hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サケ科類の飼料選好性および養殖への影響に関する研究

イワナの自発摂餌はニジマスに比して極めて不活発であるため、自発摂餌式給餌による飼育は困難であった。しかし、自発摂餌を広く利用するためにも、このような魚種依存型の活動度の相違を解決する必要がある。そこで、自発摂餌を十分学習したニジマスをイワナの群れに導入して二種混養し、ニジマスの活発な自発摂餌を利用することによってイワナの飼育を試みた。イワナ小個体群(14尾/水槽)の中に、すでに自発摂餌を学習したニジマス(チューター)を1尾だけ導入した。同様な水槽を5基(各2002)用いてチューター群とした。一方、チューターがいないイワナだけの水槽(15尾/水槽)も5基用いて非チューター群とした。実験開始後50日目にチューター群のすべての水槽からニジマスを取り除き、その後さらに26日間飼育を継続した。実験開始と終了時に体重、体長、鰭の損傷を計測した。また、デジタルビデオカメラを用いて行動撮影し、攻撃行動を解析した。その結果、下記の成果が得られた。(1)非チューター群の5基の水槽中、1基のみが自発摂餌を行った。しかし、チューター群はチューターを取り除いた後でも自発摂餌を継続した。(2)自発摂餌のスイッチ起動回数はチューター群の方が優位に高かったことから、チューターの存在はイワナの成長に重要であることが明らかとなった。(3)チューターの混養期間と不在期間の自発摂餌のスイッチ起動回数、および成長率に有意差は認められなかった。しかし、チューターの不在開始時と終了時とでは行動態様が異なっていた。本実験により、自発摂餌が極めて少ないイワナであっても、チューターとしてニジマスを導入し混養することによって成長促進が可能であることを明らかにした。
48Caの二重ベータ崩壊の研究

レプトン数保存則の破れに対応するニュートリノのマヨラナ粒子性を検証するために、二重ベータ崩壊の研究を行う。^<48> Caの二重ベータ崩壊の研究を行うために、本研究では、CaF2シンチレータをメイン検出器とするCANDLES III(UG)システムを構築した。さらに、検出器システムの各種性能評価を行い、有効マヨラナニュートリノ質量(<m_ν>)にして0. 5eV感度の測定を開始した。本研究ではCANDLES III (UG)検出器を建設し、^<48>Caの2重ベータ崩壊の研究を行う。神岡地下実験室に設置し3年程度の観測により、有効マヨラナニュートリノ質量(<m_v>)にして0.5eV程度の感度を持つ実験を行うことを目的としている。本年度は以下のことを行った。1. CANDLES III(地上版)建設を完了し、プロトタイプ検出器として大阪大学理学研究科附属原子核実験施設に設置し、特性を確認した。宇宙線のバックグランドが非常に多い地上でバックグランド排除能力を調べ、地下に設置したとき、ほぼ予定通りの性能が出ることを確認した。2.実際の観測は地下で行う。このため、東大宇宙線研究所によって神岡宇宙素粒子実験施設に掘削された実験室用の穴を実験室として整備し、検出器本体タンクや液体シンチレータ純化装置等の周辺機器を設置した。クリーンな環境にするため、使用する機器の材料の選定と洗浄を入念に行った。3.装置の感度を決めるパラメータであるCaF_2結晶量を地上版での10cm立方60個から、地下版(CANDLES III (UG))では100個設置出来るようにし、必要な整備を行った。4.大阪でのプロトタイプ検出器の各種パーツを分解し、神岡へ輸送してCANDLES III (UG)装置内外に設置した。具体的には主検出器であるCaF_2結晶と大型PMT・測定回路類である。5.測定回路類を別室のエレキハット内に設置し、CANDLES III装置と配線した。6.組み立て・設置が終了した段階で、危険物一般取扱所として消防署の検査を受け、認可を得た。7.装置内に純水と液体シンチレータをそれぞれの層に注入した。装置はほぼ完成したので試運転を行う所であったが、PMTが破損する事故があった。このため数カ月の遅れを余儀なくされた。現在ほぼ復活しており、来年度早々には予備的な測定に入る。なお事故原因を十分解明し、同様な事故が起こることが無いような対策を講じた。他にクラウン・エーテル樹脂を用いた同位体濃縮を東工大のグループと協力して進め、カラムを通す実験を200mまで行い、30%程度の濃縮度まで確認した。本研究ではCANDLES III(UG)システムを建設し、^<48>Caの2重ベータ崩壊の研究を行う。CANDLES III(UG)検出器は、メイン検出器としてCaF2シンチレータを、ベトー検出器として液体シンチレータを、シールド材として水の層を持つ複合型システムである。本システムを神岡地下実験室に設置し3年程度の観測により、有効マヨラナニュートリノ質量(<m_v>)にして0.5eV程度の感度を持つ実験を行うことを目的としている。本年度は、二重ベータ崩壊測定に入る前に、システムの性能評価・性能改善として、以下のことを行った。1、液体シンチレータなしでの測定・CaF2シンチレータ信号の波形情報の取得:CANDLES III(UG)検出器では、CaF2シンチレータと液体シンチレータの信号を同時に観測する。これら二種シンチレータ信号を弁別するためには波形弁別を行う。そのために、液体シンチレータを入れる前に、CaF_2シンチレータのみでの測定を行い、液体シンチレータ信号の混ざっていない波形情報を取得した。・γ標準線源を用いたエネルギー較正:CANDLES III(UG)検出器では、CaF_2からの紫外光領域のシンチレーション光を、効率よく光電子増倍管で検出するために、波長変換剤を用いている。線源を用いた測定によって、波長変換が想定通り行えていることを確認した。2、液体シンチレータの注入機構の構築・液体シンチレータをより安全に注入するために、純水用リザーバタンクの構築、液面計の導入、を行った。3、CANDLES III(UG)へのライトパイプシステムの導入システムのエネルギー分解能向上のためには、ライトパイプの導入が有効である。本年は、ライトパイプの設計・製作・導入を行った。このことにより、集光効率は2倍まで改善されると予想される。CANDILES III(UG)検出器は、メイン検出器としてCaF_2シンチレータを、ベトー検出器として液体シンチレータを、シールド材として水の層を持つ複合型システムである。本システムを用いて、有効マヨラナニュートリノ質量(<m_v)にして0.5eV程度の感度を持つ実験を行うことを目的としている。

本年度は、二重ベータ崩壊測定に入る前に、システムの性能評価・性能改善として、以下のことを行った。1、長期測定に必要な安全管理システムの完全導入装置内部に設置予定の、水面計・液体シンチレータの液面計の導入を行った。また、作業環境のガス検知およびその警報システムの運転を開始した。2、検出器性能評価検出器を構成する、CaF_2結晶・液体シンチレータ・純水などをすべてインストールした状態でのデータ収集を行った。最初に、CaF_2信号の効率よい収集のためのデータ収集システム(主にトリガーシステム)の開発を行った。このトリガーシステムは、液体シンチレータのトリガー効率を下げ、CaF_2信号のトリガー効率を上げるシステムである。このシステムにより、液体シンチレータのトリガー効率は1%以下にまで低減された。このトリガーシステムを用いて、CaF_2結晶のエネルギー分解能評価を行った。CaF_2結晶内部に含まれる放射性不純物によるα線のエネルギースペクトルから、エネルギー分解能4.3%(2.5MeV)を得た。これは、現在のシステムで想定されるとおりのエネルギー分解能であった。3、低バックグラウンド測定一週間のバックグラウンド調査のための測定を行った。CANDLESで予想されるバックグラウンド事象は、CaF_2結晶に含まれる不純物による^<212>Bi→^<212>Poの連続崩壊、^<208>Tlによるベータ崩壊があげられる。これらが想定通りの事象数で確認され、トリガーシステムに問題がないことが確認できた。また、現在のところ、上記の想定バックグラウンド事象以外のバックグラウンドは確認されなかった。今後は、上記のバックグラウンド事象を解析的に除去する共に、装置改造を行いつつ二重ベータ崩壊測定を続ける。
ゼブラフィッシュ後脳における神経上皮細胞と運動神経細胞間の相互作用の解明

表皮における側線感覚受容体(感丘)の挙動が、神経上皮細胞層における運動神経細胞の挙動ときわめて類似していることを見出した(Wada et al., 2008)。そこで、解析が容易な表皮細胞と受容体細胞の関係を中心に解析を行い、感丘は、表皮細胞層の中を出芽し、新たな感丘を作り出すこと。また、感丘パターンは、隣接する皮骨の形態形成に依存することを示した(Wada et al., 2010)。これらの結果は、感丘と表皮細胞との相互関係が側線神経のパターン形成に重要な役割を持つ可能性を示唆している。これまでの研究からPCP遺伝子群(scrb1,celsr2,fz3a)がゼブラフィッシュ後脳における神経上皮細胞と運動神経細胞の細胞間相互作用を制御することが考えられている。本年度の研究において、相互作用をつかさどる分子の実体を明らかにすべく、1、scrb1と相互作用するタンパク質の検討、2、PCP遺伝子群が制御すると思われるシグナル・パスウェイの検討、3、上皮細胞・神経細胞間相互作用の新しいモデルとして表皮と側線感覚神経細胞(感丘)の相互作用の有無の検討、を行った。その結果、1、Scrb1はStbmと結合することを示した。また新たな結合タンパク質を2つ(crlf,p132)同定した。2、神経上皮細胞と運動神経細胞の細胞間シグナルの候補としてEph/ephrinパスウェイ、Cxcr4/sdf-1パスウェイの2つのシグナル・パスウェイの機能阻害実験を行ったが、いずれのパスウェイについても、関与しているという結果は得られなかった。3、側線感覚神経細胞(感丘)の発生過程を調べた結果、感丘は体表の位置に応じて決まったパターンを形成する際、表皮の特定の領域に移動することがわかった。また、表皮が感丘の形態を制御する可能性を示唆した。これらの発生機構は、神経上皮細胞と運動神経細胞の関係にきわめて類似している。運動神経細胞が後脳内を移動するのに対し、感丘は表皮細胞の隙間を移動するため細胞除去・移植等の操作が容易である。今後、上皮組織におけるPCP遺伝子群の働きを解析する上で、よいモデルになると考えられる。これまでの我々の研究からPCP遺伝子群(scrb1, celsr2, fz3a)がゼブラフィッシュ後脳における神経上皮細胞と運動神経細胞の細胞間相互作用を制御することが考えられている(Wada and Okamoto, 2009)。本年度の研究において、側線感覚器官(感丘)の発生を調べた結果、これらの細胞も、同じように上皮細胞(表皮細胞)の中を移動すること、その移動様式が最終的な感丘分布パターンを決めていることを見いだした(Wada et al., 2008)。さらに、これらの感丘分布パターンは、生物種によって大きく異なり、例えばメダカでは、感丘はまったく移動しない。すなわち、感丘の移動様式の違いが、側線システムの形態的多様性を生み出す原因となっていることを示した(Wada et al., 2008)。感丘の発生は、細胞移動のメカニズムを調べる上で、重要なモデルとなるとともに、生物種の違いによる多様なパターン形成の仕組みを調べる上でも有用なモデルとなることがわかった。さらに、感丘には高い再生能力があることが知られており、組織の再生機構・維持機構を調べることができる。また、感丘は表皮細胞の間隙を移動するため、細胞除去・移植による操作も容易である。今後、これらの利点を生かし、感丘の発生をモデルとして、普遍的な細胞相互作用の分子機構を明らかにする。前年度の研究において、表皮細胞層における側線感覚受容体(感丘)の挙動が、神経上皮細胞層における運動神経細胞の挙動ときわめて類似していることを見出した(Wada et al., 2008)。後脳における細胞の動態は、細胞が深い位置に存在するため、解析がほとんど進んでいない(Wada and Okamoto, 2009)。そこで、本年度は、比較的解析が容易な表皮細胞と受容体細胞の関係を中心に解析を行った。まず、はじめに、感丘細胞でクラゲ蛍光タンパク質(GFP)を発現するゼブラフィッシュトランスジェニック系統を用い、鯉蓋の側線系に注目し解析を行った。鰓蓋感丘はまず1個の感丘からなっている。この感丘は、鰓蓋骨の成長に依存して、一部の細胞が遊走し、表皮細胞の隙間を移動し、新たな感丘を形成することがわかった(これを「出芽」と呼ぶ)。次に、鰓蓋骨に異常を示す、ednothelin1遺伝子機能阻害胚を観察した。これらの胚では、鰓蓋骨が腹側にシフトして形成される。そのとき、鰓蓋上の2つの感丘は、異所的に生じた鰓蓋骨に対応し、決まった位置に定位することを見出した。

さらに、鰓蓋以外の領域でも、隣接する皮骨の形態に相関した感丘の分布を示した。以上の結果、(1)感丘は、表皮細胞層の中を出芽し、新たな感丘を作り出すこと。(2)また、その感丘パターンは、隣接する皮骨の形態形成に依存すること。を示している(Wada et al., 2010)。本研究によって、感覚受容体細胞と表皮細胞の間には、相互作用が存在することが強く示唆された。今後、後脳神経上皮細胞との類似性から、細胞間相互作用を司る分子的実体の解明が期待される。
個人主義と市民的自律に関する社会理論的研究：フロムの共同体主義の展開に着目して

本年度は主に、以下三点から研究を遂行した。第一に、昨年度に設定したトクヴィル以来の個人主義論の思想史的伝統について、ロバート・ニスベットのコミュニティをめぐる研究やそれを引き継いだ宇賀博の「社会学的ロマン主義」に関する研究など、社会学思想史での重要な先行研究を複数見出した。第二に、個人主義論の思想史とフロムの思想の関係の検討である。具体的には、『自由からの逃走』におけるヤコブ・ブルクハルトとマックス・ウェーバーへの言及に着目した。ブルクハルトの個人主義の定式はウェーバーも参照しており、個人主義と内面的孤立いう問題系は資本主義論とも関係を持ち、ウェーバーの資本主義研究がフロムの思想に対してもつ重要性を把握することができた。フロムが資本主義の精神をフロイトの精神分析的性格学の類型である肛門的性格と親和的なものとして理解していることも興味深い。第三に、フロムの方法論としての社会的性格論について検討し、その人間学的意義について検討した。フロムの社会的性格論は、フロイトの人間学やデューイの人間本性論への批判に基づいており、人間本性の歴史性に着目して「ダイナミクス」を捉えることを目指すものである。また、これは彼の方法論のみにとどまらず、後に展開する人間学の立場にも関係する重要な契機とみなすことができる。これらの研究成果を踏まえ、個人主義という時代認識のもとで、それを適切に捉えるための人間学の理論という今後フロムの思想研究を進めていく上での指針がより具体的になったように思う。本年度は、本研究にとって重要な意味を持つ先行研究を複数見出し、またフロムの思想を読み解いていく上での見通しもある程度立てることができたため、一定の進捗を得られたように思う。時代認識としての個人主義とそれを踏まえて後期に展開した人間学、という観点からフロムの思想の体系を読み解いていくことが今後の研究の推進方策である。今後研究を進めていくために以下二点が重要と思われる。第一に、大衆社会論をより大きな個人主義論の思想史的文脈に位置付けた上でその特質を理解したい。リースマンやミルズの大衆社会論で精神分析(及び社会的性格論)が方法論的に重要な役割を果たしていることは興味深い。特に歴史社会学を展開していたフロムがどのような必要性により精神分析を受容したのかに着目することで方法論的な意義について考察したい。また、シヴィックヒューマニズムの思想、特にマッキンタイアの「徳」に着目した分析も注目に値する。「性格」や「徳」「習慣」などの次元で人間を捉えることの方法論的意義について考察を深めたい。第二に、フロムの人間学の体系を捉え、再構成することである。後期のフロムの思想で扱われるトピックは、愛、ナルシシズム、攻撃性、所有の志向性など多岐にわたるが、これらはいずれも人間学における基本的なテーマである。フロムは通俗的には素朴なヒューマニストとみなされる事も多いが、彼の問題設定を踏まえた上で後期の人間学の体系を再構成し、社会理論としての可能性を導出することを目指す。そのためにはフロイトの人間学への批判、特にナルシシズム論への批判が重要である。フロムがナルシシズムと利己心を区別していることにも着目し、それが彼の社会批判、特に資本主義社会に対する分析といかに関係しているかを理解したい。本年度は研究課題遂行のための議論の方向性を定めることを目標とし、修士論文等で扱った論点をより広い思想史的文脈において理解することに努めた。具体的には以下の2点から研究を進めた。第一に、フロムの人間観の社会思想史的意味について理解を深めた。具体的には、権威主義的性格概念の変化等からその背後に想定されるフロムの人間観について検討した。フロムの人間観はフロイトやホッブズへの批判という形で現れるが、それは機械論的人間観への批判という意味で通底している。フロイトへの批判は、社会契約論でも議論される人間学的立場の相違にまつわるものであり、それが後期のスピノザ受容につながっていくと考えられる。こうした知見を踏まえると「自己保存」や「利己心」が重要な概念として浮かび上がるので、フロムが利己心と自己愛を区別したことの意味やナルシシズム論について今後検討していきたい。第二に、個人主義論の伝統について理解を深めた。フロムは『自由からの逃走』で個人主義による共同体の解体とデモクラシーの危機を結びつけているが、これは同時代のデューイやリンド等にも共通する認識である。こうした認識は彼らに限らずリースマン、ベラー、パトナム等の議論においても共有されており、個人主義をめぐる思想において度々登場するものであるようだ。また、ラッシュやセネット、ベラー等の個人主義論では重要な論点としてナルシシズムの議論が登場している。ナルシシズムについては後期のフロムも度々言及しており、一見すると人間学的なフロムのナルシシズム論を個人主義論という社会的な次元との関係から捉え直すことが今後必要になると考えられる。

ブルクハルトの個人主義の定式はウェーバーも参照しており、個人主義と内面的孤立いう問題系は資本主義論とも関係を持ち、ウェーバーの資本主義研究がフロムの思想に対してもつ重要性を把握することができた。フロムが資本主義の精神をフロイトの精神分析的性格学の類型である肛門的性格と親和的なものとして理解していることも興味深い。第三に、フロムの方法論としての社会的性格論について検討し、その人間学的意義について検討した。フロムの社会的性格論は、フロイトの人間学やデューイの人間本性論への批判に基づいており、人間本性の歴史性に着目して「ダイナミクス」を捉えることを目指すものである。また、これは彼の方法論のみにとどまらず、後に展開する人間学の立場にも関係する重要な契機とみなすことができる。これらの研究成果を踏まえ、個人主義という時代認識のもとで、それを適切に捉えるための人間学の理論という今後フロムの思想研究を進めていく上での指針がより具体的になったように思う。本年度は、本研究にとって重要な意味を持つ先行研究を複数見出し、またフロムの思想を読み解いていく上での見通しもある程度立てることができたため、一定の進捗を得られたように思う。第一に、利己心をめぐるフロムの思想の展開についての理解が必要となる。フロムは、利己心と自己愛の区別についての論文を発表しており、後期にはその延長線上にナルシシズム論を展開している。特に利己心は社会の近代化との関係から論じられており、自己保存的な利己心と後期のナルシシズム論を整合的に理解した上で、人間学的な議論の枠組みを超えた社会理論としての価値を再発見したい。そのためには、フロイトの後期思想における人間学への批判、特にエロスとタナトスに対するフロムの評価についての研究が重要なものと考えられる。第二に、個人主義論を論じる上での精神分析やエートス的なものの役割について方法論的検討が必要となる。第二次大戦後のアメリカの社会科学では特定の価値や立場への個人の心理的・感情的コミットメントの理解が重要なテーマとされ、この目的のためにフロムやラズウェル等の精神分析的な社会理論が一定の期待を集めたとされる(例えば、パーソンズも精神分析に大きな関心を寄せていた)。また、個人主義論は方法論的には人々の「性格」や「心の習慣」といったエートス的な次元を分析の対象として設定していることが多い。エートス的次元は、自然科学をモデルとして厳密な客観性の次元のみに観察を限定しようとする「科学的」な立場では扱えないものである。しかし、それは特に個人主義というテーマを論じる上で一定の役割を果たしており、精神分析的な知やエートス的次元への着目が、社会理論においてどのような意味を持ち得るのかについて方法論的な検討が必要であろう。そのためには、ウェーバーの「客観性論文」等で示されているドイツ的伝統の社会科学観が参考になると考えられる。時代認識としての個人主義とそれを踏まえて後期に展開した人間学、という観点からフロムの思想の体系を読み解いていくことが今後の研究の推進方策である。今後研究を進めていくために以下二点が重要と思われる。第一に、大衆社会論をより大きな個人主義論の思想史的文脈に位置付けた上でその特質を理解したい。リースマンやミルズの大衆社会論で精神分析(及び社会的性格論)が方法論的に重要な役割を果たしていることは興味深い。
クレメンタイン衛星の紫外・可視分光計データを用いた月深部物質の組成の研究

クレメンタイン衛星により取得された画像データを使って月深部物質の組成推定方法の確立及び画像データベースの確立を実施した。ワークステーションに接続されたCD-ROMチェンジャーにクレメンタイン画像CD-ROM約100万を収納し、画像にリモートでもアクセスするシステムを構築した。またCD-ROMの各画像についてのデータベース整備を行い、異なったCD-ROMにまたがった画像データを検索、取得することが可能となった。さらに各画像のヘッダーに添付されている探査機の軌道、姿勢情報から画像の各ピクセルの月面上における緯度経度を算出し、それを基に画像マッチング(モザイク化)及び抽出を自動的に行うシステムを構築することが出来た。可視、近赤外線領域で撮像された画像から組成情報を抽出するためには、画像校正方法、特に幾何学的な補正(月面上の地形、位相角の補正)が重要である。ここで位相角とは太陽光の入射角と反射角のなす角である。反射光強度に対する地形の効果は、昨年度の実施したが、地形データを用いて補正を実施すれば反射光強度を3%(1σ)の精度で校正することが可能であることを示した。位相角による反射光強度の変化(位相関数)には、物質依存性、及び観測波長依存性があることは昨年の研究で示したが、小さい位相角(10度)で大きく変化する。クレメンタイン画像のうち月の一部の地域は、異なる位相角で複数回、撮像されたものがある。同一地域を異なる位相角で撮像した画像があれば、アルベドの1次の寄与を取り除くことが出来るため、これらの画像を用いて詳細な位相関数を求めた。これにより位相関数における物質の効果(例えば海と高地での違いは位相角2度において17%)や波長依存性(例えば位相角2度において観測波長415nmと750nmでの違いは約10%)を低位相角においても定量的に示すことが出来た。これらの画像校正方法の改良により月表面での宇宙風化作用の影響を画像上で判別するなどが可能となった。ワークステーションに接続されたCDチェンジャにクレメンタイン画像CD-ROM約100枚を収め、これにリモートアクセスできるシステムを構築した。さらにCD-ROMの各画像についてのデータベース整備を行い、異なるCD-ROMにまたがるデータを必要とする解析についても自動処理を行うことが可能となった。探査機の位置・姿勢情報から画像各ピクセルの緯度経度を算出する手法を用いて、異なるバンド間での画像のマッチング、隣接する画像のマッチング(モザイク化)を自動的に行うシステムを開発した。画像から組成を解釈する基盤として、幾何学的観測条件の補正(地形の補正、位相角の補正)の方法を研究した。ここで位相角とは入射光と反射光がなす角度を指す。アポロ16号着地附近の丘陵において解析を行った結果、地形効果により約15%の反射光強度変化を持つ画像に対して地形データを用いた補正を加えれば、1σを3%まで改善されることを明らかとなった。位相角補正項については、月面の数カ所の解析をおこなった結果、補正係数の物質依存性・波長依存性を示した。開発した解析システムを用い、直径3090kmのクレータ数列について、その放出物を解析した。Petavius-Bクレータ(直径30km)は月の海と高地の境界に形成されたクレータであるため、放出物中の物質分布状況を定量的に判別するテストケースとした。比演算カラー合成モザイク・鉄の存在度推定法といった解析手法により、少なくとも2種類に放出物質が分類され、それぞれ海の岩石・高地の岩石であることが特定された。

その他のクレータについても、放出物分布中には地質の空間変化があることが判別できた。この変化がどの原因によるものか(組成、土壌粒子の平均サイズ等)を明らかにするために、画像の補正方法と従来よりも定量的な組成推定法の開発を継続している。クレメンタイン衛星により取得された画像データを使って月深部物質の組成推定方法の確立及び画像データベースの確立を実施した。ワークステーションに接続されたCD-ROMチェンジャーにクレメンタイン画像CD-ROM約100万を収納し、画像にリモートでもアクセスするシステムを構築した。またCD-ROMの各画像についてのデータベース整備を行い、異なったCD-ROMにまたがった画像データを検索、取得することが可能となった。さらに各画像のヘッダーに添付されている探査機の軌道、姿勢情報から画像の各ピクセルの月面上における緯度経度を算出し、それを基に画像マッチング(モザイク化)及び抽出を自動的に行うシステムを構築することが出来た。可視、近赤外線領域で撮像された画像から組成情報を抽出するためには、画像校正方法、特に幾何学的な補正(月面上の地形、位相角の補正)が重要である。ここで位相角とは太陽光の入射角と反射角のなす角である。反射光強度に対する地形の効果は、昨年度の実施したが、地形データを用いて補正を実施すれば反射光強度を3%(1σ)の精度で校正することが可能であることを示した。位相角による反射光強度の変化(位相関数)には、物質依存性、及び観測波長依存性があることは昨年の研究で示したが、小さい位相角(10度)で大きく変化する。クレメンタイン画像の、うち月の一部の地域は、異なる位相角で複数回、撮像されたものがある。同一地域を異なる位相角で撮像した画像があれば、アルベドの1次の寄与を取り除くことが出来るため、これらの画像を用いて詳細な位相関数を求めた。これにより位相関数における物質の効果(例えば海と高地での違いは位相角2度において17%)や波長依存性(例えば位相角2度において観測波長415nmと750nmでの違いは約10%)を低位相角においても定量的に示すことが出来た。これらの画像校正方法の改良により月表面での宇宙風化作用の影響を画像上で判別するなどが可能となった。
血管免疫芽球性Ｔ細胞リンパ腫（ＡＩＴＬ）のがん幹細胞探索と病態解明

我々は免疫不全マウスであるNOGマウスにAITLの新鮮患者検体を移植したAITLモデルマウスを樹立した。このモデルはヒトAITLの多彩な病像を非常によく反映していた。AITL新鮮腫瘍細胞をNOGマウスに移植し継代移植をする過程でAITLの腫瘍細胞と共に再現されたガンマグロブリン産生やBリンパ球・形質細胞の増殖は観察できなくなり、腫瘍細胞のみが増殖してくることがわかった。すなわちAITLの多彩な病像を観察できるのは最初に移植した初代のモデルマウスのみということが明らかになった。継代移植をする過程で、より生着する力の強い腫瘍細胞本体のみが生き残り、それ以外のパートは失われていくものと考えられた。悪性リンパ腫のなかでもT細胞性リンパ腫は依然として予後不良であり、なかでも血管免疫芽球性T細胞リンパ腫(AITL)は、その複雑な病像もあり病態の解明、治療の改善が待たれている。申請者は、抗CCR4抗体の臨床開発を通じてT細胞性リンパ腫の病態・治療について研究を行ってきた。その研究のなかで申請者は免疫不全マウスであるNOGマウスにAITLの新鮮患者検体を移植したAITLモデルマウスを樹立した。治療法の改善には病態の解明が不可欠である。本研究は、AITLのがん幹細胞を探索し、病態を解明することにより、その病態に沿った有効な治療法の開発につなげることを目的とした。さらに新たなAITL患者の検体も用いてNOGマウスモデルを作成し、再現できた腫瘍組織の解析を行い、そこから長期間にわたる造腫瘍能の高いAITL腫瘍細胞集団の同定、単離する予定としていた。以前に樹立したモデルとはまた別の患者由来のAITL新鮮腫瘍細胞をNOGマウスに移植した。以前のモデルや新たなモデルマウスの各臓器由来の腫瘍を打ち分けたモデルを作成し、造腫瘍能の高いAITL腫瘍細胞集団を同定、単離して、造腫瘍能の高くないAITL腫瘍細胞集団との遺伝子的な相違について、比較・解析する予定であったが、継代移植をする過程でAITLの腫瘍細胞と共に再現されたガンマグロブリン産生やBリンパ球・形質細胞の増殖は観察できなくなり、腫瘍細胞のみが増殖してくることがわかった。すなわちAITLの多彩な病像を観察できるのは最初に移植した初代のモデルマウスでのみということが明らかになった。申請者らは、抗CCR4抗体の臨床開発を通じてT細胞性リンパ腫の病態・治療について研究を行ってきた。その研究のなかで申請者らは免疫不全マウスであるNOGマウスにAITLの新鮮患者検体を移植したAITLモデルマウスを樹立した。本研究は、AITLのがん幹細胞を探索し、病態を解明することにより、その病態に沿った有効な治療法の開発につなげることを目的とする。H24年度はさらに新たなAITL患者の検体も用いてNOGマウスモデルを作成し、再現できた腫瘍組織の解析を行い、そこから長期間にわたる造腫瘍能の高いAITL腫瘍細胞集団の同定、単離する予定としていた。以前に樹立したモデルとはまた別の患者由来のAITL新鮮腫瘍細胞をNOGマウスに移植したが、マウスへの生着がやや遅く実験が遅れている。今後は以前のモデルや今回作成している新たなモデルマウスの各臓器由来の腫瘍を打ち分けたモデルを作成し、造腫瘍能の高いAITL腫瘍細胞集団を同定、単離して、造腫瘍能の高くないAITL腫瘍細胞集団との遺伝子的な相違について、比較・解析する予定である。普遍的な事実を探求するために、AITLの症例数を増やす必要があると考え、研究計画通り、以前すでに樹立したNOGマウスのAITLモデルに加え、新たな症例でのモデル作成を試みた。しかし新たなAITL症例が少なかったこと、そのなかで得られた新鮮腫瘍細胞のNOGマウスへの移植の際に生着が不良、あるいは緩徐であったことより、新たな症例でのモデル作成が遅れた。以前に作成したモデル、および平成24年度に作成したモデルを用いて、これらのモデルの各臓器由来の腫瘍細胞を、別のNOGマウスへそれぞれ臓器別に分けて移植し、生着の違いから造腫瘍能の高い細胞集団を同定・単離する。

この細胞集団を、cDNA microarray、SNP array等を用いて造腫瘍能の高くない細胞集団と比較して2者の相違について比較・解析を行う。これにより抽出したAITLの「がん幹細胞」を規定する遺伝子候補をshRNAまたはsiRNAによる遺伝子ノックアウト、またはレトロウイルスなどによる遺伝子ノックインにより、それらの遺伝子の機能を詳細に解析し、成熟リンパ系腫瘍であるAITLの「がん幹細胞」を同定する。今年度の、モデルを増やすための生着実験が遅れたため、先の実験に進めておらず、813,963円の繰越金が発生している。次年度は臓器別移植実験のためのNOGマウス、フローサイトメトリーの抗体等の購入費として繰越金を含めて使用する。また、cDNA microarray、SNP array解析にかかる費用としても使用する予定である。
ストレスシグナル制御とその異常による炎症・自己免疫疾患発症メカニズムの解明

ストレス応答キナーゼASK1は、活性酸素など様々なストレスに応答し、細胞死や免疫応答など多彩な生理作用を誘導し、その制御の異常は炎症や自己免疫疾患などの多様な疾患を引き起こすと考えられる。従って、ASK1の活性化は、ストレスに応じて厳密に制御される必要があるが、その制御の仕組みは良く分かっていなかった。本研究では、我々が独自に同定したUSP9XやRoquin-2、TRIM48といった幾つかのユビキチン化関連分子によって、ASK1の活性化が微調整されることで、ストレス刺激の種類・強度・持続時間などに応じて、細胞死や免疫応答といった適切なストレス応答が誘導される仕組みを明らかにした。本年度は、ユビキチン化によるASK1活性制御機構と免疫シグナル制御機構の解明を中心に検討を進めた。ユビキチン化は、ASK1といったストレス応答キナーゼの活性制御を介して、感染・免疫シグナル活性化の持続時間・強度の決定因子として機能する可能性がある。従って、我々が同定した、ASK1特異的なユビキチン化酵素Roquin-2や脱ユビキチン化酵素USP9X、さらにASK1活性促進分子である別なユビキチン化酵素TRIM48は、ASK1を介して感染防御や免疫応答制御に関わり、自己免疫疾患などの病態の治療標的の候補になると考えられるが、実際の関与については不明であった。今回我々は、Roquin-2およびTRIM48などのユビキチン化関連酵素の過剰発現やノックダウンによって、ASK1を介した免疫シグナルが調節され、炎症性サイトカインの発現量が制御されていることを明らかにした。これらの結果は、ASK1の正・負の制御分子によって免疫応答のバランス制御が行われていることを意味している。また、新規に同定したユビキチン化関連酵素TRIM48について、そのユビキチン化の標的分子の候補を同定し、TRIM48によるASK1活性制御メカニズムを明らかにした。さらに、ASK1シグナル複合体中の新たな感染ストレスセンサーやASK1活性制御因子の同定についても解析を進めており、その候補分子も幾つか同定している。現在、その候補分子の性状・機能解析を行っているところである。本年度は、ユビキチン化によるASK1活性制御機構と免疫シグナル制御機構の解明について継続して取り組み、さらに、感染ストレスセンサー分子によるASK1を介した免疫シグナル制御機構の解明や、炎症・自己免疫疾患モデルを用いて、それら分子の生理機能の検討も行った。我々が同定したASK1特異的なユビキチン化酵素Roquin-2が、ASK1のユビキチン化分解による活性制御を介して免疫応答シグナル制御を行うことに加えて、ASK1以外のシグナル分子も標的として免疫応答を微調整している可能性を新たに見出した。また、我々がASK1活性化因子として同定したユビキチン化関連酵素TRIM48についても、そのユビキチン化分解の標的分子を同定して機能解析を進めた結果、TRIM48がASK1の不活性化機構を調節制御する分子であり、その詳細なメカニズムを明らかにすることができた。また、ウイルスRNAなどの病原体を直接感知するセンサーの候補としてDNAヘリカーゼ様分子DHX15を我々は同定したが、実際にDHX15はASK1の活性化の強く増強することが判明し、ASK1活性制御機構を介して免疫応答シグナルを調節している可能性を見出した。DHX15の免疫シグナルへの寄与についての詳細なプロファイルも解析し、免疫応答に重要なシグナルを特異的に活性化することが分かった。さらに本年度は、DHX15コンディショナル欠損マウスの作製にも成功した。この遺伝子改変マウスを用いて、幾つかの炎症・自己免疫疾患モデルを検討した結果、DHX15欠損によって炎症や免疫応答が減弱し、病態改善が認められるモデルがあることが分かった。ASK1欠損マウスでは接触皮膚炎モデルの病態が改善することを見出しているが、DHX15がASK1活性制御機構を介して免疫応答シグナルを調節している可能性を考えると、DHX15欠損マウスでの炎症や免疫応答の軽減による病態改善作用の一部はASK1活性化の抑制によるものであると考えられた。本研究の目的は、様々なASK1制御因子や感染ストレスを感知する分子の機能解析を行い、感染ストレスの感知機構と、感染ストレスの強度に応じた免疫応答シグナルへの量的変換の仕組み、すなわち「ストレス受容-応答システム」の全容を解明することにより、炎症・自己免疫疾患の新規標的分子同定や治療戦略開発に繋げることである。これまでに、ASK1活性制御分子として幾つかのユビキチン化関連酵素同定し、その分子機能解析の結果から、個々のユビキチン化関連酵素による詳細なASK1活性制御メカニズムが明らかとなり、また、それらのユビキチン化関連酵素群によってASK1の活性化のバランスが微調整されることで、感染のようなストレスの強さや持続時間に応じて、免疫応答やストレス応答のなどの適切な生理作用が誘導されることが分かってきた。さらに我々は、病原体を感知するセンサー分子の候補としてDNAヘリカーゼ様分子DHX15を同定し、DHX15がASK1活性制御機構を介して免疫応答シグナルを調節している可能性を見出している。DHX15コンディショナル欠損マウスなどの作製にも成功し、このような遺伝子改変マウスを用いて、幾つかの炎症・自己免疫疾患モデルも検討した結果、DHX15が炎症や自己免疫疾患に関わる病態に深く関与していることが明らかになってきた。

以上のことから、本年度の目標・実施計画はほぼ完了し、今後も研究計画に従って解析を進めることで、当初の本研究の目的は研究期間内に十分に達成できると考えている。本年度は、まず、新たに同定したASK1シグナル複合体構成因子としての感染ストレスセンサーDHX15について、その生理機能の解析と炎症・自己免疫疾患モデルにおける評価を行った。マクロファージ特異的なDHX15コンディショナル欠損マウスを樹立し、その骨髄由来マクロファージ細胞を用いて、LPSなどの炎症刺激を加え、その下流シグナルを検討したところ、ASK1-p38経路には顕著な変化は認められなかったが、JNKなどの他のシグナルは著しく低下し、幾つかの炎症性サイトカインの産生がDHX15欠損マクロファージで減少していることが判明した。さらに、このDHX15欠損マウスでは、炎症性大腸炎モデルでの生存率が上昇することが分かった。本結果から、DHX15が新たな免疫シグナルの制御分子であることが明らかとなり、現在、DHX15が標的とする免疫シグナル分子の同定と機能解析を進めており、ASK1との関係も含め、DHX15による免疫シグナルの制御機構の全貌を解明したい。一方で、ユビキチン化によるASK1活性制御機構、及び免疫シグナル制御機構についても検討を行った。特に、ASK1活性化因子として同定したユビキチン化酵素TRIM48のユビキチン化分解の標的が、ASK1阻害分子であることを明らかにし、実際に、TRIM48によるASK1阻害分子のユビキチン化分解が、ASK1活性化、及び、それに伴う細胞死の亢進の分子メカニズムであることを明らかにした。また、ASK1のユビキチン化酵素Roquin-2のノックアウト細胞を作成し、この欠損細胞では、免疫シグナルや炎症性サイトカイン産生が著しく変化すること、また、TRIM48によるASK1活性化に伴って誘導されるASK1ユビキチン化もRoquin-2が行っていることが証明され、これら分子の相互作用によって免疫シグナルのバランス制御が行われていることが判明した。ストレス応答キナーゼASK1は、活性酸素など様々なストレスに応答し、細胞死や免疫応答など多彩な生理作用を誘導し、その制御の異常は炎症や自己免疫疾患などの多様な疾患を引き起こすと考えられる。従って、ASK1の活性化は、ストレスに応じて厳密に制御される必要があるが、その制御の仕組みは良く分かっていなかった。本研究では、我々が独自に同定したUSP9XやRoquin-2、TRIM48といった幾つかのユビキチン化関連分子によって、ASK1の活性化が微調整されることで、ストレス刺激の種類・強度・持続時間などに応じて、細胞死や免疫応答といった適切なストレス応答が誘導される仕組みを明らかにした。本研究の目的は、ASK1制御因子の機能解析を通じて、感染ストレスを感知し、その強度に応じた免疫応答シグナルへと量的に変換する「ストレス受容-応答システム」の全貌と、炎症・自己免疫疾患の原因因子と発症メカニズムを解明により、新規標的分子同定や治療戦略開発に繋げることである。実際に、ASK1制御因子として、我々が独自に同定・解析してきたRoquin-2、USP9X、TRIM48といったユビキチン化関連酵素について、ユビキチン化によるASK
ナノ結晶半導体を用いた新規自発光型フラットパネルディスプレイデバイスの開発

ZnSナノ結晶を発光層に用いた交流駆動薄膜エレクトロルミネッセンス(EL)素子に関する性能向上ならびにフルカラー化に関する研究、特にTm化合物を添加したZnSナノ結晶からの青色発光素子の試作および過渡発光波形によるデバイス動作解析に重点を置き研究を行った。素子構造は、素子安定化・高輝度化に有利な二重絶縁構造とした。透明電極付きガラス基板上に誘電体層/ZnSナノ結晶発光層/誘電体層/Al電極を順次形成した。ZnSナノ結晶は、低温製膜・大面積化に有利な多元スパッタ法を用い、結晶成長を遮断する層間絶縁体層との交互積層によ作製した。まず、青色発光に関して、TmF_3添加により駆動電圧108V_<0-p>において最高輝度0.33cd/m^2の発光を得た。また、EL発光スペクトル解析より、ナノ結晶層への印加電界の増加にともない、高エネルギーバンドの相対発光強度が増大することが明らかとなった。これは、ナノ結晶層からのELの発光機構が、電界により加速されたホットエレクトロンに起因する発光中心の励起・発光機構、すなわち従来の二重絶縁型EL素子と同様の機構であることが示唆された初めての結果である。さらにデバイス動作解析を通して輝度・発光効率などの性能向上を図った。過渡移動電荷量解析の結果、ZnSナノ結晶層の厚み8nm、Si_3N_4誘電体層、AlN層間絶縁層が輝度向上に特に有効であるとの知見を得た。これらの知見を基にナノ結晶半導体EL素子の高輝度化に取り組んだ結果、ZnS:Mn赤色発光素子で150cd/m^2、ZnS : Tb緑色発光素子で100cd/m^2を超える最高輝度を得た。この結果、研究初期段階の最高輝度に対し、赤色では100倍以上改善を達成した。さらに、これまでの研究を統合して、RGB三原色サブピクセルを有するフルカラーディスプレイデバイスの試作を行った。本年度は、ZnSナノ結晶を発光層に用いた交流駆動薄膜エレクトロルミネッセンス(EL)素子に関する性能向上ならびにフルカラー化に関する研究、特にTm化合物を添加したZnSナノ結晶からの青色発光素子の試作および過渡発光波形によるデバイス動作解析に重点を置き研究を行った。透明電極付きガラス基板上にTa_2O_5誘電体層/ZnSナノ結晶発光層/Ta_2O_5誘電体層/Al電極を順次形成した。ZnSナノ結晶は、低温製膜・大面積化に有利な多元スパッタ法を用い、結晶成長を遮断するSi_3N_4層との交互積層により、作製した。本方法では、結晶粒径は、成長時間にほぼ対応することが、これまでの実験により明らかとなっており、結晶粒径の異なるナノ結晶の作製がほぼ確立されている。また、CIE色度は(0.31,0.31)であり、現時点では、色純度、輝度とも十分ではないが、ナノ結晶EL素子においてこれまでの研究結果と合わせて、光の三原色が揃い、フルカラー化が可能であることを実証した。更なる高輝度化を目指すため、EL発光の過渡解析を行った。

その結果、周波数が増加するにつれ、透明電極側が負極の時のEL発光が、Al電極が負極の時より、著しく低いことが明らかとなった。これは、両電極とTa_2O_5誘電体層の界面からの電子注入が異なることを示唆する結果であり、これを改善するべく、Ta_2O_5に微量Snを添加したTa_<2-x>Sn_xO_5薄膜の作製ならびに誘電体層への適応に関する実験を行った。本年度は、ZnSナノ結晶を発光層に用いた交流駆動薄膜エレクトロルミネッセンス(EL)素子に関して、デバイス動作解析を通して輝度・発光効率などの性能向上を図った。素子構造は、素子安定化・高輝度化に有利な二重絶縁構造とした。透明電極付きガラス基板上に誘電体層/ZnSナノ結晶発光層/誘電体層/Al電極を順次形成した。ZnSナノ結晶は、低温製膜・大面積化に有利な多元スパッタ法を用い、結晶成長を遮断する層間絶縁層との交互積層により、作製した。過渡移動電荷量解析の結果、ZnSナノ結晶層の厚み8nm、Si_3N_4誘電体層、AlN層間絶縁層が輝度向上に特に有効であるとの知見を得た。また、EL発光スペクトル解析より、ナノ結晶層への印加電界の増加にともない、高エネルギーバンドの相対発光強度が増大することが明らかとなった。これは、ナノ結晶層からのELの発光機構が、電界により加速されたホットエレクトロンに起因する発光中心の励起・発光機構、すなわち従来の二重絶縁型EL素子と同様の機構であることが示唆された初めての結果である。これらの知見を基にナノ結晶半導体EL素子の高輝度化に取り組んだ結果、ZnS:Mn赤色発光素子で150cd/m^2、ZnS:Tb緑色発光素子で170cd/m^2を超える最高輝度を得た。この結果、研究初期段階の最高輝度に対し、赤色では100倍以上改善を達成した。さらに、前年度の研究結果であるZnS:Tm青色発光素子と合わせ、RGBフルカラーディスプレイデバイスの試作を行った。
スフィンゴ糖脂質による腸管上皮細胞の消化吸収機能の制御メカニズム

GM2/GD2合成酵素遺伝子およびGD3合成酵素遺伝子欠損(DKO)マウスの腸管上皮細胞では成体マウスで主要とされるGA1を欠損し、GM3やLacCer、スルファチドの発現が認められた。また、DKOマウスではコレステロールやGalectin-4などの脂質ミクロドメイン(ラフト)集積分子がラフトから乖離していた。さらにDKOマウスでは脂肪酸輸送体のラフト局在が変化し、脂肪酸吸収能が低下していた。これらの結果から、正常なラフトの構造や機能を保持するために適切なGSL組成が必須であり、GSLsがラフトを介した脂質吸収に関与する可能性が示唆された。本研究では糖鎖改変マウスで認められた消化吸収障害の分子基盤を明らかにし腸管上皮細胞機能調節におけるスフィンゴ糖脂質(GSLs)の具体的な役割とその作用メカニズムの解明を目指している.これまでの解析から,GM2/GD2合成酵素遺伝子およびGD3合成酵素遺伝子欠損(DKO)マウス小腸ではGA1の欠失に伴ってLacCerやスルファチドが増加し,腸管ラフトの構成分子異常が確認された.加えて脂肪酸輸送体であるCD36やFATP4のラフト局在の減少や脂肪酸吸収能の低下を認め,腸管での脂質吸収におけるGSL構造の重要性が明らかとなった.25年度は実験計画に従い,crypt部未分化細胞の増殖・分化状態やアポトーシスについての解析を進めた.まず,小腸の組織形態学的な検討を行なった結果,糖鎖改変マウスでは野生型マウスに比較して絨毛部の長さが20%ほど長く,細胞数も27%ほど多く存在していた.crypt部では細胞数の顕著な差異は認められなかったが,増殖マーカー分子であるPCNAやKi-67を標的とした免疫染色の結果,糖鎖改変マウスにおいてcrypt部での陽性細胞数が有意に増加しており,増殖が亢進していることが示唆された.一方,アポトーシスの亢進は確認されなかった.さらに,crypt部未分化細胞の単離法を確立し,腸管幹細胞マーカー分子や種々の受容体の発現レベルを検討した.その結果,糖鎖改変マウスにおいてWnt受容体(Frizzled)やWnt標的分子(Ascl2及びSox9)の発現亢進を認めた.以上の結果より,糖鎖変異に伴いWntシグナルが増強されて未分化細胞の増殖が亢進したことが示唆され,糖脂質糖鎖は腸管上皮未分化細胞の増殖調節に関与するという新たな生体内機能が明らかとなった.GM2/GD2合成酵素遺伝子およびGD3合成酵素遺伝子欠損(DKO)マウスの腸管上皮細胞では成体マウスで主要とされるGA1を欠損し、GM3やLacCer、スルファチドの発現が認められた。本研究では糖鎖改変マウスで認められた消化吸収障害の分子基盤を明らかにし腸管上皮細胞機能調節におけるスフィンゴ糖脂質(GSLs)の具体的な役割とその作用メカニズムの解明を目指している.まず,GM2/GD2合成酵素遺伝子およびGD3合成酵素遺伝子欠損(DKO)に伴う小腸GSLsの発現パターンの変化を検討した結果,野生型(WT)マウスでは主にGA1やfucosyl-GA1を発現していたが,DKOマウスではLacCerやスルファチドの発現が顕著であった.また,WTマウス,DKOマウスのいずれにおいても,これらのGSLsはほとんど脂質ラフト分画に存在していた.さらに,小腸から絨毛部上皮細胞とcrypt部未分化細胞を単離し,それぞれから脂質ラフト分画を調整してラフト構成分子群のfloatingパターンを検討した.いずれの部位においてもFlotillin1やCaveolin1などのラフトマーカー分子の挙動に変化は認められなかったが,DKOマウスでは絨毛部においてGalectin4のラフト局在やラフト分画のコレステロール濃度が著しく低下しており,GSL組成の変異に伴ってラフトの分子構成に異常をきたすことが確認された.また,本DKOマウスでは栄養障害に起因すると思われる成長障害を示すため,腸管上皮細胞における栄養素輸送関連分子の発現変化を検討した.DKOマウス空腸では脂肪酸輸送体FAT/CD36の発現が減少傾向にあったが,他の脂質輸送関連分子の発現量に有意な差異は認められなかった.しかし,これらの分子のラフト局在を検討した結果,FAT/CD36やFATP4のラフトでの発現量はWTマウスに比較してDKOマウスで減少していた.さらに,単離した腸管上皮細胞を用いて脂肪酸の取り込み能を検討した結果,WTマウスに比較してDKOマウスでは脂肪酸取り込み能が低下していた.マウス腸管上皮細胞においては,離乳期を境に発現スフィンゴ糖脂質(GSLs)がダイナミックに変換されることが明らかにされているが,その生理的意義は不明である.本研究では糖鎖改変マウスを用いて腸管上皮細胞機能調節におけるGSLsの具体的な役割とその作用メカニズムを検討した.これまでの解析から,GM2/GD2合成酵素遺伝子およびGD3合成酵素遺伝子欠損(DKO)

マウスの腸管上皮細胞ではGSL組成の変化に伴ってレクチンや脂肪酸輸送体のラフト局在が変化し,脂肪酸吸収能が低下することが明らかとなった.26年度は実験計画に従って,高脂肪食負荷実験を行ないin vivoでの脂質吸収能を検討した.野生型(WT)マウス,及び,DKOマウスを用いて15週間の高脂肪食負荷実験を実施した結果,WTマウスと同様に,DKOマウスにおいても高脂肪食負荷による体重増加は認められたが,その応答はWTマウスよりも遅延して現れることを示した.腸管上皮細胞における脂質輸送関連分子のmRNA発現変化を検討した結果,WTマウスでは高脂肪食負荷に伴って脂肪酸輸送体FAT/CD36の発現レベルが増大した.DKOマウスにおいては,高脂肪食負荷によってFAT/CD36に加えて脂肪酸輸送タンパク質FATP4や脂肪酸結合タンパク質FABP1,及びFABP2の発現レベルが増加したが,通常食ではこれらの分子の発現量はWTマウスに比べて低下していた.これらの結果から,腸管上皮細胞において,GSLsは食餌性脂質に対する感受性を調節することで脂質吸収を制御している可能性が考えられた.さらに,DKOマウスにおいては高脂肪食負荷による脂肪細胞の炎症反応や肝臓への脂肪蓄積がほとんど認められなかったことから,糖脂質糖鎖が高脂肪食負荷による炎症や脂肪肝の発症に関与するという新たな可能性も示された.生化学本研究では,特に成熟上皮細胞の消化吸収機能と未分化細胞の増殖・分化シグナルに着目してラフトを介したGSLsの役割を細胞レベルで検討するため,5つの実験(1GSL組成変化や脂質ラフト構成分子に対する影響を生化学的に検討する.2成熟吸収性上皮細胞の分布を組織形態学的に検討する.3消化吸収関連分子の発現量および細胞内局在を分子生物学的に検討する.また,脂肪やグルコース負荷による栄養素輸送体発現の変化と消化吸収能を検討する.4Crypt部未分化細胞の増殖・分化状態について形態学的および分子生物学的に検討する.5糖鎖リモデリング細胞(初代培養)を用いて上記より抽出した機能異常メカニズムを検討する.)を計画した.これまでに,糖鎖変異に伴う成熟上皮細胞の消化吸収機能異常についての検討(実験13)を行ない,特に腸管上皮細胞においてはGSLsが脂質ラフト構成分子の局在を制御し,脂肪酸輸送に関与している可能性を見出した.25年度は計画に従い糖鎖改変マウスを用いて15週間の高脂肪食負荷実験を実施したが,期間中に糖鎖改変マウスが突然死を頻発したために本実験の追加が必要となり,予定していた解析が遅延した.現在,高脂肪食負荷実験を進行しており,in vivoでの脂質吸収能を検討中である.また,Crypt部未分化細胞の増殖・分化状態についても検討を進めており(実験4),糖脂質糖鎖は腸管上皮未分化細胞の増殖調節に関与するという新たな生体内機能が示唆された.26年度には糖鎖リモデリング細胞(初代培養)を用いた腸管機能異常メカニズムの検討(実験5)を予定しているが,すでに3次元培養によるクリプト未分化細胞からの成熟腸管上皮細胞培養の予備検討は終了しており,26年度に計画しているin vitroでの詳細なGSLsの作用メカニズムの検討に用いる目処がついたと考える.本研究では,特に成熟上皮細胞の消化吸収機能と未分化細胞の増殖・分化シグナルに着目してラフトを介したGSLsの役割を細胞レベルで検討するため,5つの実験(1GSL組成変化や脂質ラフト構成分子に対する影響を生化学的に検討する.
バクテリオファージに学ぶ発動分子システムの創成

本研究計画では、バクテリオファージT4(以下T4と表記)の大腸菌感染初期に重要な役割を担う、シース、分子針の部品蛋白質集合体に着目する。近年のT4の高分解能構造の報告からは、分子針先端構造の重要性が示唆されている。そこで、本研究では、分子針部位の精密な発動制御を確立し、分子針を基盤とするハイブリッド発動分子・生体発動分子の構築を目指す。(1)発動分子として機能するタンパク質針の作成:金属化合物や、高分子との融合により、様々な人工機能を持つタンパク質針を作成し、自発的な細胞内輸送につなげ、領域内共同研究によって細胞機能制御の分子設計指針を確立してきた。(2)発動分子としてのタンパク質針精密設計:領域内共同研究によるタンパク質針の結晶構造やHSAFMの実験結果と画像処理技術を組み合わせた動的挙動の解析を進め、精密に制御したタンパク質針の構築に繋げた。予定よりはやく、発動分子として機能するタンパク質針の作成により金属化合物の自発的な生体内輸送につなげることができ、さらに、発動分子としてのタンパク質針精密設計として、領域内共同研究によるタンパク質針の結晶構造やHSAFMの実験結果と画像処理技術を組み合わせた動的挙動の解析を進め、精密に制御したタンパク質針の構築に繋げることができたから。異分野融合を加速するために、現状の領域内共同研究から領域外共同研究へと広げ、タンパク質針の物理的、理論的解析を進める。