソグアニンと誤対合しているアデニンを特異的に取り除くグリコシラーゼで同じくDNA中に生じた酸化型グアニンを修復する。mutTミュータントで生じる突然変異はほとんどそのすべてがAT→CGトランスバ-ジョン型のものであるが、mutMまたはmutYミューテーターではGC→TAトランスバ-ジョンが特異的に生じる。このようなミューテーターの特性も各タンパクの生化学的特性と、二重、三重ミューテーター変異株におけるミューテーター特性の解析に基づいてうまく説明するスキームを提出することができた。大腸菌のミューテーターに対応する様なものがヒトの集団中にも存在するとすると、それは高発がん性家系の成因となり得る。重複がんの原因の一つをそこに求めることができるかもしれない。大腸菌での結果を手掛かりとして哺乳動物細胞での研究を進めることの必要性を感じるゆえんである。まずMutTに相当する活性を種々の哺乳動物の組織や細胞株中に見出すことができたが、なかでもヒトの細胞性リンパ腫由来のJarkat細胞株に特に高い活性を認めたので、その細胞抽出液から酵素の精製を行った。精製したタンパク質について部分的なアミノ酸配列を決定し、それに基づいてオリゴヌクレオチドプライマーを合成し、cDNAをクローニングした。クローン化したcDNAが8-oxo-dGTPaseの活性を有することを、大腸菌mutT^-ミュータント細胞中でcDNAを発現することによって調べた。大腸菌の粗抽出液を部分精製した標品について調べた結果、ヒトのcDNAを発現した大腸菌mutT^-細胞の抽出液中に高い8-oxo-dGTPase活性を検出できた。さらにmutT^-株での自然突然変異の上昇がヒトのcDNAの発現によって著しく減少させ得ること、しかもそれはAT→CGトランスバ-ジョン変異を特異的に抑制するものであることが明らかになった。ヒトと大腸菌のタンパク質は分子量も比較的近く(大腸菌のMutTタンパク質は129アミノ酸で、ヒトのタンパク質は156アミノ酸より成る)、また分子の中央部付近に両者に共通する保存されたアミノ酸配列が見出された。このようにヒトを含む哺乳動物の細胞にも酸化によって生じたDNAの損傷を防ぎ、それによって遺伝情報の維持に重要な役割を果たす機構が存在することが示されたが、それと発がんや突然変異の抑制の関連を明確にするためにはその遺伝子の構造を明らかにすることが必要である。そのような立場からcDNAをプローブとしてヒトゲノムDNAライブラリーの検索を行い、遺伝子の大部分をクローニングすることができた。ヒトの遺伝子は約9kbの大きさで、少なくとも4つのエキソンを含むことがわかった。その一部をプローブとしてハイブリダイゼーションを行い、ヒトの遺伝子(MTH1と命名)が第7染色体p22に位置することがわかった。さらにマウスのcDNAおよびゲノムDNAをクローニングして、遺伝子欠損マウスを作製して、この遺伝子の生物学的意義を明確にすべく研究を進めている。上に述べた研究を行うに当たり、ハーバード大学のデンプル教授の研究室との交流は実験の細部にわたる技術上の問題の解決から、全体的な戦略の構築に至るまではかり知れない恩恵を得た。

このようなミューテーターの特性も各タンパクの生化学的特性と、二重、三重ミューテーター変異株におけるミューテーター特性の解析に基づいてうまく説明するスキームを提出することができた。大腸菌のミューテーターに対応する様なものがヒトの集団中にも存在するとすると、それは高発がん性家系の成因となり得る。重複がんの原因の一つをそこに求めることができるかもしれない。大腸菌での結果を手掛かりとして哺乳動物細胞での研究を進めることの必要性を感じるゆえんである。まずMutTに相当する活性を種々の哺乳動物の組織や細胞株中に見出すことができたが、なかでもヒトの細胞性リンパ腫由来のJarkat細胞株に特に高い活性を認めたので、その細胞抽出液から酵素の精製を行った。精製したタンパク質について部分的なアミノ酸配列を決定し、それに基づいてオリゴヌクレオチドプライマーを合成し、cDNAをクローニングした。クローン化したcDNAが8-oxo-dGTPaseの活性を有することを、大腸菌mutT^-ミュータント細胞中でcDNAを発現することによって調べた。大腸菌の粗抽出液を部分精製した標品について調べた結果、ヒトのcDNAを発現した大腸菌mutT^-細胞の抽出液中に高い8-oxo-dGTPase活性を検出できた。さらにmutT^-株での自然突然変異の上昇がヒトのcDNAの発現によって著しく減少させ得ること、しかもそれはAT→CGトランスバ-ジョン変異を特異的に抑制するものであることが明らかになった。ヒトと大腸菌のタンパク質は分子量も比較的近く(大腸菌のMutTタンパク質は129アミノ酸で、ヒトのタンパク質は156アミノ酸より成る)、また分子の中央部付近に両者に共通する保存されたアミノ酸配列が見出された。このようにヒトを含む哺乳動物の細胞にも酸化によって生じたDNAの損傷を防ぎ、それによって遺伝情報の維持に重要な役割を果たす機構が存在することが示されたが、それと発がんや突然変異の抑制の関連を明確にするためにはその遺伝子の構造を明らかにすることが必要である。そのような立場からcDNAをプローブとしてヒトゲノムDNAライブラリーの検索を行い、遺伝子の大部分をクローニングすることができた。ヒトの遺伝子は約9kbの大きさで、少なくとも4つのエキソンを含むことがわかった。その一部をプローブとしてハイブリダイゼーションを行い、ヒトの遺伝子(MTH1と命名)が第7染色体p22に位置することがわかった。さらにマウスのcDNAおよびゲノムDNAをクローニングして、遺伝子欠損マウスを作製して、この遺伝子の生物学的意義を明確にすべく研究を進めている。上に述べた研究を行うに当たり、ハーバード大学のデンプル教授の研究室との交流は実験の細部にわたる技術上の問題の解決から、全体的な戦略の構築に至るまではかり知れない恩恵を得た。
モジュール化によるコスト削減型製品開発:ベストプラクティスの抽出

現在、製品・サービスにかかわる諸要素をモジュール化し再利用してスケールエコノミーを実現するコスト削減型製品開発が望まれている。しかし、企業がビジネスの構成要素を技術的にモジュール化する能力を獲得しただけでは、企業競争力の獲得にはほど遠い。モジュールをどのようなビジネス・プラットフォームに配置して消費者に製品・サービスを提供するのか、ビジネスモデルが不在の場合、モジュール化は自己満足となる。企業がどのように知識を利用して、どのような組織形態を採用してモジュール化戦略を実現するか、また、企業はどのようにインターフェイスを処理し、モジュール全体を競争力のある製品/サービスとして統合化するための提携戦略とマネジメント能力を持っているのか、企業の経営能力が問題となる。Eラーニングの場合、企業によるモジュール化戦略の採用は市場の拡大と利益の確保を約束しない。これは同市場がコンピュータ、自動車と比較して、サービスの価値創造に果すユーザーの役割が極めて高い産業創造の初期段階にあることによる。日本のEラーニング産業において技術的に優秀で、先行的にEラーニングの学習コンテンツのモジュール化に取り組んだ企業は概してビジネスに失敗しており、成功裏にビジネスを展開する少数のEラーニング企業は、技術におけるモジュール化には関心をはらわず、知識、また、組織レベルのモジュール化、特に、どのようにモジュール間のインターフェイスを処理し、自社の優位を守りながらモジュール全体を統合化するか、そのための提携戦略を展開し、それを長期的に維持できるかに向けられている。本研究の建築業の観察からも、モジュール化戦略を技術の側面からとらえた企業は、概して、ビジネスに失敗する傾向が認められ、成功しつつある少数の例外企業は、モジユール化とコスト削減戦略にマネジメントの視点から着実に取り組んでいる。ビジネスの構成要素をモジュール化してユーザーの満足水準を上昇させコスト削減を実現する製品開発は可能であろうか。本研究は、デジタル・コンテンツ(eラーニング)産業、建設(プレファブ)産業を対象に、ベストプラクティスの可能性を考察する。研究の焦点は、企業が特定の製品/サービスに関するモジュールをどのような知識をベースにどのような組織形態で実現しているか、企業はどのようにインターフェイスを処理しモジュールの全体を競争力のある製品/サービスとして統合化できるのかに向けられる。平成14年度においては、当該研究分野に関する書籍・資料を収集し、理論面で理解の高度化を実現すると同時に、eラーニング研究会とテクノロジー・フュージョン研究会の中に設置したモジュール化研究分科会の活動によって一定の情報・知見を獲得している。その一例を紹介すれば、eラーニングの場合、モジュール化戦略の採用はそれ自身で市場の拡大と利益の確保を約束しない。これは同市場がサービスの価値創造に果すユーザーの役割が極めて高い創業の初期段階にあることによる。一方、建設的においてはコスト削減を目指すプレファブ建築の延長線上に望ましいモジュール建築があるのではなく、個々のユーザーのニーズにより細かく対応するコーポラティブハウスの将来性が指摘されている。

日本のEラーニング産業において技術的に優秀で、先行的にEラーニングの学習コンテンツのモジュール化に取り組んだ企業は概してビジネスに失敗しており、成功裏にビジネスを展開する少数のEラーニング企業は、技術におけるモジュール化には関心をはらわず、知識、また、組織レベルのモジュール化、特に、どのようにモジュール間のインターフェイスを処理し、自社の優位を守りながらモジュール全体を統合化するか、そのための提携戦略を展開し、それを長期的に維持できるかに向けられている。本研究の建築業の観察からも、モジュール化戦略を技術の側面からとらえた企業は、概して、ビジネスに失敗する傾向が認められ、成功しつつある少数の例外企業は、モジュール化とコスト削減戦略にマネジメントの視点から着実に取り組んでいる。
ポストゴルジ輸送ネットワークを担う機能素子としての分子群

1)オートファジー:オートファジーを担う膜構造オートファゴソームの形成には、Apg12-Apg5共有結合体が前駆体膜に結合する必要があることを見出している。今回、Apg12-Apg5共有結合体がさらに約700kDaの大きな複合体を形成していることを示し、その成分のひとつp63の構造を決定した。P63は新規の蛋白質で、ホモオリゴマーを形成しN末端でApg5と結合する。またオートファゴソーム膜に局在することを発見した別の蛋白質LC3のホモログのGATE16とGABARAPが、LC3同様のプロセシングを受けオートファゴソームに結合することを明らかにした。さらにApg5遺伝子を破壊したマウス胚性幹細胞では異常蛋白質を発現させると正常細胞より蓄積しやすいことを見出した。この結果はオートファジーが異常蛋白質除去に働く可能性を示唆するものである。2)血小板放出反応:Streptolysin-Oにより形質膜を透過型にした血小板で、濃染顆粒に含まれるセロトニンとα顆粒に含まれるvon Willebrand因子の放出を測定する再構成系を確立した。それらの放出反応はATP・細胞質依存的であり、必須細胞質因子を精製し、PKCαと同定した。しかし、PKCαは十分因子ではなかった。現在、第2,第3の必須因子を同定中である。本年度は、研究計画のうちエンドソームに固有の輸送機能素子の解析を集中的に行った。1) SKD1の解析(吉森):マウスのAAA型ATPase・SKD1は、酵母のエンドソームを介した輸送に関わるVps4pと高い相同性を有することから、エンドソーム輸送の機能素子である可能性がある。そこで優性阻害能が期待される点突然変異をSKD1遺伝子に導入し、かつ緑色蛍光蛋白質(GFP)を融合したもの(GFP-SKD1E235Q)を動物培養細胞に強制発現させ、共焦点レーザー走査型顕微鏡を用いた多重蛍光観察を中心とした詳細な解析を行った。その結果SKD1E235Qの過剰発現は、初期エンドソームの形態と分布の異常及びそこからのトランスフェリン受容体の再循環などの輸送機能に対する特異的な阻害を引き起こすことが判明した。従って、SKD1が初期エンドソームに一過性に結合し、そこでの選別輸送に重要な役割を果たしていると結論した。2) Rab5結合蛋白質の同定(堀内):これまで、初期エンドソームに局在し、初期エンドソームにおける膜融合を制御するGTP結合蛋白質Rab5に結合するタンパク質を、Rab5 overlay法を用いて数個同定し、解析してきた。本年は同法で、請製途中にあったタンパク質の同定、解析を試みた。ウシ脳細胞質画分より、精製途中にあったタンパク質p50を精製し、部分アミノ酸配列を決定したところ、GFAPという既知のタンパク質と一致した。しかし、抗GFAP抗体等を用いた解析ではこれまでのところ、このタンパク質とRab5と結合する事を示唆する結果を得ておらず、さらに解析を進めつつある。1)エンドソームの輸送機能素子昨年度我々は、SKD1優性阻害変異体を培養細胞に強制発現させその効果を調べることで、SKD1がエンドソームの形態維持と輸送機能を制御していることを示した。平成11年度は、まず、変異SKD1が内在性の野生型SKD1と複合体を形成して、エンドソーム幕に安定に結合していることを見いだした。これは、SKD1オリゴマーの膜への結合と離脱のサイクルによりエンドソームが制御されている可能性を示唆する。また優性阻害変異体発現により、エンドサイトーシスされたEGFの輸送が阻害されることが判明した。さらに、温度感受性の優性阻害変異体の作成にも成功し、温度シフトにより可逆的にEGF輸送が阻害されることを示した。現在、この温度感受性変異体を用いて詳細な解析を行うと同時に、セミインタクト細胞を用いたエンドソーム輸送再構成系を確立しつつある。

2)顆粒放出反応の輸送機能素子Streptolysin-Oにより形質幕を透過型にた血小板で、濃染顆粒に含まれるセロトニンとα顆粒に含まれるvon Willebrand因子の分泌(顆粒放出反応)を測定する再構成系を確立した。それらの放出反応はATP・細胞質依存的であり、細胞質中に必須因子の存在が予想された。現在、それを精製中である。また、小胞輸送の必須因子RabGTPaseの抑制的制御蛋白質RabGDIで濃染顆粒の放出は制御されなかったが、α顆粒の抄出は強く抑制された。α顆粒放出にはRabが必須と考えられ、現在、どのRabか同定中である。1)エンドソームとオートファゴソーム:SKD1がエンドソームから細胞膜やリソソームへの輸送を制御することを示してきたが、さらにオートファジーとも関係することが判明した。エンドソームからオートファゴソームに機能素子を輸送しているものと思われる。またBeclinがphosphatidylinositol 3-kinaseと結合してTGNに局在することを明らかにした。この蛋白質複合体はTGN・エンドソーム輸送とオートファゴソーム形成に必要な機能素子供給の両方を制御すると考えている。さらにApg5-Apg12複合体がオートファゴソーム前駆体に結合し、それをオートファゴソームへ成長させていることを発見した。またApg5がApg12と結合すると、LC3-Iが翻訳後修飾によりLC3-IIとなりオートファゴソーム膜に局在化することも見いだした。以上、エンドソームとオートファゴソームに関わる機能素子を同定しその機能に関する知見が得られた。2)血小板放出反応:Streptolysin-Oにより形質膜を透過型にした血小板で、濃染顆粒に含まれるセロトニンとα顆粒に含まれるvon Willebrand因子の放出を測定する再構成系を確立した。それらの放出反応はATP・細胞質依存的であり、細胞質中に必須因子のひとつを同定し、解析中である。また、α顆粒の放出にRab4が必須な制御因子であることを明らかにした。さらに、透過型血小板の凝集アッセイを確立し、Rhoが重要な働きをすることを明らかにした。1)オートファジー:オートファジーを担う膜構造オートファゴソームの形成には、Apg12-Apg5共有結合体が前駆体膜に結合する必要があることを見出している。今回、Apg12-Apg5共有結合体がさらに約700kDaの大きな複合体を形成していることを示し、その成分のひとつp63の構造を決定した。P63は新規の蛋白質で、ホモオリゴマーを形成しN末端でApg5と結合する。またオートファゴソーム膜に局在することを発見した別の蛋白質LC3のホモログのGATE16とGABARAPが、LC3同様のプロセシングを受けオートファゴソームに結合することを明らかにした。さらにApg5遺伝子を破壊したマウス胚性幹細胞では異常蛋白質を発現させると正常細胞より蓄積しやすいことを見出した。この結果はオートファジーが異常蛋白質除去に働く可能性を示唆するものである。2)血小板放出反応:Streptolysin-Oにより形質膜を透過型にした血小板で、濃染顆粒に含まれるセロトニンとα顆粒に含まれるvon Willebrand因子を測定する再構成系を確立した。それらの放出反応はATP細胞質依存的であり、必須細胞質因子を精製し、PKCαと同定した。しかし、PKCαは十分因子ではなかった。現在、第2,第3の必須因子を同定中である。
二相混合体における複合効果とパ-コレ-ションクラスタ-の挙動に関する研究

複数の物質相から構成される材料の物理的性質がその複合構造の特徴にどのように依存するかの機構を明らかにするために、本研究では物質相のクラスタ-の成長の加速化によって惹起されるクラスタ-構造の相転移現象、即ちパ-コレ-ション現象とそれに伴う材料物性の臨界挙動をニオブ-アルミナの2相焼結混合体を対象材料として実験と理論の両面から調べた。試料はホットプレス法によって作製した焼結体で、ニオブの体積分率fが0から0.92にわたって変化する合計16個の試料を用意した。主な結果は次の通りである。(1)fが或る臨界点f_c【similar or equal】0.16を越えると突然電気伝導が始まり、臨界現象に特有な指数則(指数約2)に従って立ち上がった。(2)0【less thanor equal】f【less than or equal】0.15の絶縁体領域では誘電率(またはキャパシタンス)はfcに近付くにつれて無限大に向かって増大した。これはニオブのクラスタ-が急速に成長してパ-コレ-ションクラスタ-に転移する様子を物語るものである。(3)ニオブのクラスタ-の顕微鏡像を画像処理装置を用いて2値画像化し、この像に基づいてクラスタ-分布をコンピュ-タを援用して測定した。分布はパ-コレ-ション転移を経ると広域化し、同時に分布スペクトルの離散性が顕著になった。これはクラスタ-の連結の連鎖過程によるクラスタ-の加速的な成長を意味する。(4)上述の伝導度と誘電率の振舞いは2相が互いに囲み合う複合構造によって説明されることを有効媒質モデルを用いて示した。(5)伝導度の異方性をクラスタ-構造の異方性を考慮したlink-nodeモデルから説明した。(6)パ-コレ-ションの3次元的転移から2次元的転移への変化がf【similar or equal】0.41近傍で起こることを見いだした。この値は従来のパ-コレ-ション理論から予想さ複数の物質相から構成される材料の物理的性質がその複合構造の特徴にどのように依存するかの機構を明らかにするために、本研究では物質相のクラスタ-の成長の加速化によって惹起されるクラスタ-構造の相転移現象、即ちパ-コレ-ション現象とそれに伴う材料物性の臨界挙動をニオブ-アルミナの2相焼結混合体を対象材料として実験と理論の両面から調べた。この値は従来のパ-コレ-ション理論から予想さ本研究は、混合体における構成相のクラスターの急激な巨大化即ちパーコレイション現象とこの現象が異なる相同士の複合的性質として現われる材料物性に与える影響を解明することを目的としており、その研究の一環として行って来た本年度の研究の項目と得られた知見は次の通りである。(1)NbとAl_2O_3の混合体として、Nbの体積分率(f)が1から0.12に互る12個の試料をホットプレス法による焼結法により作製し、これらについて電気伝導度の測定とクラスターの統計的計測を行った。(2)電気伝導度はf=0.150.16の所で急激に上昇し、絶縁体から金属への転移、即ちパーコレイション現象の発生が認められた。転移後はfの増大と共に指数関数的に増大し、その指数は約2であった。(3)Nb相のクラスターの顕微鏡像を画像処理して、そのサイズや形状について統計分布をコンピュータを援用して計測した。Nbの体積分率fが増大して、パーコレイション転移を越えると、それらの分布は急に広域化し、スペクトルが連続的なものから離散的なものへと変わる。この離散的なスペクトルはクラスター同士の連結によるクラスター成長を示唆している。(4)一方の相が他方を取り囲む形の複合細胞を考え、この細胞を構造の基本要素として混合体を再構成するモデルに有効媒質理論を適用した所、パーコレイション転移に伴う電気伝導度の挙動をかなり良く説明することが出来た。

(5)Nbのクラスターが孤立分散しているパーコレイション転移前の絶縁体領域(f<0.15)でのクラスターの挙動を調べるために、電気伝導度の代りに誘電率(又はキャパシタンス)の測定をLCRメータを用いて行っているが、測定の精度と再現性を良くするために、測定システムの改良を現在行っている所である。次年度はこの実験を主として行う予定である。本研究では、2相混合体のクラスタ-構造の挙動と2相の複合効果として発現する物性の機構を解明すること目的として、クラスタ-の成長の加速化による相転移現象、即ちパ-コレ-ション現象とそれに伴う物性の臨海挙動をニオブとアルミナの焼結混合体を対象試料として調べた。前年度はパ-コレ-ション転移を生じた後の伝動領域でのクラスタ-の統計的分布の測定と伝導度の挙動を調べた。今年度は転移が生ずる以前の絶縁体領域(ニオブ体積分率f<0.16)でのクラスタ-の挙動と誘電的特性を測定し、この結果と前年度の実験結果を併せて理論的考察を行った。この実験のため、絶縁体領域に在る一連の試料(0【less than or equal】f【less than or equal】0.15)をホットプレス法により新たに作製した。また、試料の誘電的特性は、2050000Hzの周波数の交流電場を印加して、キャパシタンス(誘電率に比例)などの交流特性を測定することにより調べた。測定はLCRメ-タや交流電圧計を用い、その計測制御をGPIBインタ-フェ-スを介してパ-ソナルコンピュ-タによって自動化し、同時にデ-タ処理を行った。得られた主な知見は以下の通りである。(1)fの増加と共に誘電率も増大し、パ-コレ-ション閾値で無限大に発散した。これはクラスタ-が無限大化することによる伝導体への転移の典型的な前駆的挙動である。(2)この誘電率の挙動は、2相が互いに囲み合う構造を模擬した複合細胞有効媒質モデルにより説明され、このモデルで伝導度の挙動も同時に説明されることを示した。(3)伝導度の立ち上がりを表現する臨界指数(約2)は材料の構造の詳細によらない普遍性を持つ可能性を示した。(4)この臨界指数を説明する従来のリンク・ノ-ドモデルを拡張応用して伝導度の異方性が説明出来ることを示した。(5)f0.41でパ-コレ-ション転移が3次元から2次元的転移へ変化することを観測し、従来
GPSネットワークデータの逆解析に基づく地殻変動モニタの開発

本研究の目的は地殻変動モニタの開発である.このモニタは,PSネットワーク電子基準点を含む地域に対し,計測されたデータから歪場の増分を計算し,釣り合い式を満たすよう,地域弾性係数とそれに伴う応力場の増分を推定するものである.応力場の推定を行う逆解析理論は全く新しい理論であり,それに基づく大規模数値解析手法を構築し,地殻変動モニタをコード化している.地殻変動モニタの妥当性は数値実験によって検証されている.離散的に計測されるデータに含まれる誤差を陽に取り扱っているため,安定した数値解析が可能であり,誤差の大きさに応じて,推定される弾性係数や応力場の確からしさが変化する.また,誤差が含まれるにもかかわらず,データ数が増えるほど推定される弾性係数の信頼度が向上する.実際のGPSデータを利用して地殻変動モニタの有効性を検証した.データの質と量を勘案し,地域のポアソン比の推定を行った.他に比べ計測データの変動が大きい地域ではポアソン比を推定することはできなかったが,それ以外の地域では0.2から0.3の間でポアソン比の推定が可能であった.この値はS波とP波の速度比から推定されるポアソン比と調和的である.なお,推定できない地域を除けば,列島の多くの部分では,ポアソン比はほぼ一様の値をとるか滑らかに変化するかのどちらかであるが,空間的に急変する地域もある.データの誤差に起因するモニタが推定する値の確からしさを定量的に評価するため,確率モデルとその解析理論を別途構築しモニタに適用している.本研究の目的は地殻変動モニタの開発である.このモニタは,PSネットワーク電子基準点を含む地域に対し,計測されたデータから歪場の増分を計算し,釣り合い式を満たすよう,地域弾性係数とそれに伴う応力場の増分を推定するものである.応力場の推定を行う逆解析理論は全く新しい理論であり,それに基づく大規模数値解析手法を構築し,地殻変動モニタをコード化している.地殻変動モニタの妥当性は数値実験によって検証されている.離散的に計測されるデータに含まれる誤差を陽に取り扱っているため,安定した数値解析が可能であり,誤差の大きさに応じて,推定される弾性係数や応力場の確からしさが変化する.また,誤差が含まれるにもかかわらず,データ数が増えるほど推定される弾性係数の信頼度が向上する.実際のGPSデータを利用して地殻変動モニタの有効性を検証した.データの質と量を勘案し,地域のポアソン比の推定を行った.他に比べ計測データの変動が大きい地域ではポアソン比を推定することはできなかったが,それ以外の地域では0.2から0.3の間でポアソン比の推定が可能であった.この値はS波とP波の速度比から推定されるポアソン比と調和的である.なお,推定できない地域を除けば,列島の多くの部分では,ポアソン比はほぼ一様の値をとるか滑らかに変化するかのどちらかであるが,空間的に急変する地域もある.データの誤差に起因するモニタが推定する値の確からしさを定量的に評価するため,確率モデルとその解析理論を別途構築しモニタに適用している.本研究は,日々計測されるGPSデータを用いて,列島各地域の大局的地殻変動と地域的地殻変動を監視する地殻変動モニタの開発を試みるものである.地殻変動モニタの最大のポイントは,GPSによって計測される列島の変位・ひずみ場を逆解析することで,応力場を推定することである.地震は地殻の応力によって引き起こされるため,地震予知研究を行う上で地殻の応力の推定は本質的に重要である.また,計測されたひずみと推定された応力の関係から,地域の応力-ひずみ関係を求めることできるため,より詳細な列島の物理モデルが構築され,モニタによって監視される応力の推定精度が向上することが期待できる.現時点での研究の主要な成果は次の2点として整理される.1)グリーン関数のスペクトル分解を用いた新しい逆解析理論とそれに基づく数値解析手法を開発した.スペクトル分解を用いた逆解析理論では,GPSの変位(増分)計測精度に応じて,「どのモードのバックスリップを見ることができるか」を明確にすることができる.この観測可能なモードの同定は数理的・物理的に合理的であり,通常の誤差最小を目的とする逆解析とは一線を画すものである.ユーラシア・太平洋プレートとユーラシア・フィリピン海プレートのプレート境界に対し,この手法を用いてバックスリップの同定を行っている.2)エイリー応力関数を用いた応力分布推定手法を完成させ,数値解析手法を開発し,地殻変動モニタのプロトタイプを作り上げた.エイリーの応力関数を用いることで,平衡状態にある応力成分を巧妙に見つけることが可能となり,ひずみを用いた応力推定に対する数値解析の精度が向上する.このプロトタイプは地殻変動モニタ開発の大きなステップである.このプロトタイプを用いて実際のGPSデータを解析し,応力分布と地域ごとの応力-ひずみ関係を計算している.パラメトリックスタディとして,インプットする材料定数や境界条件の設定等を種々変更した場合の応力や応力-ひずみ関係を求めている.現在,既知の地殻の速度構造と,推定された応力から予想される地域の堅さ(応力-ひずみ関係)を比較し,地殻変動モニタの妥当性・有効性の検証に取りかかっている.東北地方の山脈部に比較的軟らかい地域が存在する等,定性的には妥当と思われる結果がでており,より定量的な比較を試みている.平成14年度は,地殻変動モニタの基盤である逆解析手法の抜本的見直しを行い,新たな逆解析理論とその手法を構築した.

今までの逆解析手法(応力逆解析)は,歪増分を入力データとした境界値問題を解くことで応力増分を推定する理論に基づいていたが,1)境界地問題の支配条件が「体積歪が体積応力に比例する」という仮定から導かれていること,2)境界値問題の境界条件は列島周辺の応力増分によって決まるためその設定が難しいこと,の二つの問題により,十分な有効性が保障できなくなった.特に2)は深刻であり,地域によっては,推定された応力増分の値が境界条件に大きく依存して変わる場合があった.新しい逆解析理論(弾性逆解析)は,この二つの問題を解決するべく,列島各地域の弾性係数を推定するものである.弾性逆解析の特微として,1)電子基準点を頂点とする多角形領域を対象とし局囲と切り離して解析することで,未知の弾性係数の数を大幅に削減し解析の効率化を図ったこと,2)剛体回転・剛体移動という剛体変形を考慮することで,力学的に妥当な拘束条件を付け計測誤差の除去を図ったこと,3)弾性係数は拘束条件付の非線形最適問題の解として与えられるが,この最適問題を解析的に解くことに成功したこと,が挙げられる.弾性逆解析のコード化を行い,モデル問題の数値シミュレーションによって妥当性を検証した,この検証を基に,GPSデータを用いた列島の地域弾性係数の推定に関して,適用可能性や数値計算可能性に関する基礎的な検討を行い,良好な結果を得ている.平成15年度は地殻変動モニタを開発した.このモニタは,10前後のGPSネットワーク電子基準点を含む地域に対し,計測されたデータから歪場の増分を計算し,釣り合い式を満たすよう,地域弾性係数とそれに伴う応力場の増分を推定するものである.モニタが対象とする領域は比較的小さいため,変位・応力場はテイラー展開を使って多項式で近似することができる.したがって解析は二つの手順を踏む.最初に,基準点で計測された変位増分のデータから変位場を推定する.次に,釣り合い式を満たすという拘束条件のもとで,計測データの誤差が最小となるように,弾性係数を推定する.数値シミュレーションによって,構築されたモニタリングの方法の妥当性を検証した.離散的に計測されるデータに含まれる誤差を陽に取り扱っているため,安定した数値解析が可能である.すなわち,誤差の大きさに応じて,推定される弾性係数,および,その結果推定される応力場の増分の確からしさが変化する.また,誤差が含まれるにもかかわらず,データ数が増えるほど推定される弾性係数の信頼度が向上する.1998年以降に計測されたGPSデータに開発された地殻変動モニタを適用し,有効性の検証を試みた.簡単のため,等法性を仮定して,地域のポアソン比の推定を行った.他に比べ計測データの変動が大きい地域ではポアソン比を推定することはできなかったが,それ以外の地域では0.2から0.3の間でポアソン比の推定が可能であった.この値はS波とP波の速度比から推定されるポアソン比と調和的である.なお,推定できない地域を除けば,列島の多くの部分では,ポアソン比はほぼ一様の値をとるか滑らかに変化するかのどちらかであるが,空間的に急変する地域もある.今後のモニタリングの結果が期待されるところである.
イオントロニクス学理の構築

岩佐は、イオントロニクス学理の構築に向け、電界誘起超伝導、2次元物質のバレートロニクス、熱電機能の最適化を中心に本研究を進めてきた。2017年度には、電界による反転対称性の破れに起因する非相反超伝導輸送現象、バレー自由度を用いた励起子ホール効果、2次元物質や量子ドット物質における巨大な熱電効果を発見した。秋光はメカニカルアロイ法によるSr2-xLaxIrO4の合成を行うことにより従来のLa固溶領域を拡大し、これまで単結晶試料で報告されている諸物性を多結晶試料においても実現することを見出した。また、μSR法を用いることによりLa置換量の増加に伴い常磁性相に短距離反強磁性クラスターが存在するGriffiths相が存在することを発見し、本系の磁気相図の全体像を明らかにした。渡邉は、イオン液体を用いたイオントロニクス・イオニクス材料の創製を進めてきた。2017年度は、イオン液体の電気二重層容量が駆動電圧と相関があることや、カチオン・アニオンのサイズ差が伝達特性に影響を与えることを明らかにした。また、イオン液体構造を高分子内に有する「ポリイオン液体」から成る固体高分子電解質を作製した。高分子膜の機械強度を向上させるため、高強度高分子マトリックス内にポリイオン液体を混合した高分子電解質を作製し、これを高分子アクチュエータに適用した。塚﨑は、FeSeにおける界面高温超伝導現象の探求を推し進め、東大岩佐研との有機的な共同研究によって、イオン液体種の最適化による超伝導Tcを約50Kに更新した。さらに、超伝導臨界電流密度の膜厚依存性を明らかにし、薄くなるほど高い超伝導電流を流すという増強効果を見出した。加えて、デバイスプロセスと酸化物薄膜研究を進め、電気二重層トランジスタの新たなチャネル物質として有望な、高伝導度の層状酸化物の薄膜化に成功した。竹延は、電解質を用いた発光素子作製技術を異種遷移金属ダイカルコゲナイド単層膜を面内で接合させた新奇なヘテロ接合材料に適応し、本材料系としては初めてのタイプI型発光素子の実現に成功した。また、電解質と発光性高分子材料を組み合わせた電気化学発光セルの高性能化にも取り組んだ。具体的には、新たなイオン液体と高分子材料やホスト・ゲストシステムの導入によりRGB発光を実現し、白色照明素子実現への基盤技術を確立した。2017年度は、以下の点で、当初の予想を上回る成果が上がった。まず、岩佐と塚崎の共同研究において、Tc40Kの超伝導を示すFeSe単層薄膜が、室温で280μW/K/cm2の巨大な熱電電力因子を示すことが見いだされた。従来の値は多くの場合4080、最高でも200であり、この値は室温での熱電性能指数の世界最高値である。また、熱電効果の研究を、量子ドットの2次元超格子に拡張した結果、この物質系においても、室温で800μW/K/cm2を超えるけた違いに大きい電力因子を見出した。これらの、巨大な熱電効果の発見は、イオントロニクスの技術が、最適な膜厚とキャリヤ数を最適化し物質固有の究極の物性を抽出するのに非常に強力な武器となることを示したものであり、今後の材料展開に大きな発展が期待される。竹延は、岩佐が機械的剥離法によるミクロンサイズの2次元物質で展開してきたバレートロニクスの基礎研究をさらに発展させ、CVD法により作成した大面積遷移金属ダイカルコゲナイド単層膜を用いて、高性能薄膜トランジスタやCMOS素子、ホモ接合・ヘテロ接合発光素子や室温円偏光発光素子などの発光機能の実現に成功した。本研究における有機的な連携が、基礎だけではなく実デバイスへの道を開いた重要な成果である。一方、渡邉は、これまで岩佐とともに種々のイオン液体をEDLTに適用することで、イオン液体の物性がELDT特性に与える因子を解明した。一方で、ポリイオン液体の機械強度を向上させるために、均一網目構造を有する高分子と複合化した固体高分子電解質を作製し、この電解質はポリイオン液体単独と比べ飛躍的に高いイオン伝導率を示すことを見出した。このような高い機械強度・イオン伝導性を兼ね備えた電解質は、変形を伴う高分子アクチュエータ用電解質として最適の材料である。本特別推進は、H29年度修了を予定して進めてきたが、最終年度前項で記したとおり、イオントロニクスを用いた熱電材料の探索において、非常に驚くべき進展があった。一方で、11月に、TMDC超伝導体薄膜の超伝導物性の膜厚依存性を評価した結果、当初の予想に反し、厚さ1nm以下の超薄膜でも超伝導転移を示すことが明らかとなった。巨大熱電効果と、極薄膜超伝導の研究を完成させることは、本研究の成果を最終的に確定するうえで必要不可欠であることから、追加実験が必要であると考え、H30年度まで本研究を延長することを決定した。FeSe単層薄膜とPbS量子ドット2次元格子における巨大な熱電効果については、条件を可能な範囲で最適化するとともに、無次元性能指数を計算するための追加実験を行う。一方、2次元超伝導においては、薄膜を作製するプロセスを改善・最適化した上で、電気二重層トランジスタ(EDLT)を利用して超伝導物性を詳細に評価する実験を追加で実施する計画である。

本研究は、電気化学的手法、とくに電気二重層(EDL)を用いて新しい固体物性と機能の創成を目指すもので、本年度は共同研究のための基礎固めに重きを置いた研究を実施した。岩佐は、従来から行ってきた電気二重層トランジスタを2次元層状物質や強相関酸化物に適用して、主に電子相制御の研究を推進した。秋光は、独自の観点から新規超伝導体の開発を行うとともに、電気化学的な手法によるキャリヤドープを開始した。また、渡邊はプロトン性イオン液体、およびリチウム溶媒和イオン液体の合成を行い、従来のイオン液体とはことなり、バルク中にプロトン、リチウムイオンを効率的に導入する準備を整えた。塚崎は、新たに薄膜作製装置と物性評価装置を導入し、研究室を立ち上げた。以下では、電子物性制御と機能デバイス研究での成果をまとめる。マンガン酸化物の8ケタにわたる巨大電界効果をEDLTで実現した(Scientific Reports 3, 3023 (2913))。白金薄膜のEDLTによって、磁性を誘起することに成功した(Physical ReviewLetters 111, 216803 (2013))。遷移金属ダイカルコゲナイドにおいて、WSe2でha電界によるゼーマン分極を発見し、MoS2では電界によるpn接合の形成ならびにストレッチャブルな電界効果トランジスタ(FET)の作製に成功した(Nature Physics 9, 563 (2013)、NanoLetters 13, 3023 (2013)、Applied PhysicsLetters 103, 023505 (2013))。半導体量子ドットでは、ドット中に束縛された電子のエネルギー準位やg因子を、従来に比べて大きく変調することができた(Nature Commnications 4, 3664 (2013))。いずれにおいても、化学ドーピングや全固体FETでは到達困難なものであり、EDLTが様々な電子相や電子機能の制御に展開できることが実証された。一方、SrTiO3における電界誘起超伝導の上部臨界磁場の角度依存性を測定することより、超伝導層の厚みが超伝導コヒーレンス長よりも極めて短い、純粋な2次元超伝導が実現していることを明らかにした(Physical Reveiw B89, 020508 (R)(2014))。イオントロニクスの進展に向けた物質・物性・機能性の探索を行い、以下の成果を得た。岩佐は、遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)を対象に選び、そのイオントロニクス機能を探求した。その結果、電気二重層トランジスタ(EDLT)を用いた、電圧でスイッチ可能な円偏光発光光源の開発に成功した。また、その基礎になるスピン偏極したバンド構造を、スピン角度分解光電子分光によって、世界に先駆けて明らかにした。竹延は、遷移金属ダイカルコゲナイド単層膜およびカーボンナノチューブ薄膜に電解質を組み合わせた各種機能性素子作製を行った。具体的には、CVD法を用いたMoSe2およびWSe2大面積多結晶膜の作製に成功し、これらを用いた光ディテクター・電気2重層トランジスタ・フレキシブルトランジスタの作製に成功した。並行して、機械的剥離法で作製した単結晶薄膜を用いた電気2重層トランジスタにより基礎的な実験も行い、単層・2層・3層の試料における違いを伝導特性の観点から明らかにした。渡邉は、EDLTの、イオン伝導体層どなるイオン液体(IL)およびイオンゲルに関する研究を推進した。ILの基礎物性に関しては、既に知見が集積されて来ている典型的な非プロトン性イオン液体から、プロトン性イオン液体(PIL)、リチウム溶媒和イオン液体(Li-SIL)に焦点を移行して精査した。
道路自動車交通の情報化とドライバーの交通行動変化に関する研究

最新の情報・制御技術を応用して、道路と自動車と運転者の3者の関係を統合し、高度な交通サービスを可能とするシステムが開発されている。特に動的交通情報の提供により、道路網全体の効率的利用を図り、社会的費用の削減、環境悪化の抑止に寄与する高度交通情報システムが着目されている。ただし、情報と交通行動の因果、関係の把握が十分でないため、管理者の予測外の運転者の行動変化が現れ、情報のない時より非効率な交通状態に陥る可能性も十分にある。現時点では有効適切な情報提供システム、特にそのソフト面は確立されてはおらず道路交通の情報化に対する合意形成も十分ではない。以上の諸課題の解決の端緒として、旅行時間情報提供の効果分析のための、包括的シミュレーションモデルの構築を目指す。種々のレベルの情報が提供された場合のドライバー行動およびフローの変動を予測可能で、ミクロならびにマクロな視点から評価可能なモデルとする。本グループが持つ情報提供下の経路選択行動分析に関する成果を基礎として、本研究を遂行した。本研究では動的情報の提供が交通状態に及ぼす影響に関して、定量的に評価するためのシミュレーションシステムの構築を試みた。そのため最初に、屋内実験の結果に基づき推定された経路選択行動モデルと、本研究グループが開発した動的交通シミュレーションモデルを1つの動的行動シミュレーションシステムと統合した。構築したシステムの挙動の確認を行い、さらに、シミュレーションの結果を利用した経路選択実験の実施・分析を介してシステムを更新し、説明力の向上を図った。その後情報内容・精度等を体系的に設定した数値実験を複数ケース行い、既存道路網の効率的利用を促進する方向へと、ドライバーの行動を誘導することに有効な情報提供に関する基礎的条件を整理した。
近現代宗教思想における「自然的神性」の思想系譜に関する研究

本研究に言う「自然的神性」とは、何らかの意味で自然性を包摂し、またそれを自らの積極的本性とする神性の観念を表している。本研究では、ドイツ精神史を主たるフィールドとして、自然的神性の思想系譜をあとづける作業を行った。その結果、近現代ヨーロッパ思想史においては、世俗化という意味での「啓示」に対する(自然主義的な)自然の前景化が見られるとともに、むしろ自然に神性をいわば「転移」させた、「自然的救済論」とも言うべき思想系譜があり、これが思想的にも社会的にも極めて大きなインパクトをもったことが確認されるに至った。近現代において自然概念は、啓示や近代社会・近代文化に対抗するための「批判的概念」であると同時に、ある種の此岸的超越と生の充実を約束する救済論的トーンを帯びたのであった。本研究では、1)16世紀の世界像の大転換と近世自然神秘主義における救済論的自然の前景化、2)ロマン主義における汎ピュシス主義の復興と近代批判との関係、3)19世紀末以来の民族主義的宗教思想における反キリスト教的自然思想、4)ヘッケルらの自然科学的「唯物論的宗教運動」と自然の逆説的超越化、5)大戦間期の「批判理論」(ベンヤミン、アドルノ)らにおける自然神秘主義や民族主義批判と、「非同一的なもの」としての逆説的な自然の再浮上、の5つのフィールドに重点をおき、自然的神性の系譜を探った。本年度はまず予定通り、従来研究を進めてきた諸テーマ全体にわたって資料収集を行うとともに、新たな一次資料の発見に努めた。特に秋の滞独の際には、近世・近代ドイツにおける自然神性に関わる宗教運動体の一次資料の発掘に努めた。研究面においては、3年間の予定として当初掲げた4つのテーマのうち、20世紀民族主義宗教思想における自然神論、およびニュー・サイエンス思想における自然と神性、という2点に重点を置き、研究を行った。前者のテーマについては、ワイマル共和国期ドイツにおける「ゲルマン主義宗教運動」の担い手の一人であったE・ベルクマンの思想をとりあげ、ベルクマンおよびその周辺の思想潮流においていかに「自然」がある種の救済論的意味あいを帯びたか、またそうした自然理念が、「民族」(Volk)理念とどのように結合し、固有の救済論を作り上げたかを考えた。こうした救済論は、近代におけるキリスト教の影響力喪失と、近代社会の世俗化の間にあって、ある種の文化批判としての近代的救済宗教を創出する試みであった。第2の主題であるニュー・エイジの宗教的ヴィジョンも、ある意味では同様の問題布置のもとにあり、エスタブリッシュメントの宗教的救済像の無力化と、社会の脱近代化の傾向を受けて、シンクレティスティックな救済ヴィジョンを提示することが、ニュー・エイジの戦略であった。いずれの例をとっても、自然への神性の「転移」とも言うべきものが、近代およびポスト近代の問題と深く関わってくることは明らかであり、本研究の主題が、近世以降の精神史と社会史の核心的問題と深く関わっていることが、あらためて確認された。資料収集については、本年度は従来研究を進めてきた諸テーマ全体にわたって資料収集を行うとともに、新たな一次資料の発見に努めた。研究面においては、まず当初掲げた4つのテーマのうち、20世紀民族主義宗教運動に関して、古ゲルマン伝承であるエッダの自然的・民族主義的解釈の歴史と運動を取り上げた。特に重点的に研究対象としたのはO・S・ロイタ-であるが、ロイタ-においては、昨年度取り上げたベルクマンと同様、キリスト教の拒絶のうえに、「自然」にある種の救済論的意味あいが託され、またそうした自然理念が「民族」(Volk)理念と結合され、固有の救済論を作り上げている。こうした救済論は、やはり近代におけるキリスト教の影響力喪失と、近代社会の世俗化の間にあって、ある種の文化批判としての近代的救済宗教を創出する試みであった。後半期のもうひとつの研究主題として浮かび上がってきたのは、啓蒙期以来のいわゆる「自然的宗教」論と自然的神性との関係であった。

自然的宗教論は客体的な神信仰から人間に内在する宗教性への宗教的強調点の意向を意味するが、近世においてはこの人間的自然は外的自然と通約するものとして聖化されていた。こうした連関はロマン主義の終焉とともに消失したかに見えたが、前世紀末においては進化論や社会ダ-ウィン主義などとも関わり、新たな仕方でこの連関が語られるに至った。この問題は、日本の明治期における宗教論と宗教学のヴィジョンとも直結するものである。この点をふまえて、ワシントンD・Cにおけるアジア研究学会の1997年度年次総会では、明治期宗教学の生成と自然的宗教の問題にかかわる研究発表を行った。本研究に言う「自然的神性」とは、何らかの意味で自然性を包摂し、またそれを自らの積極的本性とする神性の観念を表している。元来ユダヤ・キリスト教圏では被造物として下位に置かれてきた「自然的なるもの」が、近代以降の宗教思想のなかで比重を増し、ある意味で神の観念と融合、ないし交替することもあった。--こうした予測にもとづき、本研究では、ドイツ精神史を主たるフィールドとして、自然的神性の思想系譜をあとづける作業を行った。その結果、近現代ヨーロッパ思想史においては、世俗化という意味での「啓示」に対する(自然主義的な)自然の前景化が見られるとともに、むしろ自然に神性をいわば「転移」させた、「自然的救済論」とも言うべき思想系譜があり、これが思想的にも社会的にも極めて大きなインパクトをもったことが確認されるに至った。近現代において自然概念は、啓示や社会や文化といった概念に対抗的な「批判的概念」であると同時に、ある種の此岸的超越と生の充実を約束する救済論的トーンを帯びたのであった。本研究では、1)16世紀の世界像の大転換と近世自然神秘主義における救済論的自然の前景化、2)ロマン主義における汎ピュシス主義の復興と近代批判との関係、3)19世紀未以来の民族主義的宗教思想における反キリスト教的自然思想、4)ヘッケルらの自然科学的「唯物論的宗教運動」と自然の逆説的超越化、5)大戦間期の「批判理論」(ベンヤミン、アドルノ)らにおける自然神秘主義や民族主義批判と、「非同一的なもの」としての逆説的な自然の再浮上、の5つのエポックに重点を置き、自然的神性の系譜を探った。今日のエコロジー運動や、エコロジー思想と霊性思想とのむすびつき、また近代以降の東洋(日本)における西洋への宗教的対抗原理としての自然概念の重要性を見ても、自然的神性と自然的救済論の思想の射程と影響力の大きさが確認されるのである。
肝臓癌におけるビオチニダーゼ競合阻害定数と、糖鎖による制御に関する研究

1.培養肝癌細胞におけるフコイダンの抗腫瘍効果天然フコイダンはHepG2細胞、Huh7細胞およびChang細胞(正常肝細胞)に細胞障害を認めたが、癌細胞と正常細胞の細胞障害の比較では差異を認めなかった。大分子フコイダンの細胞障害はHepG2細胞に比べ、Huh7細胞とChang細胞で強い傾向にあった。一方、天然フコイダンのApoptosis誘導能(TUNEL染色)はHepG2細胞、Chang細胞ともにニゲロオリゴ糖のApoptosis誘導能と比較し軽度であった。2.αfetoprotein(肝腫瘍マーカー)に対するフコイダンの効果各種濃度(0、1%、2%、4%、10%、20%)のフコイダンをHepG2細胞に投与し、24時間後のメデイウム中αfetoprotein濃度を測定した。その結果、フコイダンは濃度依存性にαfetoprotein低下作用を認めた。αfetoprotein低下作用は大分子フコイダンの方が天然フコイダンや小分子フコイダンより顕著であった。Huh7細胞における成績では天然、大分子および小分子フコイダンともに、濃度依存性のαfetoprotein低下作用を認めた。また、天然フコイダンはHuh7細胞のAFP蛋白濃度をニゲロオリゴ糖に比べ明らかに抑制した。4.フコイダンによるビオチニダーゼ活性の変動天然フコイダンはHepG2細胞とHuh7細胞のビオチニダーゼKiを著明に抑制した。以上の成績から、フコイダンはビオチニダーゼKiを抑制することによって抗腫瘍効果を発揮するものと推察される。一方、ニゲロオリゴ糖はHuh7細胞、HepG2細胞のαfetoprotein濃度に影響を及ぼさなかった。1.培養肝癌細胞におけるフコイダンの抗腫瘍効果(1)形態学的変化フコイダン投与72時間後、HepG2細胞の90100%で変性を認めたが、Chang細胞では光顕的変化を認めなかった。一方、ニゲロオリゴ糖投与では細胞の変性所見を認めなかった。(2)MTTassayでは、高濃度フコイダンでHepG2細胞障害を認めたが、Chang細胞では認めなかった。(3)Apoptosis誘導(細胞死検出ELISAキット)2.培養肝癌細胞におけるフコイダンのアスパラギン酸に及ぼす効果フコイダンの2日間処理によってHuh7細胞(1.84->0.75)ではD-Asp濃度(nmol/mg蛋白)が低下したが、HepG2細胞では逆にD-Aspは増加した(0.25->43)。3.肝腫瘍マーカーに対するフコイダンの効果各種濃度(1/5,1/10,25/1,1/50,1/100,コントロール)のフコイダンをHuh7細胞に投与し、24時間後のメデイウム中αFetoprotein濃度を測定した。Huh7細胞のメヂウム中αFetoprotein濃度は、それぞれ28.6、96.2、126.0、151.2、159.4、173.6となり、濃度依存性に腫瘍マーカーは低下した。HepG2細胞に対しても同様なαFetoprotein低下作用をしめした。メディウム中のLDHは変動を認めなかった。一方、ニゲロオリゴ糖投与によってHuh7細胞、HepG2細胞のαFetoprotein濃度は変動を認めなかった。以上の成績より、フコイダンの抗肝癌作用が示唆された。我々は肝細胞癌に対するフコイダンの効果を報告してきたが、平成17年度は以下の2点について研究を行った。そこで、細胞周期に及ぼすフコイダンの効果を検討する目的で、フコイダンによるブロム(Br)の細胞内誘導をin-air micro PIXEで測定した。その結果、フコイダンは細胞をS期に静止する可能性が示唆された。また、Flow cytometryの成績でもフコイダンは細胞周期を停止するとの成績がえられた。
標的遺伝子組換えによる変異マウスを用いたリンパ球シグナル伝達の研究

1,抗原受容体からのシグナルは、成熟リンパ球細胞においては活性化を、未熟リンパ球細胞においてはアポトーシスを引き起こす。この2つの異なる細胞反応を決定するシグナル伝達機構を解明するために、本研究では標的組み換えによる遺伝子変異マウスを解析した。抗原受容体シグナル伝達に重要な役割を果たすLyn,Fyn,Syk等の非受容体型チロシンキナーゼ(PTK)の細胞内基質であるHS1の欠損マウスでは、sIgM架橋による腹腔B細胞のアポトーシス誘導と胸腺T細胞のアポトーシスによる陰性選択が不完全なことが明らかになった。よってHS1蛋白はBおよびT細胞において抗原受容体からのアポトーシスを誘導するシグナル伝達の少なくとも一部を担っていることが示された。一方、Lyn遺伝子ノックアウトマウスでは、抗IgM抗体刺激によるHS1やその他のPTKの細胞内基質蛋白のチロシンリン酸化が著減していた。リンパ芽球様細胞およびプラズマ細胞の異常増加と脾臓リンパ節の腫大、血中抗体価の異常高値、自己抗体および自己免疫性腎病変などの異常が観察された。従ってLynは自己反応性B細胞の陰性選択とB細胞の最終分化の制御に重要な役割を果たしている考えられた。2,アポトーシス誘導シグナルに関わる新たな経路を解明するために、抗原受容体架橋によりアポトーシスに陥るB細胞WEHI-231とその耐性変異株との間でcDNAサブトラクション法を行い、耐性株において発現の欠損する新規遺伝子cDNAを単離した。また、HS1の作用機序解明のために、two hybrid法によりHS1結合蛋白の遺伝子cDNAを同定した。今後、これらの遺伝子の生理機能を標的組換え法により解明したい。さらに現在、抗原受容体シグナルの標的と考えられるc-myc遺伝子の組織特異的・誘導性ノックアウトマウスの作製を進めている。これらの変異マウスの解析を通して、リンパ球アポトーシスを誘導する抗原受容体シグナル経路を分子レベルで解明したい。