hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臨床応用にむけた非侵襲的脆弱プラーク評価指標の作成

冠動脈CTにおける新しいプラーク解析法(Labeling法)の客観的解析精度に対し剖検例を用いて撮像条件が変化してもプラーク評価の定量性、客観性を保つことができることを実際の心臓組織でも証明した。臨床的プラーク性状解析精度の評価に関しては、侵襲的プラーク性状解析法であるOCT、NIRS-IVUSを基準として比較検討し、従来用いられているカラーマップ法よりLabeling法の方がよい相関を認めた。Labeling法における心血管イベントの予測指標確立に関しては、予定登録数を下回っているため登録期間を延長した。2年後の冠動脈CT撮像も開始され、イベントの予測指標の有用性について解析を開始している。今年度、我々は冠動脈CTにおけるプラーク評価が一次予防、二次予防いずれの観点においても、将来の心血管イベントに対する独立した予測因子であることを論文にて報告したが、従来から確立している病変枝数や石灰化スコアに対する付加的価値に関しては統計学的手法によっては有意な結果を認めなかった(1. Fujimoto S, et al. J Am Heart Assoc. 20152. Fujimoto s, et al. J Cardiol. in press)。しかしこの研究で用いたプラーク評価も従来から報告されている指標と同様の客観性、定量性には乏しい評価方法であった。このため本研究のテーマである、冠動脈CTを用いた新しいプラーク評価法による客観的、定量的評価法の確立の重要性を再認識した。本研究で計画している新しいプラーク解析法における臨床的プラーク解析精度の評価に関しては、あらゆる撮像条件下におけるIVUSやOCTといった既存の侵襲的手法結果との精度の比較を行うため、現在多施設による研究の登録準備を始めている。また新しいプラーク解析法における心血管イベントの予測指標の確立に関しては、無症状からハイリスクな患者までのより多くの人々に対して、従来のリスク層別よりも高精度にスクリーニングするという本研究の最終目的を考慮し、無症候性糖尿病患者を対象に冠動脈CTを登録時と2年後に撮像し、新しいプラーク解析法の指標が2年間の心血管イベントやプラーク進展の予側因子となるかを評価する前向き観察研究の登録を開始している。本研究で計画している新しいプラーク解析法における臨床的プラーク解析精度の評価と新しいプラーク解析法における心血管イベントの予測指標の確立の課題に関しておおむね順調に患者登録準備や登録が行われている。本研究で計画している新しいプラーク解析法における臨床的プラーク解析精度の評価に関しては、あらゆる撮像条件下におけるIVUSやOCTといった既存の侵襲的手法結果との精度の比較を行うため、本年度多施設から症例の集積を開始した。また新しいプラーク解析法における心血管イベントの予測指標の確立に関しては、無症状からハイリスクな患者までのより多くの人々に対して、従来のリスク層別よりも高精度にスクリーニングするという本研究の最終目的を考慮し、無症候性糖尿病患者を対象に冠動脈CTを登録時と2年後に撮像し、新しいプラーク解析法の指標が2年間の心血管イベントやプラーク進展の予側因子となるかを評価する前向き観察研究の登録を開始し現在約60例が登録された。2018年1月より観察から2年後の冠動脈CT撮像も開始する予定である。本研究で計画している新しいプラーク解析法における臨床的プラーク解析精度の評価と新しいプラーク解析法における心血管イベントの予測指標の確立の課題とも患者登録準備は完了したが現在までの登録数が予定症例数を考慮すると予定より少なくやや研究の進行が遅れている。前年度、剖検例を用いて異なる管電圧においた撮像においてもプラーク評価の定量性、客観性を保つことができることを実際の心臓組織においても証明した。我々はすでに従来よく使用されている120Kvという管電圧においてVH-IVUSとの相関が従来のカラーマップを用いた解析より有意によいことを報告しているが(Fujimoto S, et al. Int J Cardiovasc Imaging. 2014)今年度はより低被ばくを目的とした100Kvの管電圧を用いた撮像においてもIVUSとの相関が得られ、実際の臨床において異なる施設間で撮像条件が変化してもプラーク評価の定量性、客観性が担保されることがわかった。また新しいプラーク解析法におけるプラーク性状解析精度の評価に関しては、現在プラーク性状を最も精度よく診断できると考えられているOCTを基準として比較検討した。その結果OCTから求めたlipid volumeは従来のカラーマップより新しいプラーク解析法の方がよい相関を認めた。また新しいプラーク解析法における心血管イベントの予測指標の確立に関しては、無症状からハイリスクな患者までのより多くの人々に対して、従来のリスク層別よりも高精度にスクリーニングするという本研究の最終目的を考慮し、無症候性糖尿病患者を対象に冠動脈CTを登録時と2年後に撮像し、新しいプラーク解析法の指標が2年間の心血管イベントやプラーク進展の予側因子となるかを評価する前向き観察研究の登録を開始し2018年4月30日現在105例が登録された。予定登録数を下回っているため登録期間を2018年9月30日まで延長した。2018年1月より観察から2年後の冠動脈CT撮像もが開始され、現在イベントの予測指標として有用性について解析を開始している。

臨床的プラーク性状解析精度の評価に関しては、侵襲的プラーク性状解析法であるOCT、NIRS-IVUSを基準として比較検討し、従来用いられているカラーマップ法よりLabeling法の方がよい相関を認めた。Labeling法における心血管イベントの予測指標確立に関しては、予定登録数を下回っているため登録期間を延長した。2年後の冠動脈CT撮像も開始され、イベントの予測指標の有用性について解析を開始している。このまま本研究で計画している課題に対し患者登録をおこない、順次解析していく。患者数が予定より少なく患者リクルートをより積極的におこなう。循環器内科学本年度は人件費の削減が可能であったため、次年度使用額が生じた。本年度も人件費の削減が可能であったため、次年度使用額が生じた。今後の研究計画に沿った物品費、旅費、人件費の使用に組み込んでいく予定である。
農村の住環境整備に関する研究

農村の生活環境を整備するには、集落内だけで考えるのでは不十分で、農用地、林野等農村全域で考究しなければならない。生物の住めないところに、人も住めないので、生態系保全は基本である。そして、物、施設というハードな建設だけではなく、水、緑という基盤から計画しなければならない。農村には、農用地という緑が一面にあるが、これは特定作物以外の緑を排除している。無くなりつつある農林業対象以外緑地が、生態系保全に重要で、その地域独自の景観を形成している。日照に配慮しながら、道路、水路に植栽し、線の緑を確保する。わが国は、降雨量の多い国であり、それを基として、水田を中心とした農業が行われ、半自然生態系ができている。しかし、水質汚濁、水路のコンクリート張りで、壊れつつある。魚の住めるような水質を回復し、親水が可能なように、水辺環境を復元する。水路は、水深に変化を付けたり、法面を穏やかにし、小動物が住めるようにする。水路は、なるべく石積みにする。幹線用水路、溜池、沼周辺に親水ゾーンを設ける。溜池、沼のヨシ、アシを復元する。農村も空地がなくなってきたので、公共のオープンスペースを確保する。その機能は、子供の遊び場、スポーツ広場である。子供が少ない農業集落では、遊び場は盆踊り等、多目的に利用する。農村は高齢者が多く、ゲートボール場を設ける。スポーツ広場は、サッカー、野球、テニス等である。都市近郊では、都市の住民も利用している。農村の小公園は、地元の管理が多く、計画前から管理体制に配慮する。農業集落内の道路は、通過交通が少なくなるように集落外周道、バイパス等を配慮する。自転車で安全に通学できるように、農道を活用した通学道ネットワークを整備する。今年度は事例調査を主として行ない、田園地帯の中央に、公園、集会施設をつくった大分県宇佐市、過疎地帯の活性化を目指す徳島県東祖谷山村、土地利用計画に特徴のある長野県宮田村、住宅団地、工業団地を農村に設けている愛知県豊橋市、体験学習、公園を設け、地域の活性化を図る群馬県甘楽町の調査をした。農業の自由化、農村の生活環境向上を背景として、農用地を転用して公園緑地が整備されつつある。非農用地を含む地域住民の要望は、集落単位では、ゲートボールを中心とするスポーツ用の公園、乳幼児や児童の遊び場である。正月や夏休みに訪れる都市在住の孫等の遊び場も考慮すべきである。数集落以上の単位では、野球場やテニスコート等のスポーツ公園である。大きな公園の場合には、地域を訪れる都市住民を含めての施設も考慮する。農村整備事業で整備する小公園では、予算に制限があり、景観の配慮が難しい。農村の小公園の管理には補助金がなく、地元管理に任せざるをえないか、その体制を充分しておかないと、公園が荒れる恐れがある。計画の際には、地元の住民参加が必要である。神社の境内を利用する場合があり、少ない予算の中で、鎮守の森の景観を活用できる。ただし、その場合は、子供の遊び場である。農用地地帯の中心に作る場合は、数集落以上の大公園である。農産物の価格低落や減反で、中山間地帯で農地の荒廃化が現われている。その農地を活用して、宿泊施設付きの体験農園を整備し、地域の活性化、住民の生活環境改善を図ることができる。その場合、農業に詳しい指導者の育成及び、地元農民の協力が必要である。また、都市の児童に魅力のある農業体験プログラムの開発をする。地域の特産性を開発し加工して付加価値を高める。

今年度は事例調査を主として行なった。集落整備を行ない農振白地の整備をした静岡県袋井市延久地区、集落環境整備パイロット事業を行なった広島県、土地改良周辺環境保全事業を行なった滋賀県、土地改良事業で住宅地域をつくった大阪府堺市陶器北地区、福井県鯖江市鳥羽地区、千葉県千葉市椎多地区の調査をした。62年の集落地域整備法制定を機会として、農振白地も土地改良事業の対象となった。農振白地は一般に農業集落居住区周辺にあり、農村の住環境整備に重要であるが、その整備手法は確立していない。農振白地のうち、宅地化する農地と、暫らくは農地として使用する土地に区分する。土地改良の換地制度を活用して、それぞれ団地化する。暫定的に農地として使用する地域の整備は、一般の土地改良事業とは違い10a程度の小区画とし、幅員56mの広い農道とし、用水路も開水路で整備する。原則として畑として使用するが、畑でも排水路を設定する。換地は原地換地を基本とする。いずれも、将来の宅地化を考慮したもので、農家の事業参加に効果がある。なお、事業に対する住民組織としては、農家だけによる土地改良区では不充分であり、宅地地域、暫定農地にも、非農家を含めた組織をつくり、かつ、それらの連合組織を整備する。住環境を改善するには、たんに基盤を整備しただけでは不充分であり、それらの活用のため地域コミュニティの活性化を図る。住民参加による環境基盤整備をする。総まとめと事例調査を実施した。農村の住生活環境整備では、集落と農用地を、一体にして考究する。緑地環境、水辺環境を良好し、生態系を保全し、景観を形成する。住生活環境には、インフラの整備が基本である。子供の遊び場、スポーツ広場を目的とした農村公園を整備する。農業集落道は、交通安全に配慮し、自転車で安全に通学できるようにする。営農飲雑用水は、防火用水に配慮する。集落内の水を、昔のように多目的に利用刷るように、水質を奇麗にする。水に親しめる水辺とする。彦根市野田沼内湖地区は、びわ湖周辺の小さい湖で、農業排水が流入している。この湖に水生植物を復活させ、湖底のヘドロを除去し、噴水によりばっ気して、内湖の水を奇麗にして、琵琶湖に流している。また、内湖の水を、農業用水路に戻し、リサイクルにより水質浄化を図っている。堺市陶器北地区は、圃場整備をし、一部を住宅地域にしている。この事業で、農地として確保される農振農用地区域を37ha増やし、本地域を、堺市の総合計画にある自然的環境保全地域としている。千葉市椎名地区は、緑農住区事業をして、100haの農地が市街化調整区域から、農振農用地区域となり、市街地のなかの田園空間として、維持している。また、水環境整備を行い動植物生態保存エリア、石亀保存エリア、遊水エリアとしている。鈴鹿市道伯住吉地区は、圃場整備を行い、市街地のバイパスとなる道路を新設し、住宅地域も整備している。宇佐市駅館川地区は、3500haという広い地域を圃場整備し、中央に、公園、スポーツ広場、集会所、農業施設等を設けている。また、古墳等の文化財保護地も整備している。幅員16mの大幹線農道を30km新設し、両側に植樹している。
イネのセシウム吸収経路の全容解明 （高等植物のセシウム吸収・輸送モデルの構築）

イネの各部位で働くK輸送体の発現解析および機能解析、2重変異体のトレーサー実験などにより、主要なCs輸送経路を特定し、イネをモデルとした高等植物のCs吸収・輸送モデルを構築する。また研究過程で根へのCs取り込みおよび体内輸送経路の主要輸送体をノックアウトした変異体を作出し、玄米のCsを極限的に低減させたCs低吸収イネの作出を目指す。
Bactewides層細菌内毒素の構造解析・活性を担う構造因子の解明

申請者は歯周病原性細菌と言われているPorphyromonas(Bacteroides)gingivalisの内毒素リポ多糖(LPS)について、その病原性に関わる構造因子の解明を進めている。本研究ではLPSの内部コア多糖およびリピドAの構造について検討を行い、以下の成績を得た。1.コア多糖領域の構造:内部コア多糖に存在する2-Keto-3-deoxyocto-nate (KDO)-リン酸のリン酸の結合位置については、脱リン酸したLPSを過沃素酸処理した後、メタノリシスおよびO-アセチル化してGLS/MSを行った結果、リン酸基はKDO分子のC7位またはC8位のいずれかに結合することが明らかになった。2.リピドAの単離精製:P.gingivalisのLPSからはリピドAの分離が不可能とされていたが、LPSを弱酸加水分解し、遊離したリピドAをクロロホルム/メタノール有機溶媒系で抽出後、Sephadex LH20を用いたゲル濾過にて精製標品を得ることに成功した。なお、本菌LPSからのリピドAの単離報告は初めてである。3.リピドA領域の構造:精製リピドA画分について脂肪酸分析、GLC/MSを用いたメチル化分析、P-NMR解析およびFAB-MS分析を行った。リピドAはβ(1→6)glucosamine disaccharide骨格から成り、おそらくリン酸が2分子および脂肪酸が5分子結合していると思われた。脂肪酸は基本骨格の3,3'位のアミノ基に3-hydroxy 15-methylhexadecanoicacidが結合し、エステル結合としてはhexadecanoic acid、3-hydroxy13-methyltetradecanoic acidおよび3-hydroxyhexadecanoic acidが存在することが明らかになった。現在、さらに詳細な構造解析および生物活性との関連を進めている。
多核錯体の遂次吸着を利用する傾斜機能材料の作成

固体材料の化学的機能の傾斜化には、相レベルの傾斜材料からより微細な組成分布を有する傾斜材料への転換が必要となる。本研究では、多核錯体がそれと反対の電荷を有する固体表面に規則吸着する現象を利用して新規な傾斜機能薄膜を作成することを検討した。直径1mm程度のヘテロポリ酸や粘土鉱物などの二次元に広がった金属酸化物は、それと反対電荷の高分子電解質と交互に規則的に吸着する。また、水晶発振子を用いた吸着重量の検討ならびにSEM観察から、これらが分子的な平滑さを保ったまま再現性よく積層すること、吸着回数や吸着物質の種類あるいはその順序を選択することで多種多様な積層構造を設計できることが明らかとなった。多核錯体積層化の第二の手法として、表面ゾルゲル法が見出された。即ち、水酸基を有する固体表面への金属アルコキシドの化学吸着、過剰に物理吸着したアルコキシドの洗浄、表面の加水分解による活性化という一連の操作を繰り返すことで、一定厚みの酸化物超薄膜の逐次積層化が可能となった。この手法は、チタン、アルミニウム、ニオブ、ジルコニウム等の様々な金属アルコキシド化合物に適用でき、組成分布がナノレベルで制御された傾斜機能材料の作成に応用された。本手法は、極めて単純かつ温和なプロセスであるため、従来の手法では実現不可能な有機高分子や生体物質を含んだ新しいタイプの傾斜機能材料への展開が可能である。実際、金属アルコキシドとの交互吸着により、機能性色素や高分子の多様なシーケンス構造が作成可能となった。
筋萎縮の予防・治療法の新規標的分子となるｍｉｃｒｏＲＮＡの同定

筋萎縮に対する予防・治療法の新規標的分子を同定するために、細胞・動物モデルを用いて筋萎縮に関係するmicroRNAの探索を行った。本研究により、miR-503が筋萎縮関連遺伝子の発現誘導に関与すること、老齢ラット・マウスの骨格筋でmiR-196aの発現が低下し、酸化ストレス応答に関与している可能性が示唆された。今後の詳細な解析により、これらのmicroRNAが筋萎縮の予防・治療における新たな標的分子としての有用性が検証できるものと考えられた。本研究では、筋萎縮の動物・細胞モデルを用いて、筋萎縮に関係するmicroRNA (miRNA)の同定を実施した。初年度、筋細胞に分化誘導したC2C12細胞に筋萎縮誘導剤であるデキサメタゾンを曝露することにより、miR-503の発現が誘導されることを明らかにした。さらに、miR-503の阻害剤を用いた実験により、miR-503が筋萎縮関連遺伝子であるAtrogin-1の発現制御に関与する可能性を見出した。また、筋萎縮に関連する新たなmiRNAを同定するために、老齢ラットおよび若齢ラット骨格筋の網羅的発現解析を行った。その結果、老齢ラットの長指伸筋・ヒラメ筋で発現変化を示すmiRNAをそれぞれ9種類・4種類同定した。最終年度は、初年度に同定したmiRNAの内、老齢ラットの長指伸筋で顕著に発現変化を示した5種類のmiRNAについて研究を行った。これらmiRNAの定量RT-PCRを行った結果、網羅的発現解析と同様に、老齢ラットの長指伸筋において4種類のmiRNAの発現が増加し、1種類のmiRNAの発現が低下していた。これらのmiRNAが、生物種間で共通して発現変化を示すかどうかを明らかにするために、老齢マウスと若齢マウスの長指伸筋について定量RT-PCRを行った。その結果、4種類のmiRNAが老齢ラットの実験と同様の発現変化を示すことが分かった。また、発現が低下していたmiRNAの標的タンパクの発現が増加していることも明らかとなった。本研究により、老齢ラット・マウスの骨格筋において発現変化を示すmiRNAが同定された。これらのmiRNAは加齢性の筋萎縮に関係する可能性が考えられ、今後、筋萎縮における役割を明らかにすることで、筋萎縮の予防・治療法の新たな標的分子としての有用性が検証できるものと考えられる。骨格筋の萎縮は老化や疾患など様々な原因で引き起こされ、高齢者・患者のQOL(生活の質)を著しく低下させる。筋萎縮に対する新たな予防、治療法の開発には新たな標的分子の同定が重要である。本研究は、筋萎縮の新規標的分子となるmicroRNAの探索を目的としている。筋細胞におけるmicroRNAの機能解析:筋萎縮の培養細胞モデルにおいて発現が増加するmicroRNA(miR-X)と筋萎縮の関係を明らかにするために、miR-Xの阻害剤を用いて機能解析を行った。培養細胞にmiR-Xの阻害剤を処理するとmiR-Xの発現がおよそ20 %まで低下することが分かった。また、筋萎縮関連遺伝子であるAtrogin-1の発現が若干低下することを見出した。このことから、miR-Xは筋萎縮によって発現誘導されるAtrogin-1の発現制御に関与している可能性が考えられた。今後、さらに表現型への影響を調べることによって筋萎縮との関係を明らかにし、新規標的分子としての可能性を検証する。筋萎縮の動物モデルにおけるmicroRNA発現解析:実験動物の筋萎縮モデルにおいて発現変動が認められるmicroRNAは、筋萎縮の標的分子になる可能性がより高いものと考えられる。そこで、マイクロアレイを用いて老齢ラットおよび若齢ラット骨格筋(長指伸筋、ヒラメ筋)のmicroRNAの発現を網羅的に調べた。その結果、老齢ラットの長指伸筋とヒラメ筋において発現増加が認められるmicroRNAをそれぞれ8種類、3種類同定した。また、発現低下が認められるものをそれぞれ1種類同定した。今後、これらmicroRNAの発現を定量RT-PCR実験で検証した後、培養細胞を用いて機能解析を行い、筋萎縮における役割を明らかにする予定である。平成24年度の研究実施計画では、「筋細胞におけるmicroRNAの機能解析」と「筋萎縮関連microRNAのターゲット遺伝子の同定」を実施する予定であった。筋細胞におけるmicroRNAの機能解析:培養細胞の筋萎縮モデルおいて発現が増加するmiR-Xの機能解析を実施し、miR-Xが筋萎縮によって誘導されるAtrogin-1の発現制御に関与している可能性を見出すことができた。筋細胞の形態的変化や筋タンパク分解に関する解析は現在実施している。筋萎縮関連microRNAのターゲット遺伝子の同定:「筋細胞におけるmicroRNAの機能解析」および、平成25年度に計画していた「筋萎縮の動物モデルにおけるmicroRNA発現解析」を優先的に実施するために、ターゲット遺伝子の同定に関する研究は延期した。筋萎縮の動物モデルにおけるmicroRNA発現解析:当初の予定では、平成25年度に実施する予定であったが、優先的に実験を行うことにした。

また、定量RT-PCR実験で限られた数のmicroRNAについて発現解析を実施する予定であったが、マイクロアレイによる網羅的発現解析を実施した。その結果、老齢ラット骨格筋において発現が変動しているmicroRNAを複数同定することができた。以上のように、研究の延期・前倒しなど計画に変更はあったが、全体的にはおおむね順調に進展しているものと考えられる。平成25年度は、「筋萎縮の動物モデルにおけるmicroRNA発現解析」、「筋細胞におけるmicroRNAの機能解析」、「ターゲット遺伝子の同定」の3つについて研究を実施する。筋萎縮の動物モデルにおけるmicroRNA発現解析:昨年度の研究成果により、筋萎縮が認められる老齢ラットの骨格筋で発現が変動しているmicroRNAをマイクロアレイ解析によって同定することができた。今後、これらの発現変動を定量RT-PCR実験によって検証し、筋萎縮に関係する可能性があるmicroRNAを選抜する。その後、培養細胞での機能解析とターゲット遺伝子の同定へと進展させる。筋細胞におけるmicroRNAの機能解析:筋萎縮関連遺伝子Atrogin-1の発現制御に関与している可能性が考えられるmiR-Xの機能解析を引き続き実施する。具体的に、C2C12細胞にmiR-Xの前駆体または阻害剤を導入し、筋細胞の形態的変化や筋タンパクレベルを、蛍光免疫染色法およびWestern blot法を用いて調べる。また、定量RT-PCR実験によって老齢ラット骨格筋での発現変化が認められたmicroRNAについても同様の解析を実施し、その機能を明らかにする。ターゲット遺伝子の同定:筋萎縮との関連が認められたmicroRNAについては、そのターゲット遺伝子の同定を試みる。過去の報告や標的遺伝子予測アルゴリズムを元に、ターゲット遺伝子の候補を選抜し、筋萎縮モデルにおけるタンパクレベルを調べることによってターゲット遺伝子としての可能性を検証する。以上の方策のもと、引き続き研究を推進させる。平成25年度に実施を予定していた「筋萎縮の動物モデルにおけるmicroRNA発現解析」を優先的に行うために、研究実施計画を変更した。それによって生じた平成24年度未使用の助成金については、平成25年度に実施する「ターゲット遺伝子の同定」に必要な物品購入費として使用する予定である。筋萎縮の動物モデルにおけるmicroRNA発現解析:マイクロアレイ解析で発現変化が認められたmicroRNAの定量RT-PCR実験を行う予定である。それに必要な試薬・キット類の購入費用として約600,000円を使用する予定である。筋細胞におけるmicroRNAの機能解析:培養細胞を用いてmicroRNAの機能解析を実施する予定である。それに必要な細胞培養製品、miRNAの前駆体および阻害剤、その他解析に必要な試薬・キット類の購入費用として約700,000円を使用する予定である。ターゲット遺伝子の同定:筋萎縮との関係が認められたmicroRNAについては、その標的遺伝子の同定を行う予定である。
分子シグナルから細胞運動への統合的システム生物学に関する研究

本研究は、低分子量Gタンパク質の相互作用が関わるシグナル伝達と、細胞骨格系タンパク質が生み出す細胞運動との融合モデルを作ることが目的である。つまり、タンパク質相互作用による「生化学反応系」を超えて、空間的な現象、すなわち細胞形状変化や細胞走性といった「物理現象系」をも含めた生命システムの統合的理解を目指すものである。具体的には、細胞運動の制御ダイナミクスを解明するためのシステム生物学を、シミュレーションと一分子時空間計測技術を併用して実施する。研究代表者の石井と分担者の作村は、神経細胞の軸索誘導機構について、Gタンパク質相互作用の特性から説明するモデル研究を行ってきた。現象の本質を見るために、細胞骨格形成との関係が深いと考えられるRhoファミリー低分子量Gタンパク質の相互作用を主要反応系として簡略化し、Gタンパク質の相互作用によって、非線形な応答特性を持ち得ることが示された。成長円錐モデルにおいては、局所非線形応答を仮定し、その非線形応答によって軸索が細胞外誘導因子の勾配を検知し、伸長していく能力があることを示した(Sakumura et al.,Biophys.J. 89, 812-822,2005)。しかし、このモデルでは、上流の受容体及びPI3キナーゼシグナル、下流のアクチン細胞骨格形成に至る部分は、簡略化を行った。そのため、分担者の中村は、軸索成長円錐におけるFRETイメージングを行い、Gタンパク質の上流(PI3K)と下流(アクチン)の時空間計測を行い、成長円錐の形態とGタンパク質の活性分布との関係を調査した(Nakamura et al.,Mol. Brain Res. 139,277-287,2005)。今後は、成長円錐内Ca^<2+>濃度の局所性による生化学反応特性も考慮する必要があるが、石井と作村はシナプス可塑性の分子メカニズムにおける局所Ca^<2+>シグナルに関する研究を行っており(Honda et al.,Mol.Sys.Biol. doi:10.1038/msb4100035)、本研究にも応用できると考えている。
続日本紀を中心とした八世紀紀年史料の総合的研究

研究事業の第四年目は『續日本紀史料』(皇學館大学研究開発推進センター史料編纂所編、昭和62平成26年)で綱文として採用した史料を選び、前年同様に遠藤慶太・荊木美行で分担執筆した解題原稿の統一作業に取り組んだ。2015年8月に皇學館大学佐川記念神道博物館で開催したシンポジウム「国史編纂」については、その報告・質疑内容について再検討を進め、河内春人・関根淳・細井浩志各氏とともに『日本書紀の誕生』(八木書店、2018年5月、522頁)として刊行することができた。本書はシンポジウムでの報告者(専門は日本史学)のほかに、文学・言語・思想で活躍する研究者に論文執筆を依頼し、幅広く人文科学の領域を網羅して『日本書紀』研究の現在を示すことができた。これは『續日本紀史料』編纂で培った知見にもとづいて史料批判の方法をいっそう深め、より複雑な史料構造をみせる『日本書紀』を読解する指針を示したことになる。本研究事業での研究成果を具体的に示し、学界に寄与できるものになったと思う。また2018年11月30日に〈律令研究の現在日中の視点からの展望〉と題し、古代の法典やその編纂をテーマとした国際研究会を開催した(皇學館大學人文學會と共催)。報告者として服部一隆氏(明治大学兼任講師)、徐世虹氏(中国政法大学法律古籍整理研究所)を招き、それぞれ「大宝令の編纂」「秦漢法律編纂簡論」との報告後、荊木美行の司会・吉村昌之氏の通訳で質疑を行なった。日本側での律令編纂の方針・中国で法律文献が発掘によって出土する理由など質問が相次ぎ、研究者や大学院生などが参加、古代の法典やその編纂をめぐって最新の知見をうかがうことができた。日本の文献史料を中心に展開してきた本研究事業を国際的にも位置づけ、直に成果を発信するうえでも有意義な機会となったと思われる。研究代表者・遠藤慶太は1年間本務校を離れ、国立歴史民俗博物館の外来研究員として関東を拠点とし研究活動を推進した。研究第一年目は「聖経と寺院縁起」に重点をおいて研究を進め、宮内庁書陵部・東京大学史料編纂所・西尾市岩瀬文庫などの諸機関において史料調査・写真収集を行った。平成26年11月30日には国立歴史民俗博物館において第1回研究会を開催し、遠藤が古代写経の識語(銘文)・堀越光信(四日市市立博物館・研究協力者)が「多度神宮寺伽藍縁起并資財帳」について研究報告を行った。なお研究会にあわせて歴博で開催中の国際企画展示「文字がつなぐ古代の日本列島と朝鮮半島」を観覧、出陳中の「大安寺資財帳」や和銅五年長屋王願経などの奈良時代写経を熟覧し、史料上の問題について参加者相互の知見を交換することができた。このほか歴博所蔵の奈良時代写経を熟覧調査できたことも大きな収穫で、識語を記す仏典そのものへの理解が深まった。その成果の一端は、韓国・成均館大学ブレインコリア21(平成26年11月8日)・早稲田古代史研究会(平成26年11月26日)・明治大学古代学研究所(平成27年1月9日)などで口頭発表を行い、日本古代史・考古学や韓国の研究者などから貴重な意見を得ることができた。そしてこれらの成果をもとに奈良時代写経の識語を集成、識語に関する研究論文や語句索引を増補した基礎データの整備につとめた。このデータは先行して刊行物の形態で公開することにし、『上代写経識語注釈』として平成27年度の日本学術振興会学術図書出版助成に応募をした(この申請は平成27年4月に採択)。研究第二年目にあたり、遠藤慶太・荊木美行が中心となって編纂史書についての研究会を企画、平成27年8月23日、皇學館大学佐川記念神道博物館においてシンポジウム「国史編纂」を開催した。報告者・報告標題は次の通りである。1遠藤慶太「『古事記』と帝紀」、2関根淳「天皇記とその前後」、3河内春人「『日本書紀』系図一巻と系譜意識」、4笹川尚紀「都夫良意富美伝承考」、5細井浩志「国史の編纂ー『日本書紀』と五国史の比較ー」。シンポジウムには日本古代史を専攻する5人の報告者のほかに、日本文学・中国文学の研究者が参加し、幅広い観点から質疑が交わされた。質疑終了後の意見交換では、報告・質疑の内容を検討のうえあらためて書籍化することとなった。またこれら研究会での知見を踏まえ、『續日本紀史料』(皇學館大学研究開発推進センター編、昭和62平成26年)で引用した史料解題について、遠藤・荊木の間で執筆項目の割り振りを行なった。遠藤は「東大寺要録」をはじめとする項目での執筆に入った。荊木は中国に出張して研究報告を行い、来年度に開催する予定の研究会「律令と法制書」の報告予定者との交渉を行なった。このほか『續日本紀史料』に掲載した奈良時代写経の識語すべてについて、「上代文献を読む会」と協力して注釈原稿を作成、研究成果公開促進費の交付を受け『上代写経識語注釈』(勉誠出版、平成28年3月)として刊行することができた。

さらに本研究と関わりの深い六国史については編纂史書の性質や内容、現代に伝えられた背景について平易に概説した一般書を執筆、遠藤慶太『六国史ー日本書紀から始まる日本の「正史」』(中央公論新社、平成28年2月)として刊行することができた。内地留学を終えた遠藤慶太が本務校(皇學館大学)にもどり、東京を拠点とした一年間の研究・交流の成果を集約することができた。本務校では研究分担者との連絡がスムーズに行なわれ、日常的に研究事業を推進することができている。とくに平成28年度は当初計画していた研究会の規模を拡大してシンポジウムを開催することができ、研究会開催と解題執筆が有機的に関連付けることができた。研究事業の第三年目は『續日本紀史料』(皇學館大学研究開発推進センター史料編纂所編、昭和62平成26年)で綱文として採用した史料を選び、遠藤慶太・荊木美行で分担して解題原稿の執筆を進めた。平成29年3月現在で遠藤は「東大寺要録」「類聚三代格」「大安寺伽藍縁起并流記資財帳」など23項目の執筆を終え、荊木担当分とあわせた全体の統一を行なっている。なお、当初計画していた「律令と法制書」に関する研究会は、規模を拡大して国際シンポジウムとして企画しているが、報告を依頼した海外報告者の日程等の都合により、平成29年度開催で調整している。それにかわり、一般向けの講座などの機会では、『続日本紀』をはじめとする古代史書について積極的に採りあげ、その史料的価値について理解が深まるよう努めた。その一環として、奈良時代を舞台とした歴史小説について古代史研究の立場から解説を執筆し、専門研究者以外に『続日本紀』・正倉院文書の研究を紹介することができた。このほか平成27年8月に開催したシンポジウムの内容を書籍化することについて、出版社を交えて具体的な打ち合わせを行なった。遠藤が編者の一人になって全体の構想を打ち合わせ、日本古代史に限定せず、一般読者や次世代の研究者に向けて学術成果を提示することで方向性を確認した。幅広い分野の研究者を執筆候補に挙げ、遠藤をはじめとする複数の執筆者が分担して執筆依頼を済ませている。平成29年8月の原稿締め切り後、来年度刊行を目標に編集を行なうことになった。平成28年度の開催を計画していた「律令と法制書」に関する研究会は、国内・国外各一名づつの報告者を立て、国際シンポジウムとして開催することにした。しかし海外の報告予定者の日程が合わず、平成29年度に開催することで調整している。また史料解題の項目執筆は遠藤慶太・荊木美行が分担し、所属する皇學館大学研究開発推進センターの事業として進めてきたが、平成29年度に遠藤が文学部国史学科に異動となり、研究体制の立て直しが必要となった。以上の理由により、現在までの進捗状況はやや遅れているといわざるをえない。研究事業の第四年目は『續日本紀史料』(皇學館大学研究開発推進センター史料編纂所編、昭和62平成26年)で綱文として採用した史料を選び、昨年同様に遠藤慶太・荊木美行で分担して解題原稿の執筆を進めた。特に『類聚三代格』に関しては、良質な写本(金沢文庫本・前田家本)にもとづいて実際に本文校訂を行ない、学部生を交えた講読を進めながら史料の性格を把握することに努めた。これまでに執筆を終えた原稿については、引き続き全体の統一作業を進めている。なお第三年目に計画していた「律令と法制書」に関する研究会は、当初の規模を拡大して国内研究者・海外研究者の2名を軸とした国際研究会として企画しており、本年度は報告者の選定など企画調整に費やした。海外報告者の日程等の都合により、平成30年11月12月ごろの開催で計画している。それにかわり、遠藤・荊木両名は一般向けの講座・他の研究会などの機会をとらえ、『日本書紀』『続日本紀』や『風土記』といった八世紀の文献を題材にして神社の鎮座、年号の使用に関する文献史料研究の立場から報告を行った。
リンパ球賦活化能を有する高分子の分子設計とその免疫アクチベータ-への展開

本研究では、i)N,N-ジメチルアクリルアミドと3-アクリルアミドフェニルボロン酸(PBA)との共重合体の調製、ii)N-ビニルピロリドンと無水マレイン酸との交互共重合体に対するアミノフェニルボロン酸の反応によるボロン酸含有ポリマーの調製、という二つのアプローチにより、フェニルボロン酸含有ポリマーの合成を推進した。また、リンパ球との結合を明確に捉えるために蛍光色素を導入したポリマーについても合成を行った。得られた共重合体については、分子量、分子量分布、組成等の特性解析をGPC,NMR,光散乱等を用いて行った。また、リンパ球の結合能を上げるためにボロン酸ポリマー中にアミノ基を導入した。すなわち、アミノ基をボロン酸基に配位させることにより生理的pH7.4においても糖鎖との安定なコンプレックスを形成させるという概念である。アミノ基含率の異なるボロン酸ポリマーを調製しリンパ球増殖活性評価を行った。その結果、アミノ基含有ポリマーは、アミノ基のないものに比べて、低い濃度においても活性を示し、その活性化能の増大が観察された。これより、アミノ基導入による配位効果により効率的にリンパ球の活性化が可能であることが示された。また、ボロン酸と糖類をはじめとする多価水酸基含有化合物との結合について詳細な解析を行い基礎的知見を集積した。平成7年度はモデルポリマーの合成と細胞機能の評価システムの確立を推進し、準備の整った系から順次、細胞応答挙動を解析した。(1)フェニルボロン酸基を側鎖に有する共重合体の調製:本研究では、i)N,N-ジメチルアクリルアミドと3-アクリルアミドフェニルボロン酸(PBA)との共重合体の調製。ii)N-ビニルピロリドンと無水マレイン酸との交互共重合体に対するアミノフェニルボロン酸の反応によるボロン酸含有ポリマーの調製。という二つのアプローチにより、フェニルボロン酸含有ポリマーの合成を推進した。また、リンパ球との結合は明確に捉えるために螢光色素を導入したポリマーについても合成を行なった。得られた共重合体については、分子量、分子量分布、組成等の特性解析をGPC,NMR,光散乱等を用いて行ない細胞機能評価試験に備えた。(2)電子吸引性置換基を有するボロン酸誘導体の合成と高分子への導入反応:フェニルボロン酸のベンゼン環に電子吸引性の置換基を導入することによって、生理条件下で安定に四配位型を形成するフェニルボロン酸誘導体を調製した。すなわち、ビス(パ-フルオロアルカノイル)パーオキサイドを用い,アニオンラジカルを経由する反応により、3-アセトアミドフェニルボロン酸のフェニル環に電子吸引性のパ-フルオロアルキル基を導入することに成功した。さらに、脱アセチル反応の後に、カルボベンゾキシグリシンを反応させ、引き続いてパラジウムを用いて接触還元によりグリシジル誘導体を得ることにも成功した。(3)ボロン酸含有ポリマーによるリンパ球増殖の誘導とその最適化:(1)で調製した共重合体を共存させた状態でマウスリンパ球の培養を行ない、^3H-標識チミジンの取り込み能から増殖活性の評価を行ない、充分な活性を有する事を確認した。得られた共重合体については、分子量、分子量分布、組成等の特性回析をGPC,NMR,光散乱等を用いて行った。すなわち、アミノ基をボロン酸基に配位させることにより生理的pH7.4においても糖鎖との安定なコンプレックスを形成されるという概念である。

アミノ基含率の異なるボロン酸ポリマーを調製しリンパ球増殖活性評価を行った。その結果、アミノ基含有ポリマーは、アミノ基のないものに比べて、低い濃度においても活性を示し、その活性化能の増大が観察された。これより、アミノ基導入による配位効果により効率的にリンパ球の活性化が可能であることが示された。また、ボロン酸と糖類をはじめとする多価水酸基含有化合物との結合について詳細な解析を行い基礎的知見を集積した。
次世代天然化合物導出を指向した新規生合成ロジックの構築

微生物が有する未知の二次代謝生合成遺伝子の機能を解明し、新規化合物生産に活用することはポストゲノム時代の重要課題である。本研究では、放線菌(Streptomyces reveromyceticus)が有するリベロマイシンA生合成遺伝子クラスターにコードされている新規の酵素群に着目し、その生化学的性質を詳細に解析することによって、ポリケチド多様化に関わる生合成機構を明らかにした。1.スピロアセタール形成機構の解明:RevGは、トリオール体からジヒドロキシケトン構造を形成するSDRファミリーのデヒドロゲナーゼである。RevJはヒドロキシケトンから立体特異的にスピロアセタール環を形成する特異な活性を有する酵素である。酵素の構造詳細をX線結晶構造解析法より得るために、結晶化実験を行った。大腸菌を用いて異種発現・精製を行い、両酵素ともに高純度の精製試料を得ることが出来た。精製サンプルを用いてそれぞれの結晶化条件の探索を行ったが、良質な結晶を得ることができなかった。現在さらに発現条件、精製条件を検討し結晶化スクリーニングを進めている。2.新規エステル化酵素反応の解明:リベロマイシン生合成において3級水酸基エステル化に関わると予想されるRevK及びRevL反応を生化学的に検証するために、それぞれ大腸菌を用いてHis-tag融合蛋白質を発現し、Ni-NTAアフィニティークロマトグラフィーにより酵素を調製した。RevLはAMP結合モチーフを有することから、基質にA-rP及び候補基質のジカルボン酸を添加してRevK-RevL複合酵素反応を検討した。3.2-アルキルマロニルCoA生合成:2-アルキルマロニルCoA生合成に関わると予想されるRevTの機能解析を行った。相同性検索からRevTを還元・カルボキシル化酵素と予想した。基質と予想されるt-2-ヘキセノイルCoAおよびt-2-オクテノイルCoAを用いて、反応生成物と予想されるブチルマロニルCoAおよびヘキシルマロニルCoAへの酵素変換を試みた。Streptomyces lividansTK23を用いた異種発現を行うことで高活性のRevTを精製し、還元・カルボキル化反応を検討した。I.スピロアセタール形成機構の解明:スピロアセタール環形成に関わる酵素であるRevG、RevJの結晶化条件の検討を進めたが、現在まで良好な結晶を得ることに成功していない。X線構造解析は、基質認識に関わる構造基盤の解明に重要であることから、今後も研究を推進する必要がある。II.新規エステル化酵素反応の解明:RevK、RevLの多量体形成について知見を得るために、Superdex200を用いたゲル濾過を検討した。精製タンパク質の混合条件によってrevK/Lの結合状態に差が認められ、相互作用の条件を見出すには更なる検討が必要と判断した。また、RevL酵素活性の検討を行ったところ、高活性化にはHis-tagの除去が必須であることを見出し、最適化条件でMESGを用いたRevLの基質特異性検討を行った。III.アルキルマロニルCoA生合成機構の解明:還元カルボキシル化酵素(RevT)の基質となりうる炭素鎖長の異なるt-Δ2エノイルCoAの供給メカニズムを検証した。AMP結合モチーフを有するRevSを精製し、様々な脂肪酸基質との反応を解析したところ、様々な遊離の中鎖脂肪酸をアシルCoA体に変換できることを見出した。また、脂肪酸β酸化経路によりアルキル側鎖長の異なるt-Δ2エノイルCoAを生成しRevTの基質として利用されるという仮説を検証するために、13C標識された脂肪酸の取り込みを行った後にRM類を精製し、13C-NMRにより標識位置を解析した。さらに、重水素標識された脂肪酸の取り込み実験を行い、RM代謝産物をLC-MS解析することで、上記経路を検証することに成功した。I.スピロアセタール形成機構の解明:RevG、RevJの結晶化条件検討を継続して行った。本年度は、安定化条件を向上させるための精製条件をさらに検討した結果、均一に精製されたRevG, RevJの収率を改善することが出来た。得られた酵素を用いてさらに異なる結晶化条件を検討した。また、反応機構を詳細に解析するために数種の合成トリオール化合物を基質として反応を解析し、基質特異性に関する知見を得た。II.新規エステル化酵素反応の解明:同一転写ユニットを形成し、遺伝子破壊実験によりエステル化反応への関与が示唆されているRevK, L, Mを精製し複合酵素反応を検討した。また、タンパク質を混合後に各組み合わせでゲル濾過を行ったところ、予想に反し多量体形成を示唆する結果は得られなかった。次に、RevL反応産物の検討を行った。中間反応産物の同定は困難であった為、生成する二リン酸を定量するMESG法を用いて、RevLの基質特異性を再評価した。III.アルキルマロニルCoA生合成機構の解明:RevRを精製し生化学的に解析を行った結果、脂肪酸生合成の初期反応に関わる酵素であることが示唆された。一方、反応検出系の構築が困難であるため、反応動力学的な解析は今後の課題である。また、精製RevSと脂肪酸基質の反応解析により、本酵素が様々な遊離の中鎖脂肪酸をアシルCoA体に変換できることを見出しているが、本年度はさACPを用いた変換反応、還元カルボキシル化酵素(RevT)を用いたカップリング反応を検討した。

これまでの遺伝子破壊実験に加えて、生化学解析からリベロマイシン類の構造多様化に関わるアルキル側鎖生合成にはRevR, RevS, RevTが重要な機能を担うことを明らかにした。I.スピロアセタール形成機構の解明:RevG、RevJ結晶化条件の検討を継続して行った。酵素の安定性を向上させるためにいくつかの精製条件を検討し、RevG, RevJ収率をさらに改善することが出来た。得られた酵素を用いて結晶条件を検討した。II.新規エステル化酵素反応の解明:同一転写ユニットを形成し、遺伝子破壊実験により反応への関与が示唆されているRevK, L, Mをそれぞれ精製し複合酵素反応を検討した。各酵素は非常に不安定であることから、精製手法を確立することが重要であった。そこで、本年度は高活性の酵素を取得するために、精製条件の検討を行った。III.アルキルマロニルCoA生合成機構の解明:RevRを精製しその反応を検討した結果、脂肪酸生合成の初期反応に関わる酵素であることが示唆されているが、反応検出系の構築が困難であるため、反応動力学的な解析は今後の課題である。また、精製RevSを用いて、脂肪酸基質、CoA、及びACPとの反応性をさらに詳細に解析した。その結果、RevSはアミノ酸配列からACP-ligaseと予想されたが、様々な遊離の中鎖脂肪酸をアシルCoA体に変換できるCoA-ligaseであり、ACP-ligaseではないことを明らかにした。還元カルボキシル化酵素(RevT)を用いて生化学的に基質特異性を検討したところ、アシルCoAのみを基質にすることを確認した。これまでの遺伝子破壊実験に加えて、生化学解析からリベロマイシン類の構造多様化に関わるアルキル側鎖生合成にはRevS, RevTが重要な機能を担うことを明らかにした。微生物が有する未知の二次代謝生合成遺伝子の機能を解明し、新規化合物生産に活用することはポストゲノム時代の重要課題である。本研究では、放線菌(Streptomyces reveromyceticus)が有するリベロマイシンA生合成遺伝子クラスターにコードされている新規の酵素群に着目し、その生化学的性質を詳細に解析することによって、ポリケチド多様化に関わる生合成機構を明らかにした。ジヒドロキシケトン合成酵素(RevG)、スピロアセタール合成酵素(RevJ)及びポリケチド合成酵素ドメインのアシル基転移酵素(PKS-AT4)の結晶構造解析条件を検討したが、詳細な解析につながる良好な結晶を得ることが出来なかった。タンパク質結晶化に要する時間は予測が困難であり、結果的に研究遅延が生じた。27年度が最終年度であるため、記入しない。応用微生物学申請課題のうち、進展が遅れているジヒドロキシケトン合成酵素(RevG)、スピロアセタール合成酵素(RevJ)及びポリケチド合成酵素ドメインのアシル基転移酵素(PKS-AT4)の結晶構造解析条件を集中的に検討し、結晶解析を試みる。達成目標として3つのテーマをかかげて研究を進めている。テーマ1の目標であるスピロアセタール構造形成に関わる酵素の結晶解析については、第一段階である酵素精製に成功しているため、結晶化に向けた条件の最適化が今後の課題と考えられる。次年度は、結晶化が困難である事を踏まえた研究を展開する。
錐状対象物の把握戦略

本研究に関する研究成果は以下のとおりである.・テーブルに置かれた直接把握不可能な三角錐対象物を持ち上げるために必要な指数は2本であることを示した.また,この2本の指を用いて,対象物を持ち上げるための把握戦略を示した.・上記把握戦略を一般の正多角錐対象物に拡張した.その結果,四角錐を除く多角錐対象物は3本指で持ち上げることが可能であることが示された.・ロボットハンドを用いて,テーブルに置かれた三角錐対象物を持ち上げる実験を行った.この結果,提案する把握戦略を用いてロボットハンドが三角錐対象物を持ち上げることが可能であることが示された.・三角錐対象物を持ち上げた状態を仮定し,対象物を安定に把握することが可能な指範囲の導出を行った.その結果,指位置の下の方(錐の頂点側)にもっていくと平衡点が不安定平衡となるが,上の方(錐の底面側)にもっていくと安定平衡となることが示された.本研究に関する研究成果は以下のとおりである.・テーブルに置かれた直接把握不可能な三角錐対象物を持ち上げるために必要な指数は2本であることを示した.また,この2本の指を用いて,対象物を持ち上げるための把握戦略を示した.・上記把握戦略を一般の正多角錐対象物に拡張した.その結果,四角錐を除く多角錐対象物は3本指で持ち上げることが可能であることが示された.・ロボットハンドを用いて,テーブルに置かれた三角錐対象物を持ち上げる実験を行った.この結果,提案する把握戦略を用いてロボットハンドが三角錐対象物を持ち上げることが可能であることが示された.・三角錐対象物を持ち上げた状態を仮定し,対象物を安定に把握することが可能な指範囲の導出を行った.その結果,指位置の下の方(錐の頂点側)にもっていくと平衡点が不安定平衡となるが,上の方(錐の底面側)にもっていくと安定平衡となることが示された.多指ロボットハンド(以下単にハンドと略)の研究は把握相に着目した研究と、無拘束状態から把握相に至るまでの把握過程について論じた研究に大別することができる。本研究は後者に対応し、テーブル上に置かれた多角錐対象物に対して平衡把握を実現する問題を取り扱う。円柱や四角柱であれば、平衡把握状態を実現する指先位置の指定さえうまく行えば、ハンドは対象物を直接把握することができる。ところが、三角錐、四角錐と言った錐状物体の場合、直接把握できるとは限らない。本研究では、直接把握できない多角錐対象物に対して、最終的に平衡把握を実現するアルゴリズムについて考察した。2次元問題(対象物は三角形)において、テーブル上に置かれた直接把握できない鋭角三角形に対し、平衡把握状態に持ち込む把握アルゴリズムを提案するとともに、平衡把握を実現する必要かつ十分な指数は2本であることを示した。さらに、ロボットハンドを用いて三角錐対象物に対する把握実験を行い、示したアルゴリズムの有効性を確認した。本研究に関する研究結果は以下のとおりである.・テーブルに置かれた直接把握不可能な三角錐対象物を持ち上げるために必要な指数は2本であることを示した.また,この2本の指を用いて,対象物を持ち上げるための把握戦略を示した.・上記把握戦略を一般の正多角錐対象物に拡張した.その結果,四角錐を除く多角錐対象物は3本指で持ち上げることが可能であることが示された.・ロボットハンドを用いて,テーブルに置かれた三角錐対象物を持ち上げる実験を行った.この結果,提案する把握戦略を用いてロボットハンドが三角錐対象物を持ち上げることが可能であることが示された.・三角錐対象物を持ち上げた状熊を仮定し,対象物を安定に把握することが可能な指範囲の導出を行った.その結果,指位置を下の方(錐の頂点側)にもっていくと平衡点が不安定平衡となるが,上の方(錐の底面側)にもっていくと安定平衡となることが示された.
頭頸部癌におけるアンジオテンシンIIの機能解析とそのブロッカーによる抗腫瘍効果

頭頸部癌は重要な機能を持つ部位に発生し、進行癌になると予後が悪く、未だに確実な治療法が確立されていない。これまでに我々は、様々な分子標的治療薬を用いて頭頸部癌の抗腫瘍効果を検討してきたが、個々により効果に差があるため、新規の分子標的治療薬が求められている。そこで本研究では、新しい分子標的治療薬として我々が発見したアンジオテンシンII受容体プロッカー(ARB)の頭頸部癌に対する抗腫瘍効果を検討する。興味深いことに、昨年度の検討で、頭頸部癌細胞においてATIRが発現していること、またAng-IIによって増殖が促進する細胞が存在することを我々は確認した。そこで、頭頸部癌細胞におけるレニン-アンジオテンシン系のメカニズムを調べるために、各細胞からタンパクを抽出し、ウェスタンブロッティング法を用いて、レニン-アンジオテンシン系のタンパクの発現を検討したところ、Ang-IIが結合するもう一つのレセプターであるAT2Rもすべての細胞において発現していることが判明した。さらに、レニンから変換されたアンジオテンシンIをアンジオテンシンIIに変換する酵素であるACEの発現を調べたところ、ACE1を発現している細胞は4細胞のみであった。また、ACE2についても発現を検討したところ、ほとんどの細胞で発現が確認された。以上の結果から、頭頸部癌細胞において、局所レニン-アンジオテンシンシステム系が存在することが判明し、アンジオテンシンII受容体プロッカーが新しい分子標的治療薬として抗腫瘍効果を発揮する可能性が示唆された。頭頸部癌において局所レニン-アンジオテンシン(RAS)系が存在するかどうかを検討するために、頭頸部扁平上皮癌細胞株17種について、アンジオテンシンIIのレセプターであるAT1Rの発現をウエスタンブロッティングで検討した。その結果、すべての細胞株においてAT1Rの発現がみられ、局所RASの存在が示唆された。次に、頭頸部癌においてアンジオテンシンIIが増殖因子になりうるかどうかを検討するため、17種の頭頸部扁平上皮癌細胞株をアンジオテンシンII存在下で培養し細胞増殖能を測定した。その結果、すべての細胞株においてアンジオテンシンIIによる細胞増殖促進効果がみられたため、頭頸部癌には局所RASが存在し、腫瘍細胞の増殖に関与している可能性が示唆された。また、アンジオテンシンIIのレセプターブロッカーによる腫瘍増殖抑制効果を検討するため、頭頸部癌細胞株であるHSC-3にアンジオテンシンIIレセプターブロッカー存在下で培養し、細胞数を測定したところ、アンジオテンシンIIレセプターブロッカーはアンジオテンシンIIによる増殖能を有意に抑制することが判った。さらにその時のタンパクを抽出し、ウエスタンブロッティングでMAPKのリン酸化を検出したところ、アンジオテンシンIIによりリン酸化されたMAPKはアンジオテンシンIIレセプターブロッカーによりリン酸化が抑制された。以上のことより、頭頸部癌には局所RASが存在し、アンジオテンシンIIレセプターブロッカーによる抗腫瘍効果が期待される。