hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞内マグネシウム濃度制御のシステム解析

細胞内マグネシウム濃度を維持する重要な輸送機構であるNa/Mg交換輸送について、心筋を用いてシステマティックな実験および解析を行い、その機能の詳細を明らかにした。細胞内外のNa, K, Mg, Caイオン濃度を種々に変えて実験を行い、Mgくみ出し輸送のイオン選択性を調べたところ、Na/Mg交換輸送は、細胞外Naと細胞内Mgによってのみ活性化され、細胞内Naと細胞外Mgによってのみ抑制されることがわかった。またNa/Mg交換輸送には細胞内ATPの存在が必須であり、細胞内ATP濃度が約400μM以下になるとMgくみ出し輸送が抑制されることが明らかになった。細胞内遊離Mg濃度を蛍光Mg指示薬furaptraで測定し、細胞からのMg汲み出し機構の詳細を検討した。Mg耐性変異株では、野生株にくらべて細胞内遊離Mg濃度はより低く維持されており、細胞外高Mg濃度(51mM)条件下でも、細胞内Mg濃度の上昇は抑制されていた。細胞外Mg濃度を51mMから1mMへ低下させた時の細胞内遊離Mg濃度の低下はMg耐性株で有意に速く、Mg汲み出し活性が亢進していることを示した。このMg汲み出しは、細胞外Naに依存することより、Na/Mg交換輸送体がMg耐性変異株で高発現していることが強く示唆された。さらにNa/Mg交換輸送特性をMg耐性株を用いて検討した結果、輸送速度は25mM細胞外Naにより最大の50%活性化され、200μMイミプラミンによってほぼ完全に抑制されることがわかった。心筋細胞を用いてNa/Mg交換輸送の機能特性を詳細に検討した。ラットの心室筋細胞にMgを負荷後、細胞外にNaを還流し、細胞からのMg汲み出し速度を蛍光Mg指示薬furaptraで測定し、解析した。Mg汲み出しは、細胞外Kを除去しても、あるいは細胞外K濃度を増加させても、ほとんど影響を受けなかった。さらに穿孔パッチクランプ法を用いて、ピペットから無K液で細胞内灌流して細胞内Kを枯渇させて条件下でも、汲み出し輸送速度は有意に変わらなかった。また同様に細胞内外のClを除去しても、汲み出し輸送速度は変わらなかった。これらのことより、Mgの汲み出し輸送は、Na/Mg交換輸送によるものであり、他のイオンは直接関与しないと考えられる。さらに、虚血状態でひきおこされる細胞内高エネルギー燐酸化合物の枯渇は、Mg汲み出し輸送を強く抑制されることを見出した。現在、このメカニズムについて、検討を行っている。ラットの心臓から酵素(コラゲナーゼ、プロテアーゼ)処理により心室筋細胞を単離し、蛍光マグネシウム指示薬furatpraにより細胞質Mg^<2+>濃度([Mg^<2+>]_i)を見積もった。無Na+、無Ca^<2+>条件下で細胞をFCCP(1μM)またはKCN(5mM)で処理して細胞内ATPを枯渇させた後、細胞外に140mMNa+を加えて[Mg^<2+>]_i低下の初期速度(initialΔ[Mg^<2+>]_i/Δt)からM^<2+>くみ出し輸送速度を評価した。InitialΔ[Mg^<2+>]_i/Δtの平均値はFCCPで処理した細胞ではコントロール19%(n=6)、KCNで処理した細胞ではコントロールの9%(n=4)にまで有意に減少した。この条件下で見積もった細胞内Na^+膿度は平均6.0-11.4mM(n=4)であり、細胞内Na^+によるNa^+依存性Mg^<2+>くみ出し輸送の抑制(Ki40mM)はわずかであると考えられた。また細胞外にNa^+と同時にNH_4C1を投与して代謝阻害による細胞内アシドーシスを軽減させても、Mg^<2+>くみ出し輸送の抑制は解除されなかった。これらの結果から、心筋細胞のM^<2+>くみ出し輸送活性には、細胞内ATPが必要であることが示唆された。さらにMg^<2+>くみ出し輸送速度の温度依存性を調べたところ、Q_<10>は約1.6と低く、ATPを直接分解して能動輸送を行うP-tpye transporterとは異なる機構であることが示唆された。今後、ATPの作用メカニズムについてさらに検討を行う予定である。細胞外から細胞内へのMg^<2+>の取り込み輸送についても現在検討を行っているが、Mg^<2+>くみ出し輸送機構と異なり、25°Cではほとんど取り込み活性がみられないが、35°Cでは速い速度の取り込みが観察される。この高いQ_

<10>を指標にして、Mg^<2+>取り込みに関わるチャネル、輸送体を検索中である。ラットの心臓から酵素(コラゲナーゼ、プロテアーゼ)処理により心室筋細胞を単離し、蛍光マグネシウム指示薬furatpraにより細胞質Mg^<2+>濃度([Mg^<2+>]_i)を見積もった。正常の代謝が保たれている細胞にMg^<2+>を負荷した後、細胞外Na^+を灌流すると[Mg^<2+>]_iの速やかな低下が認められ、[Mg^<2+>]_i低下の初期速度(initial△[Mg^<2+>]_i/△t)はMg^<2+>くみ出し輸送速度を反映していると考えられた。細胞をFCCP(1μM)またはKCN (5mM)で処理して細胞内ATPを枯渇させると、[Mg^<2+>]_iが2.5-3mMに上昇すると共に、硬直による細胞短縮が認められた。平均initial△[Mg^<2+>]_i/△tは、FCCP処理細胞では90%、KCN処理細胞では92%抑制された。細胞をKCNで短時間処理すると、細胞長のわずかな短縮に伴って平均initial△[Mg^<2+>]_i/△tは59%抑制された。細胞内ATP濃度が硬直がおきる程度まで低下することにより、Mg^<2+>輸送が抑制されることが示唆された。この条件下で見積もった細胞内Na^+濃度は平均5.0-10.5mMであり、細胞内Na^+によるNa^+依存性Mg^<2+>くみ出し輸送の抑制(Ki40mM)はわずかであると考えられた。またH^+イオノフォアであるnigericinで細胞内pHを正常化しても、initial△[Mg^<2+>]_i/△tの抑制は解除されなかった。ATPを含む細胞内リン酸化合物の濃度変化を記述する数理モデルを構築して、細胞内ATP濃度とMg^<2+>輸送との関係の解析を試みた。その結果、Mg^<2+>輸送が十分活性化されるには400μM以上の細胞内ATP濃度が必要であることが示唆された。
イギリスにおける子育て支援と成人教育の地域的統合を支えるワーカー職の研究

イギリスにおける子育て支援の地域的統合を目指すプロジェクトとして展開されたシュア・スタート事業の成果は、全国各地に設置された3, 500か所の子どもセンターに引き継がれていた。イングランド6地区8施設への訪問及びアンケート調査によって、具体的な事業の全体像を把握し、そこに働くスタッフのワーカー職としての資格について明らかにすることができた。専門職の養成は大学と継続教育カレッジや民間団体が担っており、すべてが全国資格枠組みにおいて記述されるために、専門性の基盤が安定していることも明らかになった。さらに、実践の理論的裏付けと評価において大学の果たす役割の重要性についても把握することができた。本研究は、子育て支援と親をはじめとした大人への教育及び学習機会の提供を、地域を拠点として統合的に実施するための基盤となるシステム構築に貢献することを目的としており、本年度はイギリス(イングランド)での訪問調査とアンケート調査を実施した。(1)訪問調査先は、シュア・スタートプロジェクトの第1段階から構築されてきた子どもセンター7カ所及び関連機関のリーダー等であった。事前に文献やインターネットを行使して、地域的な特性を配慮した上で選定した、ロンドン、マンチェスター、カーライル、ノーリッジ、オックスフォード(2か所)、ナニートンの7か所の子どもセンターでは、それぞれの施設の代表を兼ねるプログラムマネージャーにインタビュー調査を実施することができた。施設ごとに、自治体との関係や全国組織とのかかわりも異なり、運営方法も異なっているため、それらの説明をうけ、雇用の形態や多様な専門性について理解をすることができた。また、インタビューを実施したリーダー自身のキャリアについての話を伺うことができ、複合的な専門性を有する機関におけるリーダー像を得ることができた。(2)前述の訪問調査時に協力を依頼した各施設に働くワーカーに対して、アンケート調査を実施した。方法としては、質問紙をリーダーにメールで送信し配布を依頼した。返信は予想を大きく下回るものとなったため、数度の督促を行い、さらに各施設あてに郵送で追加の依頼をした。回答数は計40通ほどにとどまった。リーダーとのやり取りで、スタッフの中には週1日というような雇用形態のものもあり、回答を依頼することができなかったものが多くいることなどが明らかになった。回答いただいた方の記述量は予想よりはるかに多く、資格や養成、研修などに関する必要な情報は確保できた。多くのスタッフが、複数の資格を獲得しており、研修の機会も保障されていることが明らかになった。大学からストレートに就職しているスタッフから、親として施設を利用したことがきっかけとなり、ボランティア活動を経てスタッフになった者、大学院レベルの専門性を有する管理職まで多様であることが明らかになった。以上の結果を整理して、次年度は養成機関への訪問調査を予定している。子育て支援と親や子育てに関わる人々への学習機会の提供を、地域の子どもセンターを中心として提供するイギリスのシュア・スタート事業において、その複合的な機関におけるスタッフとして働くワーカー職の担う役割を明らかにしたうえで、その養成や生涯職能開発の仕組みについて検討することが本研究の目的であった。本年度は、前年度に実施した訪問調査及びスタッフへのアンケート結果を整理したうえで、センターへの追加調査を実施し、さらにワーカー職養成を担っている大学や、全国評価機構へのヒアリング調査を実施した。交付申請書に記入したように、政権交代が起こったために、訪問調査は2月後半から3月に実施した。本年度の研究の成果は以下の通りである。(1)シュア・スタート事業の全体像をつかむことができ、政権交代後の動向についても把握することができた。すでに国家プロジェクトの段階から地方ごとの独自の運営に移行しており、新政権による予算の削減はあってもすべての子どもとその家族のための地域センターとしての機能は維持されることが確認できた。(2)前年度に実施した、アンケート結果の分析を続けることにより、教育、福祉、保健、医療、地域づくりというような複合的な施設を運営する上で求められるワーカー職は福祉と教育を中心として複数の資格を持っていること、その資格は、イギリスにおける新しい職能資格枠組みにおけるレベル3以上が要求されており、それを持たないスタッフに対しては資格取得のための機会が提供されていることを明らかにすることができた。(3)2月3月に実施した訪問調査によって、シュア・スタート全国評価機構が本事業の推進に当たり果たしてきた役割を明確にとらえることができ、政策遂行と大学における研究との連携についての示唆を得ることができた。(4)養成機関としてセントラル・ランカシャー大学を訪問したことと、他の高等教育機関に関する資料調査により、1大学における高度専門職養成の実態を始めとして、大学教員自身の研修と研究方法を知ることができた。以上の成果を基にして、次年度は研究成果の取りまとめを行う予定である。最終年度となる本年度は、これまでの調査によって得られた情報を分析・整理し、その結果を報告書にまとめ公表することを目的としていた。

年度の初めは、東日本大震災の影響で、平成22年度に実施した現地調査のテープ起こし作業が2カ月近く遅れてしまったが、その間に入手した資料の整理と分析を進めたために、研究全体としては後れを取り戻し、予定通りに進めることができた。研究成果としては、10年に及ぶイギリスの国家的なプロジェクトであったシュア・スタート事業の全容を把握し、3段階の展開に沿ってとらえることができた。その全体像を踏まえて、平成21年度、22年度に訪問したイングランド8か所の子どもセンターについて、それぞれの地域特性及び行政の仕組みによって異なる運営方式と活動の実態とを把握することができた。続いて、ロンドン大学に設置されたシュア・スタート全国評価機構の代表に話を聞き、さらにそのチームメンバーである研究者からもヒアリングすることで、地域をベースにしたプロジェクトを全国的に展開するうえで、研究調査を担う大学等の研究機関の役割を、全体の中に位置づけることができた。つまり、国及び地方レベルでの政策遂行の安定性を維持することができ、事業展開における基礎的な方法、実践の評価のための指標などをリアルタイムで広報し続けることで、各地の実践を側面から支援する役割が認められた。そして、各種調査結果を電子媒体及び刊行物として公開することを通じて、当該実践関係者のみならず関心を寄せる内外の研究者や実践家の利用に役立つのである。研究期間としての大学の果たす実践的な役割をここに認めることができた。以上のような背景研究を進めたうえで、インタビュー調査を実施した8センターのリーダー、アンケートに回答を寄せてくれた30名以上のワーカー職の持つ資格に関する詳細な分析を行うことができた。資格とその取得先がわかったことで、その養成に貢献している伝統的大学と旧ポリテクであった新しい大学の役割を知り、カリキュラムなどについての情報や資料も得ることができた。そして、アンケートやヒアリング調査により、入職後のいわば生涯にわたる職能開発という国家的な、さらにはEU圏における動向のなかで、ワーカー職の養成と研修を抑える必要性を見出し、位置づけを試みた。以上のような研究調査によって得られた情報と知見を整理し、156ページからなる「成果報告書」として刊行し、社会教育・生涯学習関連研究者等に送付した。こうした研究成果の公表によって、まずは非常に複雑であった複合的な施設における成人教育関連ワーカー職の最新の実態を紹介できたことと、日本における社会教育・生涯学習領域の成人教育に関連するワーカーの資格について、今後学会や政府が検討を重ねていくための基礎資料を公開することができたと考える。
急性呼吸窮迫症候群モデルラットにおける短時間完全液体呼吸の有用性

急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome, ARDS)に対する人工呼吸器療法は,あくまでも支持療法であり,ARDSによる肺胞の傷害を直接除去する治療は未だ確立されていない.我々は,マイクロ/ナノバブル分散酸素富化水(MNB液)による完全液体換気システムを応用した肺胞洗浄法を構築した.今回,ARDSの病態である肺胞の傷害を直接的に除去することで,炎症を鎮静化,救命率を向上させうる治療法を確立するために,1)液体換気条件の最適化,2)液体換気からガス換気への復帰試験,3)ARDSモデルラットの作製を実施した。急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome, ARDS)は敗血症・肺炎・熱傷・外傷などの全身性炎症反応症候群(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)の発症を契機とし,肺胞領域の非特異的な炎症から広範囲の肺損傷に至ることによって,重篤な低酸素血症を呈する肺の炎症性疾患である.その病態には,体内で過剰に産生された炎症性サイトカインをはじめとした炎症物質による肺胞でのマクロファージと動員された好中球の活性化が関与している.好中球は異物の貪食・殺菌・分解を行う過程で,肺毛細血管内皮および肺胞上皮の傷害し,間質の浮腫や肺胞内の壊死物質を含む浸出液の貯留やサーファクタントの喪失と肺胞の虚脱を引き起こし,換気血流比不均衡やシャント,拡散障害などの肺機能の低下が生じさせる.重症ARDSによる呼吸不全の治療としての人工呼吸器療法はあくまでも支持療法であり,ARDSによる肺胞の傷害を直接に除去し,肺機能の低下を抑制しうる治療法ではない.今回,我々はナノバブル分散酸素富化水による完全液体換気(total liquid ventilation, TLV)システムを応用した肺胞洗浄法を構築し,エンドトキシン気管内投与・ラットARDSモデルを用いて炎症を積極的に鎮静化し肺機能低下の抑制,救命率を上げうる治療法を確立する.平成27年度はナノバブル酸素富化条件と試作されているTLVの性能を評価し,TLVラットの長期性異存なTLVのプロトコールを行うことである.具体的には,ナノバブル発生器の出力,液体呼吸回路の設計,稼働条件(回路内圧,1回置換量,送排液時間比,置換回数)などを最適化を行った.ナノバブル酸素富化生理食塩水によるラット短時間液体呼吸¥TLVの回路の設計ナノバブル発生器で作られた酸素負荷水は,ラット気管内に送液する前に一旦,リザーバに投入して,粗大な泡を除去する必要があるが,回路長とリザーバの構造により,溶剤酸素量が低下することが判明したために,最適化に時間を要した.また,リン脂質のDipalmitoylphosphatidylcholine,(DPPC)を主とする人工サーファクタントを投与し,通常呼吸に復帰させる条件についても検討する必要がある.しかし,TLVラットの生存率を向上させうるインレット・アウトレットバルブを開放と閉鎖時間,液体呼吸の回数,一回置換量,充満時間などの稼働条件を十分に検討し得た.現在,ラットARDSモデルマウスへの導入を計画している.急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome, ARDS)は,敗血症・肺炎・熱傷・外傷などの全身性炎症反応症候群が契機となり,肺胞領域の非特異的な炎症から広範囲の肺損傷に至る疾患である.その病態には,体内で過剰に産生された炎症性サイトカインなどの炎症物質による肺胞マクロファージの活性化と動員された好中球が関与する.好中球は異物の貪食・殺菌・分解を行う過程で,肺毛細血管内皮および肺胞上皮を傷害し,間質の浮腫や肺胞内の壊死物質を含む浸出液の貯留やサーファクタントの喪失,肺胞の虚脱,機能低下を引き起こす.重症ARDSによる呼吸不全の治療として行われる人工呼吸器療法は,あくまでも支持療法であり,現時点でのARDS治療の成否は如何に迅速に原疾患を制御することだと考えられている.今回,ナノバブル分散酸素富化水による完全液体換気(total liquid ventilation, TLV)システムを応用した肺胞洗浄法を構築し,エンドトキシン気管内投与・ラットARDSモデルを用いてARDSの病態である好中球の活性化に起因する肺胞の傷害を直接的に除去することで,炎症を鎮静化,救命率を向上させうる治療法を確立する.平成27年度は,ナノバブル分散酸素富化水を用いたTLVは,コントロール群より優位に生存時間が延長することを示し,各種パラメータ(置換量,置換回数,水圧)最適化を行った.平成28年度には,通常の人工呼吸(気体)からTLV,そして人工呼吸器管理(気相ー液相ー気相)への復帰条件の検討を行った.気相への復帰には,回路の工夫だけではなく,人工呼吸器復帰時の終末呼気陽圧が重要であることを示し,その成果を「酸素マイクロナノバブル水の完全液体換気への応用」として,2016年12月の第5回日本マイクロナノバブル学会で発表した.ナノバブル酸素富化生理食塩水による液体呼吸システムは,短時間(5分間)の生存においては再現性のある結果が得られているが,経時的変化として,動脈血pHの低下が認められることが判明したため,ナノバブル酸素富化に適切かつ緩衝作用を併せ持つ溶液の選定,最適化に時間を要した.急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome, ARDS)に対する治療として行われる人工呼吸器療法は,あくまでも支持療法であり,現時点でのARDS治療の成否は如何に迅速に原疾患を制御することだと考えられている.

我々は,マイクロ/ナノバブル分散酸素富化水(MNB液)による完全液体換気(total liquid ventilation, TLV)システムを応用した肺胞洗浄法を構築し,ARDSの病態である好中球の活性化に起因する肺胞の傷害を直接的に除去することで,炎症を鎮静化,救命率を向上させうる治療法の確立を検討している.平成27年度は,前年度までに構築した,MNB液を用いたTLVシステムの操作条件(分散液、置換量,置換回数,水圧)の最適化を行い,コントロール群と比較して、MNB液を使用した群では生存時間が長くなることを証明し,その成果を第4回日本マイクロナノバブル学会で発表した。平成28年度には,通常の人工呼吸(気体)からTLV,そして人工呼吸器管理(気相ー液相ー気相)への復帰条件の検討を行った.気相への復帰には,回路の工夫だけではなく,人工呼吸器復帰時の終末呼気陽圧が重要であることを示し,その成果を第44回ヨーロッパ人工臓器学会(国際学会)で発表した。平成29年度には,TLVによる心臓への圧迫に着目し,呼吸条件の再検討を行った結果、吸気時間:呼気時間を1:3.5にすることで,生存時間を従来の1.5倍以上延長させることを示した.これらの本研究成果を,第24回日本血液代替物学会にて報告した.また、酸素供給量を増加させることができる新規材料としてガスリポソームの併用がその一助となる可能性が示唆された.急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome, ARDS)に対する人工呼吸器療法は,あくまでも支持療法であり,ARDSによる肺胞の傷害を直接除去する治療は未だ確立されていない.我々は,マイクロ/ナノバブル分散酸素富化水(MNB液)による完全液体換気システムを応用した肺胞洗浄法を構築した.今回,ARDSの病態である肺胞の傷害を直接的に除去することで,炎症を鎮静化,救命率を向上させうる治療法を確立するために,1)液体換気条件の最適化,2)液体換気からガス換気への復帰試験,3)ARDSモデルラットの作製を実施した。平成28年度以降は前年までに最適化したTLVをARDSモデルラットに対して行い,酸素化能,炎症の軽減効果について検討する.ARDSモデルラットとしてLPS気管投与モデルを用いる.ラットの各群は液体呼吸の条件,すなわち置換液の組成,人工サーファクタント,抗炎症脂質の種類・濃度によって34群に分けて比較検討する.液体呼吸開始後より,排出された洗浄液を回収し,一部は遠心し細胞成分を回収した洗浄液および血中の各種サイトカイン濃度を測定する.液体呼吸前後で経時的血液ガス分析を行い,酸素化能を評価と肺の組織学的評価を行う.一部の群では,義死させずにTLVから通常呼吸に戻し,生存率を比較する.平成29年度は,前年までに最適化したTLVをARDSモデルラットに対して施行し,酸素化の改善,炎症の軽減効果について検討する.ARDSモデルはLPSの気管投与により作成し,置換液の組成,人工サーファクタント,抗炎症脂質の種類・濃度によって34群に分けて,TLVの排液の組織学,生化学的な比較,義死個体の組織学的検討を行う.一定の効果を得たところで,本研究が,ARDSの新しい治療,すなわち肺胞傷害を起こしうる病因物質を迅速に洗浄・除去することで肺胞構造を破壊と機能低下を抑制しうる「直接的」な治療となりうることを発信する.
腎糸球体濾過バリア形成におけるERMタンパク質の役割の解明

本研究課題において、アクチン結合タンパク質であるERM(ezrin, radixin, moesin)タンパク質が腎糸球体足細胞の機能制御において果たす役割について検討を行った。ERMタンパク質のうちezrinは足細胞に豊富に発現しており、これまでの様々な報告からezrinの欠損は足突起の形態異常を引き起こす事が想定されていたが、ezrin欠損マウスを用いたin vivoでの解析では明らかな糸球体の形態異常は見られなかった。一方で、ezrinを欠損する事で薬剤性の糸球体傷害に対する抵抗性が見られる事が判明しており、ezrinの発現や機能の抑制が糸球体傷害の軽減に繋がる可能性が考えられる。ERM蛋白質は腎糸球体において異なる局在を示している。特にezrinは糸球体足細胞に特異的に発現しており、足細胞の形態形成に重要な役割を果たしている事が想定される。しかし、ezrinの発現を著しく低下したezrinノックダウンマウスでは足突起形成に異常が見られず、尿中への蛋白質の漏出も見られない事を電子顕微鏡解析やメタボリックケージを用いた代謝解析で明らかにした。これらのマウスを用いてドキソルビシン腎症モデルを作成した際の腎障害の程度について現在検討中であるが、ezrinの欠損が薬剤誘導性の糸球体障害に対して保護的に働いている可能性を見出している。糸球体足細胞では低分子量G蛋白質のRhoファミリー蛋白質が豊富に存在しているが、本研究ではその下流に位置するRho kinaseやRhoの制御因子の一つであるRhoGDI (Rho GDP dissociation inhibitor)の発現が周囲の細胞に比べて非常に高い事を確認した。RhoGDIのノックアウトマウスでは特異的な表現型として腎糸球体障害が生じる事が報告されており、RhoAの異常な活性化が糸球体足細胞の形態異常を誘発する。ezrinはRhoGDIと結合能を有しRhoGDIのRho-GDPからの解離を亢進する事でRhoA活性を高める事が示唆されており、ezrinの欠損はRhoAの活性化を抑制する役割を果たしている事が想定される。糸球体足細胞におけるezrinの役割を明らかにする事はネフローゼ症候群に対する新たな治療法の可能性に繋がる事が期待出来る。ERMタンパク質のうちezrinは腎糸球体の足細胞に発現しており、sialoproteinであるpodocalyxinや足場タンパク質のNHERF2と相互作用することから足細胞の機能において重要な役割を果たして可能性が示唆されてきた。様々な糸球体疾患でezrinの発現低下や活性化型ezrinの発現低下が報告されているが、ezrinの明確な役割については明らかになっていない。我々はezrinノックダウンマウスを用いた解析において、糸球体足細胞におけるezrinの発現が著しく低下している事を確認したが、組織化学染色や電子顕微鏡像においても糸球体足細胞足突起における明らかな形態異常は認められなかった。免疫染色においても、podocalyxinやNHERF2の細胞内局在に顕著な局在変化は認められず、podocalyxinの欠損マウスに見られるような重度の足突起の癒合は見られていない。一方、ezrinはアクチン細胞骨格のリモデリングなどに関わるRhoシグナルを制御するRho GDP dissociation inhibitor (RhoGDI)と結合能を有し、Rhoシグナルの調節に関わる事が知られている。足突起の形態変化にはRhoシグナルの活性化に伴うダイナミックなアクチン細胞骨格のリモデリングが関わっているものと考えられており、ezrinは様々な病的刺激によって引き起こされるRhoシグナルの活性変化時に重要な役割を果たしていることを示唆する結果が得られている。ezrinノックダウンマウスを用いて薬剤性の糸球体傷害を引き起こす事でその生理学的役割を明らかにする事が出来るものと考えており、現在検討を進めている。本研究課題において、ERM(ezrin, radixin, Moesin)タンパク質のうち、特にezrinを中心に糸球体濾過バリア形成において果たす役割について詳細な検討を進めてきた。これまでezrinはシアロタンパク質であるpodocalyxinの局在制御などを行う事で、ポドサイトの足突起形成に必要不可欠な役割を担っているものと考えられてきた。しかし、ezrinノックダウンマウスを用いた研究では、ezrinの発現が著しく低下してもポドサイトの足突起に形態の異常が見られず、正常時においてezrinは必ずしもポドサイトの突起形成には必ずしも必要ではないことが示唆された。近年の研究では、様々な糸球体傷害時のポドサイトの足突起形態変化には低分子量Gタンパク質であるRhoが重要な役割を担っている事が報告されており、ezrinはpodocalyxinの足場タンパク質としての機能よりも相互作用タンパク質の一つであるRhoGDIの機能制御を介して傷害時の足突起の形態制御に何らかの役割を果たしている可能性が想定された。ezrinノックダウンマウスは糸球体障害に伴うポドサイトの形態変化に抵抗性を示す事も判明し、糸球体傷害時において単離糸球体におけるRhoA及びRac1の活性がezrinノックダウンマウスにおいて変化していた。このようなRhoシグナル活性の変化に伴ってezrinノックダウンマウスにおけるポドサイトの形態変化が抑えられているものと考えられる。本研究成果から、ezrinを機能的に抑制する事でポドサイトの形態変化を防ぐことが可能であるものと考えられ、ezrinを標的とした薬物の開発はネフローゼ症候群に対する新たな治療法に繋がることが期待される。

ERMタンパク質のうちezrinは足細胞に豊富に発現しており、これまでの様々な報告からezrinの欠損は足突起の形態異常を引き起こす事が想定されていたが、ezrin欠損マウスを用いたin vivoでの解析では明らかな糸球体の形態異常は見られなかった。一方で、ezrinを欠損する事で薬剤性の糸球体傷害に対する抵抗性が見られる事が判明しており、ezrinの発現や機能の抑制が糸球体傷害の軽減に繋がる可能性が考えられる。本研究課題の遂行に関して、ezrinノックダウンマウスを用いたin vivoでの機能解析が順調に進んでおり、糸球体単離法の確立によって低分子量GTPase Rhoの活性測定等によりezrinのRhoシグナル制御を介した役割が明らかになりつつある。また、不死化足細胞を用いたin vitroの実験結果や病態モデル動物を用いた機能解析結果も合わせて、研究成果の取り纏めを進めて行く予定である。腎臓生理学今後の研究の方針として、現在進行中である遺伝子改変マウスを用いたin vivoでの研究と不死化足細胞を用いたin vitroでの研究を並行して実施し、研究成果を取り纏める。1) in vivoでの解析について:個体レベルにおいてプロタミン硫酸やLPSによる急性の糸球体傷害を誘発する事による、単離糸球体のRhoシグナル活性の変化について検討すると共に、ezrinの欠損がそのような病的条件下において関連タンパク質の局在等に与える影響を検討する。以上の方法により、腎糸球体におけるezrinの生理的な意義について検討を進める予定である。遺伝子改変マウスを用いた病態モデル作成が順調に実施出来ており、個体レベルでのezrinの糸球体における役割が明らかとなりつつある。また、不死化足細胞を用いたin vitroでの研究も、ezrin発現抑制等、予定通り順調に進行している。ezrinがRhoシグナル伝達に与える影響について、in vivoとin vitroの実験を並行してより詳細に検討する。また、ezrinの活性化状態が糸球体傷害時にどのように変動するかについても検討する。ezrinの機能的な阻害剤についても検討し、様々な病態モデルに対する治療効果についても検討を行うことで、ヒトの糸球体傷害に対する治療標的としての可能性について考慮する。購入予定の試薬の納品が海外からの輸入の為に次年度にまたがったため。次年度に試薬が納品された後、適宜必要経費として執行する。
活動銀河核における爆発的星形成と巨大ブラックホールの形成

近年の観測により、星はガス雲の中で集団として生まれることがわかってきている。星の集団は合体を繰り返し、やがて大きな星団へと成長すると考えられる。このようにして生まれた星団は、これまでの理論的研究で考えられてきた球対称のガス雲から生まれた初めから球対称の星団と比べ、速い力学的進化をすることが予想される。星団の速い力学的進化は、星団の中心に重い星が集まる「masssegregation」や星団の中心の密度が上昇する「コアコラプス」を星団がまだ若いうちに起こすことを可能とする。星団の合体による力学的進化過程を調べるため、星団の合体シミュレーションを行った。その結果、小さな星団が合体して成長したと仮定した場合、我々の銀河系内やマゼラン雲で観測されている非常に若くて大きな星団(R136,NGC3603,Westerlund1,2)の密度、星の分布などの特徴を再現できることがわかった。また、星団が比較的短時間でコアコラプスを起こし、その結果、高密度となった星団中心部における連星形成と3体相互作用によって、星団内から若くて重い星(OB型星)が高速度で星団の外に弾き出されることがわかった。星団の中心部には力学的進化によって重い星が集まるため、弾き出される星には重い星の割合が多くなる。この割合は、太陽系近傍で見つかっている高速度のOB型星(OB runaways)の割合と一致することがわかった。これは、長年論争の続いてたOB runawaysの形成過程を明らかにした非常に重要な結果である。爆発的星形成によって生まれた星団系がどのように進化するのか調べるため、星団の合体シミュレーション、そのためのコード開発を行った。最近の銀河形成・進化シミュレーションにより、小さな星団の合体によってより大きな星団に進化するという現象が銀河内の星形成のあらゆる場面で普遍的に見られることがわかってきた。そこで、複数の星団が合体する場合の星団の力学的進化・星の暴走的合体のN体シミュレーションを行い、星団の内部進化、星の暴走的合体について詳細を調べた。その結果、複数の星団が合体して大きな星団を形成する場合、最終的に出来上がる星団は最初から1つの大きな星団として形成した場合と異なる内部進化、星の分布を持つことがわかった。星団は、「緩和時間」と呼ばれる力学的進化のタイムスケールで進化し、星団の中心に重い星が集まる「mass segregation」や星団の中心の密度が上昇する「コアコラプス」を起こす。この緩和時間は星団の粒子数やサイズ、密度などによるが、観測されている典型的な星団のサイズでは、小さい星団の方が大きい星団よりこの緩和時間が短い。そのため、大きな星団が小さな星団の合体で形成したと仮定すると、小さな星団内で中心密度が上がった後に合体して大きな星団となるため、元々大きな星団の場合よりも速く、高い中心密度、重い星の中心集中を引き起こす。これらの中心の高密度や重い星の集中は星団内の星の暴走的合体に大きく寄与するため、小さな星団の合体で出来た星団は、星団中心における星の暴走的合体が短時間で効率良く起こり、重い星の寿命までに数百太陽質量の中間質量ブラックホールを形成できる。
心筋組織におけるアネキシン(カルシウム結合蛋白質)の同定とその局在

カルシウムは細胞の種々の生理機能の重要な調節因子であり、その機能調節はカモジュリンをはじめとする多種のCa^<2+>結合蛋白質を介して行なわれる。最近マネキシンと呼ばれるCa^<2+>結合蛋白質が様々な組織から分離されている。本研究は、心臓の組織からアネキシン蛋白ファミリーに属する蛋白質を分離し、その局在を明らかにすることを目的とする。牛心臓よりCa^<2+>沈殿法によって分離してきたアネキシン様蛋白質を含む分画には、少なくとも十数種類の蛋白質が含まれていることが二次元電気泳動の分析によって分かった。その中で67KDaの蛋白質はその部分アミノ酸配列の分析によって、アネキシンVIであることがわかった。この蛋白質は心筋形質膜の裏うち蛋白として存在していることが免疫組織化学的・生化学的解析によって明らかとなった。分子量90KDaのannexinIIは心筋細胞には存在せず、結合組織内の血管内皮などに分布していた。33KDaの蛋白質はその同定が未だすんでいないがアネキシンVに相同の蛋白質と思われ、この蛋白質の局在について現在検索中である。上記の蛋白質は心筋細胞のCa^<2+>に関連した生理機能に関与していると考えている。
ドラム型遠心装置を用いた地盤・水・構造系の模型実験システムの構築

本研究ではドラム型遠心装置内で波浪現象をモデルするシステムを構築することが主題である。それを用いて地盤と水系、さらに構造物系の連成挙動の物理モデルを可能にすることである。既設のドラム型遠心装置は直径800mmであり、その中にコンパクトに造波システムを設計した。実現象との相似側によりストロークが15mm、周期が5.75Hzの性能をもつ造波システムを設計し、可変直流モータで作動するタイプとした。また波浪現象を可視化するために回転ドラムには基準線を付しCCDビデオカメラも搭載される構造とした。総重量は25kgで、実験から100Gの遠心加速度でも造波装置は十分作動することが確認された。造波構造は、ドラム回転中心に置かれた造波システムにより半径方向の往復運動を与え、水中のパドルを上下させ、これにより両サイドに波浪を作り出す方式で、パドルの構造によって波浪の形態が異なることがわかり、4種類のパドルおよびパドル深度について比較実験を行い最適なパドルを選択した。このシステムを用いて、パドル水中の間隙水圧変動および砂層内の応答間隙水圧計測を試みた結果、0.5から1.2kPaの変動間隙水圧が発生することが判明した。これにより波浪による海底砂地盤の液状化現象、および砂層を支持層をする構造物の安定問題を物理モデルで解明できるシステムが構築された。この成果は、研究代表者がこれまで進めてきたドラム型遠心装置の地盤工学境界値問題への適用として「Development of Mini-Drum Centrifuges and a Few Initial Tests」としてとりまとめ、さらに波浪現象に着目した成果を「海底地盤の波による間隙水圧変化に関する遠心模型実験」として公開した。研究初年度である本年は、造波装置付きのリングチャンネルの設計製作に集中した。本試作装置は、研究代表者の研究室に平成5年度に設置されたミニドラム型遠心装置に直接登載可能となっている。200Gの遠心加速度場で、2種類の振動板を90Wの可変モータで振動させることにより振動振幅0-25mm、振幅周波数12.5Hz、0.5-1.5Hzの2種の波を起こす機能をもつ造波装置を試作する事に成功した。造波のメカニズムはリングチャンネル内の水中に矩形の抵抗板を設置し、遠心装置中心部に設置したモータの回転運動を抵抗板の上下運動に変換する方式を採用した。この方式では造波板をリングチャンネル周方向に往復運動をするケンブリッジ型より優れている。即ち今回採用した方式では、抵抗板の形状と上下運動の振幅を代えることにより多様な波の形成を可能にする。波の形成、伝播の様子は、ドラム中心に設置されたCCDカメラを通してカラーモニター画面に表示され、浮遊物体の追跡も可能である。設計上問題となったのは、既設ミニドラム装置が80cmの小直径であることから登載可能なモータの容量に制約があったこと、造波モータの振動と遠心回転との共振を回避する必要があったことにより、可能周波数の範囲が支配されたことである。さらに小半径であるため、波形追跡用カメラの焦点距離が短く、使用できるレンズに制限が加わった。このような困難のなかではあったが、世界で2番目でかつ新しく汎用性の高い遠心装置内での造波装置が完成させることができ、次年度から、砂地盤上に模型杭基礎構造物を構築し、これに波浪が作用する現象を再現する技術の確立を目指す体制が整った。

実現象との相似側によりストロークが15mm、周期が5.75Hzの性能をもつ造波システムを設計し、可変直流モータで作動するタイプとした。また波浪現象を可視化するために回転ドラムには基準線を付しCCDビデオカメラも搭載される構造とした。総重量は25kgで、実験から100Gの遠心加速度でも造波装置は十分作動することが確認された。造波構造は、ドラム回転中心に置かれた造波システムにより半径方向の往復運動を与え、水中のパドルを上下させ、これにより両サイドに波浪を作り出す方式で、パドルの構造によって波浪の形態が異なることがわかり、4種類のパドルおよびパドル深度について比較実験を行い最適なパドルを選択した。このシステムを用いて、パドル水中の間隙水圧変動および砂層内の応答間隙水圧計測を試みた結果、0.5から1.2kPaの変動間隙水圧が発生することが判明した。これにより波浪による海底砂地盤の液状化現象、および砂層を支持層をする構造物の安定問題を物理モデルで解明できるシステムが構築された。
ハーフメタル強磁性体を用いた無歪み単結晶MR素子に関する研究

マゲネトロンスパッタリング法を用いた、強磁性ペロブスカイト型酸化物(La_<0.7>Sr_<0.3>MnO_3(LSMO)、Sr_2FeMnO_6(SFMO)、Sr_2CrReO_6(SCRO))の高品質単結晶薄膜の作製法を確立した。また、高品質な無歪み単結晶MR素子を作製する条件として次のようなことが明らかになった。1)基板とのミスマッチは出来る限り小さい方がよい。2)ミスマッチを最小にするためにBa_<0.4>Sr_<0.6>TiO_3などの中間層を挟むのが有用である。3)薄膜作製直後の冷却時に酸素分圧が低いと酸素欠損を起こしやすく、逆に高いと非磁性酸化物が生成されるので、酸素分圧を最適化する必要がある。4)MR素子作製行程でアルゴンイオンミリングを行うと、40nm程度の表面層が酸素欠損と歪みによって、著しく劣化する(低温電気抵抗は約10000倍に増大)。この劣化は900°C以上の酸素中アニールで回復するが、アニーリングの可能な素子化行程を開発する必要がある。以上の条件を最適化する事によって、LSMO/SrTiO_3/LSMO素子で64%、SFMO/SrTiO_3/Coで14%、SrCrReO/MgO/Coで114%のMR比を観測できた。NbN超伝導薄膜を用いたアンドレエフ反射法により、絶縁膜を中間に挟んだMR素子と同様の条件で強磁性酸化物のスピン分極率を測定した。また、マグネタイトFe_3O_4の高品質単結晶薄膜の作製法を確立した。ホイスラー合金のCo_2MnGe、Co_2MnGa、Co_2MnSiの単結晶薄膜を作製した。また、中間層を挟むことによって、Si基板上に高度に配向した(100)と(110)膜を作製した。さらに、MgOを絶縁層として、(100)と(110)に配向したTMR接合膜を作製した。また、Co基ホイスラーがハーフメタルで、Ni基ホイスラーがハーフメタルでない原因を、磁気測定とバンド計算によって明らかにした。1.既設のイオンビームスパッタリング装置にターゲット移動機構を増設し8元(当初計画5元)パッタリング装置に改良した。当初計画の分子蒸発源ユニット増設は多額の費用が掛かることと、製膜法が複雑になることが判明したので移動機構増設に変更した。4.ハーフメタルのとして知られているホイスラー合金のCo_2MnGeとCo_2MnSiの高配向性薄膜の作製に成功した(日本応用磁気学会誌に掲載)。来年度はその素子化を行う。5.ハーフメタルの界面スピン分極率を測定するため、NbN高品質超伝導薄膜の作製に成功した。アンドレエフ反射を利用して、Co薄膜のスピン分極率を測定した結果、P=0.4が得られた。来年度にハーフメタルのスピン分極率を測定する。1.ハーフメタルのLa_<0.7>Sr_<0.3>

MnO_3(LSMO)(Tc=370K)を使用したTMR素子におて、LSMO膜作製後の冷却時の酸素ガス分圧を最適化(酸素分圧0.1Torrのアルゴンガス中)することによって、62%のTMR比を得た。その他の酸素分圧では最大4%であった。2.最適化された酸素分圧下で冷却されたLSMO膜のスピン分極率をNbN超伝導薄膜を使用したアンドロエフ反射法によって測定し、分極率=0.77を得た。また、他の分圧の試料では分極率は小さく、50Torrの分圧では0.39まで低下した。その原因は、高い酸素分圧のもとでは、SrOが析出しているためであること判明した。3.2重ペレブスカイト酸化物のSr_2FeMo_6(SFMO、Tc=420K)薄膜をミスフィットの小さいBa_<0.4>Sr_<0.6>TiO_3(BSTO)上に作製し、大気暴露による表面構造変化を調べた。その結果、ネイティブ酸化物として、SFMO表面にSrMoO_4(絶縁体)が生成し、その厚さは大気暴露時間の関数として評価できることが分かった。従って、暴露時間を調整して、厚さ約1nmのSrMoO_4をSFMO表面上に生成させ、CoとのTMR素子を作製し、約10%のTMR比を得た。この値は世界最大級の結果である。なお、SFMOのスピン分極率は0.6であった4.ホイスラー合金のCo_2MnGeとCo_2MnSiで、高配向性薄膜は得られるにもかかわらずTMR比は小さいのは、表面平坦性に原因があることが分かった。そこで、平坦性を改善するために、原点に戻って、バッファー層の検討を行った。その結果TaまたはNi-Ta膜を使用すると表面荒さが0.1nm程度に減ぜられることが分かった。5.(Ni_<1-x>Co_x)_2MnGa合金を作製し、磁気測定とバンド計算によってx=0.70.9でハーフメタルであることを見いだした。6.次年度には単結晶ハーフメタルのTMRの異方性を調べる計画である1.ハーフメタルのLa_<0.7>Sr_<0.3>MnO_3(LSMO)(Tc=370K)に素子作製のための微細加工を施すと、ミリングによって膜特性が著しく劣化する問題を解決するための新プロセスを開発した。新プロセスは電子リソグラフィー法とフォトリソグラフィーを利用する方法で、LSMO膜とパーマロイ(Fe Ni)合金膜の積層交換結合膜を作製すれば、LSMOの巨大なCMR効果を低磁場化(ソフト化)することができることが判明した。2.2重ペレブスカイト酸化物のSr_2CrReO_6(SCRO、Tc=635K)をミスフィットの小さいSrTiO_3(STO)上に作製し、長範囲規則が0.98の高品質薄膜が得られた。SCRO膜の大気暴露に伴う酸化過程をXPSで調べた。まず、暴露前のReのXPSスペクトルは多重ピーク構造であり、暴露によってSr_3Re_2O_9が生成して劣化するがMgO膜で被覆すれば劣化が著しく小さいことが判明した。そこで、SCRO/MgO/Coの3層膜を作製し、4.2Kで、114%のTMRを観測した。この値はこの物質では世界最大値である。3.Si基板上に、NiTa膜とCr膜を用積層することによって、ホイスラー合金のCo_2MnGe、Co_2MnSiの高配向性薄膜(擬似単結晶)とMgO絶縁層を用いた完全配向素子を作製することができた。また、(100)と(110)の結晶配向制御ができることが判明した。これは、MgO単結晶基板を用いることなく、Si基板でも高配向膜ができることを示した研究で工学的な価値は高い。4.(Co_<1-x>Ni_x) _2MnGaで実験と電子のバンド構造の計算によって、Co側のハーフメタル性とNi側の強磁性形状記憶合金の性質との関連を電子論的に明らかにした。また多くのホイスラー合金のバンド計算を行った。
ポリADP-リボースによる遺伝子精報発現の制御

ポリADPーリボース合成酵素は、核蛋白上にNADのADPーリボース部分を重合させる酵素で、その酵素活性の発現にDNAを必要とする。これまでの研究で本酵素は単一ペプチドであるが、基質NADの結合部位、DNA結合部位、自己修飾部位の3者を独立に有することが明らかにされている。我々は、この酵素の遺伝子を情報発現における役割を明らかにすることを目指し、本年度は以下の知見を得た。1)RNAーポリメラーゼ【II】が、本酵素により修飾を受け活性を約20%減少させる。2)MNUで培養細胞L1210を処理するとDNAの切断が起りポリADPーリボース合成酵素は活性化され、RNAの合成能が低下して核濃縮が起る。しかし、本酵素の特異的阻害剤である3ーアミノベンズアミドを培地に加えておくとそのような変化は起らない。したがって本酵素は細服のRNA合成上重要な約割を担っているものと考えられる。3)In vitroのaccurate transcriptionの系で、本酵素およびそのDNA結合ドメインはnon-specificなRNA合成を抑える役割をもつことが示された。4)本酵素に対するモノクローナル抗体を2種作成しその性質を調べると3つのドメインの中で、DNA結合ドメインおよび基質であるNAD結合ドメインに対して、それぞれ特異的な親和性を示すことが判明した。5)限定分解したドメインの再構成に成功した。すなわちドメインの適当な組み合せによって約2030%の酵素活性が発現した。以上のように本年度研究で、本酵素のRNA合成における役割の実態が明らかにされ、単一抗体が得られた点は今後の研究に大いに役立つものと考えられる。
刺激の時間パターンから心内表象を生成する際の脳内情報処理過程

本年度は、連続した事象から言語的表象を生成する脳内情報処理を調べていく上で、これまで行っていた連続した事象の脳内情報処理に関する研究をまとめることから始めた。まず単純な連続運動中に計測したfMRI信号を独立成分分析にて解析し、どの領野が関連しているのかを確認し(Kansaku et al.,NeuroImage 2005)、さらに、連続運動に関する順序とタイミングの脳内情報処理機構を調べた(Garraux et al.,J Neurosci 2005)。次に、連続した刺激を明示的にカウンティングして知覚する場合と明示的なカウンティングせずに知覚する場合とを比較した。新規被験者を集め、異なる感覚モダリティからなる連続刺激を用意して、直前に呈示された刺激を構成する感覚モダリティを答えさせ、次に同じ刺激を提示して被験者に明示的なカウンティングを行わせた。この結果、明示的にカウンティングする際の運動前野の活動が、カウンティングせずに入力モダリティを判別しながら知覚する場合に比べ有意に強くなることを示した。さらに、カウンティング中の運動前野の活動が連続刺激のリズムによらないことや、その運動前野の活動が、数字を唱えるだけでは認められないことも示した(Kansaku et al.,Soci Neurosci Abstr 2005;NeuroImage, in press)。さらに現在は、長短の二種類の継続時間の刺激の組み合わせからなる感覚刺激に言語的表象を割り当てた課題を用いて、その言語的表象が脳内でどのように表現されているかを評価する実験を行っている。
インテグリン結合キナーゼ(ILK)の進行性小児腎疾患における役割解明

腎不全に至る全ての小児腎疾患には、糸球体メサンギウム細胞(MC)増殖やメサンギウム細胞外基質(ECM)の構築異常、糸球体ポドサイト(Pod)の糸球体基底膜からの剥離(脱接着)、ボウマン嚢上皮細胞(B-Ep)増殖による半月体形成等の細胞生物学的特徴がある。腎炎の進行を左右するこれらの細胞動態におけるインテグリン結合キナーゼ(ILK)の役割を明らかにするために、培養細胞や腎炎モデルを用いて検討した。1)ラット進行性腎炎モデルにおけるILKの役割の組織学的検討小児の進行性腎疾患と同様の組織像を呈するラットのThy-1腎炎や半月体形成性腎炎モデルを用いて、ILKの発現様式を免疫組織化学的手法にて検索した。細胞増殖やECMリモデリングのレベルに一致してILKの発現レベルが増加し、半月体細胞にも強くILKが発現してくることが判明した。2)ECMリモデリング、半月体形成を制御するILKシグナル伝達機構の解析腎炎進行に関わる細胞反応(ECMリモデリング、B-Ep増殖)におけるILKシグナル経路の役割を培養細胞を用いてした。DN-ILKcDNAを導入したMC、B-Epは、ECM構築能、増殖能が、Mock cDNAを導入した細胞と比較して低下していた。以上より、ILKは腎炎の進行を左右するECMリモデリング、半月体形成を制御する重要なインテグリン関連シグナル分子であることが判明した。3)ILKシグナル伝達阻害剤投与によるラット進行性腎炎の抑制効果の検討ラット進行性腎炎モデル(片腎Thy-1腎炎、WKYマスギ腎炎)を用いて、ILKシグナル経路の活性を阻害する抗酸化剤を投与しILKシグナルの生体内での役割を検討した。どちらのモデルも、ILKシグナル活性の低下と共に、腎炎の改善が見られた。以上より、ILKは腎炎の進行を左右するMC増殖、ECMリモデリング、半月体形成を制御する重要なインテグリン関連シグナル分子であることが判明した。今後、抗酸化剤を用いた効果的なILKシグナル経路の阻害法を開発し、ヒト腎炎への臨床応用を図る。2)ラット腎炎モデルにおけるILK発現・活性化の検討ラットのThy-1腎炎や半月体形成性腎炎の単離糸球体を可溶化し、腎炎糸球体のILK蛋白とILK活性をウエスタンブロット法にて検出した。両者の腎炎で、ILK蛋白とILK活性の増加が見られ、腎炎の進行のプロセスと一致していた。

3)ECMリモデリング、半月体形成におけるILK活性の役割の細胞生物学的検討培養MC、B-Epそれぞれに、ドミナントネガテイブ(DN)-ILKcDNAを細胞移入し、細胞のILK活性を低下させin vivoの病態に関連した細胞動態の変化を検討した。DN-ILKcDNA導入MC、B-Epは、ECM構築能、遊走能、増殖能が、Mock cDNAを導入した細胞と比較して低下していた。以上より、ILKは腎炎の進行を左右するMC増殖、ECMリモデリング、半月体形成を制御する重要なインテグリン関連シグナル分子であることが判明した。今後、ILKの上流と下流にあるシグナル分子を検討し、効果的なILKシグナル経路の阻害法を開発する。腎不全に至る全ての小児腎疾患には、糸球体メサンギウム細胞(MC)増殖やメサンギウム細胞外基質(ECM)の構築異常、糸球体ポドサイト(Pod)の糸球体基底膜からの剥離(脱接着)、ボウマン嚢上皮細胞(B-Ep)増殖による半月体形成等の細胞生物学的特徴がある。腎炎の進行を左右するこれらの細胞動態におけるインテグリン結合キナーゼ(ILK)の役割を明らかにするために、培養細胞や腎炎モデルを用いて検討した。1)ECMリモデリング、半月体形成を制御するILKシグナル伝達機構の解析腎炎進行に関わる細胞反応(ECMリモデリング、B-Ep増殖)におけるILKシグナル経路の役割を培養細胞を用いてした。DN-ILKcDNAを導入したMC、B-Epは、ECM構築能、増殖能が、Mock cDNAを導入した細胞と比較して低下していた。以上より、ILKは腎炎の進行を左右するECMリモデリング、半月体形成を制御する重要なインテグリン関連シグナル分子であることが判明した。2)ILKシグナル伝達阻害剤投与によるラット進行性腎炎の抑制効果の検討ラット進行性腎炎モデル(片腎Thy-1腎炎、WKYマスギ腎炎)を用いて、ILKシグナル経路の活性を阻害する抗酸化剤を投与しILKシグナルの生体内での役割を検討した。どちらのモデルも、ILKシグナル活性の低下と共に、腎炎の改善が見られた。
ボロン酸超分子による燐光マニピュレーション

有機室温燐光は、長寿命・長波長発光・固体発光性など従来の蛍光物質にない特徴を有する。その残光現象を利用した新材料の開発が期待されている。しかしながら、低効率な発光であるため,有機燐光を制御し機能化をおこなう研究は未開拓である。本研究では、申請者らが独自に開発したボロン酸自己組織分子系が室温燐光性をもつことに端を発した取り組みとして、結晶ではない分子組織体での長寿命室温燐光の発現、機構解明、そして機能化探求をおこなう。