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心筋K^+チャネルの遺伝子の多様性と薬物過剰反応

疾患の治療の目的で薬物を服用したために、心電図QT時間が著明に延長して不整脈から突然死をまねくことがある。臨床的に多くの薬剤が心筋KチャネルクローンであるHERG電流を強く抑制することが原因とされており、安全な新薬を開発する上で重大な障害になっている。本研究は、この薬物誘発性のQT延長症候群の分子機序を解明しようとする先駆的な研究である。強心薬(vesnarinone)、第III群抗不整脈薬(E-4031,dofetilide, MS-551,bepridil)について、HERGチャネルと薬物結合の特性とチャネル内薬物結合部位を特定した。2年間にわたる本研究の結果いくつかの新しい知見を得ることができた。具体的な成果としては、1)薬物結合部位として可能性の高いアミノ酸塩基を変異させたHERG遺伝子を数多く作成し、2)それらを利用していくつかの薬物について実際に薬物結合部位を想定し、3)HERGチャネルと薬物の相互作用に関してその分子機序をある程度解明した。実際に行ったのはは、HERGチャネルのチャンネル内の内腔を形成するドメインS6とポア領域のアミノ酸を一つづつAlaに置換した変異遺伝子を作成し、それらをアフリカツメガエル卵母細胞に発現させで得たイオン電流に対するの作用を検討した。その結果、vesnarinoneについてはHERGチャネルのポア領域に6箇所の特定の結合部位を明らかにした。この結果はMol Pharmacology (Kamiya et al., 2001)に掲載された。またamiodaroneについて急性投与でHERGチャネル、長期投与でIKsチャネルに抑制作用を示すことを明らかにし、Circulation (kamiya et al., 2001)に掲載された。その他、methanesulfoanilide系第III群抗不整脈薬E-4031,Dofetilide、non-methanesulfoanilide系第III群抗不整脈薬MS-551,Bepridilについて共通の薬物結合部位(F656)を明らかにし、本年度の米国心臓病学会(2001)にて発表した。その内容は現在投稿準備中である。これら薬物感受性のQT延長症候群がどのような薬剤によってもたらされるかについては、臨床的に多くの薬剤が原因になることが判明している。一方、薬物の作用点である心筋Kチャネル自身の異常特に遺伝子異常については、数年来世界各国で追及されているにもかかわらず今だほとんど発見されていない。これまでに報告のあった機能異常を示す変異Kチャネルは、その殆ど全てが薬物に対して感受性が低下していた。現在、薬物感受性不整脈をの原因として報告されている変異Kチャネル遺伝子については、terfenadine感受性の変異HERG遺伝子、clarithromycin感受性の変異MiRP遺伝子の二つのみである。本研究は、我々が独自に発見した心不全治療薬vesnarinone感受性の変異Kチャネル遺伝子を手がかりに、薬物誘発性の心室頻拍の病態を遺伝子レベルで解析しようとする先駆的研究である本年度の成果としては、1)薬物結合部位として可能性の高いアミノ酸塩基を変異させたHERG遺伝子を数多く作成し、2)それらを利用していくつかの薬物について実際に薬物結合部位を想定したことである。

具体的には、HERGチャネルのチャンネル内の内腔を形成するドメインS6とポア領域のアミノ酸を一つづつAlaに置換した変異遺伝子を作成し、それらをアフリカツメガエル卵母細胞に発現させで得たイオン電流に対する心不全治療薬vesnarinoneの作用を検討した。その結果、6箇所の結合部位を推定し、現在科学雑誌に投稿中である。疾患の治療の目的で薬物を服用したために、心電図QT時間が著明に延長して不整脈から突然死をまねくことがある。これら薬物感受性のQT延長症候群がどのような薬剤によってもたらされるかについては、臨床的に多くの薬剤が原因になることが判明している。一方、薬物の作用点である心筋Kチャネル自身の異常特に遺伝子異常については、数年来世界各国で追及されているにもかかわらず今だほとんど発見されていない。これまでに報告のあった機能異常を示す変異Kチャネルは、その殆ど全てが薬物に対して感受性が低下していた。現在、薬物感受性不整脈をの原因として報告されている変異Kチャネル遺伝子については、terfenadine感受性の変異HERG遺伝子、clarithromycin感受性の変異MiRP遺伝子の二つのみである。本研究は、我々が独自に発見した心不全治療薬vesnarinone感受性の変異Kチャネル遺伝子を手がかりに、薬物誘発性の心室頻拍の病態を遺伝子レベルで解析しようとする先駆的研究である本年度の成果としては、1)薬物結合部位として可能性の高いアミノ酸塩基を変異させたHERG遺伝子を数多く作成し、2)それらを利用していくつかの薬物について実際に薬物結合部位を想定したことである。具体的には、HERGチャネルのチャンネル内の内腔を形成するドメインS6とポア領域のアミノ酸を一つづつAlaに置換した変異遺伝子を作成し、それらをアフリカツメガエル卵母細胞に発現させで得たイオン電流に対するの作用を検討した。その結果、nesnarinoneについてはHERGチャネルのポア領域に6箇所の特定の結合部位を明らかにした。この結果はMo1 Pharmacology(Kamiya et al.,2001)に掲載された。またamiodaroneについて急性投与でHERGチャネル、長期投与でIksチャネルに抑制作用を示すことを明らかにし、Circulation(Kamiya et al., 2001)に掲載された。その他、methanesulfoanilide系第III群抗不整脈薬E-4031, Dofetilide、non-methanesulfoanilide系第III群抗不整脈薬MS-551, Bepridilについて共通の薬物結合部位(F656)を明らかにし、本年度の米国心臓病学会(2001)にて発表した。その内容は現在投稿準備中である。
携帯型レーザピーニング装置開発のための疲労強度向上効果確認実験

レーザピーニングは材料にパルスレーザを照射して材料表面の強度上昇を図る技術である.レーザピーニングによる圧縮残留応力の生成によって鋼構造物溶接部の疲労寿命が大きく向上することが確認されている.本研究では,現場でも容易に用いることができるレーザピーニング装置の開発するため、低出力でのレーザピーニング施工条件の選定し、その効果を残留応力測定と大型試験体での疲労試験で確認した。また、他のピーニング手法との比較と、レーザピーニングのモデル化についての検討も行った。近年、小型化が著しいQスイッチYAGレーザの使用を前提とした、今までにない「携帯型レーザピーニング装置」を実用化するため、低パルスエネルギーでの最適な施工条件が溶接部でも適用可能か否かを明らかにする。さらに疲労強度向上効果を定量的に明らかにする。本研究によって携帯型レーザピーニング装置の開発に必要なデータが得られ、実際の装置の開発に着手することが可能となる。携帯型レーザピーニング装置を用いる事ができれば、高所・狭隘部にも容易に適用でき、工場のみならず現場でも容易に用いることができる疲労強度向上手法となる。本年度は、レーザピーニング(以下LPと称す)のピークエネルギーを既往の研究よりさらに小さな10mJとし、照射径と照射密度を変化させて高張力鋼に施工した。その後に、X線による残留応力の測定と電解研磨を繰りかえすことにより、その残留応力分布を明らかにした。この結果から、最も大きく深い残留応力を生成した条件を選定した。さらに、選定した条件で溶接部にも大きく深い残留応力が生成されることを溶接部の残留応力測定によって明らかにした。この選定したLP施工条件での疲労強度向上効果を確かめるため、突合せ溶接部に同様の条件でLPを施し、LPの有無による疲労強度を比較した。その結果、突合せ溶接試験体ではこれまでの200mJおよび20mJと同等の疲労強度向上効果を有することが確かめられた。これにより小型低出力レーザの使用を前提としたLPの施工条件を確定することが出来た。LPのモデル化に関しては、LPの影響を板表面の強制変位にモデル化した残留応力解析を行い、LPの残留応力分布の特徴である、生成した残留応力の異方性が本モデルによって表現できることを明らかにした。さらに、疲労試験前後の残留応力分布の変化および、曲げジグの開発とそれを用いた曲げと引張での疲労寿命の比較についても研究を実施した。本年度は大型曲げ疲労試験体による疲労強度向上効果の定量的把握を行った。26年度に用いた小型試験体の疲労試験では容易に多くの試験体を実験できるためパラメトリックな相対比較には有効であるが、疲労強度が実際の部材より大きく評価されてしまう。そのため定量的な効果の把握はできない。そこで、26年度に選定したレーザピーニング(以下LPと称す)のピークエネルギー20mJでの施工条件を使用し、定量的な評価が可能な大型曲げ試験体を用いた疲労試験により、効果の確認と疲労強度の定量的把握を行った。試験体として、長さ500mm,幅150mm,板厚9mmの鋼板にリブを回し溶接した大型曲げ試験体を用いた。試験には研究代表者の所属機関が所有する100kN疲労試験機と26年度に開発した曲げジグを用いた。その結果、大型試験体でも低出力LPの疲労強度向上効果が明らかとなった。さらに、LPの施工範囲についても検討を行った。その結果、施工範囲を20×30mmから10×30mmに狭くしても効果に影響がないとの予想に反して、狭いと効果が低下する場合があった。今後検討が必要である。本研究の研究協力者をプロジェクトマネージャー(PM)として26年9月より開始された革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)「ユビキタス・パワーレーザーによる安全・安心・長寿社会の実現」において、超小型マイクロチップレーザーの高出力化(>20mJ、<1kg)を目的とした研究において、ピークエネルギー20mJのレーザー発信器の開発が進められ、27年12月に「小型パワーレーザーの利活用に関するFS公募」が開始された。本研究では、このプログラムで開発された小型パワーレーザーをレーザピーニングに適用すべく、PMにヒアリングする等情報を入手すると共に、FSにも応募した。今後も情報を適宜本研究に反映していく予定である。27年度実施予定の大型曲げ疲労試験体による疲労試験は、頭書ピークエネルギー10mJでの実験も予定していたが、ImPACTプログラムでピークエネルギー20mJの小型パワーレーザーの開発に目処がついてきたので、10mJの実験は取りやめ、施工範囲をパラメータとした実験を行った。実用化のためには必要となるデータである。これに加え、今回行った大型試験体による曲げ疲労試験での疲労寿命と、既往の研究で行ってきた引張での疲労寿命の比較に関する実験も行った。これにより、これまでの疲労試験データとの比較が可能となった。

近年、小型化が著しいQスイッチYAGレーザの使用を前提とした、今までにない「携帯型レーザピーニング装置」を実用化するため、低パルスエネルギーでの最適な施工条件が溶接部でも適用可能か否かを明らかにする。さらに疲労強度向上効果を定量的に明らかにする。本年度は、昨年度に引き続き、大型曲げ疲労試験体によってレーザピーニング(LPと称す)の施工範囲の影響に関する実験を行い、実験精度を上げる予定であったが、研究協力企業の都合によりLPの施工が難しくなったため、施工は小型疲労試験体に対して行い、ピーク出力10mJと20mJの場合の効果の実験データを増やし、実験精度を上げた。また、他の手法であるショットピーニング(SPと称す)とハンマーピーニング(HPと称す)の疲労寿命向上効果をLPと直接同じ試験体で比較した結果はこれまでなかったため、大型試験体でLPとSPとHPの比較を、小型試験体でLPとSPとさらにフェムト秒レーザピーニング(FLPと称す)の比較を行った。その結果、LPはピーク出力が小さい場合でも、SPやHPと同等以上の疲労強度向上効果があることが明らかになった。また、FLPは残留応力の生成深さが非常に浅いため、効果がほとんど見られなかった。また、別予算によってX線残留応力測定装置を購入したため、LP,SP,HP,FLPによって生成される残留応力の特徴を比較するとともに、溶接部の残留応力測定におけるコリメータ径の影響や、鋼材種の影響についても検討を行い、精度の良い計測を行うためのデータを得た。さらに、初期応力を考慮した状態でのLPによる残留応力導入効果を検証するための解析も行った。その結果、ピーニング位置における初期応力の大きさにより、導入される圧縮応力の大きさや範囲が変化する可能性があり、このことが疲労性能向上効果にも影響する可能性が考えられることが明らかとなった。レーザピーニングは材料にパルスレーザを照射して材料表面の強度上昇を図る技術である.レーザピーニングによる圧縮残留応力の生成によって鋼構造物溶接部の疲労寿命が大きく向上することが確認されている.本研究では,現場でも容易に用いることができるレーザピーニング装置の開発するため、低出力でのレーザピーニング施工条件の選定し、その効果を残留応力測定と大型試験体での疲労試験で確認した。また、他のピーニング手法との比較と、レーザピーニングのモデル化についての検討も行った。本研究の研究協力者をプロジェクトマネージャーとして昨年9月より開始された革新的研究開発推進プログラム「ユビキタス・パワーレーザーによる安全・安心・長寿社会の実現」において、超小型マイクロチップレーザーの高出力化(>20mJ、<1kg)を目的とした研究が開始されている。このプログラムによって小型低出力レーザが開発された後にすぐ本研究に適用することが出来る様に、研究のスピードを加速している。26年度実施予定のレーザピーニング施工条件の確定と小型突合せ試験体による効果の確認は実験計画の変更はあったものの全て達成し、その効果が既往の研究と同等であることを明らかにした。レーザピーニングのモデル化に関しても、当初の予定通り、モデルの構築と解析を行い、既往の研究結果との比較を行った。まだ課題はあるものの、残留応力の異方性等の定性的な傾向は表現できることが分かってきた。
異材境界構造を制御した連続繊維強化金属の機能接合法の開発

本研究では,SiC長繊維強化Ti-6Al-4V合金複合材料(MMC)の接合法の確立を目的として,MMC同士およびMMCとTi-6Al-4V合金との接合に,レーザー溶接,固相拡散接合,液相拡散接合を適用した.そして,まずI開発突合せ溶接において接合現象の基礎的検討を行った.ついで,より高強度の継手を得るため,継手形状の検討を行い,スカ-フ継手の適用を検討した.得られた結果の概要を以下に示す.(1)I開先突合せ溶接による基礎的検討MMCとTi合金とのレーザー溶接では、レーザー照射位置をTi合金上として,最適に制御することによって,Ti合金母材強度に匹敵する継手強度を得た.MMC同士のレーザー溶接では,開発部に接合層としてTi-6Al-4V合金箔をインサートし,繊維を損傷することなく溶接することを可能とした.MMCとTi合金との固相拡散接合では,接合条件を適切に選択することによって,ほぼTi合金母材強度に匹敵する継手強度が得られた.MMC同士の固相拡散接合では,インサート材としてTi-6Al-4V合金箔を用いて,繊維を損傷することなく接合でき,Ti合金並の強度が得られた.液相拡散接合では,Ti-Cu-Zr系アモルファスろうを用いることによって,固相拡散接合より低温,短時間,低加圧力でMMCとTi合金の接合を可能とした.MMC同士の液相拡散接合では,上記ろう材とTi-6Al-4V合金箔を積層した接合層を用いることによって,MMCのマトリックス同士を良好に接合できた.(2)接合層および継手形状の最適化スカ-フ角12度以下のスカ-フ継手に,上記固相拡散接合および液相拡散接合を適用することによって,MMCとTi合金およびMMC同士の接合において母材破断する継手が得られた.本研究では,SiC長繊維強化Ti-6Al-4V合金複合材料(MMC)の接合法の確立を目的として,MMC同士およびMMCとTi-6Al-4V合金との接合に,レーザー溶接,固相拡散接合,液相拡散接合を適用した.そして,まずI開発突合せ溶接において接合現象の基礎的検討を行った.ついで,より高強度の継手を得るため,継手形状の検討を行い,スカ-フ継手の適用を検討した.得られた結果の概要を以下に示す.(1)I開先突合せ溶接による基礎的検討MMCとTi合金とのレーザー溶接では、レーザー照射位置をTi合金上として,最適に制御することによって,Ti合金母材強度に匹敵する継手強度を得た.MMC同士のレーザー溶接では,開発部に接合層としてTi-6Al-4V合金箔をインサートし,繊維を損傷することなく溶接することを可能とした.MMCとTi合金との固相拡散接合では,接合条件を適切に選択することによって,ほぼTi合金母材強度に匹敵する継手強度が得られた.MMC同士の固相拡散接合では,インサート材としてTi-6Al-4V合金箔を用いて,繊維を損傷することなく接合でき,Ti合金並の強度が得られた.液相拡散接合では,Ti-Cu-Zr系アモルファスろうを用いることによって,固相拡散接合より低温,短時間,低加圧力でMMCとTi合金の接合を可能とした.MMC同士の液相拡散接合では,上記ろう材とTi-6Al-4V合金箔を積層した接合層を用いることによって,MMCのマトリックス同士を良好に接合できた.(2)接合層および継手形状の最適化スカ-フ角12度以下のスカ-フ継手に,上記固相拡散接合および液相拡散接合を適用することによって,MMCとTi合金およびMMC同士の接合において母材破断する継手が得られた.
電析法による化合物半導体多層ナノワイヤーアレイ型太陽電池素子の作製

酸性水溶液からの電析法によりZnTe系化合物半導体が合成された。陰極電位-0. 8Vで電析されたZnTeの組成は化学量論組成に近く、Znの平衡電位より貴な、陰極電位-0. 8Vを最適電析条件とした。ZnTe単相試料の紫外可視吸光スペクトル測定により、約550nmより短波長領域での光吸収が確認され、バンドギャップエネルギー値が2. 13eVとなることが推定された。非晶質ZnTeの電気抵抗は約10^6Ωmであったが、683Kで焼鈍した電析ZnTeの電気抵抗は約10^4Ωmであり、単結晶ZnTeの値に近くなった。ZnTeは2.26eVのバンドギャップを持つII-VI族化合物半導体であり、太陽電池や緑色LEDなどへの応用が期待されている。一方、ナノメートルサイズの直径を有する線状構造体であるナノワイヤーは、アスペクト比が大きいため、高密度に配列させると光の照射面積が桁違いに大きくなるため、光電変換素子としての優れた特性の発現が期待される。本研究では水溶液から電析可能でありCd等の環境汚染物質を含まない半導体であるZnTe合金ナノワイヤーを電析法により作製するための最適条件を調べることを目的とした。浴中のZnイオンとTeイオンの最適な濃度比、クエン酸やりんご酸などの錯化剤の有無やその種類、N2ガスによる浴中の溶存酸素の除去やホウ酸などの添加剤の影響、電解浴のpHによる電析物への影響などの調査を行った。得られた試料についてX線回折実験、EDX元素分析を行い、ZnTe単相が得られる電析条件を決定した。また、得られた試料を真空焼鈍用電気炉で300°C、60min真空焼鈍を行った。陰極電位-0.8V付近で作製した場合、Zn:Te=1:1に近い組成となった。X線回折実験の結果からもZnTeを確認できたため、-0.8V付近が最適析出電位領域であると決定した。紫外可視分光光度計を用いてバンドギャップの測定を行った。いずれの試料においてもZnTeの文献値(2.26eV)よりも小さい値となった。これは、ZnTeだけではなくTe単体が析出していることやZnTe中の格子欠陥の影響によるものと考察した。一方、真空焼鈍処理を施すと、ZnTe相の結晶が成長すると共にTe相が消失し、バンドギャップが2.26eVに近づく傾向が確認できた。水溶液からのZnとTeの合金電析に関して、ZnTeがZn(OH)_2を媒介してUPDにより電析可能であることが知られている。しかし、Zn(OH)_2が電解浴中に過剰に存在すると電解浴が白濁、劣化する問題がある。一方、2つの電位を交互に印加するパルス電解法を用いれば、TeとZnの単相を層状に積み重ねた状態で析出可能である。それぞれ単相で析出させるため、Zn(OH)_2を媒介とするUPDプロセスは不要となり、浴の安定性と析出速度の向上が期待できる。さらに熱処理を行い、ZnとTeを固相内拡散させればZnTe相が得られると推定される。そこで、本研究ではパルス電解法によるZnTe合金電析の最適条件を調べることを目的とした。陰極に銅箔またはITOガラスを用いて定電流電解法により分極曲線を測定し、Teの析出電位とZnの析出電位を決定し、その後、パルス電析法に用いるOn-time電位とOff-time電位を決定した。また、得られた試料を真空焼鈍用電気炉で300°C、240min真空焼鈍を行った。-0.6Vの試料をTe電析電位(Off-time電位)、-1.2VをZn電析電位(On-time電位)に決定した。XRDによる相の同定において、Te,ZnTe,ITO相に基づく回折ピークが確認された。Duty Cycle O.010.05の試料において、いずれもZn相に基づく回折ピークは確認されなかった。これにより、今回のDuty Cycleで作製した試料はTeリッチの状態であることが予想される。熱処理前には確認できなかったZnTe相に基づくピークが熱処理後にはDuty CycleO.02,0.05の試料では明確に確認された。

Duty Cycleを大きくすることでZnTe相に基づくより強い回折ピークが得られた。化合物半導体の中でも環境汚染物質を含まないZnTeはワイドバンドギャップを有する直接遷移型半導体であり、高輝度緑色発光素子等の光電変換材料として注目されている。ZnTeの作製には結晶成長法や凝固法等があるが、水溶液からの電析法によりZnTeの薄膜を得た事例は少なく、電析条件が半導体物性に及ぼす影響は不明確である。本研究では、電解浴から非晶質または微結晶ZnTe膜を電析させた後、熱処理することで結晶質ZnTe薄膜を得ることを目的とした。Znの析出電位付近である-0.8-1.1Vを陰極電位領域とし、定電位電解法により電析膜を作製した。Zn:Te=1:1の化学量論組成が得られる陰極電位で2時間電析した試料をArガス雰囲気下で熱処理した。熱処理条件は温度をZnの融点(419°C)以下である380410°C、時間を5時間とした。熱処理後の試料の構成相をXRD法により同定した。-0.8-1.1Vの陰極電位領域で作製した試料の合金組成に及ぼす陰極電位の影響を調査した結果、陰極電位が卑な領域で得られた試料はZn含有率が増加する傾向にあることが判明した。-0.8Vの陰極電位で作製した試料はZn含有率が51.9%で、Zn:Te=1:1に近い値であった。よって、陰極電位-0.8Vを最適電析電位とした。-0.8Vで電析させた試料の熱処理前および熱処理(410°C)後のXRDパターンを調査した結果、熱処理前ではZnTe相の明確な回折ピークは見られなかったが、熱処理後は2θ=25.3,41.8,49.5に明確なZnTe相の回折ピークが見られた。また、熱処理前の電析膜は黒色を示していたが、熱処理後は単体のZnTe特有の赤褐色に変化したのを確認できた。以上のことより、非晶質または微結晶状態の電析ZnTe膜を熱処理することで結晶質ZnTe薄膜を合成できることが判明した。
STAT3スプライシングアイソフォームの発現制御、及びその生理機能に関する研究

多くの生体応答に関連するSTAT3は、αタイプとβタイプの2つのスプライシングアイソフォームを持つことが知られているが、それらの発現を調節するスプライシング制御機構やアイソフォーム間の機能差は十分に解明されていなかった。本研究では、STAT3の選択的スプライシングの制御機構をケミカルバイオロジーの手法によって解明するため、適切な実験系を構築し、化合物スクリーニングを実施した。その結果、βタイプのスプライシングを誘導する候補化合物を得た。また、細胞内でβタイプはαタイプとは異なる制御を受けることを見いだした。がんの悪性化に寄与する多機能分子STAT3に着目し、STAT3のスプライシング反応の制御、及び、スプライシングアイソフォームの機能差の解明を目的として実験・解析を行った。STAT3には、いわゆるSTAT3とみなされているαタイプと、“マイナー"であるβタイプが知られている。まずは、これらのアイソフォームを生じさせる根本であるスプライシング反応の制御機構を解明することに取り組んだ。STAT3のスプライシングスイッチを簡便に検出するため、ミニ遺伝子レポーターを作製した。スクリーニングに応用するため、レポーター遺伝子を安定発現させた細胞株を樹立し、化合物ライブラリーを用いたスクリーニングを実施した。その結果、STAT3のスプライシングパターンをαタイプからβタイプに傾ける候補化合物を得た。候補化合物の薬効分類から、細胞内でSTAT3βが優位になる生理的意義についても有意義な知見を得ることができた。「スクリーニングからのスプライシング機構の解明」という目標の律速段階となる候補化合物の獲得まで達成することができた。また、RNA結合タンパク質ライブラリーを用いたスクリーニングについても、実験系の確立が完了しており、順次、実施予定である。さらに、各アイソフォームの発現ベクターを実験目的別に作製した。今後の解析で活用する予定である。実験ツールの作製と並行し、STAT3α・βの機能差を明らかにするため、シグナル伝達におけるSTAT3βの機能について解析・検証を行っている。種々の生体応答反応の伝達を担うSTAT3のスプライシングアイソフォーム(αタイプとβタイプ)に着目し、そのアイソフォームを生じさせるスプライシング反応の制御、及び、各アイソフォームの機能差の解明を目的として解析を行った。最終年度で得られた結果として、STAT3αとβの細胞内制御の相違を見いだした。各アイソフォームの機能差は、αタイプとβタイプの細胞内制御レベルの相違に依存するものであると考えられ、STAT3のスプライシングアイソフォームの発現バランスは、シグナル伝達などにおいて重要な生理的機能を有していることが示唆された。研究期間の総括として、αタイプからβタイプへのスプライシングスイッチを簡便に検出するレポーターシステムを構築し、化合物ライブラリーやRNA結合タンパク質ライブラリーを用いたスクリーニングを実施した。これらの結果から、βタイプへのスプライシグを増加させる化合物やタンパク質をスプライシング調節因子の候補として得ることができた。今後、こられを詳細に解析・検討することで、STAT3のスプライシングスイッチ機構を明らかする。本研究は、研究実施計画に則して、STAT3のスプライシングスイッチ機構から各アイソフォームの機能差の解析まで包括的にアプローチすることができた。研究の目的で示した、STAT3のスプライシングスイッチ制御の解明については、スイッチを制御する候補化合物を獲得しており、今後の検証実験・標的の探索も順調に進捗する見込みである。アイソフォーム間の機能差については、必要となる実験ツールの作製は完了しており、こちらも円滑に検証実験に取り組めている。シグナル伝達を中心とした分子生物学スクリーニング結果より得られた候補化合物について、レポーター遺伝子のみならず、内在性STAT3のスプライシングを制御できるか検証実験を行う。また、RNA結合タンパク質ライブラリーを用いたスクリーニングについても準備が完了しており、スプライシングを制御する分子の同定を試みる。これら2つのスクリーニングから得られた結果を起点にSTAT3のスプライシング調節機構を解明する。さらに、STAT3βの生理的意義についても、樹立した細胞株を含め、準備した発現ベクターなどのツールを活用し、シグナル伝達におけるSTAT3βの機能を明らかにする。STAT3βの発現が上昇するメカニズム・生理的意義の双方向からアプローチすることで、STAT3βを中心とした新たながん治療戦略を提起したい。新たな実験系での解析を検討していたが、年度末に差し掛かったため、予算執行のタイミングを考慮し、次年度に実施することにした。また、高額な物品・消耗品を購入する際、対象商品がキャンペーン期間であったことや、日常的に複数の業者から見積もりをとることで最低価格のルートで物品を購入している。その日々の積み重ねが、残高を生じさせたと要因の一つと考えている。計画した実験を遂行するために、次年度分の物品費と合わせて予算を使用する。
小脳の生後発達における、巨大分泌蛋白質リーリンの機能

前年度までで、リーリンとアルカリフォスファターゼとの融合蛋白質により、生後小脳では内顆粒細胞がリーリンを受容し、プルキンエ細胞は受容しないことが分かった。これまでプルキンエ細胞がリーリン受容細胞だと予想されていたため、プルキンエ細胞のリーリン受容能を時間を追って解析すると、誕生直後にはリーリン受容能があるが、細胞表面への移動と共に受容能が低下し、出生直前に一列に整列する時点では受容能が無いことが分かった。一方リーリン欠損マウスでは、生後でもプルキンエ細胞はリーリン受容能を有していた。つまり、プルキンエ細胞のリーリン受容能の消失は、リーリンにより受容体がダウンレギュレーションされることが原因だと考えられた。他方、胎生期の顆粒細胞はリーリン受容能を持たないことも明らかとなり、生後小脳の内顆粒細胞が有するリーリン受容能は、細胞移動よりもむしろ神経ネットワーク形成に関与する可能性が示唆された(投稿中)。また、前年度に、小脳にはリガンド結合ドメインの異なる複数のApoER2アイソフォームがあり、リーリンへの結合性に違いがあることを明らかにした。そこで、その1つであるLA12378-ApoER2のみを認識する抗体を作製した。この抗体による免疫染色から、生後小脳ではLA12378-ApoER2が内顆粒層にのみ発現することが明らかとなった(Neurosci.Res.,2009)。更に、前年度に明らかにした、ApoER2依存的なリーリンN末端断片の再分泌についても追究を行ない、この現象がRab11依存的な輸送経路によることが明らかになった(FEBS Lett.,in press)。リーリンの受容体結合部とアルカリフォスファターゼ(AP)の融合蛋白質を作製し、この蛋白質の結合量を指標に、小脳でのリーリン受容細胞の特定を試みたところ、生後小脳では内顆粒細胞が受容していた。更に、ApoER2とVLDLRのmRNA発現細胞を解析すると、VLDLRはプルキンエ細胞に、ApoER2は内顆粒細胞に発現し、外顆粒細胞はどちらも発現していなかった。つまり顆粒細胞では、外顆粒層ではリーリンレセプターを持たないが、内顆粒層に移動後、ApoER2発現が誘導されるということで、生後に内顆粒細胞がリーリン受容能を獲得する機構の存在を意味している(投稿準備中)。また、RT-PCRにより小脳のApoER2発現を確認すると、リガンド結合ドメインの異なる複数のスプライシングバリアントが発現していた。これらの機能的差異をAP融合リーリンの結合性を指標に解析すると、プロテアーゼで切断されたリーリンに対する結合性に違いがあった。生後小脳で、複数種類のApoER2を使い分けて、リーリンシグナリングを調節している可能性が考えられる(投稿準備中)。一方、本研究の遂行過程で、細胞がApoER2依存的にリーリンを取り込んだ後、細胞内でリーリンが切断され、その切断断片が細胞外に放出されていた。この現象の生理的意義を追究するため、in vivoリーリン切断断片過剰発現系を確立した。これを進めることでリーリンの機能に新たな角度から迫ることができると考えられる。更に、前年度より作製中のリーリンC末欠損マウスが作製完了した。このマウス及びリーラーマウスとの仔であるヘミの個体を解析したところ、ヘミの個体で、大脳皮質、海馬に神経細胞の配置異常が見られたが、小脳では配置異常は見られなかった。大脳皮質や海馬と小脳では、リーリンシグナリングに対する応答が全く異なる可能性がある(投稿準備中)。
わが国の企業ネットワ-キングとしての異業種交流に関する基礎的・応用的研究

1.平成2年度に次の調査を分析することで達成した成果。奈良県下の異業種交流参加の全企業175社(Aグル-プ)と不参加企業105社(Bグル-プ)の技術開発及び新市場開拓に関する企業意欲、達成度評価、他企業との協力関係から地場産業の→市場ニ-ズ対応課題にAグル-プがBグル-プに比べてより積極的であり、タテ型ネットワ-キング(下請関係組織)よりもヨコ型ネットワ-キング(異業種交流組織)の方が効果的であり、更に新商品、新技術の開発への取組みとその成果が新市場の開拓に先行する不均衡がみられることから、今後の課題として、異業種交流会の組織を第3次産業に拡大する必要があることを指適した。2.平成3年度は大阪府の異業種交流会(Cグル-プ)120社と奈良県下の前年度調査グル-プ(Dグル-プ)104社に対し、企業調査、事務局調査の分析で次の成果をあげた。目的達成及び融合化交流の段階でCグル-プが先行しているが、その差は異業種交流会単位組織内の分科会の機能と組織整備の差に対応していること、更に交流を支える人間関係面ではCグル-プの機能的・目的合理的人間関係、Dグル-プの伝統的地域社会的人間関係に比較類型的差異がみとめられること、また同業組合(同業種の中小企業協同組合)に対する関与もC及びDグル-プ間の技術開発、市場開拓に関連して差異があることを指適することができた。3.大阪ー奈良の企業文化についての特質の比較から、それらが異業種交流活動を促進し、活性化させる要因の一つになりはしないかという推論も提示された。4.(添付印刷物)、研究成果報告書「ネットワ-キングとしての異業種交流に関する基礎的応用的研究」平成4年3月印刷1.平成2年度に次の調査を分析することで達成した成果。4.(添付印刷物)、研究成果報告書「ネットワ-キングとしての異業種交流に関する基礎的応用的研究」平成4年3月印刷平成2年度に実施したアンケ-ト調査及び結果の分析概要と作業(1)奈良県下の地場産業の関する企業調査の結果の分析平成元年度に行った上記調査(調査対象、異業種交流グル-プ参加企業756社.不参加企業よりの無作為抽出300社.質問紙郵送調査法.回収率夫々43.6%、35%、有効数夫々199票,105票)の分析と調査計画の検討(分析結果の概要)、いづれのグル-プにあっても、中小企業は経済情勢の変化に対応し新商品、新しい生産技術の開発及び既存の商品・技術の改善・改良に取りくんでいるが、高度な技術開発(新しい管理技術新しいデザイン開発、コンピュ-タ-・ソフト開発)及び新しい営業分野・新しい販路等流通領域の開拓には及んでいない。(2)奈良県下異業種交流参加企業(全企業)と大阪府下(先進地)の代表的異業種交流参加企業を対象とする記入依頼郵送調査.実施、平成2年9月回収数は夫々106票(15グル-プ)、121票(6グル-プ)(分析結果の概要)奈良県下の異業種交流と大阪府下のそれとの単純集計比較a)大阪府下のグル-プ構成メンバ-に流通関係企業の参加が多くみられる(基盤組織の幅が広いこと)b)大阪府下のグル-プに融合化・事業化の実積、それを支援する体制が整っている。(3)異業種交流グル-プ亊務局の活動実態の調査、実施期日及び調査方法は上記(2)と同じ。企業の情報ネットワ-クの整備・充実が今後の課題である。(4)企業毎デ-タ-ベ-スの作成を行った。1、平成元年度に次の調査を分析することで達成した成果。

奈良県下の異業種交流参加の全企業175社(Aグル-プ)と不参加企業105社(Bグル-プ)の技術開発及び新市場開拓に関する企業意欲、達成度評価、他企業との協力関係から地場産業の→市場ニ-ズ対応課題にAグル-プがBグル-プに比べてより積極的であり、タテ型ネットワ-キング(下請関係組織)よりもヨコ型ネットワ-キング(異業種交流組織)の方が効果的であり、次に新商品、新技術の開発への取組みとその成果が新市場の開拓に先行する不均衡がみられることから、今後の課題として、異業種交流会の組織を第3次産業に拡大する必要があることを指摘した。2、平成2年度は大阪府の異業種交流会(Cグル-プ)120社と奈良県下の前年度調査グル-プ(Dグル-プ)104社に対し、企業調査、事務局の調査を行い次の成果をあげた。目的達成及び融合化交流の段階でCグル-プが先行しているが、その差は異業種交流会単位組織内の分科会の機能と組織整備の差に対応していること、更に交流を支える人間関係面ではCグル-プの機能的・目的合理的人間関係、Dグル-プの伝統的地域社会的人間関係に比較類型的差異がみとめられること、また同業組合(同業種の中小企業協同組合)に対する関与もC及びDグル-プ間の技術開発、市場開拓に関連して差異があることを指摘することができた。3、大阪ー奈良の企業文化についての特質の比較から、それらが異業種交流活動を促進し、活性化させる要因の一つになりはしないかという推論も提示された。4、(添付印刷物)、研究成果報告書「ネットワ-キングとしての異業種交流に関する基礎的応用的研究」平成4年3月印刷
海産仔稚魚に対するクラゲの捕食圧とその加入強度に対する影響

2009年4月に舞鶴市田井の定置網漁船に乗船し、カタクチイワシの親魚を入手した。これら親魚の自然産卵により、水温が16°Cを超えた5月中旬から産卵が始まり、8月下旬まで産卵は続いた。得られた受精卵を用いて飼育実験を行った。まず、仔魚を500リットルの水槽で飼育し、体長30mm程度に達するまで飼育した。その過程で、様々な発育段階の本種仔魚をミズクラゲに遭遇させ、被食の程度を検討した。その結果、体長とクラゲからの逃避率は体長12mm付近に変曲点を持つロジスティック曲線の関係があることがわかった。次に異なる3つの水温条件(16,21および26°C)と餌条件(無給餌、少量給餌、飽食給餌)の組み合わせにより仔魚を飼育し、これらの成長を比較した。その結果、餌が十分にある条件でも成長速度は水温によって顕著に異なり、最も成長の良いのは21°Cで0.97mm/日、続いて25°Cの0.41mm/日であり、16°Cでは0.035mm/日と非常に劣っていた。すなわち、水温のみで日間成長率に30倍程度の開きが生じた。さらに、同体長まで達した際に、クラゲによる被食程度を比較した。その結果、体長7mmと12mmのいずれのサイズ群においてもクラゲによる被食の程度には差が認められなかった。このことから12mm以下のサイズでは、その成長履歴に関係なく容易にクラゲに捕食されることがわかった。一連の実験の結果から、本種は体長12mmに至まではクラゲに捕食されやすく、餌や水温が成育に適していない場合、このサイズに達するまでの期間が長くなるため、捕食されるリスクも高まるものと考えられた。2008年7月に舞鶴市田井の定置網漁船に同乗し、カタクチイワシ親魚(体長7-9cm)を700尾程度入手した。自然産卵を試みたが、9月中旬にごく少数の産卵があったのみで、親魚は産卵を停止したため、仔魚の飼育は不首尾に終わった。そこで10月以降は、カタクチイワシと同様にシラス型の仔魚期を送るアユを用いて、クラゲによる被食実験を行った。6mmの天然仔魚および20mmの人工種苗を用いた実験で、アユはミズクラゲに容易に捕食された。実験水槽にカオリンによる濁りを添加したところ、クラゲによる被食にほとんど変化はなかった。同様の実験を、マアジを捕食者として行った場合は、濁りの添加により被食が軽減されたことから、濁水を好むアユの対捕食者戦略は、視覚捕食者である魚類には有効でも、接触捕食者であるクラゲ類には無効であることが示唆された。一方、若狭湾沿岸において2008年10月から翌年1月まで合計6回の調査航海を行い、3030個体のミズクラゲを採集して、胃内容物を観察したところ、コペポーダ、甲殻類幼生およびムラソイ仔魚が確認された。2009年3月に舞鶴市田井定置にてカタクチイワシ親魚(体長12-15cm)を400尾入手し、次期飼育シーズンの採卵に向けて馴致中である。
音楽教育における幼小の連続性を実現する授業モデルの開発

本研究の目的は、幼児期における音楽表現および小学1年生の音楽授業の方法原理の違いと共通点を導き出すことにより、幼小の連続性を実現する音楽活動の授業モデルを開発することである。理論的および実践的研究の成果を踏まえ、幼小の連続性を実現する音楽活動の授業モデルを提案した。それは以下の通りである。○幼稚園における音楽活動の提案ねらい:音や音楽が生み出す質の経験活動構成の視点:・感覚器官を働かせて音や音楽に直接かかわる・幼児のつぶやきを意味あるものとしてとらえる・保育者は幼児がかかわろうとしている世界を把握する○小学1年生における音楽活動の提案ねらい:質の経験を通した音や音楽に対する知覚・感受の力の育成活動構成の視点:・身体活動を使った音や音楽とのかかわりの場を設定・音や音楽を伴った対話活動の実現本研究の目的は、幼児期における音楽表現および小学1年生の音楽授業の方法原理の違いと共通点を導き出すことにより、幼小の連続性を実現する音楽活動の授業モデルを開発することである。○幼稚園における音楽活動の提案ねらい:音や音楽が生み出す質の経験活動構成の視点:・感覚器官を働かせて音や音楽に直接かかわる・幼児のつぶやきを意味あるものとしてとらえる・保育者は幼児がかかわろうとしている世界を把握する○小学1年生における音楽活動の提案ねらい:質の経験を通した音や音楽に対する知覚・感受の力の育成活動構成の視点:・身体活動を使った音や音楽とのかかわりの場を設定・音や音楽を伴った対話活動の実現本研究の目的は、幼児期における音楽表現および小学1年生の音楽授業の方法原理の違いと共通点を導き出すことにより、幼児期の「表現」および低学年期の「音楽科」の授業モデルを開発し、「表現」を軸とした幼小の連続性を実現することである。1年目である本年度は、以下の2点について研究を行った。(1)J.デューイの理論に基づいた幼児期から児童期への経験の発展に関する理論研究デューイの「遊び(play)」と「作業(work)」の論考を手がかりに、幼小接続の教育方法を具体化するための視点を導き出した結果、「遊び」「作業」「学習」の連続発展が、幼小連携を実現する方法原理であることが明らかとなった。この研究成果については、日本デューイ学会第51回研究大会(於:奈良女子大学)にて口頭発表した。(2)諸外国における幼児期から初等教育にかけての音楽科カリキュラムの分析アメリカのシルバー・バーデッド社の音楽教科書「Music」(1978年版)における幼稚園および小学1年生の音楽教育の方法原理の違いを比較した。分析の結果、本カリキュラムでは、コンセプトを明確化することにより、幼児音楽から小学校音楽科への連続性が実現していることが明らかとなった。この研究成果については、日本学校音楽教育実践学会第12回全国大会(於:くらしき作陽大学)にて口頭発表を行い、常磐会学園大学研究紀要に論文掲載した。次年度は、初年度の研究成果に基づき、幼児の音楽活動のプログラムを計画し、幼稚園で保育実践を行い、幼児の音楽経験の発展を実証的に明らかにする予定である。2年目の本年度は、初年度の研究成果を踏まえ、主に実践に重点を置いて研究を進めてきた。幼稚園および小学校1年生それぞれを対象にして、同じ内容の実践を行い、音楽の認識がどう違うのか、比較研究をした。研究実践の内容は、サン・サーンス作曲《カンガルー動物の謝肉祭》を教材とし、「はねる音・のびる音」の対比を感じ取って身体表現をするというものである。年長児の場合は、音楽を認識するための拠り所は身体活動となる。身体全体で音楽の変化をとらえ、それをつぶやきとして表出することで、他者との共有が可能になり、音楽の聴き方が変化する。一方小学1年生の場合は、音楽を聴くのみでもその変化を捉えることができたが、身体や視覚的手立てを用いることで、より構造的に楽曲をとらえることができ、イメージも詳細となった。最終年度にあたる本年は、2年間にわたる理論的および実践的研究の成果を踏まえ、幼小の連続性を実現する音楽活動の授業モデルを提案した。○幼稚園における音楽活動の提案ねらい:音や音楽が生み出す質の経験活動構成の視点:・感覚器官を働かせて音や音楽に直接かかわる・幼児のつぶやきを意味あるものとしてとらえる・保育者は幼児がかかわろうとしている世界を把握する○小学1年生における音楽活動の提案ねらい:質の経験を通した音や音楽に対する知覚・感受の力の育成活動構成の視点:・身体活動を使った音や音楽とのかかわりの場を設定・音や音楽を伴った対話活動の実現
日本人のインドネシア認識に関する構造分析研究

本研究は、日本人によるインドネシア認識およびインドネシア人による日本認識、それぞれの認識空間がいかなる構造となっているのかを考察することを通じて、インドネシアと日本との認識ギャップを導き出し、双方交流の可能性を探るものである。本研究は、本年度(平成13-14年度)で二年間にわたる研究に区切りをつけることになるのだが、二年間を通じて、以下のような研究を積み重ねてきた。(平成12-13年度)各種人名録や企業ダイレクトリーといった基本的資料および滞在記・紀行文・文学作品といった「認識記録」ないしは書誌資料の収集とそれらデータの整理を行なった。また、インドネシアにおいて、デンパサール、ジャカルタ、スラバヤ、ジョクジャカルタ、ソロの各都市を訪れ、予備的調査を行なった。(平成13-14年度)平成12-13年度に引き続き、各種「認識記録」および「情報」の収集を行なった。また、インドネシアの大都市であるジャカルタおよびスラバヤ、中都市であるジョクジャカルタにおいて、在インドネシア日本人およびインドネシアに対してインタビュー調査を行なった。以上の研究から、次のような点が明らかとなった。1、日本人およびインドネシア人それぞれの強固な部族的凝集性2、情報の同調度と固定観念への固執性3、情報の程度による年齢的認識ギャップ等これらの点については、特に、社会情報の認知度およびインドネシアの社会構造的側面を踏まえたうえで、文献データに基づいて、検証を進めているところである。本年度においては、基本的資料の収集および整理作業、さらにはインドネシアにおいての予備的調査を行なった。すなわち、各種人名録や企業ダイレクトリーといった基本データ集および滞在記・紀行文・文学作品といった「認識記録」ないしは書誌資料の収集を行ない、基本的データの整理を行なった。また、インドネシアにおいて、デンパサール、ジャカルタ、スラバヤ、ジョクジャカルタ、ソロの各都市を訪れ、長期滞在の日本人や日系企業関係者と直接面会し、インドネシア認識にかかわる情報を収集し、帰国後にそのデータの整理を行なった。これら収集・整理した資料の分析は来年度の課題となるが、主に以下の点に着目しつつ研究を進めて行きたいと考えている。(1)平成13年初めにはインドネシアにおいて「味の素」をめぐる問題が浮上し、現在、資料・情報収集を行なっている。認識のギャップという観点から本問題は、たいへん重要なトピックであると考えている。そこで、今後も資料収集を続けていくこととしたい。(2)現在収集中の資料は、主に現代における認識空間を明らかとすることを目的としたものであるが、歴史的観点をも踏まえた上で、幅広く資料収集を継続させていくことが重要であると思われる。(3)インドネシア認識および日本認識についての考察にあたっては、これまで蓄積されてきた内外の「日本研究」の成果を活かしていかねばならない。そこで、それらの先行研究の収集作業も並行して行なっていきたい。
アルツハイマー病原因因子APPの細胞内代謝構構の解明と創薬ターゲットの開発

アルツハイマー病(AD)は老人性認知症のうち、最も患者数の多い疾患であり、脳内老人斑の形成を病理特徴とする。老人斑の主成分はβ-アミロイド(Aβ)であり、Aβの生成と凝集がADの発症原因として有力視されている。Aβは前駆体タンパクAPPの細胞内代謝により生成するため、APPの細胞内代謝機構を解明することは、Aβ産生を抑制する創薬ターゲットを開発する上で重要である。我々はAPP代謝を制御する因子としてAPP結合性タンパクX11Lを見いだし、その結合制御機構の解明を行い、X11Lの制御領域が結合領域であるPhosphotyrosine interaction (PI)ドメイよりN末側にあることを見いだした。細胞にある種の刺激を与えることで、X11Lの結合を制御出来ることを解析し、細胞外からの薬剤刺激によりX11Lを標的とした新規Aβ生成抑制剤の可能性を提示した。しかしながら、全ての実験は培養細胞を用いた結果であり、個体の脳においてX11LがAPP代謝に重要な機能を果たしているかどうかは、全く未解明であった。そこで、X11L遺伝子破壊(X11L-KO)マウスを作製し、このマウスの脳における内因性APP代謝およびAβ生成を解析した。X11L-KOマウス脳では、APPの発現量は野生型マウスと同等であったがAPP代謝に変化が観察され、Aβの前駆体代謝産物CTFβおよびAβの生成量が増加していた。これは、野生型でX11Lの発現量が高い海馬で顕著であった。これらの結果は、X11Lが脳内で確かにAPP代謝の制御に関わっていることを示し、原因が未解明な弧発性ADの発症原因としてX11Lの機能不全が示唆された。細胞を用いた実験から、全てのX11LがAPPに結合して代謝を抑制しているわけではないことが明らかになっているので、脳内X11Lの活性化剤が弧発性ADの創薬ターゲットとして有望である可能性がある。X11Lは活性化により構造変換を行うことも明らかになり、構造変換を検出できる予備的成果も得た。従って、今後、老化やAD発症に伴って、脳内X11Lの動態がどのように変化するのかを解明することを考えている。高度高齢化社会を迎えた我が国では、アルツハイマー病(AD)に代表される老人性神経変性疾患の対策が社会的な要請となっている。ADは、膜タンパク質APPの細胞内代謝過程で生ずるβアミロイド(Aβ)の凝集が神経毒性を持つことにより発症すると考えられている。本研究はAPPの代謝機構を解明することで、Aβの生成を抑制する新たな創薬ターゲットの開発を目的とした。APPの代謝を制御する複数のタンパク質を単離・同定し、まず、これらの機能の解明を行った。神経細胞ではAPPは細胞質ドメインにアダプタータンパク質X11またはX11Lが結合しており、これらはさらに新規膜タンパク質Alcadeinと相互作用して三量体を形成していることを明らかにした。三量体内のAPPは代謝的に安定でありセクリターゼによる一回目、二回目の切断が抑制されている。その分子機構を解析したところ2回目のγセクリターゼによる切断がより強く阻害されていた。

共役免疫沈降法などで解析したところ、三量体内のCTF(APPの一回切断後の細胞質断片)は、γセクリターゼの触媒ユニットであるプレセニリンのアクセスが出来ないことが判明した。γ-セクリターゼ阻害剤は、他の基質の切断も阻害するため副作用が指摘されていたが、X11Lを介した抑制剤を開発した場合、X11L非結合性の基質は切断が抑制されない利点を持つ。また、他のγセクリターゼ活性阻害効果をもつ4回膜貫通型タンパク質を単離し、その阻害機構に関して、現在解析を進めている。アルツハイマー病の発症因子とされるβ-アミノイドは、前駆体タンパク質APPの連続する2回の切断によって生じる。APPは単独で細胞に存在する場合、速やかに細胞外におけるα-もしくはβ-セクリターゼによる切断を受け、これが引き金となり膜内γ-セクリターゼによる切断を受ける。昨年度までの研究で、APPは神経細胞では細胞内アダプター分子X11Lとの結合を介して膜タンパク質Alcadeinと三量体を形成していることが判明した。三量体中では、APPのみならずAlcadeinの代謝も著しく安定化した。X11Lの解離によりAlcadeinがAPPと協調的に代謝を受けることからAlcadeinの一回目の切断酵素の同定を行った。その結果、α-セクリターゼであるADAMファミリーはAlcadeinの切断をしたが、β-セクリターゼは切断しなかった。Alcadeinはα、β、γ、の3種類のアイソフォームがあるが、ADAMファミリーによる基質選択は同一ではなかった。一方、γ-セクリターゼで切断されるサイトの同定をTOF-MSを用いて行った。Alcαに関しては、主要な切断サイトの他に2アミノ酸C-末端側へずれた切断も行われていた。家族性アルツハイマー病の変異を持つプレセニリン(γ-セクリターゼの触媒ユニット)を発現する細胞では、C-末端側にずれた切断産物の量が増加し、さらに2アミノ酸ずれた代謝産物も同定した。これらの結果はAlcadeinのγ-セクリターゼによる切断もAPPと同様に制御されていることを示し、アルツハイマー病患者では、長鎖Aβの生成とともにより長いAlcadein代謝産物が産生していることを示唆した。アルツハイマー病はAPPの連続する2回の切断によって生じるβ-アミロイド(Aβ)の凝集と沈着により発症すると考えられている。APPは単独で細胞に存在する場合、速やかに細胞外一次切断を受け、これが引き金となり膜内γ-セクリターゼによる切断を受ける。AlcadeinもAPPと同様の対処を受けることを見いだしてきた。三量体中では、APPとAlcadeinの代謝は安定化しており、X11Lの解離により両タンパク質は協調的な代謝を受け、APPからAβ、Alcadeinからβ-Alcを生成する。しかしながら,X11LのAPPへの結合解離を制御する機構は明らかになっていなかった。これまでの研究では、X11LによるAPPの代謝制御は、細胞を用いた研究が主であり、X11Lが脳内で生理的にAPP代謝を制御している可動化は疑問があった。そこでX11L遺伝子破壊マウスを作製し、脳内で生成する内在性Aβ量をsELISA方で測定した。その結果、X11L遺伝子破壊マウスでは、脳内Aβが有意に増加していた。