hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝細胞認識機能と医薬包接を併わせ持つスーパーアシアロ糖タンパク質モデルの開発

本研究ではポリリジン(PLL)と細胞特異的認識性を示す様々な多糖鎖をコンジュゲートし、DNAキャリアーとしての評価を行った。分岐構造を有する多糖アラピノガラクタン(AG)とポリリジン(PLL)から、その多糖還元末端の反応を利用し、比較的明確な一次構造を有するコンジュゲートを調整した。そのコンジュゲートはDNAキャリアーとして細胞特異性を向上させる今年を示した。ヒアルロン酸オリゴマーをグラフトしたポリリジン誘導体が静脈注射によりかなり選択的に、類洞内皮細胞に到達することを確認した。送達されたリポーター遺伝子(lac Z)の類洞内皮領域の発現も確認された。以上の研究を通して、バイオミメティックな糖質高分子の設計により肝臓組織内の思い通りの細胞に分子ミサイルを打込める日も近いと確信している。アシアロ糖タンパク質のモデルとして我々が設計・開発してきたPVLAはその両親媒性の分子構造ゆえに水中にて安定な高分子ミセルを形成する。その水相へ露出した糖鎖(βガラクトース)の肝細胞認識機能を有効に発揮できれば各種遺伝子、アンチセンスDNA、リボザイム等々を肝臓、特に肝実質細胞に選択的に到達させ遺伝子治療や細胞治療を施すことが可能となるものと推測した。実際に蛍光プローブや放射性ヨウ素(_<125>I)で標識したPVLAをラット尾静脈により注入してみると、1時間以内に肝臓組織に6070%もの量が到達し、しかも肝実質細胞に12倍以上の選択性(対非実質細胞)で取り込まれていくことが明らかになった。このようにPVLA高分子ミセルは通常迎撃されやすい網内系組織(RES;マクロファージ等の異物処理細胞からなる生体防衛システム網)をかいくぐり(RES回避)、高い効率で標的となる肝細胞にたどり着くことが確認された。ハイブリッド人工肝臓用コーティング材料の場合と同じように、PVLAはここでも文字通りたいへんよいアシアロ糖タンパク質モデルになっていることがわかる。しかも、分子ミサイルキャリアーとしてたいへん都合のよいことには、多くの医薬や蛍光プローブのように疎水性が高い化合物を共有結合させることなしにPVLAミセル水溶液にただ混合攪拌するだけでミセルの疎水性コアドメイン内に包接させうることも判明した。さまざまな医薬の肝細胞へのデリバリーが現在計画されている。最近、天然のアシアロ糖タンパク質そのものに、医薬を共有結合して肝ターゲティングしようという試みがなされているが、高分子ミセルの包接能力は天然には備わっていない特質であるし、大量生産性や品質管理のしやすさも新しい特徴である。生分解性微粒子は、化学的安定性に乏しく、その表面を化学修飾することが困難である。また、微粒子表面への両親媒性高分子の吸着等による物理化学的修飾法では、修飾時の粒子の凝集性が問題とされている。本研究では、糖鎖などの機能性基を表面に配する生分解性微粒子の新規調整法を開発した。肝細胞機能を有するガラクトース糖鎖を有する両親媒性高分子(PVLA)を乳化剤として用いることにより、ワンステップで糖鎖を表面に高密度に有したナノパーティクルが調製できた。この調整法を用いることで、ナノパーティクルの分散安定性が向上し、また、レクチン特異性および細胞(肝実質細胞)特異性より、ナノパーティクル表面の糖鎖の認識性が保持されていることが確かめられた。
放射能イオンクロマトグラフィーによる短寿命放射性核種の溶存状態の研究

放射性核種の溶存状態に関する研究は、対象核種が比較的長寿命のものについて行われており、超微量の放射性核種の特異性が明確でない。そこで、本研究は、放射性核種と安定核種のイオン種を同時に調べることが出来る放射能イオンクロマトグラフィーを用いて、(n,γ)反応で生じた短寿命放射性核種の溶存状態を調べることを目的とした。1.放射能イオンクロマトグラフ装置のシステム化を高め、また、溶離液の組成が容易に変えられるグラジエント装置を導入し、イオン種の分離条件の検討が短時間で可能になった。2.(n,γ)で生成するセレンの放射性核種の核種間の特異性を調べるため、6価のセレン酸塩をマトリックスとして、種々の照射条件で照射し、(n,γ)反応等で生成したセレンのイオン種を種々の溶離剤及びその組成を変化させるのが容易であるグラジエント方式で分離条件の検討を行い、最適分離条件下でイオン種に含まれる放射性核種(Se-75,Se-79m,Se-81m,Se-81g,Se-83g)の溶存割合を求め、核壊変形式による化学効果を明らかにした。核壊変による化学効果の差に基づいて、Se-81gを単離することができた。3.資源として有効利用できるFP、アクチノイド(TRU)の化学分離について放射能イオンクロマトグラフ装置の適用の可能性を検討するため、短半減期のNp-239を用いて、Np/FPの分離挙動を検討した。陽イオン交換カラムで、2-ヒドロキシイソ酪酸を溶離剤とし、濃度をステップ状にすることによって希土類元素(RE)は原子番号の大きい元素から順に短時間で溶離する。NpはNaイオン、REより早く溶離した。しかし、この錯形成剤によるU/Npの分離には検討が必要である。
成長・発達過程の脊髄におけるグリシンとGABAの共放出の機序と生理的意義の解明

<研究目的>ラット脊髄のSDCN神経細胞へ投射する神経終末部からは、グリシンとGABAが共放出(co-release)される。申請者はこの共放出には神経終末部内に存在するシナプス小胞周辺部のグリシンとGABAの量的な違いが重要であることをすでに見出している。本研究は成長と発達を視野に入れ、SDCNにおけるグリシンとGABAの共放出の出現が、加齢に伴いどの様に変化して、共放出に関する修飾機構はどの様に変化していくかを解明する目的で行う。グリシンとGABAの共放出の加齢に伴う変化、グリシンとGABAがシナプス小胞に最充填される際の加齢に伴う違い、共放出を制御する膜電位依存性Ca^<2->チャネル、セカンドメッセンジャーが加齢共に共放出をどの様に修飾していくのかを検討を行っていくものである。出生直後(P=0)から生後30日(P=30)までにおいて、ラットの脊髄における加齢によるグリシンとGABAの共放出の出現頻度の変化を、グリシン・GABA・共放出の各々において検討を行った。日齢;P=1,5,10,15,20,の各々の日数において、脊髄仙髄背側交連核(SDCN)を含む脊髄スライス標本を作製した後、スライスパッチクランプで膜電位を固定して自発性抑制性シナプス後電流(mIPSC)を記録し、各日齢におけるグリシン・GABA・共放出の発現頻度について見当を行った。グリシンとGABAの放出・応答の差異は、それぞれの受容体阻害薬を用いることで判別ができ、さらにはピーク電流後の減衰時間(Decay time)がグリシンは速い(約10-15ms)のに対して、GABAは遅い(約35-45ms)という特徴から判断できる。共放出の場合は両者が混在するために、グリシンとGABAの合成パターンとなる。その結果、日齢;P=1ではSDCNからのGABAの放出頻度は高くグリシンの放出頻度が低にも関わらず、GABAとグリシンの共放出の頻度はある程度見られることがわかった。その後日齢が進むにつれ、GABAの放出頻度は次第に減少する傾向を示す一方、グリシンの放出頻度は増加傾向を示した。また、GABAとグリシンの共放出の発現頻度は緩除な減少傾向を示すことが判明した。この傾向をさらに長期的にかる詳しく解析する目的で、胎生期;E=17-18,日齢;P=25,30,40のラットのSDCNにおけるグリシン・GABA・グリシンとGABAの共放出に関して更に詳しい解析を行っているところである。
局所ネットワークの構成によるコミュニティ支援環境の実現

携帯端末と近距離無線通信を用いて地域通貨を流通させるシステムの関する研究である。地域通貨は発行者が自らの意思で発行する通貨の類似物であり、地域コミュニティでのボランティア活動等、法定通貨の利用がなじまない状況での利用が適している。本システムでは地域通貨を授受する基盤として利用するだけではなく、地域通貨を利用するためのボランティア募集・応募を広告し、利用者間を仲介する点が特徴である。携帯端末は地域通貨や仲介情報を利用者が手軽に利用するために必要となる。ボランティア活動等では利用者が実際に対面することが想定されるため、全世界を透明に接続する計算機ネットワークは必須でなく、数十メートル程度通信可能な近距離無線通信を用いる。地域通貨の受け取りに明快な操作が必要でないため、善行を目撃した第三者が、善行者に匿名で地域通貨を寄付する「第三者評価」が可能となる。ここでは善行者を介した第三者間のコミュニケーションの可能な掲示板の利用を提案した。また協調フィルタリング技術を用いて、利用者の過去の利用履歴から適切な地域通貨利用額を算出する手法を提案した。これによって利用者は算出額を参考に仲介情報を選択することが可能となる。携帯端末にPocketPC、近距離無線通信に無線LAN(IEEE 802.11b)を用いたシステムプロトタイプによる実証実験を行った。予め類別した二種類の異なった嗜好を持つグループに適用し、適切な算出額が得られること、第三者評価に利用者の注目が集まったことが明らかになった。地理的な局所性を持った人々を対象とし、そのコミュニケーションを支援する計算機ネットワークの研究を行った。インターネットのような世界的な計算機ネットワークの発達は、さまざまな情報を瞬時に通信可能とした。しかし我々の生命活動や社会活動は通常局所的であり、また運輸や物流の現技術は情報通信と比べて低速で高コストである。従って、通常は居住地域や勤務地域等における近くの商業、サービスや隣人等、地理的な局所性を持った人々と共に生活を行っていると思われる。このような日常生活でのコミュニケーションを支援するためには、その局所性を有効利用可能な手法が必要である。通常のネットワークが光ファイバや電波などのメディアに依存しているのに対し、本研究では日常的に移動するユーザによってデータが運搬される点が大きな特徴である。すなわち、送信元にあるデータはユーザの保持する二次記憶装置に複写され、ユーザの移動後さらに受信先に複写されるため、送信元より受信先へデータ通信が可能となる。本年度はこの複写に用いる通信メディアとして、PAN (Personal Ad-Hoc Network)と呼ばれる局所的な機器間計算機ネットワークを導入した。PANは本来、近距離を結ぶ無線メディアによっておよそ1メートル内程度の機器を接続し、あたかも自分の機器であるかのように便利に用いるものである。本研究では、このPANの通信範囲がプライバシの泡(the bubble of privacy)と呼ばれ、親しくない他人の侵入を拒絶する空間とほぼ一致していることを利用する。すなわち、ユーザに携帯端末を持ち歩かせれば、日常的に出会いコミュニケーションを行う者の携帯端末は他人のPANサービスエリアに侵入することが多く、従って各々の携帯端末同士が頻繁に通信を行う機会が多いと考えられる。微弱電波を用いた通信機器でPANを構成し、同じ興味をもつ人々のコミュニケーションを支援するプロトタイプを構築した。本年度は安価に利用可能な無線LANシステムに着目し、無線LANのサービスエリアが局所的であることを利用して、無線LANクライアントの位置を室内で測位する技術を開発した。複数の無線アクセスポイントを利用することによって3m5m程度の精度で安定して測位可能であり、しかも同時に外部のネットワークと通信可能である点が従来手法に対する特徴の一つである。本研究の有効性を示すため、位置依存の情報提示システムのプロトタイピングを行った。また測位情報の系列に着目し、実世界において人々の行動に影響を与える特定の地点を、利用者の行動履歴から推測する手法を考案した。多数のユーザの測位情報の系列を収集してその時間的な変化量に着目することにより、ユーザの行動に影響を与える地点を推測することが可能となる。GPS (Geographical Information System)によって取得した行動履歴を用いてプロトタイプを利用したところ、ユーザが日常的に訪れる特定地点を推測することが可能であることが明らかになった。

地域通貨の受け取りに明快な操作が必要でないため、善行を目撃した第三者が、善行者に匿名で地域通貨を寄付する「第三者評価」が可能となる。ここでは善行者を介した第三者間のコミュニケーションの可能な掲示板の利用を提案した。また協調フィルタリング技術を用いて、利用者の過去の利用履歴から適切な地域通貨利用額を算出する手法を提案した。これによって利用者は算出額を参考に仲介情報を選択することが可能となる。携帯端末にPocketPC、近距離無線通信に無線LAN(IEEE 802.11b)を用いたシステムプロトタイプによる実証実験を行った。予め類別した二種類の異なった嗜好を持つグループに適用し、適切な算出額が得られること、第三者評価に利用者の注目が集まったことが明らかになった。
構造基本断面の空力特性に及ぼす気流変動効果に関する研究

構造物の空力特性は気流の変動により大きく変化することが知られている。しかしながら、現実には、自然風の乱れをシミュレートすることが困難なため、一般に安全側と考えられる一様流中での検討がしばしば用いられる。この一様流と乱流により生じる差異を明らかにすることは、より合理的な耐風安全性の評価を行うにあたり不可欠であると考えられる。本研究では、各種の辺長比を有するH型断面を対象に選び、静的空気力あるいは空力振動現象の一つであるねじれフラッターに及ぼす乱流効果について検討を加えた。一様流及び格子乱流を用いた実験の他、乱流の有する周波数特性に特に着目し、2次元周期変動気流(正弦波脈流)中でも実験を行い、各々の空力特性を対比した。さらに、油膜法による流れの可視化実験を実施し、さきに得られた空力特性を流れのパターンの変化と対応させた。これより、H型断面に作用する静的空力モーメントに対しては、乱流による連行作用の促進効果がみられ、脈動周波数による差異と対応付けがなされた。また、ねじれフラッター現象については、流れのパターンが剥離型から再付着型へと移行する断面辺長比(B/D=5.5)を境に周波数効果が大きく異なることが明らかになった。辺長比がこれより小さなH型断面は、準定常性が強い断面であり、高周波数成分の乱れが大きな影響を与える。これに対し、辺長比が大きな場合には、非定常性が強くなり、剥離せん断層の不安定性増幅周波数域の乱れが高周波の乱れにもまして大きな影響力を示すことが明らかとなった。以上の研究成果は、H型断面に及ぼす乱流効果について周波数特性の重要性を示すものであり、自然風中の乱れの影響を把握するために一助をなすものと考えられる。
Apcノックアウトマウスにおける高脂血症発症メカニズム及び腸ポリープ発生との関連

Apcヘテロノックアウトマウスにおける高脂血症の発症状況を明らかにし、抗高脂血症剤等を用いて、高脂血症と腸ポリープ発生との関連性について検討した。1.Apcノックアウトマウスにおける血中脂質濃度の継時的測定Apc遺伝子ノックアウトマウスであるMinマウス及びAPC1309マウスの血中脂質濃度を継時的に測定した結果、野生型マウスに比べ、トリグリセリドのレベルの急激な上昇が認められ、総コレステロール及び遊離脂肪酸のレベルも有意に上昇した。また、肝臓の脂肪化が認められた。これらのApcノックアウトマウスが加齢とともに高脂血症を発症することが明らかとなった。2.抗高脂血症剤投与の血中脂質レベルと腸ポリープ発生に対する影響APC1309マウスに、PPARαのリガンドであるクロフィブレート系抗高脂血症剤ベザフィブレートやPPARγのリガンドで糖尿病薬であるチアゾリジンジオン誘導体ピオグリタゾンを投与した結果、両剤とも、血中トリグリセリドのレベルを有意に低下させ、腸ポリープの発生も有意に減少させた。3.Apcノックアウトマウスの各臓器における脂質代謝関連酵素の発現Apcノックアウトマウスにおける高脂血症発症のメカニズムを検討した結果、Apcノックアウトマウスでは、小腸及び肝臓で、リポプロテインリパーゼ(LPL)の発現レベルが野生型マウスに比べて顕著に低いことがわかった。また、ベザフィブレート及びピオグリタゾンの投与により、Apcノックアウトマウスの肝臓におけるLPLの発現レベルが上昇した。4.LPL活性化剤の血中脂質レベルと腸ポリープ発生に対する影響Minマウスに、LPL活性化剤NO-1886を投与した結果、LPLmRNAの発現上昇が認められるとともに、血清トリグリセリド値が低下した。さらに、腸ポリープの発生数も、有意に減少した。これらの結果から、MinマウスにおいてLPLの活性が低いことが高脂血症の発症及び腸ポリープの発生の両方に関与していることが強く示唆された。2.抗高脂血症剤投与の血中脂質レベルと腸ポリープ発生に対する影響APC1309マウスに、PPARαのリガンドであるクロフィブレート系抗高脂血症剤ベザフィブレートやPPARγのリガンドで糖尿病薬であるチアゾリジンジオン誘導体ピオグリタゾンを投与し、血中脂質レベルと腸ポリープ発生に対する影響を調べた。その結果、ベザフィブレート及びピオグリタゾンは両剤とも、200ppmの6週間の混餌投与で、血中トリグリセリドのレベルを基礎飼料のみのコントロール群に比べて有意に低下させ、腸ポリープの発生も有意に減少させた。3.Apcノックアウト

マウスの各臓器における脂質代謝関連酵素の発現脂質代謝関連酵素(アシルCoAオキシダーゼ、脂肪酸合成酵素、リポプロテインリパーゼ(LPL)等)の発現を、Apcノックアウトマウス及び野生型マウスで比較し、Apcノックアウトマウスにおける高脂血症発症のメカニズムを検討した。その結果、Apcノックアウトマウスでは、小腸及び肝臓で、LPLの発現レベルが野生型マウスに比べて顕著に低いことがわかった。また、ベザフィブレート及びピオグリタゾンの投与により、Apcノックアウトマウスの肝臓におけるLPLの発現レベルが上昇した。家族性大腸腺腫症(familial adenomatous polyposis, FAP)のモデル動物であるApcヘテロノックアウトマウスの腸には多数のポリープが発生する。昨年度の研究結果から、Apcノックアウトマウスでは、加齢とともに高トリグリセリド血症を発症すること、小腸及び肝臓でLPLの発現レベルが野生型マウスに比べて顕著に低いことがわかった。また、PPARαのリガンドであるクロフィブレート系抗高脂血症剤ベザフィブレートやPPARγのリガンドで糖尿病薬であるチアゾリジンジオン誘導体ピオグリタゾン投与により、血清トリグリセリド値の低下、腸ポリープ形成の減少、及び、肝臓でのLPLの発現上昇が見られた。しかし、PPARのリガンドは腸ポリープの形成を直接抑制する可能性があり、Apcノックアウトマウスにおける高脂血症と腸ポリープ形成の関係は明らかではない。そこで、本年度は、LPL活性化剤の投与による血中脂質レベル及び腸ポリープ発生への影響を検討した。Apc遺伝子ノックアウトマウスであるMinマウスに、7週齢から20週齢まで13週間、LPL活性化剤NO-1886を400ppm及び800ppmの用量で混餌投与した結果、LPLmRNAの発現上昇が認められるとともに、血清トリグリセリド値は非投与群の39%及び31%に低下し、VLDLコレステロール、LDLコレステロール、HDLコレステロール値も野生型マウスのレベルに近い値まで改善された。さらに、腸ポリープの発生数も、非投与群の48%及び42%に減少した。これらの結果から、MinマウスにおいてLPLの活性が低いことが高脂血症の発症及び腸ポリープの発生の両方に関与していることが強く示唆された。また、LPL活性化剤は大腸がんの化学予防剤として有用である可能性が考えられる。
可塑性の高い状態にある樹状突起の可視化の試み

錐体細胞の樹状突起では、基底樹状突起、先端樹状突起に対する入力は異なり、入力の細胞体部軸索起始部への影響も異なる。先端樹状突起の側枝は特にスパインが多く、入力受容に重要な働きをしている。しかしこのような樹状突起の形態の違いを生み出す仕組みは、微小管と微小管結合蛋白Microtubule Associating Protein(MAP)の働きにより調節されているという程度に、漠然としか理解されていない。申請者は、胎児期大脳新皮質中間帯を接線方向に移動する神経細胞の研究において、免疫組織化学とin situ hybridizationで、同移動神経細胞がMAP2abc陽性MAP2ab陰性となっていることから、MAP2のa,b,c,dのサブタイプのうち低分子量のMAP2cのみを発現していることを発見した(Fujimori et al.,2001)。この移動細胞は、先導突起と細胞体部がMAP2c陽性であるが、先導突起は常に伸縮を繰り返すと同時に分枝も盛んに作り、その形態を変えている。このような移動細胞での観察結果から、微小管とMAP2cが形作る突起は、可動性、可変性が高いことが考えられる。同様の固定法と染色法で、成体マウスの大脳皮質を染色し、MAP2cを含有すると思われる樹状突起の分布を調べたところ、様々なところに局在していることが分かった。神経シナプス伝達において、顕著な可塑性を示す領域と一致してMAP2cの分布があるので、MAP2c分子の分布を可視化することは、ある種の高度な可塑的性質を示す樹状突起の可視化につながる可能性が有る。これまでにMAP2cなどの低分子MAP2の分布を調べる方法として、二種類の抗体による陽性領域の差を取る方法以外に、二つのexonの繋ぎ目に対する抗体を作成する方法、in situ RT-PCR法を確立してMAP2c mRNAの分布を直接探る方法、確立しようとしている。また、それぞれの低分子MAP2 splicing variantをアデノウイルスを使って強制発現させたときの、樹状突起形態変化の観察も試みている。
トンネル顕微鏡による高温超伝導体の電子状態の研究

低温用トンネル顕微鏡(STM)を用いて高温超伝導体の電子状態を調べるため、Bi_2Sr_2CaCu_2O_8の超伝導相でSTM分光測定を行った。また、STM測定を補うために、磁場侵入長の測定も行った。単結晶試料の劈開面で行ったトンネル微分コンダクタンスの測定において、超伝導ギャップパラメターが空間変化をしていることを見いだした。また、ギャップパラメターの温度変化はBCS理論にしたがうことが解った。その一方で、劈開面におけるトンネル微分コンダクタンスはトンネル探針の試料表面からの距離に依存して大きく変化することも見つかった。このことは、層状構造からなる結晶において超伝導を担う電子が主としてCu-O層に存在することから、劈開面での測定では表面に現れるBi-O層などの半導体的な層と真空とからなる複雑なトンネル障壁を通して電子トンネルが起こることに起因するものとして理解された。このようなトンネル障壁の構造に依存する効果を除去するため、直接Cu-O層が表面に出ている劈開面に垂直な側面において測定を行った。その結果、トンネル探針の距離に依存しない微分コンダクタンスを得ることにより、超伝導状態の電子状態密度を正しく求めることに成功した。得られた状態密度から、超伝導ギャップは相当の異方性を示すものの、フェルミ面全体で有限であることが解った。この有限の超伝導ギャップは、磁化測定による磁場侵入長の温度変化が熱活性型であることからも確認された。得られた超伝導ギャップの大きさは、この物質が強結合超伝導体であるを示している。これらの結果から、高温超伝導において電子対波動関数の対称性は等方的なs-波が主であるが、異方性を与えるd-波の寄与も相当に大きいことが解った。
肺癌の神経内分泌性格を制御する分子機構の解明

小細胞肺癌は神経内分泌性格を示し、副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)を高発現する。小細胞肺癌におけるACTHの発現量は不良な予後と関連するが、肺癌がなぜ下垂体ホルモンを産生するかは不明であった。本研究では下垂体の個体発生を制御する転写因子が発癌において活性化されることを見出した。腺癌と小細胞肺癌における体細胞突然変異を比較したところ、小細胞肺癌に特異的な変異は下垂体の発生を制御する転写因子の下流遺伝子に蓄積していた。また、小細胞肺癌の細胞株を3次元培養すると神経分化を誘導され、ACTHの産生が促進された。以上の結果から、肺癌は下垂体の発生経路を利用して神経分化し、ホルモン産生することが示された。肺癌は小細胞肺癌と非小細胞肺癌に大別され、非小細胞肺癌はさらに、腺癌、扁平上皮癌、大細胞癌に分類される。小細胞肺癌および大細胞癌の亜型である大細胞神経内分泌癌は神経内分泌性格を示し、予後不良である。また、非小細胞肺癌の細胞形態を示すにもかかわらず、神経内分泌マーカーを発現する癌の存在も報告され、他の非小細胞肺癌に比べて悪性であることが示された。しかし、発がん過程でいかに神経内分泌性格が獲得され、がん悪性化に寄与するかは明らかではない。本研究では、肺癌の神経内分泌性格を制御する細胞内経路を同定することを目的とした。2015年度はデーターベース(cBioPortal for Cancer Genome)に登録されているがんゲノム情報から神経内分泌性格を制御する因子の探索を行った。肺腺癌346例、小細胞肺癌71例の全エクソン解析の結果をもとに、小細胞肺癌で特異的に変異を起こす遺伝子を検索し、148遺伝子を同定した。この148遺伝子の上流転写因子を予測したところ、26転写因子が有意に選択され、そのうち6転写因子が肺腺癌に比較し、小細胞肺癌で発現上昇していた。これら6転写因子のうち4転写因子は個体発生において神経内分泌組織の分化を制御する。さらに、小細胞肺癌77例の全エクソン解析の結果から、4転写因子の下流遺伝子ではAからGへの体細胞突然変異が非鋳型鎖において有意に上昇し、小細胞肺癌の発がん過程でこれら転写因子が活性化していることが示唆された。がんゲノム情報の網羅的な解析により、小細胞肺癌が個体発生における神経内分泌組織の転写制御経路を利用して、神経内分泌性格を獲得する可能性が見出されたため。小細胞肺癌は肺癌の中で最も悪性であり、化学療法や放射線療法といった古典的な治療法以外に有効な治療法はない。小細胞肺癌の顕著な生物学的特徴は神経内分泌マーカーを発現することであり、神経内分泌性格と呼ばれるが、神経内分泌性格が発癌過程でいかに獲得され、悪性化に寄与するのかは明らかになっていない。我々は、小細胞肺癌77検体のエクソームデータを解析し、下垂体前葉の発生過程を制御する転写因子の下流遺伝子に体細胞突然変異が有意に蓄積することを発見した。体細胞突然変異を起こしたDNA鎖が転写の鋳型鎖であるか、非鋳型鎖であるかにより変異の頻度が異なることから、これら下流遺伝子は小細胞肺癌の発癌過程において転写活性化することが示唆された。さらに、77検体を下垂体前葉の発生過程に則して5つのクラスに層別化したところ、小細胞肺癌の予後と有意に相関した。これらの結果は小細胞肺癌が個体発生における下垂体前葉の分化経路を利用して、神経内分泌性格を獲得する可能性を示す。また、これら4転写因子の機能を調べるため、小細胞肺癌細胞株SBC3を用いてCRISPR/CAS9システムによる4転写因子のノックアウトを試みた。最適なエレクトロポレーションの条件を調べるため、Neon systemを用いて、GFP発現プラスミドを24条件でエレクトロポレーションした。その結果、SBC3細胞ではパルス電圧1300 V,パルス時間20 ms,パルス回数2回の時に細胞生存率及びトランスフェクション効率が90%以上となり、最適であった。4転写因子のコード配列を標的にしたgRNAを設計し、in vitro転写により合成したのち、CAS9タンパク質と共に上記の条件でエレクトロポレーションした。72時間後に限界希釈し、96 well plateに播種、シングルコロニーを増殖させ、最終的に56株を得た。小細胞肺癌を下垂体前葉の発生過程に則して5つのクラスに層別化することで予後と相関することを発見できたため。また、CRISPR/CAS9システムによるKOの条件検討が終了し、標的遺伝子に対するKO株のクローニングを進める段階に入っているため。5年生存率は約20%であり、新たな治療法の開発が必要である。我々は、小細胞肺癌の一群が下垂体前葉の発生初期を制御する転写因子を高発現し、90%以上の5年生存率を示すことを発見した。本年度は、この独自の知見をもとに小細胞肺癌が下垂体経路を利用できるかを調べるため、分化・脱分化法の開発を行った。患者の生存率と下垂体発生を制御する転写因子との関係を調べたところ、口腔外胚葉の発現パターンを示す検体で5年生存率が90%以上だった。口腔外胚葉は下垂体前葉の原基であるラトケ嚢が発生する組織である。

また、小細胞肺癌細胞を脱脂した牛胎児血清(以下、FCS)を含む培地で培養することで、神経分化が抑制されるとの報告があったことから、小細胞肺癌株を同様に培養したところ、細胞形態が変化し、下垂体転写因子の発現が低下、口腔外胚葉のマーカーが上昇した。これらの結果から、人為的に小細胞肺癌細胞を口腔外胚葉様に脱分化誘導できることが明らかになった。次に、分化誘導実験を行った。下垂体ホルモンを産生しない小細胞肺癌株を3次元的に培養すると、細胞塊の表面がくぼみ、境界面のはっきりとした小胞が形成されることを発見した。この小胞は1週間ほどかけて細胞塊内部に移動し、2週間後には下垂体の幹細胞マーカーを発現する細胞が出現、下垂体ホルモン前駆体POMCを発現した。さらに2か月間、3次元培養するとさらに神経分化が進み、2次元培養に戻してもほぼ全ての細胞で分泌顆粒を持った状態が維持され、POMC発現量が保持されていた。以上の結果から、小細胞肺癌は下垂体の発生経路に沿って、分化・脱分化誘導が可能であることが示された。小細胞肺癌は神経内分泌性格を示し、副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)を高発現する。小細胞肺癌におけるACTHの発現量は不良な予後と関連するが、肺癌がなぜ下垂体ホルモンを産生するかは不明であった。本研究では下垂体の個体発生を制御する転写因子が発癌において活性化されることを見出した。腺癌と小細胞肺癌における体細胞突然変異を比較したところ、小細胞肺癌に特異的な変異は下垂体の発生を制御する転写因子の下流遺伝子に蓄積していた。また、小細胞肺癌の細胞株を3次元培養すると神経分化を誘導され、ACTHの産生が促進された。以上の結果から、肺癌は下垂体の発生経路を利用して神経分化し、ホルモン産生することが示された。ゲノム編集技術により、これら4遺伝子をノックアウトすることで、小細胞肺癌細胞株の増殖や、神経内分泌性格に影響を与えるかを調べる。また、ヌードマウス又はNOD/SCIDマウスに細胞株を移植して腫瘍を形成させ、4遺伝子に対するsiRNAの投与によって腫瘍抑制効果を示すかを調べる。標的遺伝子に対するKO株のクローニングを進める。また、小細胞肺癌が下垂体発生分化経路を保持しているかをin vitroにおける分化誘導系を用いて調べる。分子腫瘍学物品が当初計画よりも安く購入できたため15円が生じた。物品が当初計画よりも安く購入できたため。振り込み手数料等、翌年度以降に請求する研究費とともに使用する予定である。細胞培養関連試薬などに使用する予定。
高等植物由来がん分子標的薬剤の開発研究

本研究は,高等植物由来のステロイド配糖体やフェノール性物質のうち,アポトーシス回避機構を獲得した腫瘍細胞に対して,アポトーシス誘導の標的分子に作用してアポトーシスを誘導する化合物を探索し,アポトーシス誘導分子標的薬剤のシードを見出すことを目的として実施したものである.研究を実施した植物検体は,ユリ科Bulbinella floribunda,リュウゼツラン科Agave utahensis,タシロイモ科Tacca chantrieri,キンポウゲ科Helleborus orientalis, Helleborus niger,キンバイザサ科Curculigo orchioides,キク科ニトベギクTithonia diversifoliaである.これらの活性成分の探索の結果,細胞毒性・抗腫瘍活性物質として,B.floribundaからは新規フェニルアントラキノン類,A.utahensisからは新規ステロイド配糖体,H.orientalisからは強心配糖体,H.nigerからはフィトエクダイソン,C.orchioidesからはシクロアルタン型の新規トリテルペンならびにその配糖体,ニトベギクからはフラボノイド類とセスキテルペン類が単離され,スペクトル解析と化学変換により構造を明らかにした.それぞれにおいて多くの類縁物質が単離されたので,構造活性相関について考察するとともに,強い活性を示した新規物質については培養がん細胞を用いたパネルスクリーニングを実施した.その結果,H.nigerからから単離されたフィトエクダイソン,C.orchioidesから単離されたシクロアルタン型の新規トリテルペン,ニトベギクから単離されたセスキテルペンにdifferential cytotoxicityが確認された.また,A.utahensisから単離されたステロイド配糖体のうち,5β型のスピロスタノール配糖体がアポトーシスを誘導することを見い出した.本研究は,高等植物由来のステロイド配糖体やフェノール性物質のうち,アポトーシス回避機構を獲得した腫瘍細胞に対して,アポトーシス誘導の標的分子に作用してアポトーシスを誘導する化合物を探索し,アポトーシス誘導分子標的薬剤のシードを見出すことを目的として実施したものである.研究を実施した植物検体は,ユリ科Bulbinella floribunda,リュウゼツラン科Agave utahensis,タシロイモ科Tacca chantrieri,キンポウゲ科Helleborus orientalis, Helleborus niger,キンバイザサ科Curculigo orchioides,キク科ニトベギクTithonia diversifoliaである.これらの活性成分の探索の結果,細胞毒性・抗腫瘍活性物質として,B.floribundaからは新規フェニルアントラキノン類,A.utahensisからは新規ステロイド配糖体,H.orientalisからは強心配糖体,H.nigerからはフィトエクダイソン,C.orchioidesからはシクロアルタン型の新規トリテルペンならびにその配糖体,ニトベギクからはフラボノイド類とセスキテルペン類が単離され,スペクトル解析と化学変換により構造を明らかにした.それぞれにおいて多くの類縁物質が単離されたので,構造活性相関について考察するとともに,強い活性を示した新規物質については培養がん細胞を用いたパネルスクリーニングを実施した.その結果,H.nigerからから単離されたフィトエクダイソン,C.orchioidesから単離されたシクロアルタン型の新規トリテルペン,ニトベギクから単離されたセスキテルペンにdifferential cytotoxicityが確認された.また,A.utahensisから単離されたステロイド配糖体のうち,5β型のスピロスタノール配糖体がアポトーシスを誘導することを見い出した.本研究は,高等植物由来のステロイド配糖体やフェノール性物質のうち,アポトーシス回避機構を獲得した腫瘍細胞に対して,アポトーシス誘導の標的分子に作用してアポトーシスを誘導する化合物探索し,アポトーシス誘導分子標的薬剤のシードを見出すことを目的として実施したものである.本年度得られた研究成果の要略は1-3のとおりである.1.ユリ科Bulbinellafloribundaより2種の既知フェニルアントラキノンとともに5種の新規フェニルアントラキノン配糖体(bulbinelonesides A-Eと命名)を単離し,それらの構造を明らかにした.単離されたフェニルアントラキノン類はいずれもビフェニル部において光学活性であり,M体がHSC-2細胞に対してエトポシドと同程度の細胞毒性を示したが,P体は活性を示さなかった.2.リュウゼツラン科Agave utahensisより50種に及ぶステロイド配糖体を単離し,それらの構造を明らかにした.ステロイド骨格のA環とB環の結合様式がβである数種の化合物は,HL-60細胞に対してアポトーシスを誘導することを見出した.3.キンポウゲ科Helleborus orientalisより単離された強心配糖体はいずれもHSC-2細胞,A-357細胞,HepG2細胞に対してドキソルビシンを上回る細胞毒性を示したが,そのうち,アグリコンのC-3位水酸基にラムノースが結合した化合物は正常細胞に対する毒性が弱く,腫瘍細胞への選択な毒性が認められた.一方,グルコースが結合した化合物には腫瘍選択性は認められず,単糖の構造が腫瘍選択性に寄与していることを明らかにした.昨年に続き,高等植物由来のステロイド配糖体やフェノール性物質のうち,アポトーシス誘導の標的分子に作用してアポトーシスを誘導する化合物を探索し,アポトーシス誘導分子標的薬剤のシードを見出すことを目的として研究を実施した.本年度得られた研究成果の概略は以下の通りである.1.キンボウゲ科Helleborus nigerの地下部よりβ-ecdysoneをHL-60細胞毒性物質(IC50 0.2μg/mL)として高い収量で単離した.

Ecdysone類の細胞毒性に関する知見はこれが初めてであり,また,HL-60細胞に対しても既存の抗がん剤であるエトポシドと同程度の強い活性を示したため,ヒト培養細胞パネルスクリーニングを実施した.その結果,β-ecdysoneは,脳腫瘍細胞系,肺がん細胞系に対して感受性が高く,胃がん細胞系,大腸がん細胞系に感受性が低いというdifferential cytotoxicityが認められた.この活性スペクトルは既存の抗がん剤や抗腫瘍活性物質と一致せず,新規作用メカニズムを有する抗腫瘍活性物質として期待されたため,現在,アポトーシス誘導活性の他,ブロテインキナーゼ阻害活性,トポイソメラーゼ阻害活性,チューブリン阻害活性ならびにxenograftによる抗腫瘍活性を検討中である.2.漢方生薬である「仙茅」が中国においてがんの治療に用いられているという伝承的背景から「仙茅」のHL-60細胞毒性成分を検索したところ,新規シクロラノスタン配糖体ならびにそのアグリコンを活性物質として同定した.現在,HL-60細胞以外の腫瘍細胞に対する細胞毒性と作用メカニズムを検討中である.本研究は,高等植物由来のステロイド配糖体やフェノール性物質のうち,アポトーシス回避機構を獲得した腫瘍細胞に対して,アポトーシス誘導の標的分子に作用してアポトーシスを誘導する化合物を探索し,アポトーシス誘導分子標的薬剤のシードを見出すことを目的として実施したものである.本年度得られた研究成果の要約は1-3の通りである.1.中国で古くより癌の治療薬として用いられてきた生薬「仙茅(Curculigo orchioidesの根茎)」より新規シクロラノスタン型トリテルペンである3β,12α,16β-trihydroxy-9,19-cyclolanostan-24-one (CO-1a)を単離し,スペクトル解析と化学誘導により構造を決定した.CO-1aは,HL-60白血病細胞に対してIC_<50> 0.87μg/mLという強い細胞毒性活性を示した.そこで,CO-1aについてヒト培養腫瘍細胞を用いたパネルスクリーニングを実施したところ,39種の腫瘍細胞に対する平均GI_<50>値は3,1μMで,乳癌細胞BSY-1とMDA-MB-231,脳腫瘍細胞SF-268,肺癌細胞DMS114,メラノーマ細胞LOX-IMVI,卵巣癌細胞OVCAR-8,腎臓癌細胞RXF-631LとACHN,胃癌細胞MKN7に対して比較的強い選択的毒性を示した.毒性活性のスペクトルはデータベース上の既存の抗腫瘍活性物質や抗癌剤と一致せず,現在アポトーシス誘導活性を中心とした活性メカニズムを検討中である.2.キク科ニトベギクの地上部より3種のフラボノイド,luteolin, nepetin, hispidulinを単離し,構造を同定するとともにHL-60白血病に対する細胞毒性を検討した.その結果,hispidulinが最も強い細胞毒性活性を示し,そのIC_<50>値は8.0μMであった.
貯蔵用タンク底板の腐食損傷に対するラム波対称モードを用いた新しい評価法の構築

ラム波Soモードを用いた石油タンク底板の腐食損傷評価を試みた。損傷評価には、低周波で大振幅で指向性の高いSoモードラム波が必要になるため、長さ100mm、幅10mmの矩形状の受感部を有する探触子を試作した。試作センサを用いて鋼板端面を一様に打撃することで、半値幅が±20°の指向性有するSoモードラム波の励起が可能となった。タンク内容物(石油やスラッジなど)による減衰を評価するため、模擬内容物としてグリース+砂を鋼板上に設置して超音波の減衰を測定したところ、ラム波Soモードの減衰は3dB/mであり、一般的に検査に用いられるラム波Aoモードの減衰9dB/mの1/3であった。また、板厚8mm、長さ1000mmの銅板に導入した深さ0.6mm2mmの模擬腐食損傷(皿状欠陥)に対してSoモードラム波の反射強度および到達時間から、損傷深さおよび位置の推定を行った。また、高S/N比での計測を行うため、送信信号にはチャープ信号を用い、パルス圧縮技術を欠陥エコーの検出に適用した。その結果、S/N比を6dB向上させることに成功した。Soラム波の反射強度は欠陥に深さに比例して大きくなり、(欠陥からの反射強度)/(反対側端面からの反射強度)は、減肉率(損傷深さ/板厚)とほぼ比例しており、反射強度から損傷深さが推定できることがわかった。また、欠陥の超音波伝搬方向の位置は誤差3%で標定できた。また、実験室内において腐食させた欠陥の深さを推定したところ、縦波超音波によって計測された減肉率(15.6%)に対して誤差1.6%で計測できた。さらに、段付突合せ溶接鋼板を用いて、溶接線を跨いだ位置に存在する模擬腐食損傷の検出を試みたところ、板厚の10%の深さをもつ欠陥を検出することができた。タンク底板を模擬した鋼板に腐食を模擬した欠陥を導入し、ラム波対称モード(Soモード)を用いた測定を行った。比較のために一般的に用いられるラム波Aoモードでの測定を合わせて行った。その結果、SoモードはAoモードに比較して欠陥からの反射波を明瞭に捕らえることができ、その反射強度と欠陥深さには比例関係があることが実験的にも確認ができた。また、分散性の小さい低周波のSoモードを用いれば2m以上の距離においても検査でき、欠陥反射波の伝搬時間から欠陥位置を510%程度の誤差で標定できることがわかった。しかし、タンク底板は溶接部分が多く、特に重ね合わせ溶接されている部分では、超音波の透過率が低いため重ね合わせ溶接以降の欠陥の評価のためにはチャープ信号を用いたパルス圧縮技術などの信号処理技術を組み合わせる必要があり、今後現場で使用できるチャープ信号発振装置を開発する予定である。さらに、今年度はいままでに開発したシステムを用いて実際の1000kL級の石油貯蔵タンクの2基においてタンクオーナー会社の協力を得てアニュラー板(底板最外周部分)の健全性評価に本手法の適用を試みた。その結果実際のタンクでは端面処理が必要なこと、計測のために長いケーブルが必要であり、S/N比が低下すること、タンクごとにアニュラー板部分の構造が異なることなど実際の現場で本手法の問題点が明らかになった。しかし、実際のタンクのアニュラ板においてもSoモードラム波の励起・検出が可能であったことから、2006年度は実験室および現場において明らかになった問題を信号処理、センサ形状など改良することで解決することを目的とする。さらに2006年度もいくつかのタンクオーナーの協力も得られることから、現場において測定し、使える技術となるように改良する予定である。

さらに、段付突合せ溶接鋼板を用いて、溶接線を跨いだ位置に存在する模擬腐食損傷の検出を試みたところ、板厚の10%の深さをもつ欠陥を検出することができた。
ヒューマンセキュリティの観点から考察する大震災後の再定住に関する調査

本研究では宮城県及び海外の三つの地域の再定住の経緯について検証した。結果としては、津波被災地の場合はどの国においても低い土地から高台への移転又は海岸から遠くに再定住させることは津波に強い地域づくりの一つの方策である事が判明した。住民参加型の地域づくりは,津波に強い地域社会の構築を成功に導く鍵である。社会文化的側面,例えば,被災住民の津波に対する経験と認知,また,慣習や信仰といった側面は地域づくりの過程で考察すべき極めて重要な要素である。再定住政策は被災住民の職業と関連がある。再定住先が,就業機会や所得水準といった経済的背景を考慮したものでなければ,その政策は住民に受け入れられないだろう。本研究では、東日本大震災及びスマトラ沖地震・四川大地震で被害を受けた三つの地域の災害後の住民移動と再定住の課題にヒューマンセキュリティ(人間の安全保障)の視点から着目しつつ、それぞれの地域に共通する問題の文化的、社会的、行政的要因を分析し政策提言することを目的とした。特に、先進国である日本で起きた東日本大震災の事例と、中国、インドネシア、スリランカといった途上国の過去の災害を比較することで、途上国(あるいは先進国)特有の問題や、経済発展段階・地域社会の固有性に応じた再定住・復興のあり方を明らかにすることを目指した。今年度は、日本で起きた東日本大震災後の再定住に関して調査を行った。研究者らは、宮城県南三陸町から福島県波江町の範囲で現地調査やインタビュー調査を行った。現地調査では主に被災した地域の沿岸部へ行き、津波の被害や被災地域の状況を確認した。インタビュー調査では、主に生態系や再定住に関して、被災した個人や数人で構成されたグループに対してアンケートを用いながら行った。特に、宮城県名取市閖上や岩沼市玉浦の再定住に関して詳細に調査を行った。また研究者らは、せんだい生態系再生コンソーシアムとの共催で、2月11日に「ヒューマンセキュリティの観点から考察する大震災後の諸相」と題するワークショップを実施し、3月11日にはドイツ・ボンの国連大学・環境と人間の安全保障研究所(UNU-EHS)との共催で、ドイツにて“The Great East Japan Earthquake 11 March 2011 -Lessons Learned and Research Questions"と題するシンポジウムを実施した。研究者らは、研究成果を2月11日に「ヒューマンセキュリティの観点から考察する大震災後の諸相」と題するワークショップおよび3月11日にドイツ・ボンの国連大学にて“The Great East Japan Earthquake 11 March 2011 - Lessons Learned and Research Questions"と題するシンポジウムで報告したため参考:今年度は、中国、インドネシア、スリランカなどの国々で起きた災害について調査および投稿論文の作成を計画している。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
マツノマダラカミキリ蛹室における抗菌ペプチドが及ぼす生物間相互作用

本研究は、マツノマダラカミキリ及び青変菌が生合成する抗菌性生体分子の特性を解析することによって、マツノマダラカミキリ、マツノザイセンチュウ及び青変菌の三種における密接な生物間相互作用の樹立に、抗菌性生体分子が機能的に担う分子基盤を明らかにすることを目的とする。本年度はマツノマダラカミキリ及び青変菌に由来する抗菌活性について、両生物が生合成する抗菌ペプチドに焦点を当て、それらの構造解析及び発現解析を行った。前年のマツノマダラカミキリにおける抗菌ペプチドの構造及び発現解析の結果に基づき、更に詳細な解析を行った。その結果、抗菌ペプチドとしてのディフェンシンをマツノマダラカミキリのゲノムDNA及びcDNAから新規に単離し、このディフェンシンは他の数種昆虫からも単離された。このことは、広く昆虫に保存されているディフェンシンの存在が推定され、常時発現している遺伝子であることが示唆された。更に、青変菌ゲノムDNAからPCR法により抗菌ペプチド遺伝子の単離を試みた。その結果、システインと塩基性アミノ酸を多く含む遺伝子のヌクレオチド並びにアミノ酸配列を明らかにした。これらの配列は、既知抗菌ペプチドの配列とは著しく異なり、抗菌ペプチドとしての可能性について現時点で明確な結論は得られなかった。本研究は、マツノマダラカミキリ成虫にマツノザイセンチュウ及び青変菌が乗り移る中心的な場である蛹室に焦点を当て、抗菌活性を示す生体分子を生化学的、分子生物学的並びに化学生態学的に分析及び解析し、生息環境の各種微生物に対する抗菌活性との関連において、上記三種の生物間相互作用の分子基盤を解明することを目的としており、新知見である生体外分泌性の抗菌ペプチド及び菌類の異物認識等について解明する重要性を包含している。本年度は、マツ枯死木から羽化したマツノマダラカミキリ成虫及びマツ材で培養した青変菌の材料から水溶性成分を抽出し、濃縮後に固相抽出カラムを用いて粗精製し、抗菌活性を示す生体分子を分析及び解析した。マツノマダラカミキリ成虫に由来する生体分子は、グラム陽性細菌並びにグラム陰性細菌に対して抗菌活性を示し、電気泳動により分離されることから抗菌ペプチドと推定された。cDNAをクローニングするためアミノ酸配列分析を行い、N末端のアミノ酸配列を解析し、タンパク質データバンクとホモロジー検索を行った。青変菌に由来する生体分子は、固相抽出カラムに非吸着の分画に強い抗菌活性を示し、カラムに吸着・溶出する分画に弱い抗菌活性を示した。カラムに非吸着の分画は非ペプチド性と推定され、有機溶媒抽出を併用して化学生態学的な研究方法により分析を行った。一方、カラムに吸着・溶出する分画は抗菌ペプチドと推定され、青変菌の培養中に細菌を添加し、細菌に応答した抗菌活性の変動を検出する実験を併用し、研究を行った。本研究は、マツノマダラカミキリ及び青変菌が生合成する抗菌性生体分子の特性を解析することによって、マツノマダラカミキリ、マツノザイセンチュウ及び青変菌の三種における密接な生物間相互作用の樹立に、抗菌性生体分子が機能的に担う分子的基盤を明らかにすることを目的とする。本年度は、マツノマダラカミキリから抗菌ペプチドであるディフェンシンcDNA及び遺伝子を単離し、構造解析と発現解析を行い、その特性を明らかにした。マツノマダラカミキリから全RNAを抽出し、非翻訳領域並びに翻訳領域を含むディフェンシンcDNAを単離した。DNAシークエンス分析により構造解析を行い、ディフェンシンcDNAの非翻訳領域を含めたヌクレオチド配列及び翻訳領域のアミノ酸配列を明らかにした。翻訳領域は分泌のためのシグナル配列、プロ領域及びディフェンシン領域から構成された。PCR法による簡便的な遺伝子発現について解析を試みた結果、ディフェンシン遺伝子が幼虫、蛹及び成虫で発現していた。この遺伝子発現は、既知の抗菌ペプチドで解明されている細菌感染に応答する一過性の発現と異なり、刺激のない状態で常時発現していることが示唆された。更に、cDNAから設計したプライマーを用いてゲノムDNAからPCR法によりディフェンシン遺伝子をクローニングし、DNAシークエンス分析により部分的な構造解析を行った。そのヌクレオチド配列の分析結果から、ディフェンシンの翻訳領域にイントロンの介在するタイプとイントロンを含まないタイプの二種類の遺伝子がマツノマダラカミキリのゲノムに存在することを明らかにした。

これらの配列は、既知抗菌ペプチドの配列とは著しく異なり、抗菌ペプチドとしての可能性について現時点で明確な結論は得られなかった。