hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アクティビティ・ベースト・マネジメントに基づく高齢者のポケット褥瘡ケアの開発

最終年度の研究目的は2つある。まず1つは、前年度からの課題でもあるポケット部を清浄に保つためのカテーテルを用いたポケット内の創洗浄によってサイトカイン値に良い影響を及ぼすかを検証することである。そして、2つめは、洗浄の有無による治癒過程を比較し、さらにアクション・ベースト・コスティングを算出し、評価することである。方法は、まずポケットを有する褥瘡を対象にポケット内の創洗浄を行うことによって、4週間ごとにサイトカインの経時的変化を調査した。そして、洗浄の効果を評価するために、ポケットを有する褥瘡を対象を封筒法によって従来の洗浄方法群とポケット部を清浄に保つための洗浄方法群の2群に分け、1ヶ月間週に1回写真撮影をした。2群間における治癒過程に影響を及ぼす要因に差がないことを確認してから、ポケット面積の変化を比較し治癒過程を評価した。さらに、人件費と部材費をこの間調査し、アクション・ベースト・コスティングの手法を用い経済評価を行なった。なお、対象者からは、研究協力の承諾を得た。サイトカインの変化は、5部位のポケットを有する褥瘡で調査した。洗浄を開始すると1週間後より創傷治癒を促進させる成長因子のb-FGFとPDGFが増加した。褥瘡部ではポケット覆蓋部の肉芽組織が増殖しポケット覆蓋部と創底の肉芽組織との接着を認めた。次に洗浄の有無による治癒過程と経済評価の比較は、各群5名5部位の褥瘡を調査した。2群間における、年齢、ブレーデンスケールの得点、栄養状態、褥瘡の深達度と部位には差がなかった。ポケット面積は、有意な差はないが洗浄群の縮小面積が大であった。経済効果は、費用効果では洗浄群が高く、増分費用効果比は洗浄群が洗浄しない群に比べて効果大・費用大の象限に該当し効果ありと評価できた。以上より、ポケットを有する褥瘡は、ポケット内部もカテーテルを用いて洗浄することがサイトカインという分子生物学的視点から有効といえた。また、今回対象数は少ないが、この洗浄ケア手技は、ポ治癒過程を促進させ、かつ経済効果も高いことより、有効なケア技術の開発につながったといえる。初年度の研究目的は、ポケット形成の有無における褥瘡の治癒過程を創の状態と細菌とサイトカインという生理学的視点から違いを検証することである。さらに、これまでに抽出された治癒を遅延させる要因である失禁による創汚染、殿部皮膚のたるみを除去するという考案したケア介入の実施による生理学的視点の差異も検証した。方法は、全層損傷の褥瘡の浸出液中のサイトカインと細菌を4週間ごとに調査し、ポケット形成の有無及びケア内容における経時的変化を比較した。対象は、研究参加の同意が得られた65歳以上の全層損傷の褥瘡を保有する入院患者である。サイトカインは、褥瘡部にポリウレタンフィルムドレッシング材を貼付し、貯留した浸出液を検体とし測定した。創部の細菌はスワブ法にて採取した。創の治癒過程は、1週間ごとにDESIGNと創面積にて評価した。その結果、調査対象はポケット形成褥瘡8名8部位、ポケット形成のない褥瘡1名2部位であった。サイトカインでは、全検体からbFGFとPDGF-ABは検出されなかった。ポケツトの有無で比較すると、ポケットがあるとヒスタミンとIL-1αの炎症性サイトカインが有意に高値であった。治癒過程との関係からは、bFGFとTGF-β1が上昇すると創あるいはポケット面積が縮小していた。1例ではあるが、殿部皮膚のたるみを補正するケアを追加したところbFGFが上昇した。創部では、起炎菌は検出されなかった。以上より、全検体からbFGFとPDGF-ABが検出されなかったことより、全層損傷の褥瘡は線維芽細胞の増殖が遅延している状態が起こっているといえる。また、ポケツト褥瘡は、炎症性サイトカインが有意に高値であったことより炎症が遷延している可能性があり、bFGFとTGF-β1が上昇すると創面積が縮小していたことよりポケット褥瘡の治癒にはbFGFとTGF-βが多いに関係していると示唆された。今回1例ではあるが、ケア介入がサイトカイン値に影響を与えたことより、今後もサイトカインに注目して有効なケア方法を検証していく計画である。

サイトカインの変化は、5部位のポケットを有する褥瘡で調査した。洗浄を開始すると1週間後より創傷治癒を促進させる成長因子のb-FGFとPDGFが増加した。褥瘡部ではポケット覆蓋部の肉芽組織が増殖しポケット覆蓋部と創底の肉芽組織との接着を認めた。次に洗浄の有無による治癒過程と経済評価の比較は、各群5名5部位の褥瘡を調査した。2群間における、年齢、ブレーデンスケールの得点、栄養状態、褥瘡の深達度と部位には差がなかった。ポケット面積は、有意な差はないが洗浄群の縮小面積が大であった。経済効果は、費用効果では洗浄群が高く、増分費用効果比は洗浄群が洗浄しない群に比べて効果大・費用大の象限に該当し効果ありと評価できた。以上より、ポケットを有する褥瘡は、ポケット内部もカテーテルを用いて洗浄することがサイトカインという分子生物学的視点から有効といえた。また、今回対象数は少ないが、この洗浄ケア手技は、ポ治癒過程を促進させ、かつ経済効果も高いことより、有効なケア技術の開発につながったといえる。
マイクロ固相抽出(SPME)法による体液中乱用薬物の高感度検出法

フェンシクリジン(PCP)は幻覚剤の一種で、極めて低濃度で作用が発現するため、高感度検出法が必要とされる。我々は、既にSep-Pak C_<18>カートリッジによる固相抽出とガスクロマトグラフィ(GC)-表面電離検出器を組み合わせることにより、体液中のPCPを高感度に検出することに成功している。PCPは低融点のためマイクロ固相抽出(SPME)に適しており、我々はまず、体液中からのPCPの検出を試みた。SPMEには、膜厚100μmのポリジメチルシロキサンをコートしたファイバーを使用した。1mlのヒト尿あるいは全血に、5ないし25ngのPCPと、内部標準として100ngのジフェニルピラリンを添加したものをサンプルとして用いた。前処理として、全血の場合には、1mlサンプルに500μlの1M PCAを加え十分撹拌した後6,500rpmで10分間遠心し、除タンパクを行った。5mlのバイアルビンに、1mlの尿、あるいは、1mlの全血を除タンパクした上清を入れ、100μlの10M NaOH溶液と0.5gK_2CO_3を加えた後バイアルを密閉し、90°Cで10分間ピレヒートした。その後SPMホルダー針をバイアル瓶に挿入してSPMEファイバーを気相中に露出し、さらに30分間加熱し、薬物をファイバーに吸着させた。ファイバーを針内に格納した後、ホルダーをバイアル瓶から抜き取り、直ちにホルダー針をGC注入口に挿入し、ファイバーをGC内に露出して検出を開始した。検出器は表面電離検出器を用いた。注入口温度、検出器温度はそれぞれ、250°C、280°Cとし、カラム温度は150-300°Cとした。使用カラムはDB-1ミドルボアキャピラリーカラムを用いた。以上の条件下で、PCP及び内部標準のジフェニルピラリンはそれぞれ9.1分と11.0分に検出され、薬物のピークと重なる不純ピークは認められなかった。PCPの回収率は、全血で約10%、尿からは40-48%であり、内部標準の回収率もほぼ同様であった。検量線を作成したところ、尿においては0.5-100ng/ml、全血においては2.5-100ng/mlの領域で良好な直線性を示し、感度限界は尿で0.25ng/ml、全血で1.0ng/mlであり、尿からのPCPの検出については、我々の以前の報告に比べ、感度が約二倍に向上した。また、SPMEによる体液中からの覚醒剤の検出法は既に報告があるが、我々はファイバーをポリジメチルシロキサンから極性の高いポリジメチルシロキサン-ジビニルベンゼンファイバーを使用することにより、尿中からの覚醒剤の検出感度を大幅に向上させることにも成功した。以上SPME法は、体液中の乱用薬物の簡便かつ高感度の検出法として、法中毒学領域で広く用いられると思われる。

検量線を作成したところ、尿においては0.5-100ng/ml、全血においては2.5-100ng/mlの領域で良好な直線性を示し、感度限界は尿で0.25ng/ml、全血で1.0ng/mlであり、尿からのPCPの検出については、我々の以前の報告に比べ、感度が約二倍に向上した。また、SPMEによる体液中からの覚醒剤の検出法は既に報告があるが、我々はファイバーをポリジメチルシロキサンから極性の高いポリジメチルシロキサン-ジビニルベンゼンファイバーを使用することにより、尿中からの覚醒剤の検出感度を大幅に向上させることにも成功した。以上SPME法は、体液中の乱用薬物の簡便かつ高感度の検出法として、法中毒学領域で広く用いられると思われる。
京都府野田川流域のつつがむし病患者発生地における媒介種の分布構造の変動

昨年度にひき続き、京都府北部の野田川流域のつつがむし病患者発生地で、本病の媒介種の検索と地表面におけるツツガムシの分布構造を調べた。今年度も、この地域からは本病患者は出なかったが、野鼠とそれに寄生しているツツガムシ類、および地表面に生息している未吸着幼虫からリケッチアの検出と分離を試みた。媒介種の検索としては、つつがむし病患者発生地(野田川流域)でアカネズミ3頭、ハタネズミ3頭の合計6頭が捕獲された。このうちアカネズミ3頭とハタネズミ3頭からマウス接種法により、リケッチアの分離を試みた結果、すべてからリケッチが分離された。PCR法により、リケッチアの型別を判定したところ、すべてがGilliam型であった。一方、これらの野鼠に寄生していた4属5種1896個体のツツガムシからマウス接種法によりリケッチアの検出を行った結果、フトゲツツガムシを接種した群からのみリケッチアが検出された。このリケッチアの型別はPCRでの結果と同様にGilliam型であった。以上のことから、この地域でのツツガムシ病媒介種はフトゲツツガムシと考えらた。なおこの数年間はフトゲツツガムシ以外のツツガムシからはリケッチアは分離も検出もされていない。一方、リケッチア保有ツツガムシ(未吸着幼虫)の微小浸淫地点の地表分布を調べた。士壌はあらかじめ選定された調査地点(1区域40地点(40cm間隔)で8区域、1回の調査で、およそ100kgを採取し、その中の未吸着幼虫をツルグレン装置を用いて採集した。今回の調査では、3属5種756個体が採集され、その大半はL.intermedium (68.6%)とL.pallidum (25.3%)が占めていた。リケッチアはL.pallidum 12.6%(24/191)からのみ検出され、モノクローナル抗体での反応はGilliam型であった。以上のことから、この地域でのツツガムシ病媒介種はフトゲツツガムシと考えられた。昨年と比較してみると、患者は出なかったものの、リケッチアを保有するフトゲツツガムシは相変わらず高い割合で棲息していた。しかしツツガムシの種構成は昨年度もそうであったように、次第にアラトツツガムシが優占種になりつつあるように感じられた。これが事実であるなら、有毒地が無毒地に変化する要因が、経卵伝播率とあわせて、種構成の変遷に基ずくことも一つの理由に挙げることができよう。そして、必ずや1995年当時のようなネズミの異常発生と、それに付随するツツガムシの増加に呼応するように、つつがむし病患者発生の再興が不幸にして起こることが予想される。その意味で、今後も継続して調査する必要がある。

これが事実であるなら、有毒地が無毒地に変化する要因が、経卵伝播率とあわせて、種構成の変遷に基ずくことも一つの理由に挙げることができよう。そして、必ずや1995年当時のようなネズミの異常発生と、それに付随するツツガムシの増加に呼応するように、つつがむし病患者発生の再興が不幸にして起こることが予想される。その意味で、今後も継続して調査する必要がある。
新規糖尿病微小血管障害発症機序とその治療標的としての有用性に関する病理学的研究

微小血管の構造的安定性は正常な血管生理機能維持にとって重要である。糖尿病では、その微小血管構造が障害を受けるとされている。本研究では、血管構造維持に必須の受容体タンパク質(Tie)が糖尿病病態下では特定のタンパク分解酵素(MMP-14)により分解され、その結果微小血管の構築の異常とそれに伴う機能低下を引き起す可能性を示唆した。今後、糖尿病とMMP-14活性との相互関係の科学的詳細を検討する事は、糖尿病治療における治療標的としての有用性を具体化する観点から意義があると考える。本研究において着目し、血管の安定性に極めて重要な役割を果たすTie-2受容体に関し、これまで我々は、血管内皮細胞に発現するTie-2が可溶型に変換されること、PMAの刺激でTie-2可溶型変換が促進されることを明らかにしてきた。本研究課題は、このTie-2可溶型変換と糖尿病微小血管障害の病態発症・進展との関与を明らかにすることであるが、そのためには、細胞レベルでのTie-2可溶型変換分子メカニズムを明らかにすることが重要である。本年度は、このメカニズム解明に重点を置いた研究を遂行し、次の結果を得た。1.Tie-2の可溶型には主に75kDaのものと115kDaの二つタイプが存在すること、2.PMAは75kDaのタイプの可溶型変換促進に関与すること、3.PMAによる75kDaTie-2可溶型変換はPKCのシグナルにより促進されること、4.PKCを構成するアイソホームの中でも、特にPKC-epsilonの活性が75kDaTie-2可溶型変換に重要であること、5. 115kDaTie-2の可溶型変換は、炎症性サイトカインであるTNF-αにより促進されること、6. 75kDaのTie-2可溶型変換に主として関与する膜型プロテアーゼはMMP-14であり、115kDaTie-2可溶型変換に主として関与するプロテアーゼはADAM9であること、などを明らかにした。変換メカニズムが異なる二種類のTie-2可溶型の存在を明らかにしたことは、本年度における一番の成果である。しかし、このことは予期していなかったことであり、今後は、なぜ二つの可溶型変換メカニズムが存在するのかという、その生物学的意義を明らかにしていくことが、最終的な目標である糖尿病病態との関連性を明らかする上で重要であると考える。平成23年度は、平成22年度に明らかにしたTie-2可溶型変換機構とそれにより産隼される分子量の異なる二種類の可溶型Tie-2{115kDaの可溶型(115-sTie-2),115kDaの可溶型(75-sTie-2)に関し、その病態生物学的意義を中心に研究を行った。その結果、正常マウスの大腿筋肉を含む各主要臓器には主として115-sTie-2が存在し、その発現程度は臓器により異なり、腎臓、肺に高い事が明らかとなった。一方、血中には115-sTie-2と75-sTie-2の双方が同程度存在する事が明らかとなった。血中に存在する75-sTie-2がいかなる臓器で産生されるかは同定出来ておらず現在解析中である。また、STZ誘発糖尿病マウスを用いた検討では、コントロールマウスと比較して大腿筋肉中の可溶型Tie-2の発現状況、つまり濃度や可溶型のタイプに特段の差を認めなかった。一方、ヒト硝子体液中の可溶型Tie-2は、糖尿病の初期病変である黄斑浮腫あるいは進行病変である糖尿病増殖性網膜症の罹患患者において非罹患患者と比較し有意にその濃度が高い事、発現亢進している可溶型は115-sTie-2と75-sTie-2の双方であることが明らかになった。しかしながら、このヒト硝子体液中の可溶型Tie-2発現亢進は、血管透過性亢進による血漿中の可溶型Tie-2が硝子体液中に漏れでた結果である可能性があり、血管内皮細胞が発現する全長Tie-2が可溶型に変換された結果生じるものかどうかは動物モデルでの検討が必要である。今後はSTZ誘発糖尿病マウスやob/obマウスにおける病的状態誘導時(例えば虚血下肢や網膜症誘導時)における可溶型Tie-2の発現状況や全長Tie-2の発現状況の検討が必要と考えられた。また、近年血管内皮細胞が発現するTie-1のAng-1/Tie-2システム機能修飾の報告がなされている。このTie-1はPKCシグナル依存性に可溶型に変換されることも知られている。よって、Tie-2の可溶型変換に加え、Tie-1の可溶型変換機構とAng-1/Tie-

2システム機能への影響に関する検討も必要であると考えた。平成24年度は、血管安定性制御に重要な役割を果たすAngiopoietin (Ang)/Tieシステムにおいて、未だリガントガ同定されていないチロシン型受容体Tie-1に関し、主としてTie-1可溶型変換機構に着目して解析した。血管内皮細胞が発現するTie-1はwestern blotにおいてグリコしレーションの違いにより分子量の異なる二つのバンド(high molecular Tie-1/HM-Tie-1, low molecular Tie-1/LM-Tie-1)として認識される。VEGF-AやPMAによりPKCが活性化されると、HM-Tie-1のみ可溶型に変換される事が明らかになった。また、Tie-1はTie-2と細胞外ドメインを介し複合体を形成する事が知られているが、この複合体形成に関与するTie-1はHM-Tie-1のみであり、VEGF-AやPMAで活性化された血管内皮細胞では、HM-Tie-1の可溶型変換に伴い、Tie-2との複合体形成が阻害されることを見いだした。一方Ang-1によるTie-2を介したTie-1 transactivationは、VEGF-AやPMAで活性化された血管内皮細胞(Tie-1, Tie-2複合体形成が阻害された状態)においても誘導されることが確認され、このtransactivationに複合体は必要ない事が明らかとなった。加えて、in vitroにおいて血管内皮細胞が発現するTie-1をノックダウンすると、VEGF-A依存性ERK1/2活性化が亢進されるという新たな知見を見いだした。このことは、Tie-1がVEGF-A/VEGFR2システムを負に制御していることを示唆する。今後はTie-1に関する生化学的知見をさらに深めると共に、それら知見を統合する事によりTie-1の病態生理学的役割を明らかにする研究へと発展させなければならない。培養系におけるTie-2可溶型変換の分子機構はおおむねその全貌が明らかとなったことは計画通りに研究が進行していると考える。一方、その可溶型変換機構の複雑性も相まって、培養系で認められた分子機構と糖尿病病態との関連性が未だはっきりしていない現状がある。今後、高血糖状態を背景とした種々の病態モデルを用いた検証が必要となり、作業仮説に対するin vivoも含めた研究結果が出そろうにはそれなりの時間を費やすと考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の研究計画は、糖尿病病態とTie-2可溶型変換機構との関連性に注目したものであるが、Ang-1/Tie-2 system機能に影響を与え、かつ受容体可溶型変換に関与する因子としてTie-1がある。このTie-1はTie-2と細胞外ドメインを介してTie-2と複合体を形成し、Tie-2機能を修飾する事や、PKC依存性に可溶型に変換される事が報告されている。そこで、本研究の目的からして、糖尿病病態とTie-1との関連性を解析する事は必須であると考え、今後研究計画に盛り込んで行きたいと考えている。その事により、特にin vivoの実験のデータ解釈に厚みが増し、Ang-1/Tie-2 systemと糖尿病病態との関連性がより明確になる可能性がある。
新規クローン病特異的抗体の対応抗原を探索する

現在、クローン病の診断を行うためには内視鏡検査が重要であるが、高侵襲のため、より簡便で侵襲の少ない診断法の確立が期待されている。これまでに我々は、ACP353という自己抗体がクローン病の患者さんに特異的に増加していることを見出した。もしもACP353が認識している抗原がわかればクローン病の血液診断が可能となり、さらにクローン病の原因の解明や新たな治療法の開発に繋げることができる。この研究では、ACP353が認識している抗原を決定し、それをもとにクローン病の血液診断の測定法を確立する。次に、ACP353が認識している抗原がクローン病の原因に関係しているかを検討する。
インタラクティブ・メディアを利用した知識創造過程の研究

本研究の目的は,小学生がインタラクティブ・メディアを利用した知識創造を行う際の,1)個人内での知識変容,2)個人間での知識伝播,3)協同による知識創造について,総合的に理解し,知識創造過程をモデリングすることにある.これらの目的を実現するために,短期間かつ単発のトライアルではなく,より長期にわたり,同一の子どもたちを対象とした実証実験を行い,データ収集を必要がある.そこで,平成17年度に,実証実験システムの開発と約3ヶ月にわたる知識創造実証実験を実施した.平成18年度は,それらの結果の整理と知識創造過程のモデリングを行った.実証実験システムとして,CMS (Contents Management System)の1つであるXoopsをプラットフォームに利用し,インタラクティブ・メディア,掲示板,プログ,ニュースなどのサービスを統合し,インターネット環境から利用できるXooPOCを開発した.実証実験は(財)大阪市青少年活動協会の協力を得て,小学生5略年生を対象とする主催事業「ジュニアデジタルクラブ」内で実施された.参加者児童け周に2庶焦主り,グループでさ生ざさか酌耕活動夕行い,その際の自分たちの体齢や威相.取材によって得た知識を個人ごとに取材メモとしてまとめた.また,それらをグループで共有し,番組という形に編集して発表し,相亙に批評しあった.本実証実験を通じて,インタラクティブ・メディアを利用した知識創造の場において,どのようなコミュニケーションが行われ,結果として,それらがいかに知識創造に結びつくかに関して,子どもたちの毎回の作業の様子(作業風景とPC画面)を録画したビデオデータ,メディア利用状況を示すサーバログ,作成される取材メモと番組アンケートなどのデータを収集した.これらの結果を分析した結果について,成果発表を行った.本研究の目的は,小学生がインタラクティブ・メディアを利用した知識創造を行う際の,1)個入内での知識変容,2)個人間での知識伝播,3)協同による知識創造について,総合的に理解し,知識創造過程をモデリングすることにある.これらの目的を実現するために,短期間かつ単発のトライアルではなく,より長期にわたり,同一の子どもたちを対象とした実証実験が必要である.そこで,本年度は実証実験システムの開発と約3ケ月にわたる知識創造実証実験を実施した.実証実験システムの開発として,CMS (Contents Management System)の1つであるXoopsをプラットフォームに利用し,そこでインタラクティブ・メディア,掲示板,ブログ,ニュースなどのサービスを統合し,インターネット環境から利用できるXooPOCを開発した.実証実験は(財)大阪市青少年活動協会の協力を得て,小学生5-6年生を対象とする主催事業「ジュニアデジタルクラブ」内で実施された.参加者児童は月に2度集まり,グループでさまざまな取材活動を行い,その際の自分たちの体験や感想,取材によって得た知識を個人ごとに取材メモとしてまとめた.また,それらをグループで共有し,番組という形に編集して発表し,相互に批評しあった.本実証実験を通じて,インタラクティブ・メディアを利用した知識創造の場において,どのようなコミュニケーションが行われ,結果として,それらがいかに知識創造に結びつくかに関して,子どもたちの毎回の作業の様子(作業風景とPC画面)を録画したビデオデータ,メディア利用状況を示すサーバログ,作成される取材メモと番組,アンケートなどのデータを収集した.次年度はこれらの結果の整理,分析を行い,知識創造過程のモデリングを行う予定である.本研究の目的は,小学生がインタラクティブ・メディアを利用した知識創造を行う際の,1)個人内での知識変容,2)個人間での知識伝播,3)協同による知識創造について,総合的に理解し,知識創造過程をモデリングすることにある.これらの目的を実現するために,短期間かつ単発のトライアルではなく,より長期にわたり,同一の子どもたちを対象とした実証実験を行い,データ収集を必要がある.そこで,平成17年度に,実証実験システムの開発と約3ヶ月にわたる知識創造実証実験を実施した.平成18年度は,それらの結果の整理と知識創造過程のモデリングを行った.実証実験システムとして,CMS (Contents Management System)の1つであるXoopsをプラットフォームに利用し,インタラクティブ・メディア,掲示板,プログ,ニュースなどのサービスを統合し,インターネット環境から利用できるXooPOCを開発した.実証実験は(財)大阪市青少年活動協会の協力を得て,小学生5略年生を対象とする主催事業「ジュニアデジタルクラブ」内で実施された.参加者児童け周に2庶焦主り,グループでさ生ざさか酌耕活動夕行い,その際の自分たちの体齢や威相.取材によって得た知識を個人ごとに取材メモとしてまとめた.また,それらをグループで共有し,番組という形に編集して発表し,相亙に批評しあった.本実証実験を通じて,インタラクティブ・メディアを利用した知識創造の場において,どのようなコミュニケーションが行われ,結果として,それらがいかに知識創造に結びつくかに関して,子どもたちの毎回の作業の様子(作業風景とPC画面)を録画したビデオデータ,メディア利用状況を示すサーバログ,作成される取材メモと番組アンケートなどのデータを収集した.これらの結果を分析した結果について,成果発表を行った.
細胞増殖・分化を制御する細胞周期関連遺伝子とインテグリン糖蛋白分子ネイシン

(1)白血病細胞株JOSK-IのTGF-βによる増殖抑制は、細胞周期late G1期で増殖が停止するためであり、S又はG2/M期では増殖抑制を受けない。このlate G1期増殖停止は網膜芽腫遺伝子産物(Rb)の非リン酸化型が蓄積しDNA合成が抑制されるためである。Rbキナーゼは未同定であるが、cdc2遺伝子産物がRbリン酸化に深く関与していることが示唆される。TGF-βはcdc2 mRNA及び蛋白レベルには影響しないが、cdc2の翻訳速度及びキナーゼ活性を抑制する。従って、TGF-βによる細胞増殖抑制は、Rbリン酸化抑制と連関しており、これはTGF-βによるcdc2キナーゼ活性阻害を介していると示唆される。cdc2遺伝子発現は骨髄未分化細胞では認められるが、分化に伴って消失し、末梢血中の機能細胞(リンパ球、顆粒球、単球)では見られなかった。リンパ球を刺激するとcdc2 mRNAの再発現が誘導されるが、顆粒球、単球では発現は認められなかった。クロマチン構造変化は血液細胞のcdc2の発現においては認められなかった。さらに、cdc2遺伝子ヌクレオチド配列-117-124にE2F結合部位、-106-112と-159-165にRB Control Elementの存在が観察された。cdc2の発現誘導に比例してE2Fの結合が認められ、E2F mRNAの発現もcdc2 mRNAの発現と比例していた。(2)細胞外マトリックス(ECM)糖蛋白テネイシン(TN)は、一般に間質細胞-上皮細胞相互作用のもとに発現されるが、器官形成や癌化に伴っても発現される。In Vitro培養系で正常肝細胞(上皮系)由来の細胞株ではTN産生が全く見られない。しかしヌードマウスに移植すると、全ての移植上皮系細胞株近傍のマウス間質組織にTN産生が認められる。移植後、上皮系細胞自身はTNを産生しないので、これは上皮系細胞による間質におけるTN産生誘導を意味する。移植後、肝癌を含めた全ての上皮系細胞はTNを産生しないが、非上皮系細胞はTNを顕著に産生するようになる。このことはIn Vitro系とIn Vivo系との相互変換において、TN産生スイッチが変換することを示唆している。In VitroでTN非産生性の上皮系由来細胞株A431、HEp-2において、In Vivo移植後、腫瘍組織周囲マウス間質由来TNのみならず、腫瘍細胞自身にTN発現誘導が認められる。In Vitro実験系より、TN自己産生誘導には増殖因子(TGF-β1、TGF-β2、EGF)が媒介液性因子として作用し、これらが形態変化誘導能を有するという事実から、癌細胞増殖過程でのTN自己発現誘導における周囲間質由来増殖因子の関与が示唆された。

In Vitro実験系より、TN自己産生誘導には増殖因子(TGF-β1、TGF-β2、EGF)が媒介液性因子として作用し、これらが形態変化誘導能を有するという事実から、癌細胞増殖過程でのTN自己発現誘導における周囲間質由来増殖因子の関与が示唆された。(1)我々が樹立したヒト単球性白血病細胞株JOSK-IはTGF-βによって増殖抑制を受ける。これは細胞周期のlate G1期で増殖が停止するためであり、S又はG2/M期ではJOSK-I細胞は増殖抑制を受けない。このlate G1期増殖停止は、網膜芽腫遺伝子産物Rbの非リン酸化型が蓄積しDNA合成が抑制されるためである。これに対し、アフィディコリンはG1/S期停止を起こすが、Rbのリン酸化抑制はTGF-βに比べ非常に弱い。分化誘導剤ホルボールエステルTPAもRbリン酸化を抑制するが、これは分化誘導の結果、細胞周期が停止したためと考えられる。Rbキナーゼは未同定であるが、cdc2遺伝子産物がRbリン酸化に深く関与していることが示唆される。JOSK-I細胞においてTGF-βはcdc2mRNA及び蛋白レベルには影響しないが、cdc2の翻訳速度及びキナーゼ活性を抑制する。従って、TGF-βによる細胞増殖抑制はRbリン酸化抑制(非リン酸化型の蓄積)とリンクしており、これはTGF-βによるcdc2キナーゼ活性阻害を介していると示唆される。(2)6本鎖構造の糖蛋白テネイシン(細胞外マトリックスECM)は、一般に間質細胞-上皮細胞相互作用のもとに発現されるが、器官形成や癌化に伴っても発現されることがある。in vitro培養系でラット腹水肝癌(上皮系)並びに肉腫(非上皮系)由来の一部の細胞株では、分子量220kDのテネイシンの産生が見られるが、正常肝細胞(上皮系)由来の細胞株では産生が全く見られない。しかしヌードマウスに移植すると、全ての移植上皮系細胞株近傍のマウス間質組織にテネイシン産生が認められる。移植後、上皮系細胞自身はテネイシンを産生しないので、この現象は上皮系細胞による間質テネイシン産生誘導を意味する。移植後、肝癌を含めた全ての上皮系細胞はテネイシンを産生しないが、非上皮系細胞はテネイシンを顕著に産生するようになる。このことはin viro系とin vivo系との相互変換において、テネイシン産生のスイッチが変換することを示唆する。本年度は以下の研究成果を得た:【.encircled1.】細胞周期関連遺伝子cdc2の発現は骨髄未分化血液細胞では認められるが、分化に伴って消失し、抹消血中の機能細胞(リンパ球、顆粒球、単球)では見られい。リンパ球をMitogenにて刺激するとcdc2 mRNAの再発現が誘導されるが、顆粒球、単球ではその発現は認められない。クロマチン構造変化は、血液細胞のcdc2発現においては認められなかった。cdc2遺伝子発現調節領域の-117124にE2F結合部位、-106-112、-159-165にRB Contrpl Elementの存在が観察される。この両者に含まれる部分をProbeとして、Gel-shift Assayを行うと、血液細胞の増殖に伴うcdc2の発現誘導に比例して、E2Fの結合が認められた。E2F mRNAの発現もcdc2 mRNAの発現と比例していた。白血病症例では51例中21例にcdc2発現が認められ、細胞の増殖動態と比例していたが、遺伝子構造異常は1例にも観察されなかった。
蛋白質脱リン酸化酵素遺伝子群のヒトがんにおける異常及び遺伝子多型の解析

近年、PTEN、PPP2R1Bという2つの蛋白質脱リン酸化酵素(PP)遺伝子のヒトがん細胞における失活変異が報告され、PPを介した細胞内情報伝達の異常ががん化に関与していることが明らかになりつつある。また、PTEN、PPP2R1Bの遺伝子多型と発がん感受性の関わりも示されている。Protein Phosphatase1(PP1)は細胞周期の調節、グリコーゲン代謝、RNAスプライシングなど多様な細胞内プロセスの調節に関わり、また、PP1の阻害剤は発がん物質として働くことが知られている。従って、PP1遺伝子群の異常はがんの発生・進展に、遺伝子多型は発がん感受性に関わることが予想される。本研究では、PP1遺伝子群のヒトがんにおけるゲノム異常、発現異常の検索、遺伝子多型の同定を行い、以下の諸点を明らかにした。1.PPP1R3[PP1調節サブユニット3]遺伝子の変異が大腸がん、卵巣がん手術検体、白血病・リンパ腫細胞株の一部で生じていることを明らかにした。また、PP1調節サブユニット遺伝子PPP1R5、PPP1R7、PPP1R8も肺がん、大腸がんの一部で変異していることを明らかにした。また、一部のがん細胞では、PPP1R1A、PPP1R5遺伝子の発現が消失していることを見い出した。以上の結果より、PP1調節サブユニット遺伝子群の変異、発現消失により、ヒトがん細胞ではPP1による細胞内情報伝達系に異常が生じていることが示唆された。2.PPP1R3遺伝子の新規一塩基置換多型(SNP)を5種同定し、PPP1R3は少なくとも10種のアミノ酸置換を伴うSNPが存在する多型性の高い遺伝子であることを明らかにした。
森林再生のための浸食防止と樹林形成資材の開発・利用に関する研究

荒廃地の森林再生用資材として開発したポリエステル繊維ランダムウェバ-を主な素材とする被覆資材の浸食防止効果とこれに組み込む菌根菌(コツブタケ)および木本植物等の利用方法を検討するため、モデル斜面と現実のり面でアカマツおよびクロマツの種子と苗木を用いて、浸食や生育におよぼす影響を5年間にわたって調査した。被覆資材の土壌浸食防止効果は非常に高く、自然降雨および人工降雨ではまったく土砂流出は認められなかった。また、土壌環境を改善し土壌化を促進させるのに有効であることが確認された。アカマツ種子播種後、コツブタケの胞子を散布し、被覆資材を施用した試験区では、対照区に比べ根元直径、苗長に差が認められた。また、掘り取り調査の結果、コツブタケ(PT)に感染したアカマツと非感染のアカマツとの間には、根元直径、苗長および根量等に明らかな相違が認められた。被覆資材にアカマツ種子を組み込んだ愛媛大学演習林の試験地の成長量は対照区に比べ、根元直径および苗長に著しい差が認められた。また、被覆資材区と対照区との間には根系の発達形態に明らかな相違が認められた。被覆資材を滋賀県大津市の田上山でクロマツ植栽後6年を経過した場所に張り付けたところ、5年間で根本直径および樹高成長が対照区比べ、66494%の増加を示した。被覆資材を張り付けた後、2年生のクロマツ苗木を植栽した桜島の野尻川試験地では亜硫酸ガスに対して強い耐性を示した。以上のことから、被覆資材の土壌浸食防止効果は高く、さらにコツブタケ(PT)を併用すると樹木の根元直径、樹高成長および物質生産量に及ぼす効果が非常に大きいものと考えられた。また、火山性の荒廃地においては亜硫酸ガスに対して強い耐性を示し、これらは荒廃地等の森林再生に有効であると推察された。ポリエステル繊維ランダムウェバ-を主な素材とする被覆資材への土壌・肥料、菌根菌および木本植物の組み込みの条件は、小面積および大面積施工、木本植物の種子の大きさ、施工地の地形・地質に大きく影響されることが明らかとなった。春の成長開始前にマサ土を利用したモデル斜面に外生菌根菌としてナガエノコツブタケの胞子をアカマツの播種と同時に接種し、その上を被覆資材で覆い実験を開始した。秋の成長休止期における掘り取り調査の結果、アカマツ感染個体のバイオマス量は、地上部・地下部ともに非感染の個体より30100%程度大きな値を示した。また、設定した花崗岩の風化土壌であるマサ土は心土であり、外生菌根菌の初期侵入は困難と考えていたが、このようなところでも、本菌によるアカマツへの接種は効果的であった。アカマツの根系でナガエノコツブタケの胞子を接種しても初期感染を受けない場合は、時間が経過しても感染がみられず、アカマツの生育が改善されない。このような場合には生育途中で感染可能な他の外生菌根菌に注目する必要性が認められた。また、被覆資材をモデル斜面および現地斜面に張り付けた場合、1時間最大降雨量150mm程度の降雨では、侵食はまったく認められず、被覆資材の土壌侵食防止効果は非常に高いことが明らかとなった。さらに、被覆資材を土壌表面に張り付けることによって、土壌表面の温湿度の変化は少なくなり、また、土壌水分が増大傾向を示した。これらの結果は、生育基盤の基をなす土壌化を促進させるとともに、植生の生育にもプラスに作用したもとの考えられた。

ポリエステル繊維ランダムウェバ-を主な素材とする被覆資材への土壌・肥料および木本植物の組み込みの条件は、木本植物の種子の大きさおよび発芽率、施工地の地形・地質、施工地の面積の大小に大きく影響されることが明かとなったので、今後はそれぞれに対応した組み込み方法を具体的に検討しなければならない。菌根菌の組み込みとしては、播種の場合には土壌面のナガエノコツブタケの胞子を散布後、被覆資材で覆う方法が、苗木の場合には、根系にナガエノコツブタケの胞子をまぶして植栽後、苗木の周辺を被覆資材で覆う方法が作業能率が高く、しかも感染率も高くて簡便な方法であった。被覆資材の土壌侵食防止効果は非常に高く、自然降雨ではまったく土砂流出は認められなかった。人工降雨を用いた実験でも時間降雨量150mmまでの降雨では土壌侵食が発生しなかった。また、被覆資材を張り付けることによって、裸地面に比べ、日中と夜間の土壌表面温度の差が少なくなり、土壌水分も高くなった。さらに、土壌化が裸地面に比べ、23倍のスピードで急速に進行した。アカマツ、クロマツ等の樹木の成長も被覆資材を張り付けることによって著しく促進された。モデル斜面および3地域の現地斜面共に、胸高直径および樹高への影響が大きかった。効果は気象および土壌条件に関係なく認められた。また、持続効果も確認された。さらに、火山性の荒廃地では亜硫酸ガスに対して、強い抵抗力を示し、亜硫酸ガスによる枯損率が著しく減少した。これらのことから、被覆資材は、侵食防止と樹木の成長に有効であり、森林再生のための画期的な材料であると考えられた。
対称空間の幾何学的理論と応用

長野は対称空間の幾何学的理論の総括の一形式として,理論に基づきtwistor空間,階別リ-空間などの分類を与える2層束を構成し,また微小部分多様体に応用した.その後コンパクト対称空間のSignatureおよび部分空間の自己交差の研究に成果をあげつつある.金行は4論文を書いた.根系の符号と階別リー環との関係を明らかにし,因果構造を位置づけた.対称R空間の各接空間中に錐を与える自然な場を発見しその自己同型群を決定した;Liouvilleの定理の拡張を得た.symplectic多様体に二つの横断的葉層が存在するものを研究してきたが,今年はそれが自己同型群であるコンパクトリー群が推移的であるためには偶数次元トーラスであることを証明した.第1種階別リー環の随伴群の自然な部分群の作用から,軌道分解の問題が起こる(古典的にはSylvesterの慣性律が例)が,それを解決した;開軌道の記述をJordan3項積を使って行った.加藤はMaskitの定理が複素3次元の場合にも成立することを示した;射影空間中の稠密で直線を含む領域が被覆するコンパクト複素多様体が二つあればその連結和もこの条件を満たす.長友には発表ずみ,および発表予定論文が3篇,投稿中のも3篇ある.正のスカラ曲率のコンパクト4元数ケーラー多様体上の反自己双対束にDirac型の作用素を定義し,その解空間とtwistor空間上の層係数コホモロジーとの対応を確立した(Penrose変換).それから消滅定理を導出した.これを使って,4元数射影空間上の反自己双対束であるインスタントンの構成と分類とにmonad構成法を適用するのに成功した.さらに4元数ケーラーである複素グラスマン多様体上の反自己双対束であるインスタントンを定義して同様に構成と分類とを行った.表現論とmonad構成法との間の関係を確立して,一般な4元数ケーラー対称空間上の反自己双対束を構成しmuduliを記述した.長野は対称空間の幾何学的理論の総括の一形式として,理論に基づきtwistor空間,階別リ-空間などの分類を与える2層束を構成し,また微小部分多様体に応用した.その後コンパクト対称空間のSignatureおよび部分空間の自己交差の研究に成果をあげつつある.金行は4論文を書いた.根系の符号と階別リー環との関係を明らかにし,因果構造を位置づけた.対称R空間の各接空間中に錐を与える自然な場を発見しその自己同型群を決定した;Liouvilleの定理の拡張を得た.symplectic多様体に二つの横断的葉層が存在するものを研究してきたが,今年はそれが自己同型群であるコンパクトリー群が推移的であるためには偶数次元トーラスであることを証明した.第1種階別リー環の随伴群の自然な部分群の作用から,軌道分解の問題が起こる(古典的にはSylvesterの慣性律が例)が,それを解決した;開軌道の記述をJordan3項積を使って行った.加藤はMaskitの定理が複素3次元の場合にも成立することを示した;射影空間中の稠密で直線を含む領域が被覆するコンパクト複素多様体が二つあればその連結和もこの条件を満たす.長友には発表ずみ,および発表予定論文が3篇,投稿中のも3篇ある.正のスカラ曲率のコンパクト4元数ケーラー多様体上の反自己双対束にDirac型の作用素を定義し,その解空間とtwistor空間上の層係数コホモロジーとの対応を確立した(Penrose変換).それから消滅定理を導出した.これを使って,4元数射影空間上の反自己双対束であるインスタントンの構成と分類とにmonad構成法を適用するのに成功した.さらに4元数ケーラーである複素グラスマン多様体上の反自己双対束であるインスタントンを定義して同様に構成と分類とを行った.表現論とmonad構成法との間の関係を確立して,一般な4元数ケーラー対称空間上の反自己双対束を構成しmuduliを記述した.
大気圧プラズマ支援ＣＶＤによるナノカーボン材料創製技術の最適化に関する基礎的研究

ナノカーボン材料の創製技術であるプラズマCVDにおいて、産業界からの要請の強い高速な成膜技術確立のために、化学反応性の高いラジカルを高密度に生成できる大気圧プラズマに着目し、炭化水素ガス下での大気圧プラズマ生成が可能かをシミュレーションにより検討した。その結果、大気圧炭化水素ガスで均一なプラズマ生成には、例えば、希釈ガスに熱伝導率の高いヘリウムを大量に導入し炭化水素ガスを少量混合する等の工夫を必要であることが明らかとなった。当該年度(平成24年度)では、前年度構築ならびに検証済みの放電プラズマモデルを用い、これまでカーボンナノチューブやダイヤモンドライクカーボン薄膜創製時に多く利用されている低気圧・高周波条件下でのメタンプラズマのシミュレーションを行い、実際の実験で設定される実験外部パラメータ(入力電力密度、ガス圧力、流量など)をパラメータに、メタンプラズマ基礎特性に及ぼす影響を調査した。その結果を以下にまとめる。(1)低気圧高周波CH4プラズマ中に存在する中性粒子の組成を解析した結果、原料ガスであるCH4以外の非ラジカル種(C2H4、H2、C3H8、C2H2、C2H6など)が無視し得ないほどに高密度でに存在する。このことは、原料ガス(CH4)がプラズマ空間へ導入されたとしても原料ガスが本プラズマ中で最も高密度な炭化水素ガス種と必ずしもならないことを示唆している。したがって、ラジカルやプラズマ形成などに大きな影響を及ぼす本プラズマ中の電子エネルギー分布は、炭化水素系ガスを原料ガスとした場合には原料ガスのみとの電子衝突では決定されず、原料ガスと主要な数多くのラジカル種や非ラジカル種からなる炭化水素系混合ガスとの電子衝突で決定される。(2)DLC超高速成膜に必要あるいは有効とされる高ガス圧力化と高入力電力密度化、およびそれらに伴うガス流量の増加がプラズマ気相反応に与える影響を、基板へ入射する炭素フラックス比(含有炭素数の重みを考慮した、基板へ入射するラジカルおよびイオンフラックスの比)の観点から検討した。高入力電力密度化に伴って、入射炭素フラックス比の大幅な増加が見られた。一方、高ガス圧力化と高ガス流量化に伴って、入射炭素フラックス比が減少する傾向が見られた。本結果から、ガス圧力の増加とガス流量の増加がDLC膜の軟質化に繋がる可能性があることが示唆された。当該年度(平成25年度)においては,前年度行ったナノカーボン材料創製用低気圧ハイドロカーボンプラズマのシミュレーションから得られた知見を活かし,大気圧ハイドロカーボンプラズマに適用すべく検討を行った.具体的には,大気圧ハイドロカーボンプラズマのモデル構築のために必須である本プラズマ中での粒子種や化学反応過程,そしてこれら粒子種の輸送係数などを、本プラズマに関する既発表論文などを調査し正確に計算可能な基礎データの取得に努めた.その上で,既存のシミュレーションコードに反映させ,各種プラズマ生成条件(入力電力密度,駆動周波数,流量,容器サイズ)の観点から本プラズマの基礎特性を調査した.その結果,大気圧という高ガス圧力であるがゆえに,ナノカーボン材料創製時に要請される「均一なプラズマ生成」が,ハイドロカーボンガスのみでは実現が困難であることがわかった.これは,ハイドロカーボンガスのみでの放電における電子生成がある電子温度(換算電界)において急激に起こるという性質と,放電時のガス温度上昇が先の急激な電子生成を助長するように働くからであることが調査の結果判明した.よって,ハイドロカーボンガスでの大面積・均一な放電プラズマ生成のためには,希釈ガスとして熱伝導率の高いヘリウムを大量に導入しつつ,そこにハイドロカーボンガスを少量混合するなどの工夫が必要であろうことが示唆された.本研究課題で得られた成果から,大気圧環境下で大面積にかつ均一なハイドロカーボンプラズマ生成にあたっての問題点を明確化でき,その上で改善策を提示できた.今後は,本科研費課題から得られた知見を活かしつつ,プラズマ生成実験や計測を交えて更なる検討が必要である.ナノカーボン材料の創製技術であるプラズマCVDにおいて、産業界からの要請の強い高速な成膜技術確立のために、化学反応性の高いラジカルを高密度に生成できる大気圧プラズマに着目し、炭化水素ガス下での大気圧プラズマ生成が可能かをシミュレーションにより検討した。最近、従来の半導体製造技術に代表される低圧プラズマを利用したプラズマ応用技術に対し、次なるプラズマ源として非平衡大気圧プラズマ技術が材料プロセス分野はもとより、環境や医療・バイオ分野への利用が有望視されている。本プラズマ技術を確立するためには、大気圧環境下において起こりやすい不均一プラズマ(ストリーマ)を起こさずに、その放電条件(ガス種、印加電圧、放電間隙長など)を制御することによって均一プラズマを如何にして発生させる技術を開発するかが非常に重要となる。そこで、当該年度では、均一および不均一プラズマ形成メカニズムを放電プラズマ基礎過程に立脚した見地から解明し、その上で可能な限り高価なヘリウムの使用を抑えた環境下で均一な大気圧プラズマ生成技術の確立を目的として、カーボンナノチューブやダイヤモンドライクカーボン薄膜創製用の炭化水素ガス下における大気圧プラズマを研究対象に、その放電モデルの構築を行い、その計算(シミュレーション)を実行するためのプログラムコード作成を行った。本放電モデルは、数密度連続の式、ポアソンの式、電子エネルギー保存式、熱流体方程式(放電ガスに関する質量保存式、運動量保存式、エネルギー保存式)などの支配方程式から構成されている。

それに加えて、本放電モデルを構築する上で必要不可欠な基礎データ(ハイドロカーボンおよびヘリウムガス下での電子衝突断面積、衝突反応レート係数、イオンの移動度・拡散係数など)の収集および更新を行った。申請書作成段階で掲げた当該年度の目標をおおむね順調に進展させつつ、当該年度で得られた成果を直ちに学術論文としてまとめ、年度内に投稿できたため。申請書作成段階で掲げた当該年度の目標である「大気圧プラズマモデルの構築」、「本プラズマのシミュレーションコードの作成」、「本計算に必要不可欠な最新の基礎データの収集・更新」、これら目標を順調に遂行できたため。今後の推進方策としては、平成24年度での研究進展状況を鑑み、炭化水素ガス大気圧プラズマの解析へとシフトさせる。プラズマ生成条件の一つとしてのガス圧力(低気圧と大気圧)の違いは、放電プラズマ生成の安定性や、本プラズマ中で生成されるナノカーボン創製に大きく寄与する炭素を多く含んだ化学的活性種やイオン種の生成頻度に大きく影響を及ぼす。そのため、このことを放電プラズマ基礎特性のレベルで調査を行いつつ、安定に大気圧プラズマの生成が可能となる条件範囲の割り出しや、上記化学的活性種やイオン種を効率よく生成できる条件の割り出しを行う予定である。今後の推進方策としては、まずは大気圧プラズマ生成のための外部条件(例えば、メタン、水素、ヘリウムガスの混合比、印加電圧、放電間隙長や駆動周波数等)を種々与えることによって、得られる放電プラズマの形態が均一プラズマとなるか不均一プラズマとなるかを調査し、そのメカニズムを解明する。具体的には、放電発生のための種電子をプラズマ空間内に配置し、そこからの時間空間発展の結果、均一プラズマとなるか不均一プラズマとなるかを印加電圧、放電間隙長や駆動周波数をパラメータにして調査する。得られた結果から、均一プラズマの得られる条件範囲をパラメータ毎に割り出し、均一な大気圧プラズマ生成へ向けた制御指針を見出した上で均一化技術を体系化する。それと併せて、本研究で取り扱っているプラズマを実験的にも生成し、シミュレーション結果との比較することを検討している。次年度(平成25年度)は、本研究課題の総決算の年度となる。そのため、次年度の研究費の使用計画としては、研究室学生などに研究課題のシミュレーション結果を適切に処理してもらうための費用、これまで得られた成果を学会などで発表するための費用、そして学術論文へとまとめるための費用などに適切かつ効率的に使用する予定である。研究期間初年度(平成23年度)は、大気圧プラズマモデルの構築ならびに計算コードの作成がメインであったため、本作業は既存の計算機環境で行った。そこで、研究期間2カ年目(平成24年度)では、前年度で作成したシミュレーションコードを実行するための計算機環境を新規に購入する予定である。また、大気圧プラズマ生成実験も検討しているため、その環境構築のための実験用物品を購入予定である。
細胞周期停止とアポトーシス誘導のチェックポイントの解析

本研究は,TGF-βによる増殖抑制とアポトーシス誘導という異なる細胞応答を制御している機序を解明することを目的としている。上記のTGF-βによって発現が誘導される新規蛋白をコードしている遺伝子のひとつは、培養細胞に過剰発現させることにより、アポトーシスを誘導するためTGF-βApoptosis Inducing Protein 3(Taip3)と命名した。TGF-βにより増殖停止をおこす細胞では、Taip3タンパク質の発現は一過性であるが、アポトーシスをおこす細胞内では,核の周辺に集積した後,アポトーシスによる細胞死をおこすことがわかった。また、Taip3遺伝子配列をもとに相同性を有する遺伝子の検索を行ったところ,ヒトとマウスに3つづつあることがわかり、全長をクローニングして機能を調べたところ,いずれもアポトーシス誘導能があることがわかった。更に、Drosophila melanogasterやCaenorhabditis elegans.にも相同性を有するタンパクをコードしている遺伝子が1つづつ存在することがわかり、種を越えて保存されている遺伝子ファミリーを作っていることが示唆された。TGF-βによってアポトーシスが誘導されるヒト肝癌由来細胞Hep3Bにおいて、Taip3の発現をsiRNAを用いて抑制したところ、TGF-βによるアポトーシス誘導が抑制されたことから、Taip3の発現がHep3B細胞におけるアポトーシス誘導に関与していることが示唆された。また、Taip3をcaspase+8^<-/->細胞とcaspase-9^<-/->細胞に各々導入したところ、アポトーシスを誘導したため、アポトーシス誘導機序は、既知のものと異なりcaspase-8,およびcaspase-9-independent pathwayによりアポトーシスを誘導していると思われた。現在、Taip3の新規アポトーシス誘導機序について解析中である。TGF-βは、細胞に様々な反応を誘起する多機能因子である。TGF-βが誘起する反応のうち、アポトーシスと増殖停止反応は、細胞の増殖・分化の制御にも関わる重要な反応であり、他の増殖因子等のシグナルとの調整をとりながら細胞内で微妙に制御されることにより、細胞の運命を決定している。しかし、それを制御している機構は、ほとんど解明されていない。当研究は、TGF-βによるアポトーシスと増殖停止を制御する分子機構を明らかにすることを目的として,TGF-βによって発現が制御されているアポトーシス誘導遺伝子(Taip)の解析を行っている。この遺伝子産物は、TGF-βによって速やかに発現し、核の周辺に集積するが、TGF-βにより増殖停止を誘起される細胞では、24時間以内に蛋白の発現が確認できないレベルまで落ちる。一方、TGF-βによってアポトーシスを引き起こす細胞では、TGF-β作用後12時間までに、核の凝集が始まる。これらの結果から、Taip遺伝子は、TGF-βシグナルによって引き起こされるアポトーシスと、増殖停止の分岐点(チェックポイント)で、細胞の運命を決定している機構に制御される因子である可能性がある。現在、Taip遺伝子がアポトーシスを引き起こすメカニズムを解明しているが、アポトーシスの実行因子として知られているカスペース8やカスペース9の無い細胞でもアポトーシスを引き起こすことができ、既知のアポトーシスシグナル伝達経路とは異なる経路を経て、アポトーシスを誘導していることを示唆するデータを得ている。Taip3遺伝子の発現が、ヒト肝細胞のアポトーシス誘導に深く関わっている事が、RNAiを用いた実験で明らかになった。今後、増殖停止のメカニズムへの関与についても、分子機構を明らかにすることにより、TGF-βが引き起こすアポトーシスと増殖停止のチェックポイントでの制御機構を明らかに出来ると期待される。