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新規Gタンパク質共役受容体CXCR7の心不全改善効果の検討

新規Gタンパク質共役受容体(GPCR)であるCXCR7は、腫瘍細胞の遊走や増殖・生存に重要な働きをしているが、心臓における役割についてはこれまで全く報告がない。我々はRNA-seq解析の結果、マウス心臓内に発現するすべてのGPCR遺伝子のなかでCXCR7遺伝子発現が最も大きいことを見出した(未発表)。本研究の目的は培養細胞や組織特異的CXCR7遺伝子欠損マウスを用いて、その生理的・病理的役割を解明することである。本研究ではCXCR7の心臓における生理的、病理的役割を解明するために下記項目について研究を実施した。1)成体心臓内におけるCXCR7発現の局在と発現量の検討, 2)培養細胞系を用いたCXCR7シグナル伝達の解明,3)成体マウス心臓におけるCXCR7の生理的、病理的(特に心不全で)役割の検討。本研究は予算と時間の関係で、当初の計画とは異なり、in vivo実験をin vitro実験に先駆けて研究を開始した。心筋細胞特異的CXCR7遺伝子欠損マウスに圧負荷心不全を誘導すると、野生型マウスと比較して心機能が増悪することが明らかになった。一方で血管内皮特異的、線維芽細胞特異的Cxcr7遺伝子欠損マウスの圧負荷心不全モデルでは、野生が給うスト比較して明らかな差異を認めなかった。このため、心臓におけるCxcr7は心筋細胞に発現するものが主体となっており、心保護的に働いている可能性が示唆された。CXCR7の組織内局在を調べるために、in situ hybridization解析を行った。すると、心筋細胞のほか、心臓間質にもCxcr7の遺伝子発現を認めた。現在、細胞内シグナル伝達の解析を行っている段階であるが、結果の解釈に難渋している段階である。研究の目的新規Gタンパク質共役受容体(GPCR)であるCXCR7は、免疫系細胞の遊走や増殖・生存に重要な働きをしているが、心臓における役割についてはこれまで全く報告がない。この新規心臓GPCRであるCXCR7の解析は、すでに心不全治療薬として確立しているβアドレナリン受容体遮断薬などのGPCR関連薬と同様、何らかの治療効果が期待できるかもしれない。我々は培養細胞や組織特異的CXCR7遺伝子欠損マウスを用いて、その生理的・病理的役割を解明する。本研究では新規GPCRであるCXCR7の心臓における生理的、病理的役割を解明するために下記項目について研究を実施する。具体的には、1)成体心臓内におけるCXCR7発現の局在と発現量の検討, 2)培養細胞系を用いたCXCR7シグナル伝達の解明,3)成体マウス心臓におけるCXCR7の生理的、病理的(特に心不全で)役割の検討、を行う予定である。本研究の当初の計画では培養細胞系を用いた実験を、遺伝子改変マウスを用いた実験に先駆けて施行する予定であったが、予算と時間の都合上これを逆の順番に変更して計画を進行中である。遺伝子改変マウスの輸入や繁殖は終了しており、早急に計画通りの進行度に戻す予定である。昨年度は心臓におけるCXCR7の役割を調べるために、心臓特異的CXCR7遺伝子欠損マウスと血管内皮特異的CXCR7遺伝子欠損マウスの作成を行った。前者に用いるaMHC-Cre遺伝子改変マウスは昨年より交配を行っており、産仔数が非常に少なく繁殖に時間がかかったが、ようやく実験に使用できる数が整った。一方で後者に用いるVe-cadherin-CreERT2マウスはMTA手続きを伴うマウスの搬入手続きから開始したため、作業が遅れている。in vitro研究に用いるCXCR7アゴニストとして米国CehmoCentrix社と資料提供の合意が得られたが、東大知財部との手続きに時間がかかっている。前述のようにMTA手続きを伴う作業が非常に遅れている。マウスそのものはようやく繁殖に成功し、これを用いて遺伝子や蛋白発現実験に用いる予定である。時間とコストを節約するためにマウス繁殖を優先して研究を計画しており、その他の作業も遅れている。新規Gタンパク質共役受容体(GPCR)であるCXCR7は、免疫系細胞の遊走や増殖・生存に重要な働きをしているが、心臓における役割についてはこれまで全く報告がない。本研究ではCXCR7の心臓における生理的、病理的役割を解明するために下記項目について研究を実施する。1)成体心臓内におけるCXCR7発現の局在と発現量の検討, 2)培養細胞系を用いたCXCR7シグナル伝達の解明,3)成体マウス心臓におけるCXCR7の生理的、病理的(特に心不全での)役割の検討。本研究の当初の計画では、培養細胞系を用いたin vitro実験を遺伝子改変マウスを用いたin vivo実験に先駆けて施行する予定であったが、予算と時間の都合上これを逆の順番に変更して計画を進行中である。心筋細胞特異的CXCR7遺伝子欠損マウスの解析はほぼ終了しており、現在は血管内皮

特異的、線維芽細胞特異的遺伝子欠損マウスに圧負荷を加えることで心不全への進展の有無を確認している状況である。心筋細胞特異的CXCR7遺伝子欠損マウスに圧負荷心肥大を誘発すると、心重量の増大など心不全増悪を示唆する所見が認められることは確認できているが、その心不全増悪作用は顕著とは言えなかった。このため、心臓組織を構成する血管内皮細胞や線維芽細胞などの他の細胞種におけるCXCR7の役割のほうが重要である可能性を考え、随時解析中である。昨年度までは心臓におけるCXCR7の役割を調べるために、心臓特異的CXCR7遺伝子欠損マウスと血管内皮特異的CXCR7遺伝子欠損マウスの作成を行った。本年度は線維芽細胞特異的遺伝子欠損マウスを作成中である。in vitro実験に用いるCXCR7アゴニストとして米国CehmoCentrix社から提供を受けたCCX771化合物は、βアレスチンを誘導するもののCXCR7の下流シグナルの活性化を誘導するには至らなかった。このため、新たなCXCR7アゴニストとしてTC14012を購入して同様の実験を進行中である。新規Gタンパク質共役受容体(GPCR)であるCXCR7は、腫瘍細胞の遊走や増殖・生存に重要な働きをしているが、心臓における役割についてはこれまで全く報告がない。我々はRNA-seq解析の結果、マウス心臓内に発現するすべてのGPCR遺伝子のなかでCXCR7遺伝子発現が最も大きいことを見出した(未発表)。本研究の目的は培養細胞や組織特異的CXCR7遺伝子欠損マウスを用いて、その生理的・病理的役割を解明することである。本研究ではCXCR7の心臓における生理的、病理的役割を解明するために下記項目について研究を実施した。1)成体心臓内におけるCXCR7発現の局在と発現量の検討, 2)培養細胞系を用いたCXCR7シグナル伝達の解明,3)成体マウス心臓におけるCXCR7の生理的、病理的(特に心不全で)役割の検討。本研究は予算と時間の関係で、当初の計画とは異なり、in vivo実験をin vitro実験に先駆けて研究を開始した。心筋細胞特異的CXCR7遺伝子欠損マウスに圧負荷心不全を誘導すると、野生型マウスと比較して心機能が増悪することが明らかになった。一方で血管内皮特異的、線維芽細胞特異的Cxcr7遺伝子欠損マウスの圧負荷心不全モデルでは、野生が給うスト比較して明らかな差異を認めなかった。このため、心臓におけるCxcr7は心筋細胞に発現するものが主体となっており、心保護的に働いている可能性が示唆された。CXCR7の組織内局在を調べるために、in situ hybridization解析を行った。すると、心筋細胞のほか、心臓間質にもCxcr7の遺伝子発現を認めた。現在、細胞内シグナル伝達の解析を行っている段階であるが、結果の解釈に難渋している段階である。マウスの繁殖に時間ががかかったため進捗状況は遅れている。しかしながらマウス繁殖に成功した現状であれば、今後の研究は加速度的に進むと考えられる。
金属錯体分子システムの構築と金属間相互作用に基づく磁気・光電多重機能発現

当該研究期間において,マンガンや銅などの多数の多核金属錯体を合成しその結晶構造を明らかにした。二核マンガン(II)錯体〔Mn(Ph_2MeCCOO)(phen)_2〕_2(PF_6)_2のメタノール溶液は暗所で安定で変化しないが,太陽光もしくは紫外線ランプによる紫外光を数時間照射することで光誘起による集積化反応が起こり〔Mn_2(O)(Ph_2MeCCOO)_2(phen)_2〕_2(PF_6)_2の組成で表される四核マンガン錯体を生じることを明らかにし,二核マンガン(II,III)錯体がμ_3-オキソイオン架橋で二量化した混合原子価マンガン四核錯体であることをX線結晶構造解析により確かめた。また,架橋可能な配位原子を末端に有する三座キレート配位子を用いることで,Cubane型を有する種々の四核銅(II)錯体を合成した。これらの錯体は溶液中においても固体状態の5配位状態が保持されるため,電気化学的な活性は非常低いが,光照射によりメタノール溶液中では配位子中の2級アミン部位のイミンへの酸化が促進され、配位構造の再配列を促し積層型Cubane四核コア構造へとそれぞれ変化することが見出された。また錯体ユニットを拡張していく試みとして,コハク酸のような分子内に2つのカルボキシラト基を有する分子を多核ユニット間架橋配位子として用いた四核銅(II)錯体〔Cu_2(NO_3)(L)(phen)_2(CH_3OH)〕_2(NO_3)_2(L=コハク酸,グルタル酸)を合成した。この錯体は二核銅(II)ユニットが炭素鎖で連結された構造であり,それぞれの二核ユニットはphenのスタッキングにより構造が安定化されていると考えられる。ユニット内銅イオン間の反強磁性的相互作用は-22cm^<-1>程度であり,通常のビスμ-カルボキシラト二核銅(II)錯体に比べ弱い。さらにユニット間の磁気的相互作用は無視できる程度に小さく,結果としてディスクリートな二核モデルとして磁性の解釈が可能であることが示された。本年度は銅,バナジウム等の二核および四核錯体の合成と構造解析,およびこれらの基本物性を調べた。新化合物であるN-2(ヒドロキシメチルフェニル)ベンジルアミンおよびヒドロキシメチルフェニル部位に置換基を有する同族体を合成し,これら三座配位子と酢酸胴を反応させることにより三種の銅(II)錯体(置換基無:〔CuL〕_4(1),-CH_3:〔CuL-Me〕_4(2),-Cl:〔CuL-Cl〕_4(3))の単離に成功した。これらが四核錯体を形成していることは,高分解能マススペクトルで相当する分子イオンピークが検出されたことから確かめられた。錯体の構造はX線結晶構造解析により確かめられ,置換基無の錯体1はアルコキソ酸素で架橋された二核銅錯体ユニットがCubane状にスタックした2量体,そしてメチル基やクロロ基等の置換基を有する錯体2,3ではOut-of-Plane型の2量体構造を形成し,4つの銅イオンはそれぞれ5配位四角錐構造をとっていることが示された。

いずれの錯体も全体として複雑な立体構造であるが,配位子がメチレン炭素部位で柔軟に折れ曲がることにより構造の安定化を導いていると考えられる。これら錯体の磁気的挙動は四核銅錯体の理論式で説明でされ,二核ユニット内の銅イオン間には強い反強磁性的相互作用,一方ユニット間には弱い強磁性的相互作用が働いているものと解釈された。ジクロロメタン溶液の電子スペクトルは,固体の反射スペクトルとほぼ同様であることから,ジクロロメタンのような非配位性の溶液中では四核構造が保持されていると考えられる。また,サイクリックボルタンメトリーによる電気化学測定では+0.8V付近に銅イオンの一電子酸化波が観測されるのみであったことから,これらの錯体は電気化学的な活性は非常に低いことが示された。これは,錯体中のすべての銅イオンが溶液中においても固体状態と同様の5配位状態を保ち,銅(III)の平面構造や銅(I)の四面体構造を形成しにくいためと考えられる。前年度の研究で得られた新規錯体のデータをもとに,本年度はディスクリートな銅,マンガン,バナジウム等の集積型錯体の合成を行い,主として光照射による集積化や構造変化に関する研究を行った。二核マンガン錯体[Mn(Ph_2MeCCOO)(phen)_2]_2(PF_6)_2(1)に紫外線照射することで,混合原子化四核マンガン錯体[Mn_2(O)(Ph_2MeCCOO)_2(phen)_2]_2(PF_6)_2(2)が生成することを前年度の研究で見出したが,今回はphenにアミノ置換基を導入した配位子(L1)を用いることで,集積化反応に対する影響を調べた。配位子L1を用いた錯体3のメタノール溶液は暗所では全くスペクトル変化を示さないが,紫外線ランプによる紫外光を数時間照射することで溶液が淡黄色から濃褐色へと変化し,マンガン(III)に由来するd-d遷移が500nm付近に現れ,先の錯体1と同様のスペクトル変化を示すことがわかった。錯体の単離には至らなかったが,スペクトルパターンよりμ_3オキソ四核マンガン錯体であることが同定され,先と同様の光誘起による集積化反応が起きているものと推察された。またN-(2-ヒドロキシメチルフェニル)ベンジルアミンによる四核銅(II)錯体(置換基無:[CuL1-H]_4(4),-CH_3:[CuL1-Me]_4(5),-Cl:[CuL1-Cl]_4(6))は,メタノール溶液中における光照射により,2級アミン部位のイミンへの酸化が促進され,配位構造の再配列を促し[CuL2-H]_4(7),[CuL2-Me]_4(8),[CuL2-Cl]_4(9)へとそれぞれ変化することが見出された。それぞれの錯体の構造はX線結晶構造解析による同定され,配位子中のアミン性窒素およびイミン性窒素の柔軟性に応じて無理のない配位構造をとっていることが確かめられた。
アメリカ公共図書館の発達停滞にみるアウトリーチサービス発展条件に関する実証的研究

公共図書館のアウトリーチサービスを先進的に取り組んできたアメリカ公共図書館の事例を対象に、アウトリーチサービスが遅滞した要因を明らかにし、公共図書館が抱える図書館サービス上の課題を示すことを目的とした。本研究の結果、サービスの成否を分けた要因として、制度的な要因よりも、属人的な要因や財源的な要因が大きく影響していることが確認された。これらの要因は、アメリカのみならず、日本の公共図書館におけるインターネット上のアウトリーチサービスの発展に向けて、克服しておくべき点として確認された。本研究では、アメリカ合衆国南部の公共図書館におけるアウトリーチサービスの遅滞していた状況について明らかにするため、イリノイ大学アーカイブズセンター所蔵のアメリカ図書館協会文書を調査した。その結果、研究計画で予定したアメリカ合衆国南部の図書館において、どのような図書館アウトリーチサービスが取り組まれていたのかを示す史料を発見することができた。デジタルカメラの撮影により収集した史料は、適宜紙に出力し、整理を行った。その上で、史料を分析し、サービスを促進した人物の存在とそれを支えたアメリカ図書館協会の関係を確認した。一方で、サービスを運営するための資金については、1920年代から40年代にかけて、一律であったのではなく、州により大きな差があったことが確認された。そうした成果を「アメリカ南部の公共図書館の停滞」という題目を付けて研究集会で発表した。また、最終年度に予定していた図書館の訪問を一部実施し、南部地域に隣接する地域の公共図書館活動の様子を調査することができた。その調査の結果を踏まえて、「アウトリーチサービスから多様な高齢者サービスへ:アメリカの公共図書館」(『高齢社会につなぐ図書館の役割』所収)を成果としてまとめ、公表した。そこでは、現代の図書館がアウトリーチサービスを実施するために、ボランティアを活用することで、サービスの運営費用の抑制を図っていることが確認できた。また、ウェブベースのサービスを行うことも見られ、こちらもサービスの運営費用の抑制に寄与していると確認された。本研究では、アメリカ公共図書館の発達停滞にみるアウトリーチサービス発展条件を実証的に検討することを目的とした。そのために、アメリカで取り組まれたアウトリーチサービスに関する種々の取り組み事例を示す史料を調査し、その成功を阻害した要因を分析した。具体的に本年度は、アメリカのニューヨーク州ブルックリン公立図書館の1960年代の取り組みとテネシー州ノックスビルにあるローソンマクギー公立図書館の1930年代以降の取り組みを示す史料を2013年8月、現地で調査し、適宜整理と検討を行った。その結果、分析と検討を終えたニューヨーク州ブルックリン公立図書館の1960年代の活動については、研究フォーラムにおいて、「アウトリーチ・サービスにみるコミュニティと利用者の再発」と題して、報告するとともに、「拡張サービスからアウトリーチへ」という論考として、出版予定(確定)となった。このほか、テネシー州で入手した史料については、整理と分析を進めた。その結果、アウトリーチサービスの前身と考えられている拡張サービスの成否を分ける要因として、そこにかかわる館長や職員などの方針といった属人的要素が大きかったことが明らかになった。また、推進する方針が見られたとしても、実施するための財源的な裏付けがなければ、継続できず失敗に至るケースが多く確認された。本研究では、アメリカ南部地域の公共図書館におけるアウトリーチサービスの遅滞していた事例を史料から調査し、その成功を阻害した要因を分析するために、国内で入手可能な文献を入手し、整理した。そのうえで、アメリカ図書館協会図書館エクステンション委員会がアメリカ南部の黒人に対するサービス促進に向けた取り組みとどのようにかかわり、捉えていたのかを明らかにするため、アメリカ図書館協会アーカイブズ等に基づき、分析した。その結果、ALA図書館エクステンション委員会は南部のいくつかの州で、黒人の利用可能な巡回文庫が存在したことを把握していたことが判明した。また1929年Library service to negroという小冊子を作成し、配布していたことなどの取り組みが確認された。これらの取り組みから、ALA図書館エクステンション委員会は図書館エクステンションの一部に黒人に対するサービスを位置づけていたことが明かになった。しかし、ALA図書館エクステンション委員会は自らが主体的に方針を立案し、それに基づき活動を推進していなかった。ALA図書館エクステンション委員会の活動は、現状を把握し、発信することに限られていたといえる。ALA図書館エクステンション委員会の活動は黒人に対する図書館サービスが、南部の問題に限らないことを認識しながら、具体的に改善に向けた方針を示し、黒人に対するサービスの発展に寄与したとはいえない。寄与できなかったのは、図書館エクステンション委員会による活動資金の確保に苦労し、主体的な活動を行うまで至らなかった背景があった。その状況から、アメリカ南部の公共図書館のサービスに対する取り組みの成功を阻害した要因のひとつに、サービスを運営する資金の不足が確認された。平成24年度には、アメリカで一次史料の調査、収集を行った。デジタルカメラで撮影した史料は、紙に出力して、ファイリングを行い整理した。そのうえで、収集した資料を活用し、研究成果の発表・報告を行ったことで、昨年度遅れていた予定をおおむね取り戻すことができた。また、次年度予定した内容を一部着手することができた。

その一方で、一次史料の調査で、予想以上の分量の資料を入手したため、やや分析が遅れている。東日本大震災による本務校に大規模な被害が生じ、授業期間が変更されたため、予定していたアメリカへの調査をおこなうことができなかったため、達成度はやや遅れている。だが、国内で入手できる資料等により、事前調査を行い、それに基づく成果を学会報告することで、一定の研究成果をあげた。平成24年度に調査し、入手した一次史料の分析を引き続き、行うとともに、それら資料を補足する新たな資料の追加入手を予定している。南部の図書館における図書館アウトリーチサービスに関する文書史料を平成25年度に南部の州立図書館及びアーカイブズ並びに大学アーカイブズを訪問し調査収集する。訪問する地域は、ジョージア州などのデープサウスと呼ばれる南部の特徴を最も表すとされる地域を念頭に選定をする。それらの調査を踏まえて、学会報告、論文等に研究成果をまとめる。また、最終年度として研究の成果のとりまとめを行うとともに、次の研究に向けた課題を洗い出す。それをもとにして、次の研究計画を立案し、新たな研究費の取得の準備作業を行う。平成23年度に予定していた南部の図書館における図書館アウトリーチサービスに関する文書史料を平成24年度前半で、南部の州立図書館及びアーカイブズ並びに大学アーカイブズを訪問し調査収集する。平成24年度の後半には、アメリカで収集した史料の整理として、後の分析がスムーズとなるように複写した文献は、適宜ファイルなどに整理する。また、デジタルカメラで撮影した史料は、必要に応じて紙に出力して整理する。また、資料の収集として、日本国内で入手可能な関連資料については、継続的に行い、渡米して入手した資料の分析にす。それとともに、渡米して入手した史料の読み込みを行い、内容を分析し、アウトリーチサービスの阻害された要因を分析する。これらの研究成果の発表・報告を学会および論文等の手段でおこなう。アメリカ合衆国南部地域に関する図書館活動の状況を示す史料等を現地調査するための、旅費が研究費の大半を占める予定である。また、現地での調査委に伴う、複写費用、複写した資料の整理するためのファイル用品などにも使用する計画である。その他に、本年度予定しているアメリカでの調査に基づく、研究成果を学会発表・報告するための旅費を支出する。最終年度として、本研究課題に基づく、研究成果を取りまとめた研究報告書の作成のための費用にも支出を予定している。
ｍＴＯＲ複合体１を介した細胞分化制御機構の解明

mTORC1による生体内での骨髄球系細胞分化における役割を明らかにするため、骨髄球分化の促進が認められるKrasの恒常的な活性化モデルと、mTORC1活性を欠損するRaptor欠損マウスを組み合わせて解析を行った。前年度までの解析で、Raptor欠損は顆粒球分化が阻害されることを見出していたが、Kras活性化状態においても顆粒球分化は著しく阻害されており、骨髄球細胞の終末分化に必須であると考えられた。一方で、骨髄球前駆細胞は顕著に増加していることを見出した。mTORC1はRasシグナルの下流分子であると考えられているが、本研究の結果から、mTORC1抑制による分化抑制効果とKras活性化による骨髄球増殖促進効果がそれぞれ独立して働き、骨髄球前駆細胞を増加させうることが示唆された。またmTORC1抑制によって細胞に生じる変化を同定するため、mTORC1欠損下で生存する急性骨髄性白血病細胞集団を用いて、表面抗原の網羅的な解析を行った。その結果、mTORC1抑制後には、コントロールの白血病細胞では発現低く、リンパ球系細胞や幹細胞で発現が高いことが報告されている分子が多数発現増加していることを見出した。このことはmTORC1抑制が積極的に細胞分化に影響していることを示唆している。そのいくつかはmRNAレベルで顕著に発現変動しており、mTORC1の変動を介して、翻訳後制御と転写制御の両者で遺伝子発現が変化していると考えられる。今後このような分子の細胞分化における機能とmTORC1との相関を明らかにすることによって、mTORC1による細胞分化制御のメカニズムが明らかになると期待された。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、mTOR複合体1の構成分子であるRaptor、mTORと、mTOR複合体1の上流制御因子であるTSC1やRhebのコンディショナルノックアウトマウスを用いて、mTOR複合体1の活性と骨髄球系分化細胞の相関関係について解析を試みた。タモキシフェン誘導下でCreの機能を制御可能なRosa26-CreERT2マウスと交配し、成体造血における効果を評価した結果、Raptor,mTOR,Rhebが欠損し、mTOR複合体1の活性が低下した条件において共通した変化として、顆粒球細胞のマーカーであるGr-1を発現する細胞が減少することを見出した。一方で骨髄球前駆細胞は増加しており、mTOR複合体1シグナルは生体内での骨髄球分化の進行に重要であると考えられた。また、Raptor^<flox>マウスから得た骨髄細胞を用いた骨髄移植実験から、造血細胞の内在的なmTOR複合体1の活性が正常な骨髄球細胞分化に必須であることを明らかにした。興味深いことに、Raptor欠損造血幹細胞はin vitroでのコロニー形成能が著しく低下していたのに対し、Raptor欠損骨髄球系前駆細胞はコントロール群とほぼ同数のコロニーを形成した。以上の結果から、細胞の分化段階において増殖・分化に対するmTORC1への依存度が大きくことなることが示唆された。またMLL-AF9遺伝子導入による急性骨髄性白血病モデルにおいてRaptorを欠損させた場合においても、生体内において白血病細胞の分化が阻害されることを見出した。以上の結果から、mTORC1は正常造血・白血病の両者において、骨髄球系細胞の運命決定に重要な因子であることが強く示唆された。本研究の進展は、多様な細胞外からのシグナルを統合するmTOR複合体1を介した、新たな細胞運命制御機構の解明に貢献することが期待される。異なるmTOR活性制御因子のコンディショナルノックアウトマウスを用いた解析や、急性骨髄性白血病モデルから、in vivoでの細胞分化制御におけるmTORC1活性の機能評価を達成した。幹細胞・骨髄球系前駆細胞の培養から、分化段階におけるmTORC1依存性の違いを見出すことが出来た。

24年度が最終年度であるため、記入しない。mTORC1が骨髄球系細胞の分化におよぼす影響を評価するため、骨髄球系細胞分化に必要とされる転写因子の発現変動を網羅的・定量的に評価し、mTORC1が分化に作用するメカニズムの解明を目指す。またLysM-Creマウスなどの骨髄球系細胞特異的にCreを発現させることにより、より骨髄球分化の進行した段階におけるmTORC1の役割を明らかにする。さらにmTOR阻害剤が骨髄球細胞分化に与える効果を検証することにより、mTORC1機能を標的とした細胞分化制御・白血病治療の可能性について検討する。
高周波利用設備からの輻射妨害波存在下での無線通信システムの受信特性に関する研究

無線通信システムは,通信を目的として意図的に電磁波を開空間に放射するものであるが,無線通信システム以外にも,電子レンジなどの高周波デバイスを用いたISM機器(高周波利用設備)等からも少なからず電磁波が開空間に放射されることが知られており,これらの電磁波(人工雑音)の影響により無線通信システムの伝送特性は大きく劣化するものと考えられる.本研究では,普及率の高いISM機器である電子レンジから発生する人工雑音環境下での2.4GHz帯無線LANシステムの伝送特性に関する検討を行った.まず,人工雑音の発生状況やマルチパスフエージングの影響によって時間的に変動する伝搬路状況に対して,適応的に伝送速度を決定する適応マルチコード伝送方式を提案し,それによる伝送特性の改善効果を評価した.その結果,人工雑音発生時やマルチパスフェージングによる受信信号電力の低減時などの伝搬路状況劣悪時には低速ながらも従来の無線LANシステムよりも良好な伝送特性が得られること,ならびに,人工雑音非発生時や受信信号電力が確保できる場合においては,従来よりも高速な伝送速度を達成できることを明らかにした.次いで,2.4GHz帯無線LANシステムを利用したマルチメディア伝送の実現を目的として,要求されるトラヒックや伝送速度に対して適切なチャネル割当を行うシステムを提案した.その結果,2.4GHz帯無線LANシステムが利用できる複数チャネルを所要トラヒックや伝送速度に応じて適応的に利用することにより,大容量かつ即時性に優れた伝送システムが構築できることを明らかにした.無線通信システムは,通信を目的として意図的に電磁波を開空間に放射するものであるが,無線通信システム以外にも,電子レンジなどの高周波デバイスを用いたISM機器(高周波利用設備)等からも少なからず電磁波が開空間に放射されることが知られており,これらの電磁波(人工雑音)の影響により無線通信システムの伝送特性は大きく劣化するものと考えられる.本研究では,普及率の高いISM機器である電子レンジから発生する人工雑音環境下での2.4GHz帯無線LANシステムの伝送特性に関する検討を行った.まず,人工雑音の発生状況やマルチパスフエージングの影響によって時間的に変動する伝搬路状況に対して,適応的に伝送速度を決定する適応マルチコード伝送方式を提案し,それによる伝送特性の改善効果を評価した.その結果,人工雑音発生時やマルチパスフェージングによる受信信号電力の低減時などの伝搬路状況劣悪時には低速ながらも従来の無線LANシステムよりも良好な伝送特性が得られること,ならびに,人工雑音非発生時や受信信号電力が確保できる場合においては,従来よりも高速な伝送速度を達成できることを明らかにした.次いで,2.4GHz帯無線LANシステムを利用したマルチメディア伝送の実現を目的として,要求されるトラヒックや伝送速度に対して適切なチャネル割当を行うシステムを提案した.その結果,2.4GHz帯無線LANシステムが利用できる複数チャネルを所要トラヒックや伝送速度に応じて適応的に利用することにより,大容量かつ即時性に優れた伝送システムが構築できることを明らかにした.近年の高度情報通信社会の進展に伴い、無線通信システムに対する需要が急速に増加している.無線通信システムは通信を目的として意図的に電磁波を開空間に放射するものであるが,無線通信システム以外にも,電子レンジなどの高周波デバイスを用いたISM機器(高周波利用設備)等からも,少なからず電磁波が開空間に放射されることが知られており,これらの電磁波(人工雑音)の影響により無線通信システムの伝送特性は大きく劣化するものと考えられる.そこで本研究では,人工雑音発生源として普及率の高いISM機器である電子レンジを,また,影響を受ける無線通信システムとしてISM機器と重畳する周波数帯を利用する2.4GHz帯無線LANシステムを対象とし,人工雑音源となる電子レンジと2.4GHz帯無線LNAシステムの電磁共存性(EMC)についての検討を行った.まず,電子レンジから発生する人工雑音環境下での2.4GHz帯無線LANシステムのまず電子レンジ妨害波の統計的性質について測定を行うと共に,その測定結果を基に,2.4GHz帯無線LANシステムの伝達特性に及ぼす影響を評価した.さらに、伝送特性の改善法として人工雑音の発生状況によって変動する伝搬路状況適応的に伝送符号数を選択する適応マルチコード伝送方式を提案し,それによる伝送特性の改善効果について検討した.その結果,ISM機器から電源周期ならびにインバータ機器の場合はスイッチング周波で高レベルな人工雑音が発生し,高レベルな人工雑音の影響により従来の2.4GNz帯無線LANシステムの伝送特性は大幅に劣化すること,ならびに適応マルチコード伝送方式を用いることにより,人工雑音の影響を軽減できることを明らかにした.無線通信システムは,通信を目的として意図的に電磁波を開空間に放射するものであるが,無線通信システム以外にも,電子レンジなどの高周波デバイスを用いたISM機器(高周波利用設備)等からも少なからず電磁波が開空間に放射されることが知られており,これらの電磁波(人工雑音)の影響により無線通信システムの伝送特性は大きく劣化するものと考えられる.本研究では,マ普及率の高いISM機器である電子レンジから発生する人工雑音環境下での2.4GHz帯無線LANシステムの伝送特性に関する検討を行った.まず,人工雑音の発生状況やマルチパスフェージングの影響によって時間的に変動する伝搬路状況に対して,適応的に伝送速度を決定する適応マルチコード伝送方式を提案し,それによる伝送特性の改善効果を評価した.その結果,人工雑音発生時やマルチパスフェージングによる受信信号電力の低減時などの伝搬路状況劣悪時には低速ながらも従来の無線LANシステムよりも良好な伝送特性が得られること,ならびに,人工雑音非発生時や受信信号電力が確保できる場合においては,従来よりも高速な伝送速度を達成できることを明らかにした.

次いで,2.4GHz帯無線LANシステムを利用したマルチメディア伝送の実現を目的として,要求されるトラヒックや伝送速度に対して適切なチャネル割当を行うシステムを提案した.その結果,2.4GHz帯無線LANシステムが利用できる複数チャネルを所要トラヒックや伝送速度に応じて適応的に利用することにより,大容量かつ即時性に優れた伝送システムが構築できることを明らかにした.
フリ-ラジカル磁性の設計と制御

ニトロキシル系ラジカルは、NーO結合の配位結合性を反映した大きな電荷分極と、NO基上のπ電子とn電子との空間的接近に由来する大きなスピン分極を有する。この無機物に近い二つの電子特性は、この系のフリ-ラジカルに有機物と無機物の中間的な構造を与え、双方の利点を兼備したような物性の発現を期待させる。pーニトロフェニルーαーニトロニルニトロキサイド(pーNPNN)には、一次元積層構造をとるα相と二次元ネットワ-クをもつβ相の二つの多形が知られている。これらはともに有機ラジカルとしては非常にめずらしい強磁性的な分子間相互作用をもち、その磁性と構造との相関が関心を集めている。本研究では、この物質の新たな多形、γ相を見いだし、その結晶構造解析を行った。γ相ではc軸方向に一次元積層カラムが成長しており、カラム内の隣接二分子の配向はheadーtoーheadであった。それに対して同じく一次元カラムを有するα相ではheadーtoーtailとなっている。各一次元カラムは水素結合によって結ばれており、全体として二次元構造を形成しているが、β相のものとは様相を大きく異にしている。γ相の磁気特性を調べたところ、α、β両相と同様に強磁性的相互作用をもつことが分かった。pーNPNNの三相ではNO基とNO_2基との接触が共通に見られることから、この物質の強磁性的相互作用はこの接触に起因しているものと考えられる。
骨がん性疼痛に対する遺伝子治療の開発

代表者らはこれまでにオピオイド抵抗性で難治性がん疼痛のひとつである骨がん疼痛発生の機序としてカプサイシン受容体(TRPV1)の発現増加と機能亢進が関与していることを明らかにしたが,それらがどのようにして調節されているのかはまだ明らかにされていない。現在,われわれは感覚性の神経細胞に発現する転写制御因子runt-related transcription factor 1(Runx1)に着目し,炎症性モデルマウスを用いて,末梢神経レベルでのRunx1の発現状態について分子生物学的手法を用いて解析・検討を行っている。骨がん疼痛には腫瘍細胞によって惹起される炎症の要素も深く関与しているため同モデルとの比較が必須である。また,腫瘍の増殖により神経そのものが損傷されて生じる神経因性疼痛の要素も持ち併せているため今後,神経因性疼痛モデル,そして骨がん疼痛モデルを用いてRunx1の発現がどのように変化しているのかを比較、検討し・TRPV1陽性神経細胞に対して遺伝子操作を加え,TRPV1の発現を制御することで骨がん疼痛を緩和することを目的とする。代表者らはこれまでにオピオイド抵抗性で難治性がん疼痛のひとつである骨がん疼痛発生の機序としてカプサイシン受容体(TRPV1)の発現増加と機能亢進が関与していることを明らかにしたが,それらがどのようにして調節されているのかはまだ明らかにされていない.平成20年度,われわれは感覚性の神経細胞に発現する転写制御因子runt-related transcription factor 1(Runxl)に着目し,炎症性モデルマウスを用いて,末梢神経レベルでのRunx1の発現状態について分子生物学的手法を用いて解析・検討を行っている.その結果,正常マウス後根神経節神経細胞体においてRunxlはIB4で標識されるペプチド非含有小型神経細胞体の核に特異的に発現していることが確認された.炎症性疼痛モデルマウス後根神経節神経細胞体では, IB4で標識されるペプチド非含有小型神経細胞体の核だけでなく, IB4で標識されない小型神経細胞体の核にも発現することが明らかとなった.このIB4で標識されない小型神経細胞体の一部はTRPV1陽性であった.また, TRPV1発現神経細胞数は正常マウスに比べ,炎症性疼痛モデルマウスで増加した.したがって,今後,末梢組織炎症によりRunx1発現が増加するのか,もしくはRunx1発現細胞の表現型が変化するのか,を検討し,さらにTRPV1発現増加に対するRunx1の関与を検討する予定である.研究代表者はこれまでに骨がん疼痛状態では末梢神経においてtransient receptor vanilloid subfamily 1(TRPV1)の発現がmRNAおよびタンパクレベルで増加することを見出した.しかしながら,なぜTRPV1発現が増加するのかの機序は不明である.そこで,転写因子であるrunt-related transcription factor 1(Runx1)に注目し,TRPV1発現増加機序を免疫組織学的に検討した.対照マウスに比べ,骨がん疼痛モデルマウスではTRPV1陽性DRG細胞およびRunx1陽性DRG細胞の増加を認めた.対照マウスDRG細胞ではTRPV1は小型細胞に主に発現しており,有髄神経のマーカーであるNF200とはほとんど共存は認められなかった.骨がん疼痛モデルマウスDRGでは小型細胞のみならず一部中型大型細胞に発現が観察された.陽性細胞数を計測したところ,対照マウスより5%程度増加していた.神経マーカーとの多重染色ではCGRPとの共存が約85%に増加するとともに,一部のNF200陽性神経にもTRPV1発現が観察された.一方,Runx1は対照マウスDRGでは小型細胞の核に特異的に発現した.神経マーカーとの多重染色ではRunx1は非ペプチド含有細胞のマーカーであるIB4と共存し,TRPV1との共存はほとんど観察されなかった.一方,がん疼痛モデルマウスDRGでは小型細胞のみならず一部中型大型細胞に発現が観察された.陽性細胞数を計測したところ,対照マウスより7%程度増加していた.さらにTRPV1とRunx1の共存を検討したところ,対照マウスDRGではほとんど観察されなかったが,骨がん疼痛モデルマウスではTRPV1陽性細胞の約3%がRunx1陽性であった。特に,中型大型細胞にTRPV1とRunx1の共存が観察された.したがって,TRPV1の発規増加にRunx1が関与する可能性ある.今後,Runx1の遺伝子発現制限モデルもしくはRunx1の薬理学的機能抑制によりTRPV1の発現がどのように変化するかけ検討する予定である.
Dahlsラットを用いた子宮内胎児発育遅延に対するグレリンの動態と治療効果の検討

1、食塩添加飼料妊娠高血圧症モデル動物の作成、および妊娠期間中の血圧測定9週齢の雌Dahl Sラットを用い,妊娠確認後より8%食塩添加飼料を与え、妊娠高血圧症モデルとした。尚,コントロールとして普通飼料を与えた同妊娠ラットを用いた。妊娠高血圧症モデル群では、コントロール群と比較し徐々に血圧が上昇した(妊娠高血圧症モデル群:妊娠末期164mmHg、コントロール群;妊娠末期127mmHg)。2、妊娠高血圧症モデル動物の病理所見胎盤重量については両群間での差は認められなかったが,胎仔重量はコントロール群(4.16±0.68g)と比較して妊娠高血圧症モデル群(3.71±0.50g)において有意に(p<0.05)低値を示した。3、妊娠高血圧症モデル動物の母獣血漿、胃組織、胎盤組織でのghrelin濃度測定(Acyl ghrelinおよびtotal ghrelin)4、妊娠高血圧症モデル動物の胎盤組織でのghrelin mRNAの解析以前我々が確認したと同様に、食塩負荷Dahl Sラットを用いた妊娠高血圧症モデルでは、子宮内胎児発育遅延を認めた。妊娠高血圧症モデルでは、胎盤のghrelinの局在に変化が認められ、ghrelinが胎児発育に深く関与していることが判明した。【材料及び方法】9週齢以降のDahl Sラットを交配させ、妊娠確認後より6%食塩添加飼料を与えたものを、子宮内胎児発育遅延モデル動物として使用した。測定項目は、1)血圧;尾動脈収縮期血圧をマウス・ラット用無加温型非観血式血圧計(室町機械、MK-200)を用いて、9週齢と妊娠確認後、妊娠7日目、妊娠14日目、妊娠20日目に測定した。2)妊娠20日目に胎仔、胎盤、母獣胃を摘出し、各重量を測定した。3)グレリンの測定;母獣血漿、胃及び胎盤組織中のグレリン濃度をラジオイムノアッセイを用いて測定した。なお、Control群として、食塩を添加していない普通食を与えたラットを用い、食塩負荷群と同様の方法で検討した。【成績】食塩負荷群では、血圧は妊娠週数が進むにつれて上昇し、妊娠20日目には164±17mmHgとなり、Control群(124±10mmHg)と比較し有意な(P<0.01)上昇を認めた。胎盤については、両群間で重量の差を認めなかったが、胎仔重量はControl群(4.68±0.69g)と比較して食塩負荷群(3.95±0.36g)で有意に(p<0.0001)低値を示した。Control群での各臓器におけるグレリン濃度は、以下に示すとおりだった。胎盤でのtotal ghrelinは83.70±3.35fmol/50mg、active ghrelinは1.46±0.76fmol/50mgだった。また、胃でのtotal ghrelinは146.48±22.43fmol/0.1mg、active ghrelinは43.10±6.70fmol/0.1mgだった。現在、食塩負荷群でのグレリン濃度は測定中であり、今後Control群との比較検討を行う予定である。
分布定数系に基づいた柔軟ロボットマニピュレータのロバスト適応制御

産業用や宇宙用の機器の高速化・軽量化に伴い、柔軟性を考慮したメカニカルシステムの制御が大きな問題となっている。柔軟メカニカルシステムの物理パラメータの不確実性や先端負荷の変動に対するロバストな制御系の設計は重要な問題である。本研究では分布定数系に基づいた制御則を提案し、シミュレーションによりその有効性を検証した。まず、鉄鋼の圧延プロセスを移動速度が変化する柔軟ビームと端点アクチュエータとしてモデル化し、拡張ハミルトンの原理を用いて、動力学方程式を導出した。得られた非線形時変モデルに基づいて、リアプノフの方法を用いて、閉ループ系を指数安定化し振動抑制を実現する境界制御則を導出した。その有効性をシミュレーションにより検証した。次に、鉄鋼の圧延プロセスをモデル化した移動速度が変化する柔軟ビームにタッチロールアクチュエータによる張力が働く場合の動力学モデルを非線形オイラーベルニューイ梁としてモデル化した。リアプノフの方法を用いて、適応ロバスト制御則を構築し、閉ループ系の安定性を証明した。最後に、鉄鋼の圧延プロセスをモデル化した移動速度が変化する柔軟ビームに対して、正実な伝達関数を用いた振動抑制制御系を構築した。閉ループ系の漸近安定性を証明し、提案制御系の有効性をシミュレーションにより検証した。本研究では,「分布定数系に基づいた柔軟ロボットマニピュレータのロバスト適応制御系の設計理論の構築とその有効性の検証」を行う.制御対象として多自由度柔軟マニピュレータを考え,その位置決め制御,軌道制御,位置と力のハイブリッド制御タスクを考える.作用素論および関数解析学を援用し,柔軟ロボットマニピュレータのロバスト適応制御系設計さらには双曲型分布定数系のロバスト適応境界制御系の設計理論を開発する.以上の研究目的を達成させるために、16年度は以下の研究を実施した.1.多自由度柔軟マニピュレータの分布定数モデルの導出ハミルトンの原理に基づき直動関節をもつ3自由度柔軟マニピュレータの関節アクチュエータと柔軟リンクの振動方程式を導出した.導出する運動方程式は非線形の偏微分方程式と境界条件と非線形常微分方程式が干渉したハイブリッドシステムとして表現される.2.偏微分作用素の解析振動方程式の主要項である4階の偏微分作用素について,作用素論および関数解析学の知識を援用し,その性質を解析した.3.ロバスト適応制御系の設計システムのパラメータの不確実さにロバストで入力外乱と境界外乱を考慮したロバストな適応制御系を構築し,閉ループ系の無限次元システムとしての安定性を証明した.産業用や宇宙用の機器の高速化・軽量化に伴い、柔軟性を考慮したメカニカルシステムの制御が大きな問題となっている。
多次元X線異常散乱による状態分析

本研究の目的はX線の異常散乱を起こすエネルギーが化学状態によりわずかに変化することに着目し、目的とする元素の吸収端近傍のエネルギーで測定されたX線回折データから結晶中の特定サイトにある元素の非破壊状態分析法を開発しようとするものである。本研究で開発に取り組んだ手法は単結晶だけでなく粉末の多結晶体も測定対象であり、広範な試料に適用できる汎用な分析法である。研究初年度は無機材研・泉博士が開発したリートベルト解析ソフトの改良を行い、粉末X線回折データから異常散乱因子のフィッティングを行うことを可能にした。この改良リートベルトソフトを用いて通常X線源を用いた得られた様々な試料についてのデータの解析を行った。研究次年度には高エネルギー加速器研究機構において回折角と入射X線エネルギーを変数とする2次元粉末X線回折測定を開始した。Co_3O_4、Fe_3O_4、Mn_3O_4などのスピネル型結晶構造をもつ試料や酸化物高温超伝導体などについて測定を行った。CO_3O_4、Fe_3O_4については2価イオンが4配位サイトに位置する正スピネル構造と3価イオンが4配位サイトに存在する逆スピネル構造を実験的に区別することが可能であり本手法の有効性を示した。本研究では限られた放射光のビームタイムでの測定が前提となるため異常分散効果が大きく現れる回折線を選択することで、測定時間の短縮を実現している。回折強度のシミュレーションや高速測定にむけた装置の改良に関しても検討を行った。1)リ-トベルト法プログラムを用いた回折ピークのシミュレーション吸収端近傍のエネルギーでX線回折の測定を行った場合の原子散乱因子の変化が粉末X線回折スペクトル強度、形状に与える影響を検討するために無機材研泉博士の作成したソフトウェア(RIETAN)を利用し、様々に単位セルについてシュミレーションを行った。また、公開されているソースプログラムを元に独自の解析ソフトを作成することに取り組んでいる。2)エネルギー分散型粉末X線回折計の作成大きなX線管電流での運転が可能な粉末X線回折装置(マックサイエンス・MXP3HF/2)を購入し、高いエネルギー分解能を持つX線検出器(SEIKO EG&G・XR100T)と組み合わせることでエネルギー分散型の粉末X線回折計を実現した。特性X線が励起されない低い励起電圧でX線管を使用し、連続X線を光源として粉末X線回折の測定を行う。ある固定した2θで回折X線のエネルギー分布を測定することで2θスキャンと等価な情報を得ることが可能である。また、各々の2θで同様のエネルギー分布測定を行うことで2θ-Eの2次元的なX線回折スペクトルを得ることができる。エネルギー分解能が不十分であるために同種元素中での化学状態差に関する情報は得ることができないが、吸収端前後での粉末X線回折スペクトルの変化から結晶中の特定元素の寄与を実験的に求めることが可能である。本研究ではX線の異常散乱を起こすエネルギーが化学状態によりわずかに変化することに着目し、この現象を利用して固体の結晶格子の各サイトにある元素の非破壊状態分析を実現することを目的としている。具体的にはX線エネルギーと回折角という2つのパラメーターを用いて得られる2次元粉末X線回折パタンを解析することで構造解析と化学状態分析を同時に実現する手法を開発する。平成9年度は以下の2課題に取り組んだ1)改良型リ-トベルト解析プログラムによる異常散乱因子の決定昨年度に開発を行った改良型リ-トベルトプログラムを用いて吸収端近傍での異常散乱因子の決定に取り組んだ。放射光を用いて予備測定を行い、Co_3O_4試料中の異なる化学状態にあるCo原子について化学シフトを実測することができた。2)エネルギー分散型粉末X線

回折系による2次元X線回折測定通常X線源とエネルギー分散型のX線検出系を用いてエネルギー、2θの2次元X線回折測定を行い特定元素の吸収端前後での回折強度変化から、原子散乱因子を求める手法について検討を行った。回折X線強度を正確に求めるためには蛍光X線の影響を除くことが重要であるが、蛍光X線のみを測定した場合の測定との差分をとる方法、検出器前にモノクロメーターを設置する方法などについて検討を行った。予備測定の結果、吸収端近傍での回折X線強度の変化を通常X線源を用いて観測することができた。本研究の目的はX線の異常散乱を起こすエネルギーが化学状態によりわずかに変化することに着目し、目的とする元素の吸収端近傍のエネルギーで測定されたX線回折データから結晶中の特定サイトにある元素の非破壊状態分析法を開発しようとするものである。本研究で開発に取り組んだ手法は単結晶だけでなく粉末の多結晶体も測定対象であり、広範な試料に適用できる汎用な分析法である。本年度はFe_3O_4、Mn_3O_4などについて高エネルギー加速器研究機構において、回折角と入射X線エネルギーを変数とする2次元粉末X線回折測定を行った。スビネル型結晶構造をもつ試料では陽イオンのサイトとして4面体4配位のサイト(A)と、8面体6配位のサイト(B)が存在するが、Fe_3O_4、Mn_3O_4については同種元素が2つのサイトに存在することが知られている。X線回折線の強度はその指数によりA.Bサイトからの寄与が異なる事を利用して特定サイトにあるFe,Mn等の原子散乱因子を実験的に決定した。昨年度に測定を行ったCO_3O_4の結果とFe_3O_4の結果を比較することで、2価イオンがAサイトに位置する正スピネル構造と3価イオンが位置する逆スピネル構造を実験的に区別できた。本研究では限られた放射光のビームタイムでの測定が前提となるため異常分散効果が大きく現れる回折線を選択することで、測定時間の短縮を実現している。回折強度のシュミレーションや高速測定にむけた装置の改良に関しても検討を行った。
プロバイオティクス及び腸内共生細菌によるマスト細胞の機能の制御

プロバイオティクス及び腸内共生菌によるマスト細胞のアレルギー応答の制御これまでに合成TLR2リガンドPam3CSK4で前処理することにより、IgE/抗原刺激によるマスト細胞のアレルギー応答が抑制され、その機序は細胞内シグナル伝達の抑制によるものであることを明らかにしている。さらに、IgE受容体からの細胞内シグナル伝達に必須の分子であるSykに結合する分子量約70KDaの分子のチロシンリン酸化がPam3CSK4処理により亢進することを見出しており、本年度はTLR2を介したマスト細胞のアレルギー反応の抑制に寄与する分子の候補として、Sykと会合するこの分子の同定を試みた。MS解析によりその分子の候補としてGタンパク質共役型受容体キナーゼ1(GIT1)を同定した。腸内共生菌によるマスト細胞の終末分化の調節昨年度までにマウス骨髄由来培養マスト細胞(BMMC)のin vitro分化系を用いてマスト細胞の終末分化に及ぼす腸内共生菌の作用を解析した結果、Lactobacillus casei JCM1134(LA)で2週間刺激することによりIgE/抗原刺激による脱顆粒応答の抑制、顆粒形成の抑制および転写因子C/EBPαの発現上昇を確認した。そこで、本年度はC/EBPαの過剰発現系を用いてマスト細胞の終末分化におけるC/EBPαの役割を明らかにすることを目的とし解析を行った。その結果、IgE/抗原刺激による脱顆粒応答はC/EBPαの発現上昇により変化しなかった。このことから、LA刺激による脱顆粒応答の抑制にはC/EBPα以外の因子が関与していることが示唆された。一方、微生物菌体刺激によるケモカイン(MIP-2)産生はC/EBPαの発現上昇に伴い上昇した。マスト細胞は、アレルギー炎症の誘導のエフェクター細胞として広く知られているが、一方で病原菌の排除といった感染防御機能も担っている。よって、腸内共生菌はマスト細胞の終末分化に作用し、マスト細胞の機能のバランスを調節し、その作用の一部はC/EBPαの発現上昇を介したものであることが示唆された。1 TLR2を介したマスト細胞のアレルギー応答の抑制機序これまでにTLR2を介してマスト細胞のアレルギー応答が抑制されることを明らかにしているが直接の標的となる分子の同定には至っていない。そこで、TLR2を介したマスト細胞のアレルギー応答の抑制に直接関与する分子を同定しその作用機序を明らかにすることを目的とした。合成TLR2リガンドPam3CSK4処理により変化するマスト細胞の活性化に重要な役割を果たすチロシンリン酸化酵素であるSykに会合する分子量約70kDaの分子の候補としてGタンパク質共役受容体キナーゼ1(GIT1)とHeat shock protein 70kDaが見つかった。今後は、これらの候補分子がSykと会合し得るか確認し、また機能解析を行う。2マスト細胞の終末分化における腸内共生細菌の効果腸内共生菌が大量に生息する腸管ではマスト細胞の遊走及び終末分化が調節される可能性が示唆される。そこでマウス骨髄由来培養マスト細胞(BMMC)のin vitro分化系を用いて腸内共生菌によるマスト細胞の機能に及ぼす効果を明らかにすることを目的とした。脱顆粒は野生型及びMyD88^<-/-> BMMC共にLA及びBAで刺激することにより抑制された。C/EBPαのmRNA発現は、BMMCの分化に伴い低下した。一方、LAで二週間刺激したときのみ、分化に伴うC/EBPα発現の抑制がMyD88依存的に抑えられた。顆粒形成における菌体刺激の効果をトルイジンブルー染色により測定した。LAで2週間刺激したときのみトルイジンブルーによる染色が弱くなったことから、顆粒形成がMyD88依存的に抑制されたことが示された。以上のことから、腸内共生菌はマスト細胞の終末分化を調節している可能性が考えられた。しかし、マスト細胞の終末分化におけるC/EBPαの役割はまだ明確ではない。そこで、現在、C/EBPαをBMMCに誘導発現させる系を構築し、マスト細胞の終末分化における役割の解析を行っている。

その結果、IgE/抗原刺激による脱顆粒応答はC/EBPαの発現上昇により変化しなかった。このことから、LA刺激による脱顆粒応答の抑制にはC/EBPα以外の因子が関与していることが示唆された。一方、微生物菌体刺激によるケモカイン(MIP-2)産生はC/EBPαの発現上昇に伴い上昇した。マスト細胞は、アレルギー炎症の誘導のエフェクター細胞として広く知られているが、一方で病原菌の排除といった感染防御機能も担っている。よって、腸内共生菌はマスト細胞の終末分化に作用し、マスト細胞の機能のバランスを調節し、その作用の一部はC/EBPαの発現上昇を介したものであることが示唆された。