hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
液晶用メーター超級大型フォトマスク基板の高精度・高能率作製プロセスの開発

局所的な液相エッチング領域を加工対象物の表面上において速度制御して走査することにより、平面基板の平坦度を向上させる数値制御ローカルウエットエッチング法を開発した。本研究では、液晶ディスプレイ作製用の大型フォトマスク基板の高能率・高精度加工を目的として直径125mmの大口径ノズルヘッドならびに2段階修正加工プロセスを開発し、1辺の長さが1mを超える超大型基板を実用的な加工時間で目標とする10μm以内の平坦度を達成する目途を得た。大気開放型のプラズマ加工ヘッドの開発においては、電極と基板との間に電界を印加してプラズマを発生する方式により、直径3mmの電極を用いて大気圧下において安定したプラズマを発生・維持することに成功した。また、本電極を用いて液晶用フォトマスクの素材である石英と同成分の水晶ウエハ(厚さ0.1mm)の厚み修正を数値制御加工により実施し、約500nmの厚みムラを50nm程度に向上させることができた。今後は電極の大口径化による加工速度の増大と肉厚基板への対応が課題であり、基板厚さ等の電気的境界条件の影響を受けにくいラジカル照射方式の加工ヘッドの開発も検討する。数値制御ローカルウェットエッチング法の開発においては、石英ガラスの加工特性におけるフッ化水素酸の濃度および温度依存性を詳細に検討し、目標加工精度を達成するために必要な濃度、温度の許容値を取得した。また、直径15mmのノズルヘッドを用いた合成石英製フォトマスク基板(152×152mm^2)の平坦化加工においては、1回の修正加工で平坦度56nm(修正前は192nm)を達成し、本手法により形状誤差の長周期成分を効果的に修正できることを実証した。大面積基板への対応策としては、直径80mmの大口径ノズルヘッドを試作し、また、温度分布制御により加工量分布を制御するラインノズルに関しては、幅114mmの小型試作モデルの設計を完了し、現在製作中である。試作した直径80mmのノズルを用いた加工実験においては、エッチャントの吐出方向が重力方向に対して垂直になるようにノズルを支持した場合でも液垂れを起こすことなくエッチャントを吸引できることを確認(大型基板を立設して支持することを想定)するとともに、面積増大による加工速度の増加(従来のφ15mmノズルと比して約30倍)を達成した。2007年度の研究開発において得られた成果、知見を下記に示す。(1)φ100mm超のノズルヘッドの開発を目標とし、差圧増加による吸引能力の向上を意図したφ122mmの加圧供給孔付3重同軸ノズルヘッドの開発に成功した。(2)加工特性の安定化を図るため、走査加工中において常時ノズルヘッドと加工物表面との距離を一定かつ平行に維持する機構の開発を目標とし、ノズルー加工物間ギャップの変動を50μm以内に一定制御できる自動アライメント機構の開発に成功した。(3)大型ガラス基板とダミー材との位置合わせを容易にする基板保持機構の開発を目標とし、20μm以内の精度で位置合わせが可能で重力変形の影響も受けない基板保持機構の開発に成功した。(4)長時間加工において安定な加工特性を示すエッチャント組成の探索を目標とし、石英ガラスの加工においては3335wt%のフッ化水素酸溶液を適用することにより8時間以上にわたって10%以内のエッチングレートの変動に抑制できることを明らかにした。(5)水晶振動子上に形成した膜の重量減を検出してエッチングレートをリアルタイムにモニターするセンサーの開発を目標とし、塗布する膜の選定ならびにピンホールならびにクラックが発生しない膜形成条件を得た。数値制御ローカルウエットエッチング(NC-LWE)法の開発において、1バッチ加工内における加工特性の安定化、およびバッチ間の再現性を確保するため、エッチングレートをモニターし、一定に維持するためのシステムを開発した。エッチングレートのモニター手法としては、メインのエッチャント循環系から分岐したラインと小径ノズルヘッドを設置し、本ノズルヘッドを用いてモニター用のサンプルを一定時間ごとに加工し、各測定で得られたエッチング深さをライン型の変位センサを用いて測定して加工時間で除することによりエッチングレートを算出した。計測の安定性は±2%であった。エッチングレートを一定に維持するためのエッチャントの補給は、耐食性のチューブポンプの回転数を制御することにより行った。本システムの導入によりエッチングレートを土5%以内に制御することができた。直径が125mmの大型ノズルを試作し、ノズル径内において均一な加工量分布を得た。また、本大口径ノズルを垂直に保持した基板に対して適用した場合においても、エッチャントが下方に垂れることなく走査することが可能であった。本結果により、1.5m角の大型石英ガラス基板を対象とした平坦度仕上げ加工において、1枚/1日のペースで行うという設定目標を達成する見込みが得られた。
難治性小児白血病におけるアポトーシス耐性機序の解明とその克服

近年アポトーシス機構の詳細が明らかになるとともに、アポトーシスの抑制が癌発生の重要な機序の1つであり、9;22転座型(Ph1)や11q23転座型などの難治性小児白血病では、その発症や薬剤耐性の機序の1つとしてアポトーシス耐性の関与が想定されている。そこで本研究では、これら難治性小児白血病での新たな治療法の糸口を見い出すために、アポトーシス耐性機序を解析した。Ph1陽性白血病では、BCR-ABL融合蛋白の持続的なチロシン・キナーゼ活性によって、生存と増殖のシグナルが恒常的に活性化されている。BCR-ABLの特異的阻害剤として臨床応用されているSTI571は、BCR-ABL活性の抑制を介してこれらシグナルを不活性化し、細胞周期停止とアポトーシスをもたらす。我々は、各種サイトカインが、生存と増殖のシグナルを活性化することで、STI571の抗白血病効果を弱めることを見出した。この結果は、STI571耐性の機序としてin vivoでの内因性サイトカインの関与を示唆すると考えられ、MAPKやPI3Kの阻害剤がSTI571の抗白血病効果を増強する可能性を明らかにした。さらにHDAC inhibitorであるTSAやJAK2チロシン・キナーゼの特異的阻害剤であるAG490が、Ph1陽性白血病や11q23転座型白血病の細胞増殖を強力に抑制することを明らかにした。また、Ph1陽性急性白血病が、細胞傷性Tリンパ球上に発現される細胞傷害因子の1つであるTRAILに対して高い感受性を示すことを見い出し、同種造血幹細胞移植におけるPh1陽性白血病に対するGVL効果にTRAILが介在する可能性を明らかにした。一方、11q23転座型急性リンパ性白血病細胞株はTRAILに対して高度の耐性を示し、TRAIL耐性が11q23転座型急性リンパ性白血病でGVL効果が弱いことの一因である可能性を示した。同種造血幹細胞移植における移植片対白血病(GVL)効果には、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)やNK細胞が介在し、これらの細胞上の細胞傷害因子(膜結合型ligand)が、白血病細胞上に発現されている受容体を介してアポトーシスを誘導することで中心的な役割を担っていると考えられる。今回は、正常細胞への影響は比較的弱いが、様々な固形癌細胞にアポトーシスを誘導するTRAIL(TNF-related apotosis inducing ligand)に注目し、化学療法では難治であるものの同種骨髄移植が有効であり免疫学的機序による排除が示唆されるPhiladelphia染色体(Ph1)陽性白血病を対象に検討した。TRAIL受容体にはアポトーシスを誘導するR1とR2の他に、細胞内のシグナル伝達ドメインを欠くR3と、アポトーシス抑制シグナル伝達ドメインのみを有するR4があり、R3/4はアポトーシスに抑制的に働く。in vitroで活性型の三量体を形成する遺伝子組み換え型TRAIL添加によるアポトーシス誘導を検討するとともに、各受容体に固有のモノクロナール抗体を用いて白血病細胞での発現を検討した。その結果、12種類のPh1陽性白血病細胞株のうち、5株で強力な、3株で中等度の細胞死誘導が観察され、4株が耐性であった。このTRAIL感受性はR2受容体の発現と強く相関し、耐性株はR2受容体をほとんど発現していなかった。一方、R1およびR3/4受容体は検出されなかった。以上の結果は、TRAILがin vivoでのPh1陽性白血病の排除に関与している可能性と、TRAILの治療への有用性を強く示唆しており、研究を継続している。

一方、11q23転座型急性リンパ性白血病は乳児に多く、化学療法のみならず同種造血幹細胞移植でも難治である。そこで同様に7種類の11q23転座型急性リンパ性白血病細胞株で検討したところ、TRAILに対して耐性であることが明らかになった。現在その機序と、克服の可能性について検討中である。昨年度に引き続きTRAILに対する難治性小児白血病の感受性に関して研究を継続した。まず、Philadelphia染色体(Ph1)陽性白血病細胞株12株を対象にTRAILの細胞死誘導と受容体発現を検討し、5株で強力な2株で中等度の細胞死誘導を観察した。TRAIL感受性はDR4/5受容体発現と相関しdecoy受容体は検出されなかった。同様の結果は臨床検体でも確認された。さらにNF-κB inhibitorによるTRAIL感受性の増強効果と、BCR-ABL特異的inhibitorであるSTI571に対する耐性株の多くがTRAILに感受性を示すことを明らかにした。これらの結果はTRAILの同種造血幹細胞移植におけるPh1陽性白血病に対するGVL効果への関与と、新たな治療薬としての有用性を示唆している(Blood, in press)。一方、11q23転座型白血病細胞株9株では全株がTRAILに耐性を示し、11q23転座型白血病でGVL効果が弱いことの一因であると考えられた。TRAIL耐性には、DR4/5受容体の低発現に加えて、FADDの低発現・FLIPの高発現、Bakの低発現cIAP2・survivinの高発現といった機序の関与が示唆され、NF-κB inhibitorによるTRAIL感受性の増幅効果が観察された。さらに本年度は、HDAC inhibitorであるTSAのB前駆リンパ球性白血病細胞に対する効果について、Ph1陽性及び11q23転座型白血病細胞株を含む15株をTリンパ球性と骨髄性の白血病細胞株それぞれ3株と対比して検討したところ、骨髄性白血病細胞株に比べて高いTSA感受性を認め、著明な細胞周期停止とアポトーシスを観察した。さらに細胞周期停止がB前駆リンパ球性白血病細胞ではG1期で、Tリンパ球性白血病細胞株ではG2期で起こっていることを見い出し、現在その機序をアポトーシス誘導の機序とあわせて解析中である。白血病に対する同種造血幹細胞移植のGVL効果は、細胞傷害T細胞に表出される細胞傷害因子を介することは明らかであるが、実際のEffector因子に関しては不明な点が多い。これまでにPhiladelphia染色体(Ph1)陽性白血病は細胞傷害因子のTRAILに感受性を示す一方でFasLに耐性であり、昨年の本研究で11q23転座型白血病がTRAIL耐性であることを明らかにした。そこで11q23転座型白血病細胞株のFasL感受性を検討したところ、9株のうち6株でFas発現を認めたが2株が弱いFasL感受性を示したのみで残りの株は耐性であり、受容体レベル以降での耐性機序も示唆され解析中である。以上のような細胞傷害因子に対する耐性が11q23転座型白血病でGVL効果が弱いことの一因であると考えられ、臨床検体を用いてさらに解析をすすめている。また同様に、T細胞型急性リンパ性白血病(T-ALL)由来細胞株の解析を行い、受容体発現レベルと相関してFasLに高い感受性を示す一方でTRAILに耐性を示すことを見い出した。
オブジェクト指向型データベースに構築する仮想ビルの環境シミュレーション

本研究では、設計段階における建物形状等の変更が各種シミュレーションに入力される条件データに反映され、また、シミュレーションの結果データによって、建築設計に使用するデータベースが自動的に更新される「データ駆動型」の建築設計システム「Virtual Building(仮想建物)」のプロトタイプの開発を行った。データベースの構成は2種に大別され、それぞれプロジェクトデータベース(PDB)と、ジェネラルデータベース(GDB)として命名している。PDB内には建物の全情報や運用スケジュール等、物件に固有となる情報が格納される。これらは、建物の形状のように設計変更が無い限りは変化しない静的なデータ類と、シミュレーションを実行することで時系列的に変化する動的なデータ類の両方が含まれ得る。PDBは本研究の要となり、オブジェクト指向型のデータモデルを採る。Virtual Buildingの構築に必要なオブジェクト指向型データベースはインターシステムズの「Cache'(キャシエ)」を使用して作成した。これに接続するソフトウェアとして、(株)山内設計室のCADソフトウェア「AE-CAD」及び、熱換気回路網シミュレーションソフトウェア「AE-Sim/Heat」を使用している。「Cache'」に内蔵されているスクリプト言語を使用して、データベースとのインプット・アウトプットを実行するプログラムを作成している。このようなシミュレーションソフトを複数連成させる場合には、複数の視点から評価可能な多目的最適化手法が必要とされるが、本データベースはこうした一連の連成が可能な媒体としての位置づけとなる。また、萌芽研究の成果を利用して、Virtual Buildingとアドバンスソフト(株)の火災時安全解析用プログラム「EVE SAYFA-1D」との連成が可能となった。例えば、Virtual Building内から「EVE SAYFA-1D」を実効させると、AE-CADで作成した建物情報をVirtual Building内に取り入れ、これに、外部気象条件や燃料の時間変化などの諸条件を与えることで、火災の進行について予測計算や結果のグラフ表示が可能となる。今後もシステムの構築を発展させていく次第である。
海洋生物に含まれる抗腫瘍性成分の化学および生物学的研究

海洋微細藻の産生する細胞毒性成分:地球・人間環境フォーラムから入取できる6藻類、19種類の海洋微細藻について実験室での試験培養を試みたところ、Scrippsiella trochoidea,Cachonina nieiの抽出エキスに細胞毒性がみとめられた。まずScrippsiella trochoideaの大量培養を行い、抽出エキスの酢酸エチル可溶部を1210およびP388培養細胞を用いた生物活性試験を指標としながら、シリカゲルカラムクロマトグラフィーおよびHPLCを用いて順次分離精製を行ったところ、数種の活性画分を得ることができた。そのうち最も強い阻害活性を示す画分は10^<-5>g/mlの濃度でP388に対して90%、L1210に対して75%の阻害活性を示した。現在この化合物の構造を明らかにすることを試みている。そのほか10^<-4>g/mlの濃度でL1210をほぼ完全に抑制する画分を得ており、さらに精製を進め物質を明らかにすることを行っている。さらに、有孔虫Marginopora vertebralisの共生藻の大量培養を同様に行い、酢酸エチル、n-ブタノールおよび水画分に分画した。そのうち酢酸エチル画分をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて分画した。各画分において抗腫瘍活性試験を行ったところ3つのフラクションに細胞毒性が認められた。現在、これらの活性成分を精製することを行っている。また、Goniodoma pseudogonioulaxより単離したポリエーテルマクロライド、ゴニオドミンAの作用を詳細に検討した結果、この化合物がアクチンの機能を活性化するというユニークな作用を見いだした。現在、細胞運動に関連して癌の転移機構に関する検討を行っている。生薬に含まれる細胞毒性成分の単離パラグアイ産生薬Espartilloguazu(Elinorus latiflorus Nees)のメタノール抽出エキスの酢酸エチル可溶部をL1210およびP388培養細胞を用いた生物活性試験を指標としながら、シリカゲルカラムクロマトグラフィーおよびHPLCを用いて順次分離精製を行ったところ、L1210培養細胞に対して10^<-4>Mの濃度で60%阻害を示す細胞毒性成分を得ることに成功した。種々の機器分析および化学変換の結果、得られた化合物filican型トリテルペンであることが明かとなった。現在この化合物の誘導体を合成し構造と活性について検討し、さらに強力な活性を有する化合物を得ることを試みている。
SHPS-1/SIRPα関連蛋白による制御性T細胞の誘導と皮膚炎症の制御

マウスに抗SHPS-1抗体を投与することによって接触過敏症の抑制を誘導できたが、ハプテン特異的免疫寛容を誘導できなかった。CCR7刺激による皮膚樹状細胞の遊走はRho kinaseの活性化を伴っており、抗SHPS-1抗体によってCCR7による遊走およびRho kinaseの活性化は抑制された。またSHPS-1変異マウスの骨髄から作成した樹状細胞はCCR7刺激による遊走が現弱していた。これらのことよりSHPS-1は感作相において接触過敏症を制御するが、その機序はRho kinaseを介したCCR7刺激による遊走の制御によるものであることが示唆された。抗SHPS-1抗体のマウスへのin vivo投与により接触過敏症の減弱が起こることを確認した。さらに免疫寛容が誘導されるか否かについて検討を行なったが免疫寛容は誘導されなかった(未発表データ)。SHPS-1変異マウスでは接触過敏症の減弱があることを確認した。SHPS-1変異マウスのリンパ節細胞の移入による寛容の成立についての実験について現在計画中である。一方で野生型、およびSHPS-1変異マウスの骨髄細胞から樹状細胞を作成したが、両者はともに十分に成熟しCD80,CD86,CCR7を発現することができることを確認した(未発表データ)。樹状細胞株XS52をIL-4とGM-CSFで9日間刺激することによって成熟させるとCCR7が発現することを確認した。成熟XS52細胞をCCR7のリガンドであるMIP3βで刺激するとchemotaxisが起こること、およびその際にrho kinaseの活性化がみられることを見出した。Rho kinase阻害薬はXS52の遊走やin vivoでのLangerhans細胞の遊走を阻害し接触過敏症を抑制することを報告した(日本研究皮膚科学会、横浜)。さらにSHPS-1変異マウスの骨髄から作成した樹状細胞はMIP3βによるchemotaxisが減弱していることを見出した(未発表データ)。自然発症皮膚炎モデルにおいてT細胞受容体のVβ8の変異が皮膚炎発症と関連していること、さらにTLR2刺激によるIL-13産生にはVβ8陽性細胞が必要なことを見出し報告した(Immunology)。樹状細胞(DC)の細胞株のXS52では抗SHPS-1抗体によるSHPS-1の結合がMIP3β刺激による細胞遊走を抑制することを明らかにした。MIP3β刺激によりXS52ではRho kinaseの活性化が見られ、この活性はRho kinaseの阻害剤のfasudilやY-27632によって抑制された。MIP3βによるXS52の遊走はこれらのRho kinase阻害剤によって抑制された。さらにXS52のMIP3βによるRho kinaseの活性化は抗SHPS-1抗体により抑制された。In vitroにおいてマウス骨髄細胞より作成したDC(BM-DC)では野生型に比べてSHPS-l knockoutマウスではMIP3β刺激による細胞遊走が阻害されていた。
中国の草原砂漠化における生態移民の効果に関する計量経済的研究

今年度は、以下の手順で調査・研究を行ない、これまでの分析を含めて次のような成果を発表した.1.効率性の計量分析・18年度に実施した生態移民調査結果に基づき,移民農家の技術効率性に関する計量分析を行った.2.生態移民村および移住元地域の現地調査・中国内モンゴル自治区の生態移民村間の経営状況の違いを調べるため,複数の生態移民村を訪問し,農家および生態移民村の管理者への聞き取り調査を実施した.特に,移住前後の所得や家計支出の変化,移住の要因,労働時間・作業の変化についてデータを収集した.また,移住前の草地を踏査し,地域の植生の回復状況や残っている農家の経営状況を調査した.3.生態移民村の標本調査・18年度調査した内モンゴル自治区ウランチャブ盟の生態移民村のパネルデータを収集した.・生態移民村間の違いを見るために,約20の移民村から農家経営のサンプル調査を行った.4.解析・調査したサンプルデータのチェックおよび集計作業を行った.・生態移民村間の経営状況の違いおよび移民村とそれ以外の酪農経営の比較,移住の要因,移住後の技術効率性変化,ならびに移住元の放牧圧の変化等を総合的に分析し,草原の放牧圧の軽減と牧民所得の維持・向上を両立しうる政策について論文「中国内モンゴルの生態移民と農家所得」にまとめ国際開発学会で発表した。[研究協力者]内蒙古財経学院教授双喜:放牧型畜産に関する現地調査・合同研究会の企画・調整.内蒙古農業大学・経済管理学院・助教授根鎖・杜富林:現地調査(酪農地域調査)の企画・調整中国草原地帯では,急速な農村人口の増加と共に地域の自然環境資源の乱獲や過剰な利用が行われ,特に土壌の脆弱な半乾燥地域では砂漠化など資源の退化が顕著となっている。最近のアプローチとして,砂漠化の著しい地域の農牧民に都市近郊の土地や畜舎を与え,酪農など集約的な生産を行わせ,農村部の人口を減少させるという方法が提唱されている.中国の乾燥地域の生態移民政策がまさにこの方法であるが,どのような条件で成功するのかについて明らかにしようとした。本年度は,Krugmanらの新経済地理学モデルを中国の草原の砂漠化と生態移民の事例に適用し実証分析を試みる為に,現地調査を実施した。資本集約型の畜産施設における集積の利益が牧畜地域の人口の流出を促し,過放牧を防ぎながら所得を上げることができるかどうか調べた.具体的には,(1)農村部から畜産施設への労働移動の要因を調べる条件付きLogitモデルを推計する,(2)農村部の人口減少が残った農民一人当たり所得へ及ぼす効果を主体均衡モデルで分析する,(3)移住先の畜産施設での経済効率性を確率的(stochastic)フロンティア生産関数モデルで推定する、ことを課題としているが、これらの実証分析に必要な現地調査を行った.これらの数量分析の結果を統合し,環境と農民の所得向上を両立させるための経済的条件を抽出することを次年度の課題としている。環境保全問題を移住問題と結びつけて,移住元の世帯と移住先の世帯を合わせた農家単位の実証分析を行うことにより,移住のインセンティブを明らかにすることができる.また,移住により生じる非効率性のため,本来得るであろう所得を得ていない場合がある.フロンティア関数モデルを推計することによって,最大限可能な所得と非効率的な部分を区別して、中国の生態移民政策に関して計量的な分析を行うためのミクロデータの収集と加工を行った。本年度は,内蒙古自治区シリンゴル盟およびウランチャブ盟の生態移民村で調査を行った.シリンゴル盟の生態移民村では多くの牧民が移住後に移住前の草地を利用している.この移民村は干ばつ時の一時避難場所として機能し、牧民の生活の安定化には一定の役割を果たしているものの,移住前の草地の回復はほとんど確認できなかった.ウランチャブ盟中部は比較的降水量が多い地域である.ここの移民村は農耕地域や都市に近く,退耕還林として移住させられた農家や都市から移住した世帯など,移住元や移住後の生計方法は多種多様である.調査した移民村では総じて農業所得が赤字の農家が非常に多い.経営状況が良くない原因は、第一に,重要な副産物である子牛の価格が低迷していることである.生態移民等の酪農農家の増加のため,価格が暴落したのではないかと考えられ,このことは生態移民の制度設計において副産物市場の需給変化を考慮することの重要性を示唆する.第二に移民の技術が未熟で経済効率性が低いということがある.乳牛を飼育する経験をもたない農家が多いが,技術普及システムが整備されていないため,非効率的な生産が行われ,十分な所得を得ることができないケースが多い。シリンゴル盟の移民村には比較的条件の良い飼料地があるので,十分な飼料を確保できる農家は乳牛の頭数を増やすことが可能である.この地域では副業の機会が少ないが、移住元の土地で羊を飼う農家は所得を上げている.一方、ウランチャブ盟の移民村には十分な耕地がなく,飼料作物を作る農家は少ない.しかし都市に近いため副業機会に恵まれていて,副業が家計を支えている.農地面積や副業機会が生態移民における農家所得向上の鍵を握る.本年度は,経営方式に多様性のあるウランチャブの生態移民村で120戸の農家家計のサンプル調査を行った.

現在,その結果をとりまとめているところで,成果は5月の国際開発学会で報告する予定である.今年度は、以下の手順で調査・研究を行ない、これまでの分析を含めて次のような成果を発表した.1.効率性の計量分析・18年度に実施した生態移民調査結果に基づき,移民農家の技術効率性に関する計量分析を行った.2.生態移民村および移住元地域の現地調査・中国内モンゴル自治区の生態移民村間の経営状況の違いを調べるため,複数の生態移民村を訪問し,農家および生態移民村の管理者への聞き取り調査を実施した.特に,移住前後の所得や家計支出の変化,移住の要因,労働時間・作業の変化についてデータを収集した.また,移住前の草地を踏査し,地域の植生の回復状況や残っている農家の経営状況を調査した.3.生態移民村の標本調査・18年度調査した内モンゴル自治区ウランチャブ盟の生態移民村のパネルデータを収集した.・生態移民村間の違いを見るために,約20の移民村から農家経営のサンプル調査を行った.4.解析・調査したサンプルデータのチェックおよび集計作業を行った.・生態移民村間の経営状況の違いおよび移民村とそれ以外の酪農経営の比較,移住の要因,移住後の技術効率性変化,ならびに移住元の放牧圧の変化等を総合的に分析し,草原の放牧圧の軽減と牧民所得の維持・向上を両立しうる政策について論文「中国内モンゴルの生態移民と農家所得」にまとめ国際開発学会で発表した。[研究協力者]内蒙古財経学院教授双喜:放牧型畜産に関する現地調査・合同研究会の企画・調整.内蒙古農業大学・経済管理学院・助教授根鎖・杜富林:現地調査(酪農地域調査)の企画・調整
高エネルギー重イオン反応のスピン偏極と凝縮系中の偏極核の振舞い

高エネルギー重イオン破砕反応において生成される種々の放射性核のスピン偏極・整列現象の機構を研究した.得られた大強度の偏極・整列した放射線核ビームを凝縮系中に導入して,核分光学および核物性研究に応用するのが目的である.東工大-理研-阪大が協力して開発した重イオン反応偏極測定の方法を用いて,阪大および阪大-GSIの協力研究で得られつつある超流動ヘリウム中における放射性イオンの振舞の知見を生かし,偏極放射性イオンの凝縮系中における物性的振舞を研究した.なお,実験研究は日本の研究班の主導で行うものであるが,ドイツ・ダルムシュタット市の重イオン研究所(GSI)で完成した重イオンシンクロトロン(SIS)からの500-1000MeV/u領域の重イオン線を用いた.また,関連する研究機関,例えばイスラエルのワイツマン研究所やイタリアのレニアロ国立研究所の重イオン線も用いることができた.特にイタリア・レニアロ研究所では放射性核ビーム^<93>Tcが得られその核偏極を創り出すことに成功した.以前GSIにおいて同様の核偏極をもつ放射性ビームを創ったが,今度は加速器の関係でさらに質のよいビームが得られた.ドイツ,イスラエル,イタリアでの実験のために日本から研究者を延べ5名派遣し,彼地の研究者の協力を得て実験データを集積し,データのとりまとめと討論を行った.得られた実験結果について核物理,核物性以外に原子,分子物理,低温物理,クラスター物理の研究者たちとも討論を行った.特に,GSIはドイツにおける核物理,核化学,原子分子物理の一大研究中心で欧州のみならず,米国などの研究者との行き来の盛んなところである.関連分野あるいは未知の専門分野の研究者を捕らえて,本研究班の実験データをもとに核物性,凝縮系物理その他の分野について将来の応用の可能性について討論する機会をできるだけ多くとるよう心掛けた.そのため,各地から実験研究の成果について講演や教義の依頼があったがまだ十分に果たした訳ではない.また,現在論文発表の準備中である.ドイツ・ハイデルベルク,フランス・トゥール,アメリカ・ニューポートビ-チでの国際研究集会では招待講演として成果を発表した.液体ヘリウム中に高速イオンを打ち込むさいの問題点を次々に解決してきたが,次の点が新しく判明した.高速イオンが液体ヘリウム中に打ち込まれ,イオン化によりエネルギーを失いつつ遂にほぼ静止するに至るまで,1)普通のエネルギー損失によって静止に至る成分と2)超流動ヘリウム中において集団流によるためか異常に長い飛程をもつ成分が見られるに至った.まだ十分に物理的な解釈が出来てはいないが,超流動ヘリウムの中の流れの状態をいろいろ創り出して実験する必要があろう.氷球粒子中に捕えられた核偏極をもつイオンはその偏極を保持することが明らかになったが,強い電場のもとではイオンが氷球粒子から抜け出して運動するためか,核偏極は保持されないようである.このことも新しい現象として詳しく研究する必要がある.液体ヘリウム中の超微細相互作用を明らかに出来る可能性があろう.偏極核の超流動ヘリウムや固体中における振舞いは核物性,クラスター物理の方面から多大の関心をもって見守られる領域となりつつあり,クラスターの内部構造,内部場の研究等,特徴を生かした研究を行うに至って,本年度は主として高エネルギー領域における偏極測定法の確立と偏極核を凝縮系の中へ打ち込む実験方法を確立した.高エネルギー重イオン破砕反応において生成される種々の放射性核のスピン偏極・整列現象の機構を研究した.得られた大強度の偏極・整列した放射線核ビームを凝縮系中に導入して,核分光学および核物性研究に応用するのが目的である.東工大-理研-阪大が協力して開発した重イオン反応偏極測定の方法を用いて,阪大および阪大-GSIの協力研究で得られつつある超流動ヘリウム中における放射性イオンの振舞の知見を生かし,偏極放射性イオンの凝縮系中における物性的振舞を研究した.なお,実験研究は日本の研究班の主導で行うものであるが,ドイツ・ダルムシュタット市の重イオン研究所(GSI)で完成した重イオンシンクロトロン(SIS)からの500-1000MeV/u領域の重イオン線を用いた.また,関連する研究機関,例えばイスラエルのワイツマン研究所やイタリアのレニアロ国立研究所の重イオン線も用いることができた.特にイタリア・レニアロ研究所では放射性核ビーム^<93>Tcが得られその核偏極を創り出すことに成功した.以前GSIにおいて同様の核偏極をもつ放射性ビームを創ったが,今度は加速器の関係でさらに質のよいビームが得られた.ドイツ,イスラエル,イタリアでの実験のために日本から研究者を延べ5名派遣し,彼地の研究者の協力を得て実験データを集積し,データのとりまとめと討論を行った.得られた実験結果について核物理,核物性以外に原子,分子物理,低温物理,クラスター物理の研究者たちとも討論を行った.特に,GSIはドイツにおける核物理,核化学,原子分子物理の一大研究中心で欧州のみならず,米国などの研究者との行き来の盛んなところである.関連分野あるいは未知の専門分野の研究者を捕らえて,本研究班の実験データをもとに核物性,凝縮系物理その他の分野について将来の応用の可能性について討論する機会をできるだけ多くとるよう心掛けた.そのため,各地から実験研究の成果について講演や教義の依頼があったがまだ十分に果たした訳ではない.また,現在論文発表の準備中である.ドイツ・ハイデルベルク,フランス・トゥール,アメリカ・ニューポートビ-チでの国際研究集会では招待講演として成果を発表した.

液体ヘリウム中に高速イオンを打ち込むさいの問題点を次々に解決してきたが,次の点が新しく判明した.高速イオンが液体ヘリウム中に打ち込まれ,イオン化によりエネルギーを失いつつ遂にほぼ静止するに至るまで,1)普通のエネルギー損失によって静止に至る成分と2)超流動ヘリウム中において集団流によるためか異常に長い飛程をもつ成分が見られるに至った.まだ十分に物理的な解釈が出来てはいないが,超流動ヘリウムの中の流れの状態をいろいろ創り出して実験する必要があろう.氷球粒子中に捕えられた核偏極をもつイオンはその偏極を保持することが明らかになったが,強い電場のもとではイオンが氷球粒子から抜け出して運動するためか,核偏極は保持されないようである.このことも新しい現象として詳しく研究する必要がある.液体ヘリウム中の超微細相互作用を明らかに出来る可能性があろう.偏極核の超流動ヘリウムや固体中における振舞いは核物性,クラスター物理の方面から多大の関心をもって見守られる領域となりつつあり,クラスターの内部構造,内部場の研究等,特徴を生かした研究を行うに至って,本年度は主として高エネルギー領域における偏極測定法の確立と偏極核を凝縮系の中へ打ち込む実験方法を確立した.偏極核の超流動ヘリウムや固体中における振舞いは核物性,クラスター物理の方面から多大の関心をもって見守られる領域となりつつある.阪大と阪大-GSI,東工大-ゲッティンゲン大の協力研究で開発された独自の方法を用いてこの方面の研究を一層発展させ核分光学の研究を行う一方,クラスターの内部構造,内部場の研究等,特徴を生かした研究を行っている.本年度は主として高エネルギー領域における偏極測定法の確立と偏極核を凝縮系の中へ打ち込む実験方法の確立を目指している.東工大と阪大の研究者がGSIへ出向いて実験準備と実験を行った.またGSIの研究者を東工大と阪大へ討論のために招聘し,実験を行うとともにデータ解析についての討論を行った.平成5年8月のGSIにおける実験で高エネルギー重イオン核反応において生成核に大きな核偏極,核整列が見出されるに至った.特にγ線の角度相関を求めた核整列の実験では,きれいな角分布パターンが見出された.一部の,しかも核物理学上興味のある核反応生成核には必ずしも大きな偏極整列が伴わない場合があるので,外部から強制的に偏極や整列をつくる必要があることが判明した.この問題に積極的に取り組むため,レーザー技術の専門家と討論,また実験装置の見学とそれについての討論を行った.また,大阪大学では偏極核を超流動ヘリウム中に打ち込むためのクライオスタットの中心部分を製作し,この機会にドイツ,イスラエルの研究者とともにその有効性を最終的に検討し実験に入った.重イオン反応で極めて大きな核偏極が観測され,これを用いて超流動ヘリウム中に導入されたイオンの核偏極が保持されることが世界ではじめて確立された.
2つの金融危機(日本のバブル崩壊とアジア通貨危機)の共通点と相違点

2つの金融危機(日本のバブル崩壊とアジア通貨危機)の比較をおこなうにあたり,金融システムの不安定性をめぐる理論的メカニズムを解明する立場からさまざまな分析を行なった.「地価上昇率と経済成長率の間のグレンジャーの因果性テスト」(『不動産流動化と日本経済』第6章に所収,全宅連不動産総合研究所編),「地価上昇と経済成長の相互作用に関する分析」『季刊住宅土地経済』春季号において,土地などの不動産価格と貸出市場の関係を分析し,土地担保融資が一般的な銀行システムにおいて,地価とGNPの間には両方向の因果関係が存在するかどうかを理論・実証の両面から分析した.Bank's Capital Structure under Non-Diversifiable Risk,"において,マクロショックのために銀行が貸し出しリスクを完全に分散できないとき,銀行がどのような資本構成を構築するかを分析し,マクロショックが存在するとき,銀行は自ら自己資本を増やすインセンチィブをもつことをあきらかにした.2つの金融危機(日本のバブル崩壊とアジア通貨危機)の比較をおこなうにあたり,金融システムの不安定性をめぐる理論的メカニズムを解明する立場からさまざまな分析を行なった.「地価上昇率と経済成長率の間のグレンジャーの因果性テスト」(『不動産流動化と日本経済』第6章に所収,全宅連不動産総合研究所編),「地価上昇と経済成長の相互作用に関する分析」『季刊住宅土地経済』春季号において,土地などの不動産価格と貸出市場の関係を分析し,土地担保融資が一般的な銀行システムにおいて,地価とGNPの間には両方向の因果関係が存在するかどうかを理論・実証の両面から分析した.Bank's Capital Structure under Non-Diversifiable Risk,"において,マクロショックのために銀行が貸し出しリスクを完全に分散できないとき,銀行がどのような資本構成を構築するかを分析し,マクロショックが存在するとき,銀行は自ら自己資本を増やすインセンチィブをもつことをあきらかにした.2つの金融危機(日本のバブル崩壊とアジア通貨危機)の比較をおこなうにあたり,金融システムの不安定性をめぐる理論的メカニズムを解明するために,さまざまな角度から分析を行なった.「地価上昇率と経済成長率の間のグレンジャーの因果性テスト」(『不動産流動化と日本経済』第6章に所収,全宅連不動産総合研究所編),「地価上昇と経済成長の相互作用に関する分析」『季刊住宅土地経済』春季号において,土地などの不動産価格と貸出市場の関係を分析し,土地担保融資が支配的な銀行システムにおいて,地価とGNPの間には両方向の因果関係が存在するかどうかを理論・実証の両面から分析した.「資産価格暴落と金融危機」において,地価や不動産価格などの資産価格の下落が金融危機に結びつくメカニズムを明らかにし,金融危機を防ぐための政策を議論しているBank's Capital Structure under Non-Diversifiable Risk,"において,マクロショックのために銀行が貸し出しリスクを完全に分散できないとき,銀行がどのような資本構成を構築するかを分析し,マクロショックが存在するとき,銀行は自ら自己資本を増やすインセンチィブをもつことをあきらかにした.2つの金融危機(日本のバブル崩壊とアジア通貨危機)の比較をおこなうにあたり,金融システムの不安定性をめぐる理論的メカニズムを解明する立場からさまざまな分析を行なった.「地価上昇率と経済成長率の間のグレンジャーの因果性テスト」(『不動産流動化と日本経済』第6章に所収,全宅連不動産総合研究所編),「地価上昇と経済成長の相互作用に関する分析」『季刊住宅土地経済』春季号において.土地などの不動産価格と貸出市場の関係を分析し,土地担保融資が一般的な銀行システムにおいて,地価とGNPの間には両方向の因果関係が存在するかどうかを理論・実証の両面から分析した.Bank's Capital Structure Under Non-Diversifiable Risk."において,マクロショックのために銀行が貸し出しリスクを完全に分散できないとき,銀行がどのような資本構成を構築するかを分析し,マクロショックが存在するとき銀行は自ら自己資本を増やすインセンティブをもつことをあきらかにした.
Neuroligin変異を持つ自閉症モデルマウスのシナプス機能異常の解明

本研究課題では、自閉症患者から見つかったシナプス接着因子neuroliginの1アミノ酸変異を再現したノックインマウス、及び野生型マウスにおいてRNA干渉によりneuroliginをノックダウンした神経細胞で、シナプス機能を電気生理学的に解析した。体性感覚野での解析から、neuroliginの点変異とノックダウンのいずれにおいても、興奮性シナプス入力と抑制性シナプス入力のバランスが崩れることが明らかとなった。また、海馬での解析からは、ノックインマウスにおいて長期増強現象の後期相が選択的に消失していることが明らかとなった。本研究課題は、自閉症のモデル動物として提唱されている、シナプス接着分子neuroligin3に変異を持つノックインマウスの脳において、シナプス機能とシナプス微細構造を解析することを目指す。特に本年度は、電気生理学的手法によって、体性感覚野のシナプス機能の解析を重点的に行った。その結果、抑制性シナプスでは、シナプスの数の減少を反映していると考えられる機能低下が観察され、また逆に、興奮性シナプスでは、シナプスの数の増加を反映していると考えられる機能亢進が観察された。次年度以降で形態学的解析を行い、実際にシナプス密度が変化しているかどうかを検証するが、もし今年度得られた電気生理学的知見と一致した結果が得られれば、これは自閉症モデルマウスで興奮性応答の劇的な亢進(興奮性シナプスの増加だけでなく、抑制性シナプスの減少による相乗効果)が起こるということを示し、自閉症病態を理解する上で大変重要な知見になると期待される。また本年度において、次年度に計画していた同モデルマウスの海馬でのシナプス可塑性についても一部解析し、予備データを得た。注目すべき事項は、記憶形成の細胞基盤とされる長期増強(LTP)について、自閉症モデルでは、LTPの初期相は野生型と同レベルであったのに対し、後期相が選択的に起こらなくなっていたことである。この事実は、同マウスでは平常時からLTP後期相が飽和状態にあることを意味し、空間学習能力の向上を示した先行研究との関連を示唆する。次年度以降でさらに解析を進めたい。本研究課題では、自閉症のモデル動物として提唱されている、シナプス接着因子neuroliginに変異を持つノックインマウスの脳において、シナプスの機能と形態を解析することを目指した。昨年度に引き続き、neuroligin3に点変異を持つマウスの電気生理学的解析を行った結果、体性感覚野において、興奮性シナプス応答の増加と抑制性シナプス応答の減少が、また、海馬において、記憶・学習の細胞基盤と考えられる長期増強(LTP)後期相が消失していることが明らかとなった。体性感覚野での興奮・抑制のアンバランスは、感覚機能に異常がある可能性を示唆しており、今後の行動解析により何らかの異常が見られることが期待される。LTP後期相の消失については、同マウスが高い空間学習能力を示すという以前の報告と合わせて考察すると、平常時よりLTP様のシナプス増強が飽和状態にあることを示唆する。そこで、LTP後期相が起こりやすくなっている原因を調べるため、同マウスでシナプスの放出確率及びAMPA型とNMDA型のグルタミン受容体の存在比を調べたが、これらの指標には変化は見られなかった。したがって、neuroligin変異による可塑性への影響には、LTP成立機構として一般的な放出確率やNMDA型グルタミン酸受容体の変化ではなく、異なる調節機構が存在していることを示している。また本年度は、neuroligin1と2のshRNAをインユーテロエレクトロポレーション法によって野生型マウスに導入し、これらのneuroliginアイソフォームをノックダウンした時のシナプス伝達への影響を電気生理学的に解析した。その結果、neuroligin1をノックダウンした皮質ニューロンでは興奮性シナプス応答が、またneuroligin2をノックダウンした皮質ニューロンでは抑制性シナプス応答が有意に減少することが明らかとなった。以上の結果を総合すると、neuroliginの機能異常は、脳の中で興奮性伝達と抑制性伝達のバランスを壊すことになる。おそらくneuroligin変異マウスが示す自閉症様病態は、このような神経伝達の不均衡に由来するのではないだろうか。
立体構造解析に基づくWASP・WAVEファミリータンパク質の機能制御

アクチン重合を制御し、細胞骨格構築に関与するN-WASP [neural-WASP (Wiskott-Aldrich syndrome protein)]およびWAVE(WASP family verprolin-homologous protein)の活性制御メカニズムを明らかにするために、それらの調節因子WISH(WASP interacting SH3 protein)、Endophilin、IRSp53(insulin receptor substrate p53)のSH3ドメインに注目し、これらSH3ドメインの大腸菌を用いた大量発現・精製系の構築を試みた。いずれのSH3ドメインも、GSTタグを付加する発現プラスミドの構築には問題がなかった。しかしながら、WISH SH3では、発現タンパク質の大部分が不溶性であり、Endophilin SH3では、Cys残基を含むためか、発現タンパク質の一部が、非還元状態で二量体化しており、いずれの場合も、以後の実験に用いるには適さなかった。またEndophilin SH3では、Cys残基をSer残基に置換した変異体を作成したが、変異によって可溶性が低下するため、大量発現・精製には不向きであった。一方、IRSp53 SH3では、Cys残基を含まず、充分量の可溶性タンパクを得ることができた。ファージディスプレイライブラリー法を用いて、IRSp53 SH3が認識する配列を調べたところ、NRPVAPPLPFWLの配列を得た。CDを用いて、IRSp53 SH3と合成ペプチドAc-NRPV APPLPFWL-NH_2の親和性(Kd値)を調べたところ、約20-40μMであった。NMRを用いて、IRSp53 SH3の^<15>N-^1HHSQCスペクトルを測定したところ、残基間でシグナル強度の不均一が見られたため、残念ながら、構造決定を行うことができなかった。アクチン重合を制御し、細胞骨格構築に関与するN-WASP[neural-WASP(Wiskott-Aldrich syndrome protein)]およびWAVE(WASP family verprolin-homologous protein)の活性制御メカニズムを明らかにするために、それらの調節因子WISH(WASP interacting SH3 protein)、Endophilin、IRSp53(insulin receptor substrate p53)のSH3ドメインに注目し、これらSH3ドメインの大腸菌を用いた大量発現・精製系の構築を試みた。一方、IRSp53 SH3ではCys残基を含まず、充分量の可溶性タンパクを得ることができた。現在、ファージディスプレイライブラリー法を用いて、IRSp53 SH3の認識配列の同定に努めている。
放射線被曝によるゲノム不安定化の起源

本報告では、放射線感受性、染色体不安定性(ゲノム不安定性)ならびに高発がん性のヒト劣性遺伝病の責任蛋白が相同組換えの蛋白であることを示した。この事は、生命維持に根元的で有ると思われていた相同組換えが欠損してもヒトは生存可能であることを初めて報告しただけでなく、相同組換え異常がゲノム不安定性と高発がん性をもたらす可能性をヒト遺伝病で示した。また、NBS1の細胞内機能としては、相同組換えに必要と思われているMRE11ヌクレースと複合体を形成後に、ヒストンH2AXとの相互作用によりにMRE11をDNA二重鎖切断部位にリクルートする機構を明らかにした。その一方で、NBS1は日本人に多い早老症ワーナー症候群の蛋白WRNと相互作用することや、DNA鎖架橋剤に高感受性を示すヒト劣性遺伝病ファンコニー貧血の蛋白FANCと複合体を形成することを報告した。これら相互作用のDNA二重鎖切断修復における意味は不明であるが、細胞内では種々の蛋白による細胞内修復ネットワークによりゲノム安定化が保たれている。また、ナイミーヘン症候群ならび毛細血管拡張性運動失調症とMre11欠損遺伝病の毛細血管拡張性運動失調症類似疾患は似たような細胞学的特性を呈する。実際に、NBS1,MRE11,ATMはともに放射線照射後のチェックポイントに機能することが判明した。しかしながら、NBS1,MRE11は修復に必須であるが、ATMはそうでないことから、NBS1,MRE11,ATMの中で特にNBS1がチェックポイントと修復のシグナルの十字路になっていることが示された。放射線高感受性のヒト遺伝病ナイミーヘン症候群(NBS)はリンパ球に高頻度の染色体異常がみられ、また患者の40%の同組織に腫瘍が発生する。リンパ球では免疫V(D)J組換えによりDNA二十鎖切断が発生することから、DNA二十鎖切断切断による発がんの良い研究材料である。我々がクローニングした同疾患の原因遺伝子NBS1は、酵母遺伝子との類似性からMrell/Rad50ヌクレアーゼ複合体を損傷部位にリクルートしてDNA修復を開始する機能が示唆されていたが、NBS1にはDNA結合領域がなく、代わりにリン酸化蛋白と結合するFHA/BRCTドメインが真核生物に共通して保存されている。我々はヒストンH2AバリアントのH2AXが放射線照射後数分以内にリン酸化を受けることに注目して、免疫染色法によりH2AXとNBS1が損傷部位に共局在することやIPウエスタン法により両蛋白が細胞内で結合していることを示した。また、リコンビナント蛋白を用いて、NBS1蛋白のN末側のFHA/BRCTドメインで直接結合していることを確認した(Curr Biol.,2002)。これらの結果から、修復蛋白によるDMA二重鎖切断損傷の認識は初めに、NBS1によるヒストンとの結合、そしてヌクレアーゼhMrellによる損傷DNAへの結合の二段階によることが判明した(Oncogene,2002)。一方、NBS1によるDNA二重鎖切断の修復経路としては高等真核生物では主に相同組換えが使われる事をSCneoレポーター遺伝子を用いて明らかにした(Nature,2002)。結論として、DNA修復の破綻により踵瘍が発生することから、放射線障害の起源を照射数分以内にまで遡ることが出来た。本研究ではナイミーヘン症候群の原因遺伝子NBS1が放射線照射後のDNA二重鎖切断発生後のゲノム(染色体)安定化に果たす役割について解析した。我々はNBS1タンパクN末側のFHA/BRCTドメインを介してNBS1が損傷部位に結合することを既に報告したが、染色体末端テロメアの研究により損傷の種類によってはC末側でもDNAに結合出来ることが示された。すなわち、正常細胞ではTRF2抗体を用いた免疫複合体中にNBS1が存在する事から、両蛋白は細胞内で相互作用していることが確認された。

また、この結合はN末側のFH3クローンならびにBRCT-dクローンでは見られるが、C末側のde1670クローンでは消失する。DNA損傷の場合にはNBS1とクロマチンとの結合はde1670クローンでも起きた。続いて、NBS1の相同組換えにおける役割についてDR-GFPレポーター遺伝子を用いて解析した結果、患者細胞では相同組換えが半分程度に減少していることが示された。一方、NBSと同様に染色体不安定症候群に分類されるファンコニー貧血の患者細胞でもDR-GFPアッセイ系をもちいて測定した結果、相同組換えが低下していることが判明した。また、ゲノム安定性維持には家族性乳癌の原因遺伝子BRCA2とNBS1の結合、そして染色体構造維持の蛋白SMC1のリン酸化も重要であることが示された。ナイミーヘン症候群(NBS)は高発がん性や染色体不安定性、電離放射線高感受性そしてチェックポイント異常を特徴とするヒト劣性遺伝病である。我々は既にチキンNBS細胞では相同組換え能に異常があることを報告した。この実験に用いたチキンDT40細胞は相同組換え能が異常に昂進した細胞株であるので、本計画ではNBS患者細胞の相同組換え能についてアッセイした。その結果、NBS1欠損細胞株では40%程度までに相同組換え修復能が減少していることが示された。この相同組換えを起こしたクローンの中で80%近くが異常組換えを起こしており、最終的にNBS患者細胞およびノックアウト細胞の正常な組換えは10%未満であった。またNBS1蛋白のN末およびC末側の欠失による相同組み換え修復の顕著な低下が示された。一方、N末およびC末側の欠失は、姉妹染色体間の相同組み換えに重要なコヒーシンSMC1とNBS1との結合、ならびにS期チェックポイントに必要なSMC1リン酸化の阻害をもたらした。一方、N末およびC末側の欠失は放射線照射後の高頻度の染色体異常を誘発することから、SMC1との結合ならびにそのリン酸化の異常がNBS細胞のチェックポイント異常と染色体不安定性の原因と思われる。また、NBS1は、上記の蛋白に加えて、BRCA1およびWRNなどの修復蛋白と放射線照射後に細胞内損傷部位で結合した。本研究では、NBS1およびその各種変異体クローンを用いて解析した結果、蛋白N末側のFHA/BRCTドメインの機能を中心に修復ネットワークならびにNBS/ATMの相同組み換えおよびチェックポイント機能に関する有用な知見が得られた。DNA損傷後のチェックポイント制御や修復に関わる蛋白の欠損がDNA損傷後のゲノム不安定性を誘発することが知られている。特に、両者の異常を呈するヒト疾患のA-T(A tacia telangiectasia)細胞、ATLD(A-T like disorder)細胞やNBS(Nijmegen Brreakage Syndrome)細胞ではゲノム不安定性が極めて大きく、電離放射線高感受性やS期チェックポイント異常など共通の性質を示す。これらの細胞で変異を起こしている蛋白、ATM、MRE11、NBS1は放射線照射後にNBS1蛋白C末側を介して細胞内で結合することが報告されている。本研究ではゲノム安定化に寄与する蛋白の機能を解析するために、MRE11およびATM結合領域を含むNBS
中枢神経細胞死における内因性活性酸素産生物質の役割

中枢神経変性疾患において特定の脳部位の神経細胞が変性・脱落を起こす原因の一つとして、内因性の神経毒性物質が脳内に高レベルで蓄積することが引き金となるケースが考えられる。申請者はトリプトファンの代謝過程で生成する3-ヒドロキシキヌレニン(3-HK)が培養線条体神経細胞に対して非常に低濃度で神経毒性を発揮することを報告した。本年度は3-HKの毒性発現におけるキサンチン酸化酵素の関与、および3-HKのNーmethyl-D-aspartate(NMDA)興奮毒性に対する影響について検討を行った。1.キサンチン酸化酵素の活性化を抑制するアプロチニン(セリンプロテアーゼ阻害薬)の作用について検討したところ、アプロチニンの同時適用によって培養線条体神経細胞に対する3-HKの毒性は顕著に抑制された。また無細胞系の溶液状態において3-HKが自動酸化によって過酸化水素を発生することを見い出した。この過酸化水素の発生速度は、キサンチン酸化酵素およびスーパーオキシドジスムターゼの添加によって増大したことから、細胞内においてはこれらの酵素が3-HKの自動酸化促進および毒性の発現に関与することが示唆された。2.切片培養を用いて中脳黒質ドパミンニューロンの生存に対する3-HKの影響を調べたところ、3-HK(3-10μM)はそれ自身ではドパミンニューロンに対して顕著な毒性を示さなかったが、NMDAと共添加すると興奮性神経毒性を増強する傾向が認められた。以上の結果は、3-HKが中枢神経変性疾患における病態形成に関与する可能性を支持し、また3-HKの毒性発現メカニズムの一端を明らかにした点で有意義な知見である。中枢神経変性疾患において特定の脳部位の神経細胞が変性・脱落を起こす原因の一つとして、内因性の神経毒性物質が脳内に蓄積することが引き金となるケースが考えられる。申請者は、トリプトファンの代謝過程で生成する中間産物である3-ヒドロキシキヌレニン(3-HK)が、非常に低濃度で神経毒性を発揮することを既に報告した。本研究では特に3-HKの毒性機序の解明を中心として、培養線条体細胞を用いて検討を行った。(1)3-HKと他のトリプトファン代謝中間産物との毒性の比較を行ったところ、3-HK以外に3-ヒドロキシアントラニル酸にも弱いながらも毒性が認められ、両化合物の共通構造であるo-アミノフェノール構造が毒性発現に重要であることが示唆された。また3-HKによる細胞死はタンパク質合成あるいはRNA合成の阻害薬によって抑制されること、核の凝集やDNAの断片化といったアポトーシスと一致する所見を呈することを明らかにした。さらに、3-HK毒性は過剰の中性アミノ酸の共添加によって抑制されることから、中性アミノ酸輸送体が3-HKの細胞内取り込みの主経路であることが推定された。(2)解糖系酵素GAPDHの阻害薬であるヨード酢酸を低濃度で同時適用したところ、3-HKの毒性が増強される傾向が認められた。いくつかの神経変性疾患においては脳内エネルギー代謝レベルが低下していることが知られており、3-HKが神経細胞に傷害を与えやすい状況になっていると推察される。以上の結果は3-HKが中枢神経変性疾患における病態形成に関与する可能性を更に支持するものである。