hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
弱ラベル付症例を利用した医用画像の病変自動検出システムの高性能化に関する研究

2018年度は以下の4項目について実施した。(1)病変位置・サイズより推定した球状領域が病変形状ラベルとして利用可能かどうかを、2種類の病変自動検出ソフトウェア(頭部MRA画像の脳動脈瘤検出、胸部CT画像の肺結節検出)を対象に検討した。球状領域および医師のペイント入力による病変形状ラベルについて、病変の定義に要する時間および同一の性能を得るのに必要な学習症例数で比較した結果、脳動脈瘤のように病変形状がシンプルであれば球状領域が医師の入力による病変形状ラベルの代用となり得ることが示された。この成果はJapanese Journal of Radiology誌に掲載された。(2)放射線治療における線量分布データが病変形状ラベルとして利用可能かどうかを検討するために、転移性脳腫瘍に対するガンマナイフ治療で用いられた計画用頭部造影MR画像および線量分布データを用いて転移性脳腫瘍自動検出ソフトウェアを構築した。構築したソフトウェアの病変検出性能は最新文献の結果より少し劣るものの、線量分布データが病変形状ラベルの代用となり得ることが示された。(3)円形領域で定義した病変形状ラベルを用いた胸部X線写真の肺腫瘤自動検出について初期的検討を行った。検討の範囲内では円形領域が有用である可能性が示されたが、症例数を増やしてさらなる検討を行う必要がある。(4)ディープラーニングを含む機械学習を用いた半自動セグメンテーション手法による病変形状ラベル推定手法構築について着手するにあたり、申請者所属施設で蓄積していた複数の疾患の画像データおよび病変形状データを新たなwebベースの画像データベース(CIRCUS DB)に登録し、新たなデータとして胸部MR画像の肺結節症例の収集準備を進めた。病変位置・サイズより推定した球状・円形領域、ならびに放射線治療における線量分布データが病変自動検出のラベルデータとして医師のペイント入力による病変形状ラベルの代用になり得るかについて複数の病変自動検出を対象に検討を進めることができ、おおむね順調に進捗している。また、次の段階である機械学習を用いた半自動セグメンテーション手法による病変形状ラベル推定手法の研究準備を進めることができた。今後は円形領域で定義した病変形状ラベルを用いた胸部X線写真の肺腫瘤自動検出についてさらなる検討を進めるともに、機械学習を用いた半自動セグメンテーション手法による病変形状ラベル推定手法について検討を進める予定である。さらに、病変の存在のみが既知な症例を用いた病変自動検出の性能改善方法についても検討を進める予定である。次年度使用額が生じたのは、採択が決定した国際会議(CARS 2019)の参加費および旅費支払を見込んだものである。次年度は各種データ保存用の大容量ハードディスク等の物品購入、成果発表に必要な国内外の学会参加のための旅費、学会参加費、英文校閲費、投稿料などに使用する予定である。
超臨界流体を用いた有機薄膜の新規な成膜法に関する研究

有機薄膜を作製する新しい方法として、超臨界流体を用いた析出法と急減圧法を検討した。析出法では微結晶ならびに薄膜状の析出物が得られた。一方、急減圧法では微結晶しか得られなかったが、マスクを用いたパターニングが可能であることを示した。従来の方法と比べ、膜質は劣るものの、一貫したドライプロセスで有機薄膜が作製できる点が特徴である有機薄膜を作製する新しい方法として、超臨界流体を用いた析出法と急減圧法を検討した。従来の方法と比べ、膜質は劣るものの、一貫したドライプロセスで有機薄膜が作製できる点が特徴である1.SFD装置の製作:超臨界流体堆積(SFD)装置を製作した。装置は液体CO_2を加圧送液するポンプ、加温するオーブン、および大気圧との差圧を保持する保圧弁から成る。基板はオーブン中に設置した堆積セル中に置き、有機材料は二つある送液ポンプのうち、一つからCO_2とともに堆積セル中に供給される構造とした。SFDによる有機薄膜作製は前例がなく、圧力・温度の設定およびそれらの変化速度など未知な部分が多く、装置はそれらを比較的自由に設定できるよう配慮した。2.単純成膜試験:装置の動作確認も兼ねて、単一物質の成膜を試行した。材料にはアントラセンを用い、圧力1020MPa、温度は40100°Cの範囲とした。基板にはITOガラスを用い、成膜後に光学顕微鏡にて表面を観察した。結果からは、アントラセンがCO_2に溶解、基板上に供給されていることが確認できた。堆積の形態は様々であり、数μm以下の微粒子状、数100μmの結晶状、および薄膜状のパターンが見られた。これらの形態は制御できるまでには至っていないが、概ね低温にて成膜した際に薄膜が得られる傾向が把握できた。次に、低分子系有機EL材料として用いられるAlq3を材料として同種の実験を行い、Alq3においても条件によっては薄膜状の析出物が得られた。一方、圧力を急激に降下させた際には微粒子状となる傾向が現れ、また、一定圧力にて温度を徐々に低下させた場合は結晶状の析出物が得られることが判った。(1)多層有機薄膜の作製H19年度に製作した装置を改良し、若干の減圧若しくは温度低下による析出を利用する堆積法と、急減圧による堆積の両方に対応した装置とした。本年度は主として急減圧による堆積の特性を検討した。超臨界流体と大気圧との差圧を保持する極細キャピラリーノズルの内径や温度、基板までの距離に応じて堆積物の様相が異なることが分かった。例えば、ノズル・基板間の距離が近い場合には数10μmを超える大きな有機結晶が得られ、結晶粒の大きさは距離が離れるにつれて小さくなった。これは基板上で結晶が成長していることを示すものである。本方法は溶媒として超臨界CO_2を用いているため、急減圧時には溶媒は瞬時に気化する。そのため、マスクを用いたパターニングや材料を変えた多層化が可能であり、これを実証した。但し、膜の平坦性や膜界面の急峻さについては今後改良の余地がある。(2)有機発光素子の作製実際の発光素子は発光層(有機層)を電極で挟んだ構造を有している。一方の電極は透明導電薄膜、もう一方は蒸着により金属膜を形成させることが多い。本研究では有機膜と同様に金属膜も超臨界流体を利用して成膜することを発案した。有機金属化合物(フェロセン)を用い、これが超臨界流体に溶解すること、および急減圧法により基板上に堆積することを確認することができた。
ゲーテ時代のオリエント学者たち-ドイツにおけるオリエント研究-

1.前年度から収集していたハマー=プルクシュタル編『オリエントの宝庫』によって,ハマー=プルクシュタルとディーツ以外のオリエント研究者たちの研究成果について調べた.ただし,東洋文庫所蔵の上記文献は全6巻中の第5巻と第6巻が欠けており,また落丁もあることも分ったので,この部分については今後検討することとした.2.上記の文献以外に,ゲーテ時代のオリエント研究の動向を知るための手がかりとして重要な文献のうち,ウィリアム・ジョンズの著作,エルベローの『オリエント事典』,ゲーテと親交のあったオリエント学者クラップロートの作品等の文献収集を行なった.3.今年度は特にクラップロートの作品について重点的に取りあげ,その膨大な作品のうち1807年と1808年に行われたコーカサスとグルジアへの旅の記述(181214年版)について調べ,またクラップロートとゲーテとの関わりについても追求して行くこととした.しかし,この部分は現時点では,上記著書の読了には至らず,次年度も引き続き経読して行くことにしている.4.ウィリアム・ジョンズ著の『ペルシャ文法』について,著作集中に収められた1799年版と単行本として出版された1809年版との比較検討を行なった.他に,オリエント文学に関する論文についての検討を行なった.5.上記のことを進めながら,ゲーテ関係の文献,とりわけ『西東詩集』に関する新しい文献の収集を行ない,その理解に努めた.6.本年度は収集した資料の検討に予想以上に多くの時間をかけなければならず,具体的な成果は次年度に期することにした.1.前年度から収集していたハマー=プルクシュタル編『オリエントの宝庫』によって,ハマー=プルクシュタルとディーツ以外のオリエント研究者たちの研究成果について調べた.ただし,東洋文庫所蔵の上記文献は全6巻中の第5巻と第6巻が欠けており,また落丁もあることも分ったので,この部分については今後検討することとした.2.上記の文献以外に,ゲーテ時代のオリエント研究の動向を知るための手がかりとして重要な文献のうち,ウィリアム・ジョンズの著作,エルベローの『オリエント事典』,ゲーテと親交のあったオリエント学者クラップロートの作品等の文献収集を行なった.3.今年度は特にクラップロートの作品について重点的に取りあげ,その膨大な作品のうち1807年と1808年に行われたコーカサスとグルジアへの旅の記述(181214年版)について調べ,またクラップロートとゲーテとの関わりについても追求して行くこととした.しかし,この部分は現時点では,上記著書の読了には至らず,次年度も引き続き経読して行くことにしている.4.ウィリアム・ジョンズ著の『ペルシャ文法』について,著作集中に収められた1799年版と単行本として出版された1809年版との比較検討を行なった.他に,オリエント文学に関する論文についての検討を行なった.5.上記のことを進めながら,ゲーテ関係の文献,とりわけ『西東詩集』に関する新しい文献の収集を行ない,その理解に努めた.6.本年度は収集した資料の検討に予想以上に多くの時間をかけなければならず,具体的な成果は次年度に期することにした.
球面内の平坦トーラスの幾何学と非線形波動方程式

本研究は,3次元球面$S^3$内の平坦トーラスの研究をさらに発展させるとともに,$S^3$内の平坦トーラスに関する研究成果の高次元化や部分多様体論における新しい研究手法の開発を目的として実施されたものである.以下,研究成果の概要を述べる.1.北川義久は,$S^3$内の閉曲面$M$によって囲まれる体積は$M$のいかなる等長的変形によっても不変であろうという予想にっいて研究し,$S^3$内の平坦トーラスについては,この予想が正しいことを証明した.また,$S^3$内の平坦トーラスの形状をコンピュータを用いて視覚化するプログラムを開発した.2.相原義弘は,与えられた超曲面に正の除外指数を持っ有理型写像の構成について研究し,従来得られていた非特異超曲面に対する除外指数の大きさの上限の評価を大幅に改良した.さらに,2つの複素ユークリッド空間上の解析的分岐被覆空間が一致するような条件を与えた.これは代数型関数の一意性定理の幾何学的拡張である.3.井ノロ順一は,3次元定曲率空間内の「可積分構造を持つ曲面」を無限次元リー群論的に構成する研究を行い,平均曲率一定曲面の純虚数型Darboux変換に関するJeromin-Peditの予想を否定的に解決した.さらに,3次元Heisenberg群内で1経数等長変換群の作用で不変な平坦曲面を分類した.4.酒井一博は,可微分多様体上の力学系にっいて研究し,閉多様体上の軌道的尾行性または弱尾行性を満たす力学系の軌道構造を微分幾何学的に特徴付けた.さらに,微分可能閉多様体上の拡大的なベクトル場全体の$C^1$-位相における内点に属するベクトル場をquasi-Anosovとして特徴付けた.本研究は,3次元球面$S^3$内の平坦トーラスの研究をさらに発展させるとともに,$S^3$内の平坦トーラスに関する研究成果の高次元化や部分多様体論における新しい研究手法の開発を目的として実施されたものである.以下,研究成果の概要を述べる.1.北川義久は,$S^3$内の閉曲面$M$によって囲まれる体積は$M$のいかなる等長的変形によっても不変であろうという予想にっいて研究し,$S^3$内の平坦トーラスについては,この予想が正しいことを証明した.また,$S^3$内の平坦トーラスの形状をコンピュータを用いて視覚化するプログラムを開発した.2.相原義弘は,与えられた超曲面に正の除外指数を持っ有理型写像の構成について研究し,従来得られていた非特異超曲面に対する除外指数の大きさの上限の評価を大幅に改良した.さらに,2つの複素ユークリッド空間上の解析的分岐被覆空間が一致するような条件を与えた.これは代数型関数の一意性定理の幾何学的拡張である.3.井ノロ順一は,3次元定曲率空間内の「可積分構造を持つ曲面」を無限次元リー群論的に構成する研究を行い,平均曲率一定曲面の純虚数型Darboux変換に関するJeromin-Peditの予想を否定的に解決した.さらに,3次元Heisenberg群内で1経数等長変換群の作用で不変な平坦曲面を分類した.4.酒井一博は,可微分多様体上の力学系にっいて研究し,閉多様体上の軌道的尾行性または弱尾行性を満たす力学系の軌道構造を微分幾何学的に特徴付けた.さらに,微分可能閉多様体上の拡大的なベクトル場全体の$C^1$-位相における内点に属するベクトル場をquasi-Anosovとして特徴付けた.近年,2次元単位球面S^2上の閉曲線対から3次元単位球面S^3内のすべての平坦トーラスを構成する方法が開発された.その後の研究により,この構成法を応用した成果が数多く得られ,S^3内の平坦トーラスの研究は著しく進展した.これらの研究をさらに発展させ,部分多様体論と他分野との新たな関連を発見することが本共同研究の主要な目的である.以下,本年度研究実績の概要を述べる.酒井一博は,可微分多様体上の力学系(微分同相写像)について研究し,閉多様体上の軌道的尾行性または弱尾行性を満たす力学系の軌道構造を,安定多様体・不安定多様体と呼ばれる部分多様体を利用して微分幾何学的に特徴付けた.井ノ口順一は,3次元定曲率空間内の「可積分構造を持つ曲面」を無限次元リー群論的に構成する研究を行い,平均曲率一定曲面の純虚数型Darboux変換に関するJeromin-Peditの予想について否定的解答を与えた.相原義弘は,与えられた超曲面に正の除外指数を持つ有理型写像の構成について研究し,従来得られていた非特異超曲面に対する除外指数の大きさの上限の評価を大幅に改良した.この結果は論文としてまとめられ,日本数学会学会誌に掲載が決定されている.

近年,2次元単位球面$S^2$上の閉曲線対から3次元単位球面$S^3$内のすべての平坦トーラスを構成する方法が開発された.その後の研究により,この構成法を応用した成果が数多く得られ,$S^3$内の平坦トーラスの研究は著しく進展した.これらの研究をさらに発展させ,部分多様体論と他分野との新たな関連を発見することが本共同研究の主要な目的である.以下,本年度研究実績の概要を述べる.北川義久は,$S^2$上の閉曲線対から$S^3$内の平坦トーラスを構成する方法を用いて,「$S^3$内の平坦トーラスの直径は$pi$である」という予想について研究した.ある条件を満たす閉曲線対に対して,一方の閉曲線を合同変換で移動させ,他方の閉曲線とある種の接触をさせることが可能であれば,上記の予想が肯定的に解決できることを示した.また,平坦トーラス$M$から$S^3$への等長はめ込み写像の全平均曲率(平均曲率の積分)として実現できる数値の集合$tau(M)$についても研究し,$tau(M)$が無限集合となるような平坦トーラス$M$の例を構成した.酒井一博は,Wen-Ganによる特異点を持たないベクトル場についての構造安定性理論を応用することにより,微分可能閉多様体上の拡大的なベクトル場(すなわち,生成されるflowが拡大的)全体の$C^1$-位相における内点に属するベクトル場をquasi-Anosovとして特徴付けした.井ノ口順一は,平均曲率一定曲面に対するベックルンド変換について研究を行い,1997年にHertrich-Jermin, Pedit両氏により提出された予想を否定的に解決した.すなわち,平均曲率一定曲面に対するベックルンド変換とダルブー変換は同じものであることを証明した.近年,2次元単位球面$S^2$上の閉曲線対から3次元単位球面$S^3$内のすべての平坦トーラスを構成する方法が開発された.その後の研究により,この構成法を応用した成果が数多く得られ,$S^3$内の平坦トーラスの研究は著しく進展した.これらの研究をさらに発展させ,部分多様体論と他分野との新たな関連を発見することが本共同研究の主要な目的である.以下,本年度研究実績の概要を述べる.北川義久は,$S^3$内の平坦トーラスの形状をコンピュータを用いて視覚化するプログラムを開発した.このプログラムは,$S^2$上の閉曲線対を初期データとして与えると,これに対応する$S^3$内の平坦トーラスのデータを生成し,これらのデータを3次元ユークリッド空間内の曲面として視覚化する.これを用いて,$S^3$内の平坦トーラスとその対蹠像を同時に視覚化することにより,「$S^3$内の平坦トーラスの直径は$pi$である」という予想の研究を行った.酒井一博は,写像全体の集合の中の(ある意味で)大きなクラスである擬軌道尾行性を持つ写像を研究対象とし,その$C^r$-位相における内点に属する写像の力学的・微分幾何学的特徴付け(双曲性の証明)に関する研究を行った.井ノ口順一は,3次元Heisenberg群内で1経数等長変換群の作用で不変な平坦曲面を分類した.さらに,3次元Heisenberg群の軌道型曲面を研究し平均曲率が一定なものを分類した.相原義弘は,複素射影空間内の任意の因子に対してその因子を除外因子に持つような有理型写像が常に構成できることを示しその大きさの評価を与えた.また2つの複素ユークリッド空間上の解析的分岐被覆空間が一致するような条件を与えた.
糖尿病自然発症ラットの糖尿病性神経障害評価法としての神経幹内神経電図法の有効性

神経障害の評価法としての神経幹内神経電図法の有効性を検討した。6週令のWistar ratと糖尿病自然発症ラット(Otsuka Long-Evans Tokushima Fattyrat:OLETF)を用い、エーテル麻酔下に、ratの座骨神経を十分に露出し、遠位で誘発波を得る最大上刺激を行い、近位にタングステン微小電極を刺入、日本光電社製Neuropack 8を用いて誘発電位を記録した。stimulation artifactを避けるため、十分小さい刺激電極を使用、刺激電位幅を0,1msecとした。刺激部より遠位では筋収縮が確認されたため、motion artifactを鑑別するため、刺激を約1mmずつ近位へずらし、得られた誘発波のpeakの潜時が短くなることを確認した。amplitudeは対照群で400-730μV、OLETFで420-1000μVと有意差はなかった。誘発波を得た後、刺激部位で座骨神経を採取。2%グルタールアルデヒド溶液で固定。エボン包埋後、薄切し、トルイジンブルー染色を施し大径有髄線維につき評価した。
アポトーシスの分子機構と機能

アポトーシス・エンドヌクレアーゼ、DNaseγの酵素学的解析を行うためにリコンビナントDNaseγを作製し、その性状について詳細に検討した。リコンビナントヒトDNaseγは、pET32a(+)発現ベクターを用い、大腸菌にてthioredoxin(Trx)との融合タンパク質(Trx-hDNaseγ)として作製した。ヒトDNaseγはそのcDNAの解析よりアミノ末端に20アミノ酸よりなるプリカーサーペプチドを持つタンパクとして生成されることが明らかとなっている。そこでまず、精製タンパクより決定されたアミノ末端からはじまるリコンビナントDNaseγ(Mature form)の作製を行った。その活性についてアクティビティーゲル法及びHeLaアッセイ法を用いて検討したところ、Ca2+/Mg2+存在下にDNAエンドヌクレアーゼ活性を示すことが分かった。次に、その性状検討を行ったところ、リコンビナントDNaseγはCa2+/Mg2+もしくはMn2+依存性のエンドヌクレーゼで、Zn2+,Cu2+,Ni2+,Co2+といった金属イオンや、ATA,クエン酸ナトリウムにより阻害されることがわかった。これらの結果はラット胸腺及び脾臓から精製されたDNaseγを用いて得られた結果と完全に一致した。以上のことから、クローニングされた遺伝子が真にDNaseγタンパク質をコードしていることが証明された。また、DNaseγはリン酸化やポリ(ADP-リボシル)化などの翻訳後修飾なく活性を持つことが示された。アポトーシスを司るエンドヌクレアーゼをウシ及びラット胸腺を用いて検討した。まず、胸腺細胞の核に存在するエンドヌクレアーゼをCM5PW高速液体クロマトグラフィーで分析したところ3種あることを見出し、DNaseα,β,γと命名した。この3分子種の完全精製を行ない、それらの性状を調べた。αとβの分子量はSDS電気泳動法でともに32kDaであったが、γは33kDaであった。αとβは二価陽イオン非依存性の酸性エンドヌクレアーゼであったが、γはCa^<2+>/Mg^<2+>依存性の中性エンドヌクレアーゼであった。また、γのみがアポトーシスを抑制することが知られているZn^<2+>で阻害された。この3分子種のアポトーシスの経過における変動を調べたところ、αとβはアポトーシスにより速やかに消失したが、γはアポトーシス細胞核に残っていた。さらに、DNAの切断様式を末端標識法で解析した結果、αとβは3'-P/5'-OH型であるのに対して、γは3'-OH/5'-P型であった。これらの性状と細胞レベルでのDNA切断様式が3'-OH/5'-P型であることを考え合わせると、DNaseγがアポトーシスのエンドヌクレアーゼであることが強く示唆される。現在その部分アミノ酸配列を基にcDNAクローニングを行ない、その全塩基配列を決定することを進めている。アポトーシスの特徴であるDNAの断片化を司るエンドヌクレアーゼに焦点を絞り、その実体の同定とcDNAクローニングを行うことによって、その構造と機能を解明することを目的とした。X線照射によってアポトーシスを誘発させたラット胸腺細胞の核からアポトーシスを司るエンドヌクレアーゼを完全精製し、その性状を詳細に解析した。その結果、新規な核型エンドヌクレアーゼであることが判明し、DNaseγと名付けた。本酵素は、分子量33kDaのCa^<2+>/Mg^<2+>-依存性の中性エンドヌクレアーゼであることが判明した。DNaseγの精製標品をリシルエンドペプチダーゼ、又はアスパルティックエンドペプチダーゼで処理し、得られたペプチドをHPLCにより分取し、気相アミノ酸シークエンサーによってそれらの部分アミノ酸配列を決定した。これらの部分アミノ酸配列を基にプローブを作製し、ラット胸腺cDNAライブラリーよりクローニングを行ない、その全塩基配列を決定した。このcDNAより予想されるアミノ酸配列から、DNaseγはN末端にプリカーサーペプチドを有することがわかった。また興味深いことに、このプリカーサー領域にはロイシンジッパーが存在していた。

一方、C末端には核移行シグナルがあり、内部にDNaseIと類似した酵素活性中心があることが明らかとなった。アポトーシス・エンドヌクレアーゼ、DNaseγの酵素学的解析を行うためにリコンビナントDNaseγを作製し、その性状について詳細に検討した。リコンビナントヒトDNaseγは、pET32a(+)発現ベクターを用い、大腸菌にてthioredoxin(Trx)との融合タンパク質(Trx-hDNaseγ)として作製した。ヒトDNaseγはそのcDNAの解析よりアミノ末端に20アミノ酸よりなるプリカーサーペプチドを持つタンパクとして生成されることが明らかとなっている。そこでまず、精製タンパクより決定されたアミノ末端からはじまるリコンビナントDNaseγ(Mature form)の作製を行った。その活性についてアクティビティーゲル法及びHeLaアッセイ法を用いて検討したところ、Ca2+/Mg2+存在下にDNAエンドヌクレアーゼ活性を示すことが分かった。次に、その性状検討を行ったところ、リコンビナントDNaseγはCa2+/Mg2+もしくはMn2+依存性のエンドヌクレアーゼで、Zn2+,Cu2+,Ni2+,Co2+といった金属イオンや、ATA,クエン酸ナトリウムにより阻害されることがわかった。これらの結果はラット胸腺及び脾臓から精製されたDNaseγを用いて得られた結果と完全に一致した。以上のことから、クローニングされた遺伝子が真にDNaseγタンパク質をコードしていることが証明された。また、DNaseγはリン酸化やポリ(ADP-リボシル)化などの翻訳後修飾なく活性を持つことが示された。
着床メカニズムにおけるガレクチンとリガンド複合糖質の役割

受精卵の子宮内膜への着床不全は、不妊症を引き起こす。我々は、これまでに、子宮外妊娠をおこしたヒトの卵管では、ガラクトースを認識するレクチンであるガレクチンとその糖鎖との相互作用に関与するシアル酸修飾が変化することを報告してきた。受精卵の着床には、子宮内膜上皮に発現する糖タンパク質であるムチン1(MUC1)が、子宮内膜上皮細胞の管腔側表面からの消失が重要であることがしられる。ヒトの子宮内膜のMUC1はケラタン硫酸鎖をもつことがしられており、硫酸化程度の低いケラタン硫酸はgalectin-3のリガンドとなることが報告されている。しかし、ガレクチンとリガンドとなる複合糖質が、受精卵の着床メカニズムにどのような役割を果たすかは明らかでない。本研究では、マウスおよび培養細胞を用いて、受精卵の着床メカニズムにおけるガレクチンとリガンド複合糖質の役割を明らかにすることを目的とする。初年度は、マウスを用いて、ガレクチン、シアル酸転移酵素、Muc1、Muc1上に存在するといわれるケラタン硫酸合成酵素の子宮内膜における発現と着床時における局在の変化を形態学的解析を用いて明らかにした。子宮内膜表層にはgalectin-3およびMuc1が局在しており、受精卵の着床に関与する可能性が示唆された。二年目は、培養細胞を用いて、ガレクチンとリガンド複合糖質の発現に変化を与える因子について解析し、in vitro着床アッセイ系を立ち上げた。本研究により、着床メカニズムにおけるガレクチンと糖鎖の役割が明らかになれば、不妊症の新たな診断法や治療法の確立に貢献できる。研究計画では二年目にSt6gal1遺伝子欠損マウスを用いた解析を行う予定であったが、研究に必要なマウス個体数を確保することができなかったため、三年目に実施予定であった培養細胞を用いた解析を先に実施した。よって、研究は、順調に進展していると判断した。最終年度は、ひきつづき培養細胞を用いたin vitro着床アッセイ系を用いた実験と、St6gal1遺伝子欠損マウスおよびgalectin-3遺伝子欠損マウスを用いて、解析を行う。我々はこれまでにヒトの子宮外妊娠において、ガラクトースを認識するレクチンであるガレクチンおよびシアル酸修飾の変化が病態に関与することを報告してきた。受精卵の着床には子宮内膜表面に発現する糖タンパク質であるムチン1(Muc1)の子宮内膜表面からの消失が重要であるが、Muc1上の糖鎖構造の変化が着床に与える影響は明らかでない。また、Muc1はガレクチンのリガンドとして機能することが報告されているが、着床時の子宮内膜におけるMuc1の消失にガレクチンがどのように関与するかは不明である。本研究では、マウスおよび培養細胞を用いて、受精卵の着床メカニズムにおけるガレクチンおよびそのリガンド複合糖質の役割を明らかにすることを目的とする。初年度は、マウスを用いて、ガレクチン、シアル酸転移酵素、Muc1、Muc1上に存在するといわれるケラタン硫酸の合成酵素の子宮内膜における発時期現と着床時における局在の変化を形態学的手法を用いて明らかにした。子宮内膜表層にはgalectin-3およびMuc1が時期特異的に局在しており、受精卵の着床に関与する可能性が示唆された。二年目は、着床遅延モデルマウスおよびシアル酸転移酵素(St6gal1)遺伝子欠損マウスにおける着床メカニズムの解析を行う。三年目は、培養細胞を用いて、in vitro着床アッセイ系により、ガレクチン、シアル酸、Muc1およびMuc1上のケラタン硫酸が着床メカニズムに与える影響を解析する予定である。本研究により、着床メカニズムにおける糖鎖とガレクチンの役割が明らかになれば、不妊症や着床不全の新たな診断法や治療法の確立に貢献できる。正常マウスの子宮におけるガレクチン、シアル酸転移酵素、Muc1、およびケラタン硫酸合成酵素の発現解析および局在解析がほぼ終了し、計画通りに進んでいる。

子宮内膜表層にはgalectin-3およびMuc1が局在しており、受精卵の着床に関与する可能性が示唆された。二年目は、培養細胞を用いて、ガレクチンとリガンド複合糖質の発現に変化を与える因子について解析し、in vitro着床アッセイ系を立ち上げた。本研究により、着床メカニズムにおけるガレクチンと糖鎖の役割が明らかになれば、不妊症の新たな診断法や治療法の確立に貢献できる。研究計画では二年目にSt6gal1遺伝子欠損マウスを用いた解析を行う予定であったが、研究に必要なマウス個体数を確保することができなかったため、三年目に実施予定であった培養細胞を用いた解析を先に実施した。よって、研究は、順調に進展していると判断した。平成30年度は、着床遅延モデルマウスおよびSt6gal1遺伝子欠損マウスを用いて、着床率の変化について詳細に解析を行う。現在、ガレクチンの遺伝子欠損マウスの入手手続きを行っている。最終年度は、ひきつづき培養細胞を用いたin vitro着床アッセイ系を用いた実験と、St6gal1遺伝子欠損マウスおよびgalectin-3遺伝子欠損マウスを用いて、解析を行う。
ホログラフィによる溶接熱ひずみ分布観察法の開発

溶接による応力集中部の疲労破壊の解明には, 2次元あるいは3次元的な応力分布を知る必要がある.本方法は,溶接部を応力焼鈍することによって生じる溶接部全体の変形分布状態をレーザホログラフィを用いて観察し,これによって,残留応力を立体的に知ろうとするものである.研究結果溶接残留応力分布の観察は,まず試料を600°Cで焼鈍し,応力解放によって生じた微小変形分布を,ホログラフィ干渉によって行う.しかしながら,ホログラフィ干渉は数十ミクロン程度の試料の移動でも干渉しなくなるので,炉そのものが熱変形する真空炉内で焼鈍することはできない.また,たとえ試料台は動かなくとも,試料台に接する部分の試料の応力解放によっても試料全体が傾くことが考えられる.そのときも,試料全体が動いたときと同様の状態となるので,この傾き等も調整する必要がある.これらは,以下に示す方法を用いて解決し,頭書の目的を達することができた.1定盤上に3次元(上下左右の他に前後左右の傾斜調整付き)の微調整試料台をのせ,その上においたインバー合金製の三脚の上に試料を置いてガスバーナによって大気中で加熱する.焼鈍によって生じる試料全体の移動は微調整台によって元に戻す.2大気中加熱による試料表面の酸化膜の形成は,一種の試料移動であり干渉性を悪くする.試料表面にNiメッキ, Ni蒸着, Ni粉塗装などの保護皮膜を施すことによって酸化皮膜の形成を400°C程度まで抑制できた.しかし,それ以上では干渉縞が弱くなった.数十ミクロン程度のアルミナ溶射を施した試料が, 600°Cでの大気中での応力焼鈍法でも変化がなく,レーザの散乱性もよいのできれいな残留応力分布写真が撮れた.溶接による応力集中部の疲労破壊の解明には, 2次元あるいは3次元的な応力分布を知る必要がある.本方法は,溶接部を応力焼鈍することによって生じる溶接部全体の変形分布状態をレーザホログラフィを用いて観察し,これによって,残留応力を立体的に知ろうとするものである.研究結果溶接残留応力分布の観察は,まず試料を600°Cで焼鈍し,応力解放によって生じた微小変形分布を,ホログラフィ干渉によって行う.しかしながら,ホログラフィ干渉は数十ミクロン程度の試料の移動でも干渉しなくなるので,炉そのものが熱変形する真空炉内で焼鈍することはできない.また,たとえ試料台は動かなくとも,試料台に接する部分の試料の応力解放によっても試料全体が傾くことが考えられる.そのときも,試料全体が動いたときと同様の状態となるので,この傾き等も調整する必要がある.これらは,以下に示す方法を用いて解決し,頭書の目的を達することができた.1定盤上に3次元(上下左右の他に前後左右の傾斜調整付き)の微調整試料台をのせ,その上においたインバー合金製の三脚の上に試料を置いてガスバーナによって大気中で加熱する.焼鈍によって生じる試料全体の移動は微調整台によって元に戻す.2大気中加熱による試料表面の酸化膜の形成は,一種の試料移動であり干渉性を悪くする.試料表面にNiメッキ, Ni蒸着, Ni粉塗装などの保護皮膜を施すことによって酸化皮膜の形成を400°C程度まで抑制できた.しかし,それ以上では干渉縞が弱くなった.数十ミクロン程度のアルミナ溶射を施した試料が, 600°Cでの大気中での応力焼鈍法でも変化がなく,レーザの散乱性もよいのできれいな残留応力分布写真が撮れた.
新奇の電荷秩序相転移を示す分子性導体を用いた光誘起相転移現象の探索

電荷移動錯体β"-(BEDT-TTF)(TCNQ)は、1/4filledの系であり室温で電荷秩序絶縁体、低温で徐々に金属化をする新規な物質である。この物質に光照射を行うことによって、電荷の局在性の制御およびその検出手法の開発が研究の目的である。研究の過程で、電荷に敏感な分子振動に着目することで電荷のダイナミクスを詳細に捉えられるのではないかと考え、時間分解振動分光測定を行うことにした。従来のポンプ・プローブの手法による時間分解振動分光を、典型的な光誘起相転移物質であるカチオンラジカル塩(EDO-TTF)_2PF_6に適用した。その結果、電子遷移吸収帯の変化からは知ることのできなかった、ピコ秒オーダーでの分子の電荷および構造の変化を捉えることに初めて成功し、J.Phys.Chem.Cに成果が掲載された。この従来の方法では、高精度の測定が難しいため多チャンネルMCT検出器を用いた新しい光学系を開発し、結果的に世界最高水準の精度を有する時間分解振動分光用光学系の開発を達成した。この装置を用いて、β"-(BEDT-TTF)(TCNQ)の時間分解振動分光測定を行ったが、電荷の局在性が変化する様子は捉えられなかった。すでに光誘起相転移を起こすことが知られていたX[Pd(dmit)_2]_2(X=Cs,(C_2H_5)_2(CH_3)_2Sb)を対象に測定を行った結果、温度相転移の次数と関係した応答速度の違いを初めて発見した。ほかにも、金属錯体を対象に測定を行い、^<fac>-Re(CO)^3Clの光異性化ダイナミクスを明らかにしたり、[Ru(bmy)^2(bpm)]^<2+>の光励起による電荷分布の変化も初めて明らかにした。本研究はβ"-(BEDT-TTF)(TCNQ)の光励起による新奇な変化を期待したが、光キャリアの注入による変化である可能性が高い。この研究の過程で開発した時間分解振動分光装置は、光誘起相転移物質や金属錯体の光励起ダイナミクスを検証するために非常に有用であることを実例をもって示したことが、本研究の最大の成果であると考えている。研究目的は、分子性導体β"-(BEDT-TTF)(TCNQ)が室温で示す電荷秩序相に対して、光誘起ダイナミクスを詳細に検証することである。その検証のために、従来行われているような、電子状態を反映した近赤外領域における光誘起ダイナミクスを観測するだけでなく、中赤外領域に観測される分子振動モードの吸収スペクトルの光誘起ダイナミクスを観測することにより、局所的な分子構造のダイナミクスについても検証することを目的としている。その観測のために、64素子のマルチチャンネルMCT赤外検出器を導入し、その立ち上げ作業を完了することが平成22年度の目標であった。立ち上げ作業は数カ月ほどで完了し、その後より高いS/N比で測定することを目的として、特別研究員奨励費で購入した光学チョッパーを導入した。これにより、10^<-4>程度の反射率変化を観測できるほどの高感度検出が可能になった。測定システムの検証のために、既に光誘起相転移現象を発現することが報告されている遷移金属錯体(C_2H_5)_2(CH_3)_2Sb[Pd(dmit)_2]_2の完全電荷分離相における測定を試みた。その結果、光励起直後には二量体構造が揺らいでいる状態にあり、数百psかけて高温相類似の振動スペクトルを示すことが分かった。この結果は、「第4回分子科学討論会(大阪)2010」で報告し、「分子科学会優秀ポスター賞受賞」に結実した。現在この成果を論文にまとめて投稿することを検討中である。他にも、有機金属錯体溶液の時間分解分子振動分光測定を、他研究室と共同で行う事を開始した。次のステップとなる、β"-(BEDT-TTF)(TCNQ)における時間分解振動分光測定は現在進行中であり、平成23年度の前半までに結果をまとめる予定である。

この装置を用いて、β"-(BEDT-TTF)(TCNQ)の時間分解振動分光測定を行ったが、電荷の局在性が変化する様子は捉えられなかった。すでに光誘起相転移を起こすことが知られていたX[Pd(dmit)_2]_2(X=Cs,(C_2H_5)_2(CH_3)_2Sb)を対象に測定を行った結果、温度相転移の次数と関係した応答速度の違いを初めて発見した。ほかにも、金属錯体を対象に測定を行い、^<fac>-Re(CO)^3Clの光異性化ダイナミクスを明らかにしたり、[Ru(bmy)^2(bpm)]^<2+>の光励起による電荷分布の変化も初めて明らかにした。本研究はβ"-(BEDT-TTF)(TCNQ)の光励起による新奇な変化を期待したが、光キャリアの注入による変化である可能性が高い。この研究の過程で開発した時間分解振動分光装置は、光誘起相転移物質や金属錯体の光励起ダイナミクスを検証するために非常に有用であることを実例をもって示したことが、本研究の最大の成果であると考えている。
古代和歌における歌体認識の成立過程の研究

萬葉集の字余りと脱落想定表記との関係から、和歌の定型の枠組みについてその成立過程を考えた。本件課題において考察した一つの到達点として、次のことが言い得るものと考える。まず、古代日本語における「歌」の表記の成立は、口承された音声的音楽的なウタの旋律を記憶に留めてみ「歌詞」を記すところから出発した。これはウタから旋律構造と歌詞とを分離したことを示す。歌詞を唱^^<うた>う-唱歌する-場合、ウタの旋律構造が歌詞の表記に投射される。このとき旋律上のフレームによって、表記上の文字列が分節されたと考えられる。それは「唱うための分節化」であったが、そのことが旋律構造を、表記上に「句」の構造として了解させる契機となった。「句」構造とは旋律構造を特定する-その旋律構造に歌詞を載せる-ための、表記上に了解された読みの枠組みである。その歌詞の表記法は、恐らくは「一字一音式の仮名表記」によって書記されたと考えられる。この表記法の選択と、唱うことにおいて句構造を捉えようとする読みの了解が「句」という単位が文字数によって把握されることを結果的に導いたと考えられる。音数律が表記上の句構造指標として成立したと考えられる。従って、音数律は音声上のウタの実態には存在しないとみてまず問題がない。句構造を了解するところには、声の「ウタ」は、それを文字によって写像した文字の「歌」を自身の今ひとつの姿としてもったことになる。それが「声」ならぬ「韻」をもった詩形としての「歌」である。このとき、声楽上の「ウタ」の定型と、表記上の「歌」の定型との二重構造ぶ生じている。書かれるウタとしての「歌」の文体様式という構造は、個人によるその構造の変更を抑制している。これが、現在我々がいうところの57定型の枠組みである。ところが、定型は今ひとつある。それは唱われる「歌」としての、声の「ウタ」の旋律構造である。それに対する了解は、「唱えること」においての表記上に幅-自由度-をもっている。つまり、文体様式が拘束する「歌」の構造=歌体が、旋律構造への拡散を抑制しっつあるところに、字余り句があり、脱落想定表記があると見通せる。万葉集の字余り句と脱落想定表記との類似性を検証するためSPSSによる統計解析を行い、字余り句と非字余り句、母音脱落現象による脱落形を含む脱落形句、脱落想定表記との分布傾向を分析し、現行テキスト(西本願寺本を底本とする校訂本文)に拠る限り、字余り句の分布と脱落想定表記とは強い相関関係があることが知られ、一方で母音脱落現象は、字余り句の分布からは独立しているといえる。但し、字余り句についての、本文異同が諸本系統に照らして、どのように推移するかについての移動解析を行うと、現行の字余り句の把握は後撰集歌人(梨壺の五人)の影響が色濃く、今後検討を要するものと思われる。その上で、和歌の定型把握のあり方として、唱詠上の枠組みと表記上の枠組みとの関係について、字余り句の分布規則と母音脱落の分布規則とを規則の適用順序の異なりとして位置づけ、最適性理論の観点を導入しつつ、語彙項目上に生じる字余り句が、デフォルトであり、唱詠上に生じる句内属性が優位(有標)であるという理論的仮説を導くことに至った。万葉集内部には、句内属性に従わない語彙項目上の字余り句、非字余り句が存在している。これらは、従来例外として扱われているけれども、表現に即してみれば類句関係になっているものが極めて多く、既にA群で字余り句となっているものが、B群の位置に転用されたものであったり、或いはその逆でB群で非字余り句であるものがA群の非字余り句として転用されたものであるなど、和歌表現上のあり方から、A群とB群との句内属性の枠組みが、語彙項目上のあり方--すなわち、語原形に対する脱落形とが選択可能な二形態であるという了解--によって崩壊しつつあることが観察できる。これは、上記の語彙項目上の字余り句がデフォルトであることを裏付けるものである。この一連の研究過程で、人麻呂歌集の略体歌表記の特質が明らかになり、その表記のあり方が、和歌の定型把握のあり方と極めて密接な関わりを有していることが知られた。具体的には「漢文助辞類と仮名(特に音仮名)とが(和歌の句単位でみれば)、句表記内部で共起にしにくいという、顕著な傾向があり、和歌表記の定型性が、まず句単位の表記ルールの成立から出発していることを予想させる。次年度に報告する予定であるが、本文異同の移動解析になお時間を要すると思われる。万葉集における脱落想定表記が字余り句の分布と重なる点で、和歌の定型と表記との関係からすれば字余り句との近似性がある。この事実は、字余り旬で書記することが当時の定型把握に根ざしているという予測を裏付けるものであり、脱落想定表記もまたその枠組みにあることを示している。その上で、脱落想定表記を観察すると、たとえば「益卜雄(マスウラヲ>マスラヲ)」のように、同母音連続からの脱落例が殆どであり、「亦打山(マタウチヤマ>マツチヤマ)」のようなタイプは存外に少ないという傾向がある。

ところが、いわゆる母音脱落条件から脱落想定表記をみれば、各条件の該当例が全て揃うのにも拘わらず、他の正訓表記例や仮名書き例における一般語の脱落例に比して、その不適合例が極端に少ない。脱落想定表記は母音配列則に極めて従順である。脱落想定表記における不適合例を抑制した理由は、借訓表記であることが大きい。正訓をもとにする借訓では、語構成上の形態類推が働きにくいのではないかと予測される。しかしながら一方で、和名類聚抄に収載される地名表記には「高家」表記を「タカヘ」とも「タキヘ」とも訓み、「*タカヘ」の訓注は不適合例である。同じく借訓表記であるならば、脱落想定表記にもそういった不適合例がもっとあってよいはずであるが、事実はそうなっていない。この問題は、借訓表記が少なくとも脱落条件に適合しようとする要因が必要であって、実際の唱詠上に逐字的な訓みがある程度なされ、いわばその唱詠の場で脱落(脱落しているように聞こえる)のではないかと考えられる。字余り句の分布と脱落想定表記の分布とが重なる事実と照らした場合に、いわゆる字余り句の生起率の高いA群には、延音があったのではないかとの推論を立てることができる。脱落想定表記の特質から、いわば当時の唱詠実態の全てを窺うことは難しいけれども、歌経標式が「唱歌に用ゐるべし」とした唱詠の枠組みと「歌」の表記との重なりとして、字余りと脱落想定表記とを位置づけることができる。このことはさらに「古代和歌の歌体認識」がどのように成立するかという点で極めて重要な発見であった。萬葉集の字余りと脱落想定表記との関係から、和歌の定型の枠組みについてその成立過程を考えた。本件課題において考察した一つの到達点として、次のことが言い得るものと考える。まず、古代日本語における「歌」の表記の成立は、口承された音声的音楽的なウタの旋律を記憶に留めてみ「歌詞」を記すところから出発した。これはウタから旋律構造と歌詞とを分離したことを示す。歌詞を唱^^<うた>う-唱歌する-場合、ウタの旋律構造が歌詞の表記に投射される。このとき旋律上のフレームによって、表記上の文字列が分節されたと考えられる。それは「唱うための分節化」であったが、そのことが旋律構造を、表記上に「句」の構造として了解させる契機となった。「句」構造とは旋律構造を特定する-その旋律構造に歌詞を載せる-ための、表記上に了解された読みの枠組みである。その歌詞の表記法は、恐らくは「一字一音式の仮名表記」によって書記されたと考えられる。この表記法の選択と、唱うことにおいて句構造を捉えようとする読みの了解が「句」という単位が文字数によって把握されることを結果的に導いたと考えられる。音数律が表記上の句構造指標として成立したと考えられる。従って、音数律は音声上のウタの実態には存在しないとみてまず問題がない。句構造を了解するところには、声の「ウタ」は、それを文字によって写像した文字の「歌」を自身の今ひとつの姿としてもったことになる。それが「声」ならぬ「韻」をもった詩形としての「歌」である。このとき、声楽上の「ウタ」の定型と、表記上の「歌」の定型との二重構造ぶ生じている。書かれるウタとしての「歌」の文体様式という構造は、個人によるその構造の変更を抑制している。これが、現在我々がいうところの57定型の枠組みである。ところが、定型は今ひとつある。それは唱われる「歌」としての、声の「ウタ」の旋律構造である。それに対する了解は、「唱えること」においての表記上に幅-自由度-をもっている。
感覚神経経路形成を制御する細部間情報伝達分子群の同定

中枢神経経路形成過程で機能が予想されているチロシンリン酸化酵素のFynを欠損したマウスの解析において、ミエリン形成過程での異常を新たに発見するとともに(Nature367,572-576)、情動行動の異常(Mol.Brain Res.,27,179-182)、聴覚性痙攣発作の異常(Mol.Brain Res.,28,349-352)を明らかにした。脳神経形成過程でのFyn発現様式について解析した(Oncogene,9,2433-2440)。これらの結果はSrcファミリー遺伝子の神経発生・機能発現での役割として総説としてまとめた(Develop.Growth & Differ.,36,543-550)。これらの成果はFynが哺乳動物の脳神経系形成及び機能発現で機能していることを示すとともに、遺伝子ターゲティング法が哺乳動物の行動制御機構を解析して行く上で大きな意義を持つことをあらわす結果として、世界的に評価された。また、Fynと中枢神経系で結合する分子についての解析でも、酵母系を用いた2ハイブリッドシステム、GSTとFynの融合蛋白質カラムを用いた解析で多くの今まで報告のない分子を同定しており現在、その成果をまとめるとともに、解析を続けている。
環境汚染物質によるヘム合成とタンパク合成の協奏反応の破壊:ポルフィリン症の機構解明と治療を目指して

赤血球中のヘモグロビンはヘムとグロビン蛋白質の比が1:1で結合しており、赤血球中でヘモグロビンが正常に機能するためには、ヘム:グロビン比は1:1でなければならない。グロビン蛋白質の合成はヘムの濃度により制御されている。即ち、正常の状態では、ヘムの濃度が充分に存在しており、そのヘムは蛋白合成を制御するヘム制御eIF2aキナーゼの活性部位をブロックしている。様々な環境汚染物質によりヘム合成系が阻害される。そのような原因で赤血球中のヘムの濃度が低下すると、ヘムは活性部位から離脱し、その結果、キナーゼ活性が発現し、蛋白合成は停止する。我々は、このヘム結合とヘムによる活性制御機構を検討するために、N末端が欠損した変異体を構築し、その反応機構を詳細に検討した。その結果、(1)N末端を欠損させると6量体が3量体に変化する。(2)N末端を欠損しても活性には影響を及ぼさない。(3)ヘム結合はミオグロビンのようなヘム蛋白よりも著しく弱い。(4)ヘムの合成中間体は活性に影響を及ぼさないが、ヘムの分解物はキナーゼ活性を強く阻害した。ことなどが判明した。以上の結果より、以前から提案されているヘムによるeIF2aキナーゼの阻害の機構を再検討する必要が生じた。ヘムの分解の機能が不全である場合、赤血球中でのグロビンの合成が阻害され、その結果過剰のヘムとヘム分解物が蓄積し、活性酸素などが関わる病態が追加的に発現し病状をさらに悪化させる可能性が示唆された。各種国際会議で発表しているが、印刷物としての発表はまだである。赤血球においてはヘモグロビンが酸素分子の貯蔵に重要な働きをする。ヘモグロビンが正常に機能するためには、ヘムとグロビン蛋白質のモル比が常に1でなければならない。もし、ヘム又は、グロビン蛋白質が過剰に存在すると、重篤な血液の病気になる。ヘムの濃度をセンスしてグロビン蛋白質の翻訳(合成)の開始を制御するのが、真核生物イニシエーションファクター2αキナーゼ(Heme-regulated Inhibitor : HRI)と呼ばれる酵素である。HRIは赤血球のみならず、脳など他の臓器にも存在しており、それぞれの場所での、蛋白質翻訳(合成)の開始を制御していると推定される。一方、環境汚染物質によって、ヘムの生合成やヘムの分解が阻害されてしまい、生合成や分解の中間体が公害患者では蓄積され、皮膚に赤い色素が沈着する。本研究では、ヘムの合成中間体、ヘムの分解物、及び、重篤な公害金属である重金属などにより、HRIの活性がどう制御されるかを研究した。非常に興味あることは、微量のヘムの分解物、及び、水銀、亜鉛、カドミウムなどによりHRIの活性は著しく阻害されることが明らかになった。N-末端を欠損した変異体をいくつか作成して、キナーゼドメイン(活性部位)が露出した欠損変異体についても同様な結果が得られた。現時点においては、また論文を投稿し掲載される所までは行かなかったが、第77回日本生化学会(10月13日2004年、横浜)でその結果の一部を発表した。生化学76(8),794(2004)M.Miksanova, J.Igarashi, H.Kurokawa,T.Shimizu,"Characterization ofa heme-regulated eukaryotic initiation factor 2αkinase"赤血球中のヘモグロビンはヘムとグロビン蛋白質の比が1:1で結合しており、赤血球中でヘモグロビンが正常に機能するためには、ヘム:グロビン比は1:1でなければならない。ことなどが判明した。
腎糸球体メサンギウム細胞における糖輸送体調節機構の解明

高糖濃度条件下で培養した腎糸球体メサンギウム細胞に種々の代謝機能異常が生じ,糖尿病性腎症の発生に重要な役割を演じていることが示唆されている。一般的に,細胞外に存在する過剰なグルコースは,まず糖輸送担体(グルコーストランスポーター)を介して細胞内に取り込まれ,種々の代謝過程で変異を引き起こすものと思われるが,メサンギウム細胞における糖輸送担体の性格についてはほとんど知られていない。本研究では,(1)メサンギウム細胞に存在する糖輸送担体の種類について,1型及び4型糖輸送担体に対する特異抗体を用いるimmunoblot法により検討し,1型のみが存在するとの成績を得た。他方,筋肉・脂肪型とされる4型糖輸送担体は検出されなかった。(2)1から5型までの糖輸送体に対するcDNAを用いて各輸送体の遺対子発現状態を検討したところ,1型糖輸送体に対するmRNAのみが検出され,上延のimmunoblot法の成績と一致していた。更に(3)糖輸送(2-deoxy-glucose取り込み)を増加させるIGF-1(100ng/m1)添加後の1型糖輸送担体の変化について検討したが,IGF-1添加前の量に比し,1時間ではmRNAに有意の増加は認められなかったが,3時間では有意の増加が認められた。また,同様の現象は牛胎児血清添加によっても生じていた。以上の成績から,メサンギウム細胞には,生体内各組織に普遍的に分布している1型糖輸送体のみが存在すること,IGF-1による糖輸送の亢進は輸送担体mRNA発現の増加を介しているこが示唆された。今後,IGF-1による糖輸送担体の活性に対する影響及び糖が過剰に存在する条件下で,IGF-1が糖輸送担体(1型)の増量ないしは活性化に及ぼす影響につき検討を加えていく必要があろう。高糖濃度条件下で培養した腎糸球体メサンギウム細胞に種々の代謝機能異常が生じ、糖尿病性腎症の発生に重要な役割を演じていることが示唆されている。一般的に、細胞外に存在する過剰なグルコ-スは、まず糖輸送担体(グルコ-ストランスポ-タ-)を介して細胞内に取り込まれ、種々の代謝過程で変異を引き起こすものと思われるが、メサンギウム細胞における糖輸送担体の性格についてはほとんど知られていない。本研究では、(1)メサンギウム細胞に存在する糖輸送担体の種類について、1型及び4型糖輸送担体に対する特異抗体を用いるimmunoblot法により検討し、1型のみが存在するとの成績を得た。他方、筋肉・脂肪型とされるIV型糖輸送担体は検出されなかった。更に、(2)糖輸送(2ーdeoxyーglucose取り込み)を増加させるIGFー1(100ng/ml)添加1時間後の1型糖輸送担体の変化について検討したが、IGFー1添加前の量に比し、有意の増加は認められなかった。以上の成績から、メサンギウム細胞には、生体内各組織に普遍的に分布しているI型糖輸送体のみが存在すること、IGFー1による糖輸送の亢進は輸送担体蛋白量の増加を介さないことが示された。今後、IGFー1による糖輸送担体の活性に対する影響及び糖が過剰に存在する条件下で、IGFー1が糖輸送担体(1型)の増量ないしは活性化に及ぼす影響につき検討を加えていく予定である。

一般的に、細胞外に存在する過剰なグルコースは、まず糖輸送担体(グルコーストランスポーター)を介して細胞内に取り込まれ、種々の代謝過程で変異を引き起こすものと思われるが、メサンギウム細胞における糖輸送担体の性格についてはほとんど知られていない。本研究では、(1)メサンギウム細胞に存在する糖輸送担体の種類について、1型及び4型糖輸送担体に対する特異抗体を用いるimmunoblot法により検討し、1型のみが存在するとの成績を得た。他方、筋肉・脂肪型とされる4型糖輸送担体は検出されなかった。(2)1から5型までの糖輸送体に対するcDNAを用いて各輸送体の遺伝子発現状態を検討したところ、1型糖輸送体に対するmRNAのみが検出され、上述のimmunoblot法の成績と一致していた。更に(3)糖輸送(2-deoxy-glucose取り込み)を増加させるIGF-1(100ng/ml)添加後の1型糖輸送担体の変化について検討したが、IGF-1添加前の量に比し、1時間ではmRNAに有意の増加は認められなかったが、3時間では有意の増加が認められた。また、同様の現象は牛胎児血清添加によっても生じていた。以上の成績から、メサンギウム細胞には、生体内各組織に普遍的に分布している1型糖輸送体のみが存在すること、IGF-1による糖輸送の亢進は輸送担体mRNA発現の増加を介していることが示唆された。今後、IGF-1による糖輸送担体の活性に対する影響及び糖が過剰に存在する条件下で、IGF-1が糖輸送担体(1型)の増量ないしは活性化に及ぼす影響につき検討を加えていく必要があろう。