hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分裂期キナーゼAurora Aによる染色体均等分配システムの堅牢性の解析

多くのがん細胞では染色体の異数化がみられることから、正常細胞に比べて染色体を均等に分配するシステムの堅牢性が低いと予想される。そこで、本研究では、分裂期キナーゼAurora Aのはたらきを解析し、正常細胞がもつ堅牢な染色体均等分配システムを構成する分子基盤の解明を試みた。その結果、正常二倍体細胞ではAurora Aが染色体振幅運動依存的に動原体をリン酸化するとともに、染色体振幅運動の駆動にも寄与していることを明らかした。本成果をもとに、染色体均等分配システムの堅牢性は、Aurora Aによる動原体のリン酸化と染色体振幅運動のフィードバックループにより維持されているというモデルを提唱する。紡錘体赤道面での動原体-微小管結合修正におけるAurora Aの寄与を検証するため、Aurora A阻害正常二倍体細胞における動原体-微小管結合を高解像度蛍光顕微鏡観察によって確認した。その結果、Aurora A阻害細胞では誤った動原体微小管結合が増加していることが分かった。更に、Aurora A阻害正常二倍体細胞における分裂期中期染色体の動態解析を行うために動原体と紡錘体極を可視化し、分裂期中期で同調した正常二倍体細胞にAurora A阻害剤を処理した後、分裂期中期における染色体動態を生細胞観察するとともに、分裂期後期に細胞周期を進行させ、染色体分配過程を生細胞観察したところ、Aurora A阻害細胞では分裂期中期染色体動態が減弱しており、染色体不均等分配が高頻度で引き起こされることが分かった。また、CRISPR/Cas9システムとAID法を用いて時期特異的Aurora A及びAurora B欠損細胞を作製し、分裂期中期でAurora A及びAurora Bを欠損させた結果、Aurora A欠損細胞では分裂期染色体動態と動原体分子のリン酸化が減弱していたが、Aurora B欠損細胞では変化がみられなかった。加えて、Aurora Aの分裂期中期での役割りにおける細胞株間の比較解析を行うために、分裂期中期に同調した正常細胞株と様々ながん細胞株について、動原体分子のリン酸化度合いを検証したところ、正常細胞株に比してがん細胞株では動原体分子のリン酸化が減弱していた。また、がん細胞株内においても染色体不安定性をもつがん細胞株ではリン酸化の減弱が特に亢進していた。以上の結果から、紡錘体赤道面での動原体-微小管修正にAurora Aが寄与しており、その寄与度は聖染色体不安定性の有無によって変動することが示唆された。Aurora Aが分裂期中期における紡錘体赤道面上での動原体-微小管結合修正に寄与している可能性を強く示唆する結果を得ているとともに、当該研究課題のターゲット分子を時期特異的に欠損できる細胞株を取得している。また、紡錘体赤道面での動原体のリン酸化ががん細胞株で減弱しているのみならず、がん細胞株のなかにおいても染色体不安定性をもつがん細胞ほどその減弱度合いが亢進していることを明らかにしており、当初の予定どおり研究がおおむね順調に進展していると考えられる。Aurora Aが寄与する堅牢な染色体均等分配システムの分子基盤を解析するために、様々な細胞株におけるAurora A及びその触媒分子TPX2の局在レベルを評価したところ、その局在レベルは正常細胞株と癌細胞株で変化はなかった。また、数種類の細胞株について分裂期中期の染色体動態を観察したところ、観察した全ての癌細胞株において分裂期中期での染色体動態が減弱していることが分かった。そこで、分裂期中期染色体動態と分裂期中期動原体のリン酸化の関連性を検証するために、人為的に分裂期中期染色体動態を抑制もしくは誘導した。その結果、染色体動態を抑制した細胞ではリン酸化が減弱し、染色体動態を誘導した細胞ではリン酸化が亢進した。またこのとき亢進したリン酸化はAurora Aの阻害剤を用いることで抑制できた。以上の結果から、Aurora Aが触媒する分裂期中期動原体のリン酸化は分裂期中期染色体動態に依存していることが示唆された。分裂期中期動原体のリン酸化に対するAurora Aの機能ドメインを推定するために、前年度作成した時期特異的Aurora A欠損細胞に各種Aurora A変異体を発現させ、分裂期中期動原体のリン酸化状態を評価したところ、紡錘体局在が消失する変異体の発現細胞において分裂期中期動原体のリン酸化が減弱した。この結果から、Aurora Aの紡錘体局在が分裂期中期動原体のリン酸化に必要であることが示唆された。加えて、分裂期中期動原体におけるAurora Aの基質を同定するために、Aurora Aと同じファミリーに属するAurora Bの基質分子について、リン酸化レベルがAurora A阻害で変化するかどうかを検討した。その結果、検証した分子の大部分のリン酸化は、Aurora A阻害に対して非感受性であったが、1種類の分子の複数箇所のリン酸化がAurora A阻害によって抑制された。以上の結果から、当該分子が分裂期中期動原体におけるAurora Aの基質であることが示唆された。

その結果、正常二倍体細胞ではAurora Aが染色体振幅運動依存的に動原体をリン酸化するとともに、染色体振幅運動の駆動にも寄与していることを明らかした。本成果をもとに、染色体均等分配システムの堅牢性は、Aurora Aによる動原体のリン酸化と染色体振幅運動のフィードバックループにより維持されているというモデルを提唱する。Aurora Aが寄与する堅牢な染色体均等分配システムの分子基盤を解析するために、様々な細胞株におけるAurora A及び触媒分子であるTPX2の発現レベルを確認し、両者の結合状態について細胞株間で変化がないか比較解析する。また、細胞株の動原体と紡錘体極を可視化し分裂期中期染色体動態と動原体-微小管結合修正に異常がみられるかどうかを確認する。更に、Aurora Aを過剰発現もしくはドミナントネガティブ変異体による部分抑制を行い、染色体不安定性細胞の発生頻度が回復もしくは亢進するかどうかを明らかにする。加えて、分裂期中期動原体でのAurora Aの新規基質の同定とAurora Aによるリン酸化部位の同定するために、時期特異的Aurora A欠損細胞を用いて、Aurora A欠損前後の分裂期中期同調細胞抽出液についてLC-MS/MS解析を行う。新たな基質候補分子及びリン酸化部位を同定できた場合は、in vitro kinase assayで確認するとともに、リン酸化抗体を作成し細胞内における挙動を観察する。また、同定した基質分子やリン酸化部位のリン酸化模倣変体を時期特異的Aurora A欠損細胞に導入し、分裂期中期特異的にAurora Aを欠損させた際の表現型が回復するかどうかを確認する。29年度が最終年度であるため、記入しない。細胞生物学29年度が最終年度であるため、記入しない。
機能的な脳カラム構造形成を制御する分子機構

ヒトをはじめとして、様々な動物の脳はカラム構造と呼ばれる機能単位から成るため、個々のカラムが形成される分子機構を理解することは神経科学において重要な研究課題である。しかし発生過程においてどのような細胞集団からどのようにカラム構造が作り出されるのか、そのメカニズムついてはほとんど分かっていない。ほ乳類において各カラムは数万もの神経細胞から成り、その全貌を明らかにすることは非常に困難である。一方、ショウジョウバエ脳視覚中枢において見られるカラム構造はたかだか100程度の神経細胞から成る上、ハエの分子遺伝学的手法を用いて迅速かつ緻密な解析を進めることができる。我々はこれまでに、ハエのカラム構造を簡単に可視化できるマーカーを多数同定しており、さらに、カラム形成において特に中心的な役割を果たす3種類の神経細胞を同定している。これらの神経細胞を中心として、神経細胞種特異的に遺伝子の働きを操作するトランスジェニック系統を作製し、カラム形成において重要な役割を果たす遺伝子の働きを解析する。また、1つの神経幹細胞から生み出された姉妹神経細胞群がカラム形成において重要な役割を果たすことを見出している。このような細胞系譜がカラム形成において果たす役割は哺乳類においても指摘されており、進化的に保存されたメカニズムの発見が期待される。発生過程において生じたカラム構造の異常は上記のマーカーを用いた組織染色によって同定するだけでなく、視覚刺激に基づいた行動実験装置を用いて解析する。このように、ハエ視覚中枢を用いて、進化的に保存されたカラム形成の分子機構およびカラムが視覚情報処理において果たす役割を明らかにする。細胞接着分子N-cadherinによる細胞の違いによってカラムの基本構造が形成される分子機構については、すでに成果を取りまとめ、国際的な学術誌に論文を投稿している。採択に向けて改訂版の論文を作成中であり、次年度には採択される見込みである。他にも、Dscam1やWnt/PCPシグナルによるカラム形成機構についての解析がすすんでおり、次年度には論文を投稿する目途が立っているため。1. N-cadherinによる細胞接着の違いによってカラム内の神経細胞の配置を決めるメカニズムについての論文を国際的な学術誌に出版する。また引き続き、N-cadherinによるカラム形成機構と層構造形成の関係性についても解明する。2.神経幹細胞およびその娘細胞において発現したDscam1が同じ細胞系譜の神経細胞間の投射パターンの違いにどのように貢献するか、組織染色・モザイク解析によって明らかにする。研究成果を論文として取りまとめ、投稿する。3.ハエ視覚中枢の腹側および背側特異的に発現するWnt4およびWnt10、これらの受容体として働くFz1およびFz2、下流で働くPCPシグナル因子の変異体におけるカラム形成異常について、様々なマーカーおよびカラムの一部に投射する神経細胞の形態を指標にして詳細に調べる。4.様々な変異体における異常なカラム画像をディープラーニングによって学習させ、カラムの形態異常を定量するシステムを構築する。5.カラムの形態および配置に異常を示す変異体に様々な映像を見せたときのハエの行動を比較解析し、カラムがどのような視覚情報処理を行っているか明らかにする。

ほ乳類において各カラムは数万もの神経細胞から成り、その全貌を明らかにすることは非常に困難である。一方、ショウジョウバエ脳視覚中枢において見られるカラム構造はたかだか100程度の神経細胞から成る上、ハエの分子遺伝学的手法を用いて迅速かつ緻密な解析を進めることができる。我々はこれまでに、ハエのカラム構造を簡単に可視化できるマーカーを多数同定しており、さらに、カラム形成において特に中心的な役割を果たす3種類の神経細胞を同定している。これらの神経細胞を中心として、神経細胞種特異的に遺伝子の働きを操作するトランスジェニック系統を作製し、カラム形成において重要な役割を果たす遺伝子の働きを解析する。また、1つの神経幹細胞から生み出された姉妹神経細胞群がカラム形成において重要な役割を果たすことを見出している。このような細胞系譜がカラム形成において果たす役割は哺乳類においても指摘されており、進化的に保存されたメカニズムの発見が期待される。発生過程において生じたカラム構造の異常は上記のマーカーを用いた組織染色によって同定するだけでなく、視覚刺激に基づいた行動実験装置を用いて解析する。このように、ハエ視覚中枢を用いて、進化的に保存されたカラム形成の分子機構およびカラムが視覚情報処理において果たす役割を明らかにする。細胞接着分子N-cadherinによる細胞の違いによってカラムの基本構造が形成される分子機構については、すでに成果を取りまとめ、国際的な学術誌に論文を投稿している。採択に向けて改訂版の論文を作成中であり、次年度には採択される見込みである。他にも、Dscam1やWnt/PCPシグナルによるカラム形成機構についての解析がすすんでおり、次年度には論文を投稿する目途が立っているため。1. N-cadherinによる細胞接着の違いによってカラム内の神経細胞の配置を決めるメカニズムについての論文を国際的な学術誌に出版する。また引き続き、N-cadherinによるカラム形成機構と層構造形成の関係性についても解明する。2.神経幹細胞およびその娘細胞において発現したDscam1が同じ細胞系譜の神経細胞間の投射パターンの違いにどのように貢献するか、組織染色・モザイク解析によって明らかにする。研究成果を論文として取りまとめ、投稿する。3.ハエ視覚中枢の腹側および背側特異的に発現するWnt4およびWnt10、これらの受容体として働くFz1およびFz2、下流で働くPCPシグナル因子の変異体におけるカラム形成異常について、様々なマーカーおよびカラムの一部に投射する神経細胞の形態を指標にして詳細に調べる。4.様々な変異体における異常なカラム画像をディープラーニングによって学習させ、カラムの形態異常を定量するシステムを構築する。5.カラムの形態および配置に異常を示す変異体に様々な映像を見せたときのハエの行動を比較解析し、カラムがどのような視覚情報処理を行っているか明らかにする。
脊柱短縮矯正手術時における脊髄機能の観察

成猫を用い、1椎体、2椎体、3椎体の脊柱短縮モデルの作成を行った。また、比較対照として従来から行われてきた牽引力を主体とした矯正手術を想定し、脊柱伸張群も作成した。1椎体短縮群では、硬膜管は若干の雛壁形成を伴うものの脊柱管内に完全に収納され、脊髄誘発電位に変化を認めなかった。2椎体および3椎体短縮群では、短縮を開始すると硬膜管は徐々にたわみを生じ、屈曲変形を呈した。しかしながら、脊髄が屈曲蛇行したにもかかわらず脊髄誘発電位は正常に保たれ、椎弓の残存部で脊髄に直接の圧迫が加わった時点で電位は低下を開始した。椎弓切除の範囲を拡大し、圧迫因子を除去すると脊髄の障害は回避できた。屈曲蛇行変形した脊髄には、組織学的にも出血、浮腫等の明らかな病的変化は認めなかった。脊髄伸張群では、1椎体分椎体間を開大させた時点で脊髄誘発電位は消失し、脊髄は障害された。今回の実験で判明したことは、脊柱短縮に比べて、脊柱伸張時には容易に脊髄に障害が起こりうることである。この点を鑑みると脊柱の変形矯正の手術としては、従来の牽引力に頼った方法よりも椎体部分切除や骨切り術を併用した短縮術を選択したほうが安全性が高いといえる。本実験では1椎体分以内の短縮であれば脊髄は問題なく脊柱管に収納され、障害は発生しなかった。また、2椎体以上の短縮では椎体切除分より椎弓切除の範囲を大きくすることにより屈曲蛇行した脊髄の機能を保護することが可能であったが、実際に人体で同様の手術を行なった際にはたわんだ脊髄が長期にわたりその機能を保持しえるか否かという問題が残った。以上の事実を踏まえてわれわれは脊柱変形の矯正手術のひとつの方法として短縮術を臨床の場に導入した。現時点では一椎体の短縮にのみ限定しているが、特に問題となる合併症は生じず、良好な手術成績を得ている。今年度は急性期の実験を主体におこなっている。われわれの開発した固定装置を用いて成猫の脊椎を把持したまま、神経組織のみを残す形で脊椎構成要素をある一定の長さですべて切除している。しかるのちに残存する脊椎を近接する形で脊柱の短縮操作を脊髄機能モニタリングのもとでおこなった。一椎体の切除による脊柱短縮操作では硬膜管に趨壁形成を認めるものの脊髄神経には圧迫病変を形成せず、神経組織は問題なく上下の脊柱管内に完全に収納された。操作中、脊髄神経の誘発電位には異常を認めず、手術終了後、摘出した脊髄神経の病理組織にも何も異常は認めなかった。二椎体以上の切除による脊柱短縮操作では硬膜管はたわみを生じ、脊髄神経は変形し、残余する椎弓による圧迫で脊髄神経は損傷された。この問題解決のために切除椎体の中枢と末梢に十分椎弓切除を追加したところ神経組織は変形するものの圧迫病変は形成されず、脊髄誘発電位ならびに病理組織に異常は出現しなかった。過去の報告にみられるように脊柱の矯正手術の際に脊髄神経は一定の牽引力に対し容易に損傷をきたし,その機能は破綻することが知られているが、逆に短縮操作に対しては比較的抵抗力を示すことが本実験で初めて明らかにされた。次年度ははたして変形した脊髄神経が長期にわたりその機能を正常に保つことができるのか否かを慢性動物実験を行い確認する予定である。慢性実験で安全性が確認された場合、臨床症例の手術への応用を試みる予定である。
ショウジョウバエ脳神経細胞数の調節による行動発現神経ネットワークの構築制御

申請者らが単離・同定したショウジョウバエカスパーゼ活性化因子Dapaf-1は機能解析から細胞死実行に関与していることが明らかとなり、その機能欠失変異個体では三齢幼虫脳での細胞死の極端な減少・神経系細胞数の増加・脳の肥大が観察されており成虫脳でも層構造の乱れや個眼での細胞数の増加が観察される。この本来なら死ぬべき神経細胞の増加が、行動発現ネットワークの構築に影響を及ぼすかを検討することを目標として以下の実験を行った。脳や複眼の限られた神経細胞に発現するGAL4系統と、既存の細胞死誘導系統(UAS-reaper,-hid,-grim,-drob1,-ced-4)または細胞死抑制系統(UAS-p35,-crmA,-diap1)を交配し、特異的神経細胞集団を完全に除去する・または逆に増やすことを試みた。光受容細胞R7で特異的に発現するロドプシンRh3のプロモーターでGal4をドライブする系統(Rh3-Gal4)とGal4依存的に細胞死誘導因子reaperやhidを発現する系統(UAS-reaper,UAS-hid)との交配でR7のみを除去する事が出来た。しかし、このような神経細胞死人為的操作を行うための細胞死カスケードの理解はまだ不十分である。そこで未知の細胞死実行因子を明らかにする目的で遺伝子の過剰発現スクリーニングをGS系統を用いて展開した。染色体の様々なポジションにUAS配列が挿入されたGS系統とRh3-Gal4系統との交配によって得られたF1の複眼切片を観察することによって、R7を消失しているGS系統をスクリーニングしている。
主観的同時性と時間順序を実現する神経基盤の解明

本研究課題では、複数の事象間の相対的な時間的関係性の脳内表象に関して、『主観的同時性』と『時間順序』の両側面を検討することによって明らかにすることを目標とした。相対的な時間関係は、事象が2つ以上存在することによって生じるものであるが、本研究課題においては、最も単純な2事象の時間関係について検討した。2事象間の時間差が小さい状況を考えると、「それら2つの事象が同時である」と感じる同時性の知覚(あるいは「非同時である」と感じる非同時性の知覚)と、「どちらが先で、どちらが後か?」という時間順序の知覚という、少なくとも2種類のタイプの知覚・判断様式が存在することが知られている。これら2つのタイプの知覚に対して、脳が同一の時間軸を用いているとすると、時間差が短い場合には時間順序判断が曖昧になり(どちらを先行と回答するかが五分五分に近づき)、同時性判断においては「同時」と答える率が上昇するはずである。逆に、もしも時間順序判断の曖昧性と同時性判断における「同時」回答がリンクしない状況があるとすれば、同時性の知覚と時間順序の知覚は、別々の時間軸をもとに生じていることになる。本研究課題では、左右2つの視覚刺激が様々な時間差で提示された際に、同時性判断および時間順序判断の課題を行うという実験を行った。左右の視覚刺激の提示時間が同一である場合、実験参加者は小さな時間差に対して曖昧な時間順序判断を行い、また同時性判断において「同時」回答する傾向にあった。一方、左右の視覚刺激の提示時間が異なる場合、時間順序判断が曖昧な時間差においても、同時性判断で「同時」回答が消失した。すなわち、「時間順序の知覚は曖昧であるにもかかわらず、同時とは知覚されない」という状況が存在することになる。この結果は、同時性の知覚と時間順序の知覚は、同一の時間軸を用いていないことを示す証拠となると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。脳は2つの感覚信号の時間情報をどのように処理しているのだろうか?100ms程度の小さな時間差の2つの信号の時間的関係を考えるとき、「どちらが先かで、どちらが後か?」という時間順序の問題と、「同時か、非同時か?」という同時性の問題が存在する。これまで、「時間順序と同時性は、同じ神経基盤で行われているのかどうか?」という議論が続いてきたが、いまだ未知の問題のままであった。一方、最近の研究で、時間知覚は過去の経験に依存して変化することが分かってきた(時間知覚適応)。その様式には、「過去に頻繁におこった順序を無視するような変化(ラグ・アダプテーション)」と「過去に頻繁に起こった順序と感じやすくなるような変化(ベイズ較正)」という少なくとも2種類が存在する。我々は、同時性判断と時間順序判断において、時間知覚適応の挙動が相同なのかどうかの検証を試みた。触覚-触覚、触覚-聴覚の組み合わせで、同時性判断および時間順序判断の実験を行ったところ、ラグアダプテーションは同時性判断および時間順序判断の両方で観察されるが、ベイズ較正は時間順序判断のみで観察された。このことは、同時性判断と時間順序判断が、別のプロセスを経ている可能性を示している。本研究課題の主たる問題意識は「時間順序判断と同時性判断は、同じ神経基盤で行われているのか?」というものであるが、時間知覚の適応の観点から、両者の乖離する現象を発見することができた。このことは、時間知覚の神経基盤の解明への大きな糸口となりうる。

本研究課題の目標は、時間順序判断と同時性判断の神経基盤の解明である。平成26年度には、ヒトを用いた研究によって両者の乖離する現象を発見することができた。平成27年度は、ヒトを用いた研究を行動学的・数理科学的に発展させると同時に、動物を用いた研究によって、神経基盤の解明へと掘り下げる。27年度が最終年度であるため、記入しない。
化学パターンダイナミクスに基づく粘菌バイオコンピューティング

1.変形体によるフラクタル表面の認識変形体は表面の物理的形状の違い、つまりフラクタル次元の違いを認識する事を明らかにした。アルキルケテンダイマーの表面にフラクタル次元が約2.3次元の部分と2次元の部分を作り、両方を同面積覆うように変形体を置いた結果、移植後細胞全体で同相同期していた振動が10分程度後にフラクタル次元の異なる表面上の振動位相が反転した。2.変形体の示す多様な収縮振動の時空間パターン真性粘菌の変形体がドポロジカルに異なる多様な振動パターンを示す事を発見した。内質ゾルから発展する変形体の厚み振動の時空間パターンは時間経過とともに順次A)定在波型、B)時空間カオス的、C)回転ラセン波、D)同相同期型と特徴的な振動パターンを示した。この系で注目すべき現象は外部からの刺激や環境の制御なしに自発的に様々なパターン間をより秩序だった方向へ遷移することである。3.移動極性の発現とNOSの空間分布パターン呼吸が移動極性の発現と関連していることから,粘菌に多量に含まれるNOS(一酸化窒素合成酵素)の分布をNADPH-diaphorase組織化学染色法により調べた.光学顕微鏡下で,メッシュワーク構造をとる染色像が得られた.進行先端付近に多く存在し,細胞骨格系と類似の構造をとる非細胞骨格系タンパクNOSの細胞内分布を見出した.4.忌避・誘引情報の統合粘菌の誘引・忌避複合刺激に対する行動応答を定量的に測定する事により細胞内情報統合機構を調べた.忌避刺激として化学物質および青色光を用いた場合、共存する誘引物質濃度が2桁高くなると忌避応答の現れる忌避物質濃度および光強度は2桁高くなった.一方忌避刺激としてUV-Aを用いた場合は誘因物質濃度に関わらず忌避行動を示す光強度は同じであった。青色光とUV-Aは異なる受容体およびシグナル伝達系により行動調節されると結論される。青色光と忌避物質の情報は誘因情報とシグナル伝達系経路上の同レベルで統合される競合的分子結合モデルにより定量的に理解された.1.移動極性の発現とNOSの分布呼吸が移動極性の発現と関連していることから,粘菌に多量に含まれるNOS(一酸化窒素合成酵素)の分布をNADPH-diaphorase組織化学染色法により調べた.光学顕微鏡下で,メッシュワーク構造をとる染色像が得られた.進行先端付近に多く存在し,細胞骨格系と類似の構造をとる非細胞骨格系タンパクNOSの細胞内分布を見出した.2.忌避・誘引情報の統合粘菌を誘引・忌避物質で同時刺激し,細胞応答を調べた.行動実験のため走化性実験を考案した.コントロールと刺激物のいずれにどの程度進展していくかを測定し,無次元の走性指数を求めることで細胞行動を定量評価する実験系を考案した.inputである膜レベルの応答とoutputである細胞行動を計測し,細胞内部の情報統合機構を探った.受容膜電位は誘引物質が共存しても,忌避物質に対して単独刺激と同じ濃度領域で応答した.ところが,行動レベルでは2桁高い濃度の誘引物質が存在すると忌避物質に対する応答の濃度は2桁高くなった.細胞内での情報統合システムの存在が示され,その統合モデルを構築した.3.移動を決める因子の解明進行先端部の特異性を示す事実を発見した.粘菌を一方向に一次元的に進むように系を設計し,細胞手術により粘菌を切断して移動速度の変化を測定した.全長10cm程度の粘菌の進行端から1mm程度までは,同じ移動速度で進行した.上述の方法で厚み測定を同時に行った結果,切断後10分間程度は粘菌特有の収縮弛緩の振動運動をせず一定の速度で進展する事実を見いだした.また粘菌を嫌気的条件下におくと,流動リズムは持続するが,移動は停止した.今回発見したこれらの事実は従来信じられてきた,圧力差によって原形質ゾルを押し出すことによって進行すると言う仮説を否定する.進行部には特異的に移動にあずかる仕組みがあることを見出した.1.変形体によるフラクタル表面の認識変形体は表面の物理的形状の違い、つまりフラクタル次元の違いを認識する事を明らかにした。3.移動極性の発現とNOSの空間分布パターン呼吸が移動極性の発現と関連していることから,粘菌に多量に含まれるNOS(一酸化窒素合成酵素)の分布をNADPH-diaphorase組織化学染色法により調べた.

光学顕微鏡下で,メッシュワーク構造をとる染色像が得られた.進行先端付近に多く存在し,細胞骨格系と類似の構造をとる非細胞骨格系タンパクNOSの細胞内分布を見出した.4.忌避・誘引情報の統合粘菌の誘引・忌避複合刺激に対する行動応答を定量的に測定する事により細胞内情報統合機構を調べた.忌避刺激として化学物質および青色光を用いた場合、共存する誘引物質濃度が2桁高くなると忌避応答の現れる忌避物質濃度および光強度は2桁高くなった.一方忌避刺激としてUV-Aを用いた場合は誘因物質濃度に関わらず忌避行動を示す光強度は同じであった。青色光とUV-Aは異なる受容体およびシグナル伝達系により行動調節されると結論される。青色光と忌避物質の情報は誘因情報とシグナル伝達系経路上の同レベルで統合される競合的分子結合モデルにより定量的に理解された.
微小格子欠陥が統計分布するSi完全結晶の動力学的X線回折

結晶からのX線の回折現象は、結晶が完全な場合は動力学理論で、不完全な場合は運動学理論で説明される。我々が手にする実在結晶の多くは両者の中間の完全性を有していて、これらの理論はそのまま適用できない。このため、構造解析で必要な消衰効果の補正においても、結晶性の評価においても、中間状態を説明する厳密な回折理論が望まれていた。これに答えるものとして、最近、我国のN・Katoにより統計的動力学回折理論が提案された。この理論は、上の2つの理論を包含し、且つ完全性が中間状態にある場合でも回折現象を説明し得るものとして期待されている。本研究はKatoの理論を実験的に検証したものである。用いた試料は、C_2ーSiをArガス中で加熱し結晶に含まれる酸素原子を析出させ、ランダムに分布する格子欠陥を導入したものである。測定は、エネルギ-分散型X線回折法で積分反射強度の波長依存性を追跡する方法で行った。測定の結果、熱処理によって結晶の完全性が失われるに従って、次の変化が強度曲線に認められた。1.積分反射強が増大する。2.ペンデルビ-トの位置が長波長側に移動する。3.ビ-トの振幅が減少する。4.加熱時間あるいは温度が増すにつれ変化が著しくなる。5.変化の程度は反射指数に依存する。得られた回折強度と回折理論曲線を比較し、理論の妥当性を検討した。その際、理論に含まれる3つのパラメ-タE(静的デバイウォラ-因子)、C(位相項の相関距離)及びP(振幅の相関距離)を変化させ、測定結果を説明できるかを調べた。その結果、Pが消衰距離に比例するのではなく、反射面と結晶の不完全性が決まれば一定であると仮定すると定量的に説明でき、理論が妥当であると結論できた。950°Cで0246時間加熱した場合に得られたパラメ-タの値の範囲は、Eが1.0ー0.6Cは0.04ー4.0Mm,またPは0.1ー1.1Mmであった。結晶からのX線の回折現象は、結晶が完全な場合は動力学回析理論で、不完全な場合は運動学回折理論で説明されている。実在結晶の多くは不完全結晶と考えられるが、ある程度完全性も兼ね備えているで、運動学理論をそのまま適用できない。このため測定された積分反射強度に、結晶の完全度に依存した消衰補正が施されている。しかし、その補正法は半経験的で厳密なものとは言えない。最近、我国のN.Katoによって、上の二つの理論を含む、“統計的動力学回折理論"と名付けられた。新しい理論が提案され注目されている。本研究では、この理論の妥当性を実験的に検討することを目的とした。実験は、Siの無転位結晶に加熱によって微小な欠陥を多数導入し、X線の波長を連続的に変えながら、積分反射強度の変化を追跡した。1.C_2-Siの平板(400500μm厚)結晶をアルゴン雰囲気中で、8001000°C、1250時間加熱して微小欠陥を導入した。

2.二結晶法のロッキングカ-ブに観測されたHuang散乱から、欠陥は半径訳5000Åの格子間原子型クラスタ-である。3.波長変化に伴って見られるペンデルビ-トは、次の変化を示した。(1)ビ-トの位置が長波長側に移動した。(2)積分強度が増加した。(3)強度の増加は、長波長側程顕著であった。(4)ビ-トの振幅が減小した。(5)加熱が進むにつれて変化が著しくなった。次に、得られた結果をN.Katoの理論と定量的に比較した。その結果、理論に含まれているX線ビ-ムの相関距離(Γ)を一定と仮定したところ、低反射指数の測定結果が良く説明された。しかし、高指数ではそれ程良く説明できなかった。この原因として、高指数反応で著しい熱散漫散乱が理論に含まれていないことが考えられ、今後の課題として検討を始めた。最近、我国のN・katoによって統計的動力学回析理論と名付けられた新しい回析理論が提案された。この理論は従来の運動学理論と動力学理論を包含し、且つ結晶の完全性が中間状態にある場合でも回析現象を説明し得る理論として期待されている。本研究はKato理論の妥当性を、実験的に検証することを目的とするものである。前年度と同様に、CzーSiをアルゴンガス雰囲気中で加熱し、微小欠陥をランダムに導入したものを試料とした。今年度は特に、加熱温度を950°Cに固定し、加熱時間を変えた試料を多数作成して実験を繰り返した。これらについて、エネルギ-分散型X線回析法で、積分反射強度の波長依存性を精密測定した。測定の結果、加熱時間の増加に伴って次の変化が強度曲線に認められた。1.積分反射強度が増大する。2.ペンデルビ-トの位置が長波長側に移動する。3.ビ-トの振幅が減小する。また、これらの変化の大きさは反射指数に依存していた。得られた強度曲線と理論曲線を比較し、理論の妥当性を検討した。その際、理論に含まれる3つのパラメ-タE(静的デバイウォラ因子)、τ(位相項の相関距離)及びΓ(振幅の相関距離)を変化させ、測定曲線が説明できるかを判定の規準とした。検当に当たり、高指数の反射で顕著になる温度散漫散乱を新たに考慮した。その結果、Γが消衰距離に比例するのではなく、反射指数と結晶の不完全性が決まれば一定であると仮定すると定量的に実験結果が説明でき、理論が妥当であると結論できた。得られたパラメ-タの値の範囲は、Eが1.00.6,τは00.4μm4.0μm,Γは0.11.1μmであった。今後、転位や粒界を含んだ試料についても同様の実験を繰り返し、更に厳密に理論の妥当性を検討する計画である。
ピオグリタゾンによる貪食細胞機能増強作用の機序解明

Pioglitazoneを5060週齢の老齢マウスに投与すると、その後に致死量の大腸菌を経静脈投与しても、死亡率が有意に低下した。若齢マウスよりも老齢マウスの方が、死亡率の低下が顕著にみられた。これは、TNF、IL-12、IFN-γなどの炎症性サイトカイン産生が低下したことだけでなく、肝臓における大腸菌の除菌能力が増強したためと考えられた。肝臓のKupffer(KC)細胞には、肝固有のresident KCと骨髄由来のrecruited Mφが存在する。前者の方が細菌に対する殺菌能が高いと考えていたが、本研究では後者の機能が亢進するとともに好中球が肝臓にて増加傾向にあったことが原因と考えた。特に、recruited Mφに関しては、CD206などのscavenger receptor発現が細胞内にて増強しており、それに伴い細菌の取込み活性が増強したと考える。Pioglitazoneの投与がrecruited Mφの代謝に及ぼす影響として、解糖系の亢進がみられた。Recruited Mφの解糖系反応の亢進を2-deoxyglucoseを添加して解糖系反応を抑制すると、recruited Mφの貪食能は顕著に低下した。研究課題に関する英語論文は受理された。しかし申請者らは研究の当初、pioglitazoneの肝臓における除菌能の増強が、PPAR-γに依存したり、recruited Mφがchemokine(CCR-2)を介して遊走されてくると考えていたが、そうではないことが判明した。PiglitazoneはPPAR-γagonistであるが、肝臓においてはそのantagonist GW9662が投与されても機能が失活されない可能性がある。本研究に伴い、申請者らはacetaminophen肝障害に対して、pioglitazoneの事前投与が劇的な予防につながることを見出した。興味深いのは、ここでもGW9662の投与がpioglitazoneの効果を失活しなかった点である。我々はマウスに致死量の大腸菌を経静脈投与し、敗血症のモデルを作成した。今回、大腸菌を感染させる3時間前にピオグリタゾン(10mg/kg)を腹腔内投与すると、コントロール群に比べて予後の改善効果が得られた。特に肝臓での除菌効果が増強したが、本研究はこの事象の機序を解明するためのものである。ピオグリタゾンが投与されたマウスにおいて、貪食作用を有するF4/80lowCD11bhighKupffer細胞とGr-1+好中球が肝臓単核球において占める割合が増加した。これは当初、肝臓内の他の細胞から分泌されるMCP-1が肝内で増加するためだと考えていたが、今回の検証にてMCP-1の産生は必ずしも増加するわけではないことが判明した。また強い貪食活性を有するF4/80highCD11blowKupffer細胞については、数的な変化を認めなかった。次に肝臓の貪食細胞がピオグリタゾン投与にて殺菌能が増強する原因を調べた。貪食細胞はピオグリタゾン投与にて、ごく軽度であるもののスカベンジャー受容体(CD206)発現が増強しており、細菌の取込みも増加することを確認している。当初は活性酸素産生が亢進することが貪食細胞の殺菌能増強に貢献していると考えていたが、大腸菌死菌をpH指示薬にて標識したもの(pHrodo E.coli)にて評価したところ、大腸菌を貪食した細胞における産生は変化がみられなかったものの、貪食細胞全体の活性酸素産生は増加していた。つまり、ピオグリタゾン投与にて貪食細胞の細菌取込みが増え、その分だけ活性酸素産生が保持されているものと考えられる。また貪食能の増強は、組織固有のF4/80highCD11blowKupffer細胞よりも遊走するF4/80lowCD11bhighKupffer細胞とGr-1+好中球にみられていた。本研究に見込んだエフォートは、申請時に30%であったが、講座の事情により5%程度にまで低下した。それでも昨年度の実績に基づいて、現在学術雑誌に投稿中であり、5月1日現在、査読中である。

しかし申請者らは研究の当初、pioglitazoneの肝臓における除菌能の増強が、PPAR-γに依存したり、recruited Mφがchemokine(CCR-2)を介して遊走されてくると考えていたが、そうではないことが判明した。現在、学術雑誌に投稿中であり、reviewer等のコメントにしたがって研究を進めたい。なお本研究においてピオグリタゾンの前投与がアセトアミノフェン(APAP)肝障害に有効であることを見出した。フィブラート系の薬剤(PPAR-αagonist)による保護効果は10年以上前に報告されているが、ピオグリタゾン投与による保護効果を報告した文献は殆どなく、その機序解明も併せて調べたい。PiglitazoneはPPAR-γagonistであるが、肝臓においてはそのantagonist GW9662が投与されても機能が失活されない可能性がある。本研究に伴い、申請者らはacetaminophen肝障害に対して、pioglitazoneの事前投与が劇的な予防につながることを見出した。興味深いのは、ここでもGW9662の投与がpioglitazoneの効果を失活しなかった点である。今後は学会参加や学術雑誌の投稿等に研究費が必要と考えられる。2019年度は、論文掲載料が約25万円かかること、購入したい試薬として60万円かかるものがあること、海外学会発表に30万円かかること、等の予算を確保したため。
有機ホウ素、有機亜鉛と遷移金属触媒を活用した高効率有機合成反応の開発

パラジウムとトリエチルホウ素の協奏効果は,アリルアルコールを活性化し,π.アリルパラジウム中間体を形成し,双極的アリル化反応を促進する。今回,有機ホウ素共存下,末端アルキンとπ.アリルパラジウムを反応するとアルキニルボレートが1, 2-転位を受け,アリル-アルキルカップリング反応が進行し,三置換アルケンを与える新規反応を開発した。一段階で環化反応と三置換アルケンの構築が位置及び立体選択的に進行する点は興味深い。ビスジエンを基質に用いて反応を行うと,トランス選択的に環化反応を伴いながら,同形式のタンデム反応が進行した。また, 3-ヒドロキシ-4-ペンテン酸をパラジウムとトリエチルホウ素共存下で反応すると,β-ビニルオキサパラダシクロペンタノンを経由してβ-炭素脱離が進行し,二酸化炭素と共役ジエンを与える新規反応を見出した。今回、2-メチレンプロパン-1,3-ジオールをアリル化剤として用い、イミンに対する双極的アリル化反応を活用することで、ピロリジン環の簡便的合成を可能にした。2-メチレンプロパン-1,3-ジオールから直接1,3-双極子を発生させ、活性中間体として複素環合成に用いることができる点が独創的である。1,3-双極子を利用した有機合成化学は長年の研究集積により熟燗期の様相を呈しているが、炭素1,4-双極子活性中間体の化学は未開拓分野である。平成21年度では、1,3-双極子の生成に威力を発揮したPd/Et_3B反応触媒系を2,3-ビスメチレンブタン-1,4-ジオールの反応へと応用した。イミンとの反応ではs-cisジエン骨格を含むピペリジン骨格の新規合成が可能になり、新たなヘテロ環合成へと展開できた。2,3-ビスメチレンブタン-1,4-ジオールから容易に発生した1,4-双極子の性質として興味深いのは、電子欠損オレフインの梯子型の接合手となりうる点である。1,4-双極子ベンゾキノンへの共役付加、ついでDiels-Alder反応で得られるポリキノン、ポリフェノールの連続的付加反応を検討した。ベンゾキノンに対して共役付加反応を起こせば、新たなs-cisジエンを与えることができ、その分子鎖長を自在に調節することができる。ベンゾキノンとの共役付加反応を繰り返し行い、1,4-双極子骨格がベンゾキノンを直線的に接合することが可能になれば、生成物は今後、電子デバイス材料や燃料電池用の水素吸蔵材料として期待できる。パラジウム触媒とトリエチルホウ素共存下,イソプレンとベンズアルデヒドを反応したところ,プリンス反応タイプのアリル化反応が進行した。添加する配位子の種類により反応性が顕著に異なる。とりわけ二座配位子が効果的であり,特にXantphosを用いると高収率で反応が良好に進行した。イソプレンの1位炭素上でアルデヒドが反応し,共役ジエン骨格を持つホモアリルアルコールが得られた。様々な共役ジエンを検討した。イソプレン誘導体に対しては,いずれも1位のオレフィン炭素上で反応し,相当するジエニルアルコールを与えた。本反応は,共役ジエンに対して特異的に進行し,典型的なエン反応の基質であるα-メチルスチレンや1-ヘキセン等の単純アルケンを用いても反応は進行しない。ソルビン酸メチルを用いるとエステルのα-炭素上で反応が進行し,森田-Baylis-Hillman反応の付加物を単一生成物で与えた。このように,形式的ではあるがプリンス反応と森田-Baylis-Hillman反応を同一条件で促進する。従来から知られるカルボニル-エン反応の応用という位置づけではなく,これまでに類のない新しいタイプのアリル化反応であるといえる。親電子剤として芳香族アルデヒドのみならず,脂肪族アルデヒドにも適用可能であり,ラクトールを用いても反応は遜色無く進行した。収率向上の課題はあるものの,ケトンやイミンを用いても反応は進行した。本研究では,アリル活性種の効率的な形成法の開発と機能性有機材料創製を目的としてきた。高度に制御された炭素-炭素結合形成反応及び炭素-炭素結合切断反応を開発すると共に特異な反応特性を持つ新しい有機分子の創製を目指した。具体的には双極的アリル化反応を活用し,1,3-双極子及び1,4-双極子を中間体とした含窒素複素環化合物の新規合成法を見出した。また,ポリフェノールやイソキノリン骨格を含む生理活性物質創製に成功した。

更に,電子ドナー・アクセプター特性を示す新しいC3対称性光素子材料の開発に挑戦した。入手しやすい安価な原料を用い,かつシンプルな反応操作により,高付加価値の機能性物質創製を目標とした。以下に簡潔に結果について紹介する。パラジウムとトリエチルホウ素共存下,2-メチレンプロパン-1,3-ジオールを1,3-双極子として活用し,イミンとの反応を介した複素環合成に成功した。更に炭素鎖が一つ伸張した2,3-ビスメチレン-1,4-ジオールを1,4-双極子として利用した。生成物はs-cisジエン骨格を有しているため,アルキン等のジエノフィルとのDiels-Alder反応を受け,イソキノリン骨格の効率的合成にも成功した。現在,本研究結果について論文執筆している。本法は一般に合成が困難であるポリアセンの簡便的合成法として期待でき,さらには色素増感剤等のエネルギー物質創製の可能性を秘めている。有機ホウ素共存下,末端アルキンとπ-アリルパラジウムを反応するとアルキニルボレートの1,2-転位を伴ってアリル-アルキルカップリング反応が進行し,三置換アルケンが形成する新規反応を見出した。一段階で環化反応と三置換アルケンの構築が位置及び立体選択的に進行している点も興味深い。本手法は今後,不飽和炭化水素化合物の高位置及び高立体選択的合成法として期待できる。
宇宙観測用半導体Ge:Gaアレイ遠赤外線検出器の過渡応答メカニズムの全容解明

平成16年度は、昨年度末より進めていた、さまざまな遠赤外線環境でのシグナル光量の時間変化に対する、Ge:Gaアレイ検出器の過渡応答の測定を継続した。具体的には、パルス的な光変化、ステップ関数的な光変化、および、駆動光学系(平成15年度の本研究で設計・製作)を用いた連続的な光変化に対して、数種類の検出器温度・バイアスの条件で、検出器出力の時系列データを取得した。また、一定の光量のもと、検出器バイアスのステップ関数的な変化に対する過渡応答も測定した。これらの実験データを整理し、成果をまとめたうえで、さらに物理的な解釈を進めるために、ロシアの半導体検出器の理論家B.Fouks氏らと議論を行い、アレイ検出器の電極近傍のポテンシャル障壁が過渡応答に及ぼす影響を調べた。そして、過渡応答補正に必要な物理パラメータである、電極障壁高さ、光感度とその電場依存性を、上記の実験データから導出した。また、B.Fouks氏の協力により、過渡応答特性の計算機シュミレーションを行うための、プログラムコードを作成した。以上の結果、衛星軌道上での遠赤外線検出器データに対し、過渡応答特性の具体的な補正アルゴリズムが確立した。本年度は、半導体Ge:Gaアレイ遠赤外線検出器を用いて、放射線hittingに対するグリッチ過渡応答と、遠赤外線信号の時間変動に対する光過渡応答を測定した。Ge:Ga素子は、ASTRO-F衛星用に開発された、所内既存の3×20ピクセルのモノリシックGe:Gaアレイ検出器を使用した。まず、平成15年7月23-25日に放射線医学総合研究所のHIMAC(重粒子イオン加速器)を用いて、100MeVのプロトンビームをアレイ検出器に照射した。本試験に望むに当たっては、コバルト60アイソトープなどを用いた予備試験を行い、測定系などの事前準備に時間を費した。本試験では、とくに低強度のプロトン照射に対して、hitting eventに対するglitch過渡応答を2種類の遠赤外線強度レベルで取得、アレイに対し正面と45度の傾きの2方向からの照射を行った。試験後・データ解析を進め、glitch profileの統計的処理、および検出器ピクセル間のクロストークを調べ、実験の成果を天文学会で発表した。また、本年度後半より、遠赤外線内部光源とマスク駆動システムの構築を進めた。マスクパターンのシフトステージについては、当初の計画どおり、所内で実績のある住友重機製の小型ステッピングモーターを駆使して設計、製作した。アレイ検出器と駆動光源システム全体を、名古屋大学理学部の大型冷却チャンバーを利用して冷却し、低温での光学系アラインメント調整を行った。平成16年1月より本格的に実験を開始し、光源をシフトさせて、アレイ全面を像が移動したときの検出器の光過渡応答を測定した。この初期成果についても天文学会で発表した。これらの実験を進める同時に、過去に行われた過渡応答に対する研究の成果や、アレイ検出器の動作特性をまとめたものを、ESA-SPやSPIE、Applied Opticsの論文として発表した。
スクィーズィング地山におけるトンネル支補工の自動設計システムの開発

(1)日本におけるトンネルの膨張事例を収集し、その原因が地山のスクィーズィングに依るものを抽出して地山の種々の物理特性とその一軸圧縮強度との相関性をデータベース化した。(2)地山の構成モデルを仮定し塑性論に基づいて無支保トンネルの壁面変位を予測する式を誘導した。(3)式に含まれる種々の物性値を、収集したデータベースより一軸圧縮強度に置き換え、さらに一軸圧縮強度と弾性波速度の相関性から、地山の弾性波速度とトンネルの土被りを与えるとトンネルの壁面変位が求まるチャートを作成した。(4)トンネル壁面変位の予測式には、トンネル内圧P_iの項が含まれており、P_i=0とすれば無支保トンネルの変位を与え、P_iにある値を与えれば、それは何らかの支保工を考慮したことになる。そこで、しほこうとして"吹き付けコンクリート""ロックボルト"および"H型鋼製支保工"を取り上げ、それらの寸法に対するな内圧P_iの値を理論的に求めてチャートを作成した。(5)以上の結果を組み合わせれば、つぎのような手順で支保工を設計することができる。(i)地山の弾性波速度およびトンネルの土被り(m)を与える。(ii)無支保の場合のトンネル壁面変位が計算される。(iii)施工上の条件から考えられる支保工のパターンを決め、その換算内圧を求めてその場合の壁面変位を計算する。(iV)この変位と許容値を比較することによって支保工が決定される。(6)この手順の一連の流れをシステム化し、パソコン画面上で瞬時にこの作業を行えるようにしたのが本研究の成果である。1.日本におけるトンネルの膨張事例を収集整理し、スクィーズィング地山の種々の物理特性と一軸圧縮強度との相関性をまとめ、既に構築してあるデータベースにそれらを付加した。なお、いくつかの事例報告にデータの不備があったので、試料を採取して室内試験を実施した。そのために、当初予定していなかったストレインゲージ等の消耗品費の支出が生じている。2.既に開発しているシステムにそのデータベースを適用し、地山の弾性波速度とトンネルの土被りからトンネル壁面変位を求め、計測結果と比較したところ良好な結果が得られた。3.このシステムは無支保トンネルの壁面変位を予測するものであるが、今回本研究によって、吹き付けコンクリート、ロックボルトおよび鋼製支保を施工した場合のトンネル壁面変位を予測する手法を開発した。4.吹き付けコンクリートの厚さ、ロックボルトの本数および鋼製I型リブの施工間隔をパラメータとしてそれらを内圧に換算するチャートを作成し、さらに支保内圧と壁面変位の関係を示すチャートも作成した。5.これらのチャートを使用することにより、無支保の場合の壁面変位をある所定の支保を施工することによって如何ほど押さえることができるかを求める手順が明らかとなった。6.来年度には、これら一連の手順をシステム化し、トンネル支保工の設計システムを完成させる。1.日本において大きな変状を来したトンネルのほとんどはスクイースイングによるものであるとし,それらの地山の力学特性とトンネル変状の計測データを追加収集整理してスクイースイングの程度を分類するパラメータを再度整理した。2.昨年度完成させた支保工とトンネル内圧の関係チャートをチェックするために、追加収集した変状データを適用してその有効性を確認した。3.トンネル土被りと地山の弾性波速度を入力するだけで、トンネル壁面変位を予測するシステムを完成させ、所定の支保工によりその変位が許容変位に抑えられるかどうかを確認しながら支保工を設計する方法を確立した。4.今まで収集したデータをこのシステムに適用したところ、精度良く変位を予測できその対策となる有効な支保工を設計することができることが確認できた。
I型インターフェロンが誘導するB細胞機能の二面性と自己免疫疾患病態の理解

自己免疫疾患において、B細胞は自己抗体や炎症性サイトカイン産生により病態を悪化させることが広く知られている。興味深いことに、全てのB細胞が免疫反応を正に制御するわけではなく、負に制御する、つまり、自己免疫病を抑制するB細胞(制御性B細胞)が同定され、B細胞の新たな機能として非常に注目されている。特に、抗炎症性サイトカインIL-10を産生するB細胞は、様々な自己免疫病を抑制することが示されているが、その分化機序や病態への関与は不明な点が多い。しかし、我々は、「プラズマブラスト」と呼ばれるB細胞サブセットがIL-10産生B細胞の実体であること、ならびに、I型インターフェロンがヒトIL-10産生制御性プラズマブラストの誘導に必須であることを発見している。そこで、本研究では、I型インターフェロンで誘導される自己免疫を増悪化させる“炎症性プラズマブラスト"と抑制する“制御性プラズマブラスト"の性状を解明し、そのバランス変化が疾患発症および増悪・寛解の指標となる可能性を検討することにより、I型インターフェロンによる自己免疫疾患病態制御の仕組みを理解することを到達目標とする。当該年度は、ヒト末梢血由来B細胞をin vitroの刺激(IL-2, IL-6, CpG, I型インターフェロン)でプラズマブラストが誘導され、そのなかのCD27lowCD38+分画が特異的にIL-10を産生することから、本サブセットの細胞表面マーカー、B細胞レセプターのアイソタイプ、抗体産生などの性状を詳細に解析した。さらに、網羅的遺伝子発現解析により特異的遺伝子発現の同定に取り組んでいる。I型インターフェロンと様々なTLRアゴニスト及びサイトカインの組み合わせによって、プラズマブラス分化誘導効率や特徴的違いがあることが判明した。当初の計画通り、研究が進展している。マウスの準備もおおむね順調に進んでいる。現在進めている、IL-10産生プラズマブラスト特異的に発現する遺伝子の同定を行う。さらに、IL-10産生プラズマブラストが本当に抑制作用を持つかどうかをin vitroで検証するよていである。さらに、ヒト末梢血B細胞は様々な細胞サブセットが混在していることから、I型インターフェロン誘導性IL-10産生プラズマブラストの前駆細胞の同定を試みる。I型インターフェロン誘導性プラズマブラストのマウス自己免疫病態抑制の解析をB細胞特異的I型インターフェロン受容体欠損マウスを利用して、遂行する予定である。
環のイデアル論の研究

代数的環のイデアル論の研究はgraded ringsの場合と群環の場合に以下記すように目覚ましい成果を得ることが出来た。まずpalycyclic-by-finite growpsの上のdivisorially graded ringsがΣ-injectiveになる条件を得ることが出来た。これはstyongly graded ringsの場合にNastasescu,Van Ozstaeyen,Naw welaertoにより得られた結果であるがdivisorially gradedの場合は全く新しい証明方法を開発せねばならなかった。このΣ-injectivitzは乗法的イデアル論を考える上で重要な役割を果たす。この結果はMath.Japonicaに掲載される。次にdivisorally graded ringsがs-HC ordersになる必要且つ十分条件を得ることが出来た。この結果を良く知られた群の場合に適用するとNastasescn,Nawwelaerts,Van Oystaeyenにより得られた有名な結果がすべてCorollariesとして得られるのみならず更に詳しい結果も得られる。これらの結果はCommunications in Algebraに掲載される。より具体的に群環の場合には極大整環及びs-HC ordnsの群論的特徴づけを得ることが出来た。これらの結果は研究分担者の協力のみならず群論の専門家であるP.F.Smith,K.A.Brown(Glasgou大学、U.K.)の手助けなしでは得ることが出来なかった。幸いにもヨーロッパでのシンポジュームに招待された折Glasyow大学にも招待していただき10日間彼等と議論し又帰国後の文通を通して上述の結果は得られた。これらの結果はProc.Edinburgh Math.Soc.に投稿予定である。ここ一年間代数的環のイデアル論の研究に没頭したため当初計画したHibert空間作用素環、C^*-algebras及びVon Newman regular ringsのイデアル論の研究又その応用は今後の研究にゆだねなければならない。又上述したように群環における結果はSmith.Brown両氏の手助により得られた。従って科研費の一部として外国への旅費が認められることを望む。