hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工知能と心疾患リスクモデルとを統合した次世代型画像診断システムの開発

虚血性心疾患や心不全の臨床診断は患者の臨床経過に加えて血液情報、画像を含めた諸検査の総合的判断によってなされる。その診断と死亡リスク評価に画像と臨床情報を統合した人工知能あるいは多変量モデルを作成することが目的であった。いずれも多施設の協力により心臓病のデータベースを作成した。心筋血流イメージングについては、その特徴抽出とニューラルネットワークによって、心筋の異常を専門医に匹敵する検出レベルで診断可能となった。また、心不全においては、心臓交感神経イメージング(MIBG)を含む臨床情報の多変量解析により、死亡リスクの推定が可能となった。これらはいずれもソフトウェアとして利用できるように公開した。心臓画像診断に、患者の症状、臨床経過、生化学情報、神経機能情報含めた総合的判断の過程を組み込んだ人工知能による心臓診断方法を開発することが本研究の目的である。以下にその実績の概要を示す。1.心臓機能解析のための多施設共有データベース改訂:日本核医学会ワーキンググループは2013年11月から2年計画で、国内の10施設以上が参加(申請者が班長;国立循環器病センター、東京女子医大、金沢大、金沢医科大、市立秋田総合病院、日本医大、東京医大、愛媛大、他)して実施されたが、そのデータを元に正常データベースを構築して、心臓で使われる各種の指標の正常値を決定する基盤を作成した。またこのデータは、今後のソフトウェア開発の基礎となる。2.人工知能による虚血診断ソフトウェアの開発:虚血量を推定する新ソフトウェア開発を開始したが、人工ニューラルネットワークにより心筋の各種特徴量から異常領域を推定するアルゴリズムを想定している。このデータ解析のために、多施設研究を組織して、虚血あるいは心筋血流欠損を有する症例を含めた約1000例のデータ収集まで完了した。3.交感神経イメージングによる指標の標準化:I-123メタヨードベンジルグアニジン(MIBG)による交感神経画像の解析についてはは、診断から施設間の相互較正、予後評価までを一連のアルゴリズムとして評価する死亡リスクの初期モデルを作成した。交感神経指標として用いられる心縦隔比については、国内の多施設でのファントム実験が進行して、共通のデータベースを作る基盤まで達成できた。さらに、現在、欧州での施設間校正のためのファントム実験を実施しており、世界的に共通のデータベース作成に発展できる可能性がある。SPECTを用いた心縦隔比にも、本標準化が応用できるかどうかの検討はフランスの研究者と共同で実施した。多施設研究を元にした標準値の確定とデータベースの整備は予定通り進行している。人工知能を応用したソフトの作成についても、基礎となるソフトウェアの「学習」データベースまで構築が進んでいる。死亡リスクモデルについても、その初期モデルが完成してその検証段階に入っている。それぞれ、論文化も終了あるいは進行中であり、順調に進行している。心臓の画像診断において患者臨床情報に核医学画像情報を加えた人工知能による心臓診断体系を作ることが本研究の目的である。1)心臓機能解析のための基礎となる正常データベースについては、日本核医学会のワーキンググループ活動としてまとめて日本核医学会機関誌に公開した。この報告は、最近利用できるようになったSPECT-CT装置のデータベースを含み、さらに新しい位相解析などの正常値も提供するものである。2)人工知能による虚血診断ソフトウェアの開発については、多施設研究としての約1000例のデータ収集を終え、人工ニューラルネットワークのトレーニングを実施した。学習データから最適の判定結果をえるために、コンピュータにより検出された異常を、その形、大きさ、位置などの多数の変数をもとに解析して、最大の診断精度を得るための最適な変数の組み合わせを決定した。この画像解析システムの精度検証を行うために、新たに多施設研究として約360症例の負荷心筋SPECTデータを収集した。このデータにより精度検証を行ったところ、受信者動作特性解析上も良好な診断精度を得ることができた。3)交感神経イメージングによるI-123メタヨードベンジルグアニジン(MIBG)の機能指標については、校正ファントムを用いた標準化法を日本国内からさらに欧州に発展させ、アムステルダム大学との共同研究として実施した。その結果、欧州の撮像条件においても指標の標準化ができることが明らかになった。また、ハンブルグ大学とも本検査の定量指標の精度を改善させるための研究が終了し国際誌に発表した。現在、この標準化データを元に、MIBG検査を用いた死亡リスクモデルを検討中である。4)PET検査においてはF-18フルオロデオキシグルコース(FDG)を用いて、大血管の粥状効果の評価と治療効果の比較を行う研究を実施中である。1)多施設研究のデータが順調に収集され、心筋血流・代謝・神経イメージングおよび心電図同期SPECTに関連したほとんどの正常値を決定することができた。これらの結果はすべて学術誌に公開済みである。2)人工知能による虚血診断については、その予備検討でも診断率が良好であり、今後の検証研究に応用できることが確実となっている。3)I-123MIBG検査のためのファントム実験についても、欧州での共同研究が順調に進み、そのまとめが国際的学術誌に採択されている。この結果を用いて、さらに心臓死を予測するリスクモデルへの組み込みができる見込みである。心臓イメージング検査間のデータの校正:各施設の画像撮像用のカメラや条件が異なる場合に計算される指標が異なることが問題となっていた。

特にI-123メタヨードベンジルグアニジン(MIBG)の定量指標については統一的なファントム実験補正方法を考案し日本と欧州での十分な実験結果も得られたため、あらゆる収集条件に適用する補正を方法をまとめた(J Nucl Cardiol 2017)。さらに最近利用が始まった半導体カメラでも利用できる方法を考案しその精度の確認が得られた(Ann Nucl Med 2017)。国内と欧州における取り組みの成果をまとめて報告した(J Nucl Cardiol 2017)。人工知能を用いた虚血診断法:人工知能を用いた心筋血流イメージングの診断法としては、ニューラルネットワークにより心臓の各種の特徴量から異常領域を同定するアルゴリズムを、スウェーデンの研究グループとともに構築した。そのトレーニングには12施設から1001症例の診断が確定した症例を用い、その正解は心臓核医学の専門医師による判定を用いた。その精度を364症例の冠動脈疾患患者で確認したところ、受信者動作特性解析で診断精度0.9以上の高い診断率が達成できた(Eur J Nucl Med Mol Imaging 2017)。心不全死亡リスクモデルの作成:心不全による死亡リスクを予測する多変量モデルを作成した。元データは1991年以来の国内の心不全の多施設プールデータ(1322例)であり、自他覚症状、各種検査結果、画像診断に由来する変数も含めた。この多変量リスクモデルを新たに収集した全国の多施設の心不全症例(546例)に応用したところ、2年間の死亡率は予測値とほぼ合致しており効率的にリスク層別化が可能であることが明らかとなった(Eur Hear J Cardiovasc Imaging 2018)。虚血性心疾患や心不全の臨床診断は患者の臨床経過に加えて血液情報、画像を含めた諸検査の総合的判断によってなされる。その診断と死亡リスク評価に画像と臨床情報を統合した人工知能あるいは多変量モデルを作成することが目的であった。いずれも多施設の協力により心臓病のデータベースを作成した。心筋血流イメージングについては、その特徴抽出とニューラルネットワークによって、心筋の異常を専門医に匹敵する検出レベルで診断可能となった。また、心不全においては、心臓交感神経イメージング(MIBG)を含む臨床情報の多変量解析により、死亡リスクの推定が可能となった。これらはいずれもソフトウェアとして利用できるように公開した。本研究に必要とされるソフトウェア間の指標の相互校正については、基本のデータベース作成は終了しているので、今後関連するソフトウェアの種類とパラメータを決定して具体的に妥当性の検討を行う予定である。心臓用の専用コリメータを用いた心筋血流画像のデータベースについては一部が未確定のため、今年度に確定して精度の確認と臨床応用に入る。心筋交感神経イメージングの指標については、国内の多施設研究に加えて、アムステルダム大学およびハンブルク大学の研究者とも共同で研究を実施して、国際的な指標の統一を目指す予定である。
操作感の解明:実験心理学・脳機能画像解析・情報科学の融合研究

本研究は,ヒトの身体性が感覚系に及ぼす影響を目的として遂行した。実験方法としては,心理学実験,脳機能画像解析,バーチャルリアリティ実験,リハビリテーション実験を用いる.その結果,視聴覚交互作用におけるベクションの重要性,視線知覚において直視の重要性,触覚的物体認知において物体中心の注意の重要性を明らかにした。本研究は,ヒトの運動系が感覚系に及ぼすことを調べることを目的としている。複数手法による実験を通じ,運動系の影響が感覚系のどのくらい初期の過程にまで及んでいるかを調べる。実験手法としては(1)心理学実験(2)脳機能画像解析(3)バ-チャルリアリティ実験(4)リハビリテ-ション実験を用いる。これら多様な実験手法を通じ,運動系と感覚系の相互関係を明らかにする。本研究の目的は、ヒトの運動系が感覚系に及ぼす影響を実験的に調べることである。実験を通じ、運動系の影響が、感覚系のどのくらい初期の過程にまで及んでいるかを解明する。実験方法としては心理学実験、脳機能画像解析、バーチャルリアリティを用いる。本年度に行った実験は次の4種類である。1.視覚探索非対称性視野内の多数の図形から特定の図形を探索する課題において、探索すべき図形とそれ以外の図形を交換すると探索効率が低下するという、探索非対称性と呼ばれる現象がある。この現象で特徴的なことは、探索すべき図形の処理効率が悪いときの方が、探索効率が向上することである。この奇妙な現集について、線分方位を図形特徴として選び、円柱レンズで一時的に乱視状態においた観察者を用いた実験を行い、探索効率が線分方位に対する処理精度で決定されることを明らかにした。2.触覚的物体認知注意を移動するときに、同じ物体内での移動の方が異なる物体間での移動よりも高速であるという、同物体効果が視覚で起きることが知られている。この現象が触覚でも起きることを調べるため、実験装置をカスタマイズして視覚と触覚に関する実験を行い、同物体効果が、視覚、触覚、視触覚のいずれの平態でも起きることを明らかにした。3.手の運動方向と視覚的運動認知自分の手の運動制御と眼で見ている物体の運動知覚が関係するかどうかを訓べるため、双安定特性を持つ格子運動図形を用いて運動制御と運動知覚の関係を調べる方法を開発した。4.自己顔の認知自分の顔というきわめて熟知性が高い図形を用いた視覚探索実験を行い、自分の顔の記憶表現が顔の正像ではなく鏡像であることを、探索非対称性に注目することにより明らかにした。この結果は国際学会ECVPで発表するとともに、査読誌『基礎心理学研究』に投稿し、現在査読中である。本研究の目的は,ヒトの運動系が感覚系に及ぼす影響を実験的に調べることである.実験を通じ,運動系の影響が,感覚系のどのくらい初期の過程にまで及んでいるかを解明する.実験方法としては心理学実験,脳機能画像解析,バーチャルリアリティを用いる.本年度に行った実験は次の4種類である.1.視聴覚交互作用視覚情報と聴覚情報の空間的位置が近接しているほど視聴覚間の時間的交互作用は強くなるという従来の常識を覆し、視聴覚情報の空間的近接性よりも空間的明確性が重要であることを示した.結果は国際会議IMRFで発表した後,IEICE Transactionsに投稿し,受理され,2008年6月の刊行を待つ状態である.2.触覚的物体認知注意を移動するときに,同じ物体内での移動の方が異なる物体間での移動よりも高速であるという,同物体効果が視覚で起きることが知られている.この現象が触覚でも起きることを調べるため,電気刺激を発生する実験装置を作成して視覚と触覚に関する実験を行い,同物体効果が,視覚,触覚,視触覚のいずれの事態でも起きることを明らかにし,結果を国際学会IMRFで発表した.またその装置を改良し,振動刺激を用いることができるよう改造した.3.動作制御能動性とアクティブタッチ片麻痺リハビリテーション支援のために開発中の装置を用いて,手の動作の能動性を制御し,棒を握って太さを判断する課題を用いてアクティブタッチとの関係を調べた.結果は日本バーチャルリアリティ学会の研究会で発表した.またその棒を改造し,硬さを判断する課題が行えるようにした.4.自己顔の認知自分の顔というきわめて熟知性が高い図形を用いた視覚探索実験を行い,自分の顔の記憶表現が顔の正像ではなく鏡像であることを,探索非対称性に注目することにより明らかにした.この結果は国際学会ECVPで発表するとともに,査読誌『基礎心理学研究』に投稿し,掲載された.本研究は,ヒトの運動系が感覚系に及ぼすことを調べることを目的としている。実験を通じ,運動系の影響が感覚系のどのくらい初期の過程にまで及んでいるかを調べる.実験方法としては,心理学実験,脳機能画像解析,バーチャルリアリティ実験,リハビリテーション実験を用いる.本年度に行った実験は次の3種類である.1.視聴覚交互作用視覚情報と聴覚情報の空間的位置が近接しているほど視聴覚交互作用は強くなるという従来の常識を覆し,空間的近接性よりも空間的明確性が重要であることを示した.

結果はIEICE Transaction on Information and Systemsに投稿し審査を経て掲載された.また,時間順序知覚に関しては,聴覚系の方が視覚系よりも処理精度が高いので,聴覚が視覚に影響するが逆方向の影響はないことが知られているが,この関孫はベクションを導入すると一変し,聴覚的な時間順序判断は視覚情報により覆ることをバーチャルリアリティ実験により示した.結果はPerceptionに投稿し審査を経て掲載された.2.視線知覚他者の視線を知覚するメカニズムを心理学実験により調べた.その結果,対面する他者の視線方向は目の前の物体に向かうようバイアスがかかることを明らかにした.結果は「日本顔学会誌」に投稿し審査を経て掲載された.また,対面する他者の視線方向に注意が引きつけられることを,変化検出課題を用いて明らかにした.結果はPsychologiaに投稿し審査を経て掲載された.3.触覚的物体認知心理学実験,脳機能画像解析,リハビリテーション実験を用いて,触覚的物体認知を調べた.触覚的な注意の移動を検出する装置を考案・設計し,反応時間を計測する心理学実験を行った.結果は投稿中である.またリハビリテーション支援機器を用いた実験を行い,反応時間を計測する心理学実験と,NIRSによる脳機能画像解析実験を行った.心理実験の結果,リハビリテーション支援機器の有効性が明らかになった.結果は投稿中である.本研究は,ヒトの運動系が感覚系に及ぼすことを調べることを目的としている.実験を通じ,運動系の影響が感覚系のどのくらい初期の過程にまで及んでいるかを調べる.実験方法としては,心理学実験,脳機能画像解析,バーチャルリアリティ実験,リハビリテーション実験を用いる.本年度に行った実験は次の3種類である.1.視聴覚交互作用視覚情報と聴覚情報の空間的位置と視聴覚交互作用の関係を検討した.また,時間順序知覚に関しては,聴覚系の方が視覚系よりも処理精度が高いので,聴覚が視覚に影響するが逆方向の影響はないことが知られているが,この関係について,バーチャルリアリティ実験を用いて検討した.結果は国際学術誌に投稿し,審査中である.2.視線知覚他者の視線を知覚するメカニズムを心理学実験により調べ,対面する他者の視線方向が観察者を直視しているときの特殊性を明らかにした.結果は国際学会に発表を申請し,審査に通り発表を予定している.また,対面する他者の視線方向に注意が引きつけられることを,変化検出課題を用いて明らかにした.結果は国際学術誌に投稿し,審査中である.3.触覚的物体認知心理学実験,脳機能画像解析,リハビリテーション実験を用いて,触覚的物体認知を調べた.触覚的な注意の移動を検出する装置を考案・設計し,反応時間を計測する心理学実験を行った.結果は和文学術誌に投稿し,審査中である.またリハビリテーション支援機器を用いた実験を行い,反応時間を計測する心理学実験を行い,リハビリテーション支援機器の有効性を明らかにした.結果は「理学療法」誌に投稿し,審査を経て掲載された.
蝸牛外側壁線維細胞の再生メカニズムの解明

マウスにおいて3-nitropropionic acid(3-NP)による急性内耳エネルギー不全モデルを作成した。その結果マウスにおいて3-NP投与後の聴性脳幹誘発反応(ABR)閾値上昇が認められその原因が蝸牛外側壁線維細胞に特異的に生じるアポトーシスによるものであることを確認した。この3-NPモデルマウスを3-NP投与後2ヶ月まで経過観察すると、低音域から中音域までのABR閾値に有意な改善が認められた。さらに、3-NP投与によって低下した蝸牛内電位が改善していることが明らかとなった。以上より自発的な蝸牛外側壁線維細胞の再生は蝸牛内電位の回復により聴力の改善を来していることが明らかとなった。まず、従来我々の施設でS-Dラットを使用して作成していた3-nitropropionic acid(3-NP)による急性内耳エネルギー不全モデルをCBA/CaJマウスを用いて作成した。方法はこれまでの報告と同様(Mizutari et al. J Neurosci Res, 2007, Hoya et al. Neuroreport, 2004)、全身麻酔下に耳後部切開をおき、中耳骨胞を露出。中耳骨胞にマイクロドリルで小開窓を行い手術顕微鏡下に正円窓窩を明視下に置く。500mMの3-NPを正円窓窩にマイクロポンプと微小チューブを用いて局所投与した。その結果マウスにおいてラットにおいて観察された3-NP投与後のABR閾値上昇が同様に認められた。さらに組織学的な検討を行ったところ、内耳局所的なミトコンドリア機能阻害により高度の聴性脳幹誘発反応(ABR)閾値上昇が認められ(Hoya et al. Neuroreport, 2004)、その原因が蝸牛外側壁線維細胞に特異的に生じるアポトーシスによるものであることを光学顕微鏡下に確認した。組織学的には外側壁線維細胞、特にI型、IV型において細胞分裂を伴う自発的な再生が認められ、再生した線維細胞は能動的イオンリサイクリングの主体を担うNa+/K+/ATPaseβー1を発現していることが明らかとなった。さらに、蝸牛内電位(endocochlear potential)を測定したところ、3-NP投与によって低下した電位が改善していることが明らかとなった。以上により、自発的な蝸牛外側壁線維細胞の再生は蝸牛内電位の回復により聴力の改善を来していることが明らかとなった。これらの結果より、従来ラットで用いていた急性内耳エネルギー不全モデルが、マウスでも使用可能となった。今回の結果より、従来ラットで用いていた急性内耳エネルギー不全モデルが、マウスでも使用可能となった。マウスモデルを用いることで、遺伝子改変動物の使用が容易となり、今後の研究において様々な機能解析を容易に行うことができるようになる。また今後、蝸牛内電位の検討を行う予定であるが、マウスを用いることでこれまでのラットモデルでは困難であった蝸牛内電位の測定が容易になるため、大きな意義がある。

まず、ミトコンドリア機能異常による急性内耳エネルギー不全モデルマウスの、経時的な蝸牛内電位(endocochlear potential:EP)の測定を行う。始めに、3-NPを正円窓窩に投与し、ABRにて閾値の上昇・改善を確認した後、全身麻酔下に再度中耳骨胞を露出・開窓し、蝸牛基底回転部側壁を手術用顕微鏡下に明視下に置く。マウスでは中央階に存在する血管条が暗色部として蝸牛骨壁から透見できるため、基底回転中央階の部位を中耳から確認できるため、同部位にマイクロドリルおよび微小針を用いて蝸牛骨壁に小開窓を行う。蝸牛中央階が開窓されたら、直ちにKCl水溶液を充填した微小ガラスピペット電極を挿入し、顎二腹筋部に基準電極を挿入しEPを測定する。EP測定は3-NP投与前、投与1日後、2週間後、1ヶ月後、および2ヶ月後に行うが、2ヶ月後以降もABRでさらなる閾値改善が認められるようであれば、適宜測定を追加しABR閾値との相関を検討する。実験動物の購入および飼育費、さらには組織学的な検討のための免疫染色用の抗体などに研究費を使用する。また、研究成果を発表し今後の研究課題を検討するために海外を含む学会発表を行うための旅費に研究費を使用する予定である。
DENNドメイン蛋白質による神経芽腫がん幹細胞の発生・分化制御機構の解明

神経芽腫高リスク群患者は、50%以上が再発し、未だ長期生存率は40%に満たない。細胞のダイナミックな変化を支える細胞内小胞輸送は、再発に関与する神経芽腫がん幹細胞の発生・分化に重要な役割を果たすと考えられる。本研究では、細胞内小胞輸送の重要な制御分子であるDENNドメイン蛋白質に注目し、そのメンバーが神経芽腫の腫瘍形成・進展に関与することを明らかにした。神経芽腫は小児がん死亡の約15%を占める代表的な小児難治性固形がんであり、自然消退例がある一方、高リスク群では50%以上が再発し、長期生存率は40%に満たない。そのため、高リスク群での予後改善は、現在の小児がん診療における喫緊の課題である。神経芽腫を含む多くのがんで自己複製能と多分化能をもつがん幹細胞が同定され、神経芽腫の再発は、治療後も残存した治療抵抗性のがん幹細胞が再活性化されることによって起こると考えられるが、神経芽腫がん幹細胞の発生・分化機構自体が未解明である。申請者は、細胞内小胞輸送の活性制御機構に注目し、細胞内小胞輸送の重要な制御系であるDENNドメイン蛋白質(DENN/Rab GEFs)の神経芽腫がん幹細胞の発生・分化における役割の解明を試みている。今年度はDENNドメイン蛋白質のメンバーであるDENND2Aの発現量が、神経芽腫のがん幹細胞が豊富に含まれるとされるスフェアにおいて大きく変化していることをもとに、DENND2Aの過剰発現及び発現抑制を行った神経芽腫細胞において、コロニー形成能、免疫不全マウスにおける腫瘍形成能の解析を行った。その結果、DENND2Aの過剰発現細胞においてはコロニー形成能、免疫不全マウスにおける腫瘍形成能とも低下することを明らかにした。また、DENND2Aの発現抑制細胞を用いた同様の実験において、コロニー形成能、免疫不全マウスにおける腫瘍形成能が亢進することを明らかにした。本研究では、小児がん死亡の約15%を占める神経芽腫の新規治療標的分子の探索と、治療抵抗性を持つために再発の原因となる、自己複製能と多分化能を持つ神経芽腫がん幹細胞の発生・分化機構の解明を目的とした。申請者らは細胞内小胞輸送の活性制御機構に注目をし、細胞内小胞輸送の重要な制御系であるDENNドメイン蛋白質(DENN/RabGEFs)が神経芽腫がん幹細胞の発生・分化において果たす薬和胃の解明を試みている。前年度はDENNドメイン蛋白質のメンバーであるDENND2Aの発現量が、神経芽腫のがん幹細胞が豊富に含まれるとされるスフェアにおいて大きく変化していることをもとに、DENND2Aの過剰発現及び発現抑制を行った神経芽腫細胞において、コロニー形成能、免疫不全マウスにおける腫瘍形成能の解析を行った。今年度はこれまでにDENND2Aが活性化すると報告されているRab9Bについて、スフェアでの発現を神経芽腫細胞と比較し、Rab9Bの過剰発現及び発現抑制細胞において、コロニー形成能、免疫不全マウスにおける腫瘍形成能を検討した。その結果、Rab9Bにおいても、過剰発現細胞においてコロニー形成能、腫瘍形成能ともに低下し、発現抑制細胞においてはコロニー形成能、腫瘍形成能ともに亢進することを明らかにした。今後はDENND2AとRab9Bの結合を免疫沈降法により確認するとともに、DENND2Aに結合する他のRabの有無を検索する。その後、同定されたRabを用いて、DENND2Aの上流/下流シグナルを同定する。本研究は、神経芽腫の再発予防を目指して、がん幹細胞の発生・分化におけるDENND2Aの作用機構の解明を試みている。これまでに、DENND2Aが神経芽腫がん幹細胞の発生・分化を制御することを明らかにし、その作用機構の解析がおおむね期待通りに進行している。小児血液腫瘍学DENND2Aによる神経芽腫がん幹細胞の発生・分化機構を明らかにする目的で、DENND2Aが活性化するRabのメンバーの同定、およびDENND2Aの上流/下流シグナルの同定を行なっていく予定である。昨年度は、予定していた実験を一部開始できなかったため、一般試薬および培養試薬の使用量が当初の計画を若干下回ってしまった。今年度は、DENND2Aが活性化するRabのメンバーの同定、およびDENND2Aの上流/下流シグナルの同定に全力を注ぐ予定である。
ＨＤＡＣ１結合蛋白による抗がん剤耐性機構に基づく新たな分子標的治療の開発研究

生体内でHDAC1結合蛋白RFPが悪性腫瘍の抗がん剤耐性に与える影響について卵巣がん細胞株において検討を行った。複数の卵巣がん細胞株を用い、培養中の細胞およびヌードマウス皮下へ移植した腫瘍に対し抗がん剤を投与した結果、RFPノックダウンによる抗がん剤耐性の有意な低下を認めた。またヒト卵巣がん患者組織にてRFPの免疫染色を行い、染色強度と臨床情報を比較した結果、RFP高発現患者群において抗がん剤治療の奏効率が有意に低いことが明らかになった。この結果から、RFPが卵巣がんにおいても抗がん剤耐性を制御していることが示され、治療ターゲットになる可能性が示唆された。生体内でRFPが悪性腫瘍の抗がん剤耐性に与える影響について子宮頸がん細胞株以外のがん種においても検討を行った。卵巣がん細胞株を用い、培養中の細胞およびヌードマウス皮下へ移植した腫瘍に対し抗がん剤を投与した結果、RFPノックダウンによる抗がん剤耐性の有意な低下を認めた。この結果から、RFPが卵巣がんにおいても抗がん剤耐性を制御している可能性が示唆された。従来のヌードマウス皮下への移植腫瘍を用いた検討では異所性の腫瘍を用いていた。より本来のがんの状況を模した実験を行うために発がんモデルマウスを用いた実験系を構築した。方法として、Dr. Hollandの研究室にて開発された、RCAS/tv-aシステムを用いた神経膠芽腫を発症するマウスとRFPのノックアウトマウスを交配し、マウスに発生した神経膠芽腫の抗がん剤耐性をコントロールーRFPノックアウトマウス間で比較する、という系を採用した。現在までに本マウスで神経膠芽腫の発症を確認したため、今後抗がん剤耐性について検討する予定である。当初はRFP-HDAC相互作用の阻害方法を模索する予定であったが、期間中にRFPがユビキチンE3リガーゼ活性を有することが判明した。この酵素活性を指標にしたスクリーニング系の構築が当初計画と比較してよりRFP阻害剤の開発に資するものと判断し、スクリーニング系の構築に着手した。RFPタンパク質を精製し、基質候補のヒストンH2Aを用いてin vitroユビキチン化アッセイを行った結果、基質のRFPタンパク質量依存的なユビキチン化が観察された。この結果から、この系がRFPの活性阻害剤のスクリーニングに有用である可能性が示されたと考えている。HDAC1結合タンパクであるRET fingerprotein (RFP; TRIM27とも呼ばれる)の卵巣がんの抗がん剤耐性における役割を解析した。免疫染色法にて92例の卵巣がんにおけるRFPの発現を調べたところ62%で陽性を示し、RFP陽性例では有意差はないものの(P=0.1266),RFP陰性例に比較し5年生存率が悪い傾向が見られた。2種類のヒト卵巣がん培養細胞(SKOV3, Hey)を用いて検討した結果、RFPの発現をsiRNAを用いてノックダウンすると、carboplatinおよびpaclitaxelによるアポトーシスの誘導が有意に増加し、抗がん剤の効果が増強することが判明した。一方、RFPのノックダウンのみでは卵巣がん細胞株の細胞増殖能に変化は見られなかった。次にSKOV3細胞にRFPのshort hairpin RNAを発現させ、RFPの発現をノックダウンした細胞株を樹立した。コントロールとshRNAを発現させたSKOV3細胞(500万個)を6週令の雌のヌードマウスの皮下に移植し、腫瘍が一定の大きさ(50立方mm)に達した後、PBSあるいはcarboplatinを腹腔内に1日おきに4回投与し、4グループ間での腫瘍増殖を比較した。RFPの発現をノックダウンしたSKOV3細胞を移植したマウスにcarboplatinを投与した群において、腫瘍増殖が著しく抑制された。この結果はがん細胞においてRFPの発現をノックダウンすることにより、抗がん剤に対する感受性が高まることを示し、新たな治療法の開発につながると期待できる。進行卵巣がんの治療は抗がん剤治療が主流であり、抗がん剤耐性機序を解明することにより新たな治療法の開発につながる。本プロジェクトにおいて、卵巣がんにおけるRFPの発現頻度は高く、その発現が抗がん剤耐性を関連していることを明らかにできた。特にin vivoで卵巣がんでのRFPの発現を低下させると、抗がん剤に対する感受性が著しく増強できることが明らかになり、RFPのノックダウンは有望ながん治療の補助療法になることが示された。以上の結果より、本プロジェクトとおおむね順調に進展していると評価できる。今後はさまざまな臓器に由来する腫瘍を用いて、RFPの発現と抗がん剤耐性との関連性を明らかにしていく予定である。

またin vivoにおいてRFPを効率的にノックダウンする方法を確立し、実際にがん治療の応用できるかどうかについてさらに検討を進める。次年度は研究費はすべて物品費として使用する。細胞培養に必要な培養器具、牛血清、遺伝子ノックダウンのためsiRNA、腫瘍移植実験のためのヌードマウスの購入費用、ウェスタンブロットやPCR用の生化学試薬などに使用する。
多核種同時撮像のためのコンプトンカメラ機能を持つPET検出器の開発

PET(positron emission tomography)は、511 keV対消滅ガンマ線しか測定できないため、生体の複数の機能を同時に画像化することはできない。そこで本研究では、コンプトンカメラの機能を追加したPET検出器を開発する。具体的には、コンプトンカメラの吸収体としてシンチレータ全面または上下面に受光素子を取り付けた超高エネルギー分解能PET検出器を開発する。これを散乱体の検出器と組み合わせることで、複数核種の同時撮像が可能なイメージング技術を実現する。
G2-M期における核小体解離のユビキチン経路による制御

ユビキチン活性化酵素の温度感受性変異株ts85は制限温度下細胞周期G2期に停止し、核小体が形態異常を引き起こした。本変異株のユニークな表現型を利用して核小体の代謝異常の分子機序とG2期停止を引き起こす事との因果関係の解析を試みた。核小体異常はG2期停止細胞に特異的であることを、細胞を予めG2あるいはS期に同調してから非許容温度培養する実験で示した。Cdc2キナーゼの温度感受性変異株tsFT210も非許容温度下G2期に停止するが、核小体異常はみられない。核小体異常の典型はド-ナッツあるいは馬蹄型への変形で、その中央領域に観察される星雲状の高電子密度粒子(70nm)領域にプロテアソーム、誘導型HSP70およびポリユビキチン化蛋白質が免疫細胞化学的に一致した。また、ポリユビキチン化蛋白質は免疫電子顕微鏡によっても同粒子と一致した。ちなみに、プロテアソームが核小体に終結する観察は初めてである。G2期停止後許容温度に戻してM期へ進行させたところ、M期に入ると直ちに起こる核小体の消失過程が阻害され、metaphaseにおいてNORが互いに癒着したままと解釈できる異常染色体像がみられた。70nm粒子の実体の解明が残された課題である。
フェロモン系を介する視床下部・辺縁系機能の制御

プライマーフェロモンは、哺乳類の脳機能に強力に作用し、生理機能や行動に大きな変化をもたらす。そうした現象は古くから知られていたものの、プライマーフェロモンの実体はずっと謎のままであった。本研究は、反芻動物の"雄効果"フェロモンおよびげっ歯類の“警報"フェロモンに着目し、これらの現象を引き起こすリガンド分子を同定するとともに、その産生、受容、作用メカニズムを調べることで、哺乳類におけるフェロモンを介した化学的情報通信の全体像を解き明し、応用への道を開こうと計画された。“雄効果"はフェロモンによる強力な性腺刺激現象であり、視床下部GnRHニューロン神経活動の調節機構(GnRHパルスジェネレーター)がフェロモンの標的部位である。雄効果フェロモンは鋤鼻器と嗅上皮の両者に発現するVIR受容体により受容され、扁桃体で両ルートからの情報が統合されたのち視床下部弓状核へと伝達され、GnRHパルスジェネレーターの本体と目されるキスペプチン神経の活動を刺激してフェロモン作用をもたらすことが明らかとなった。またフェロモン活性を有する画分中に存在する16分子の構造を決定した。これらを合成し生物材料と同じ混合比で調整したところ、雄効果フェロモンの活性が再現され、フェロモン候補分子であることが示された。一方、“警報"フェロモンは、ストレスを受けた個体が仲間に危険を知らせるシグナルであり、情動系に作用するフェロモンである。警報フェロモンは、肛門周囲腺から放出される水溶性揮発性物質であり、鋤鼻器で受容され、視床下部辺縁系を刺激して不安レベルを上げ、行動や自律機能を警戒モードに変えることが明らかとなった。聴覚驚愕反応を利用した生物検定系を開発して警報フェロモン分子の活性画分を絞り込んだ結果、有力な候補分子を単離精製することに成功した。現在、フェロモン候補分子の化学構造の決定を進めているところである。フェロモンは同種個体間で交わされる嗅覚シグナルであり,多くの哺乳類において性行動,育子行動,縄張り行動,親和的行動など,種に特異的な生得的行動の発現に重要な役割を果たしていることが知られている。本研究の第一義的な目的は,哺乳類におけるフェロモン系を介する脳機能ことに視床下部・辺縁系機能の制御機構の全容を明らかにすることであり、そのための研究モデルとして反芻動物で知られているフェロモンによる強力な性腺刺激効果すなわち"雄効果"を取り上げた。この現象を引き起こすフェロモン分子を単離・精製・同定し,フェロモンの産生、受容、作用メカニズムを解明することが具体的な課題である。本年度はまず成熟雄ヤギの頭頚部被毛中の脂溶性成分を超臨界状態の二酸化炭素を溶媒に用いて抽出し、精製原材料となる大量の被毛抽出物を得た。その一部を分取ガスクロマトグラフィー(PFC)にかけ、回収された各分画についてフェロモン活性の有無を多ニューロン発射活動を指標とした神経生理学的手法により生物検定し、最終的にリテンションタイム1分にまで活性分画を絞り込むことができた。現在この分画に含まれるすべてのフェロモン候補分子について構造決定を進めており、同定できしだい合成に取りかかる予定である。一方、このフェロモンはアンドロジェン依存性に雄の頭頚部皮膚で産生分泌されることから,アンドロジェン処理によりこの部位で特異的に転写誘導されるmRNA群の同定を開始しており、この作業を通じてフェロモン合成に関わる酵素群の探索を進めている。

またフェロモンの受容および中枢作用の機構に関しては、副嗅球への脳定位的トレーサー注入実験を中心にフェロモン作用の背景となる神経回路網の同定を行っている。さらに警報フェロモンや母性フェロモンなど他のカテゴリーに属するフェロモンについても、主に齧菌類を用いた神経行動学的研究を並行して進めているところである。フェロモンは同種個体間で交わされる嗅覚シグナルであり,多くの哺乳類において性行動,育子行動,縄張り行動,親和的行動など,種に特異的な生得的行動の発現に重要な役割を果たしていることが知られている。本研究の第一義的な目的は,哺乳類におけるフェロモン系を介する脳機能ことに視床下部・辺縁系機能の制御機構の全容を明らかにすることであり、そのための研究モデルとして、反芻動物で強力な性腺刺激効果をもたらす"雄効果フェロモン"と、げっ歯類で危険を知らせ合うときに使われる"警報フェロモン"を取り上げた。これらの現象を引き起こすフェロモン分子(群)を単離・精製・同定し,合成フェロモンを作製することによってフェロモンの産生、受容、作用メカニズムのそれぞれを解明することが具体的な課題である。"雄効果フェロモン"については、成熟雄ヤギの頭頚部被毛中の脂溶性成分を原材料に精製を進め、分取ガスクロマトグラフィー(PFC)で回収された各分画について視床下部GnRHニューロン活動を指標とした生物検定を行い、リテンションタイム約1分の活性分画に含まれるすべてのピークすなわちフェロモン候補分子について構造決定と合成を進めている。これまでに17種類の候補分子を合成し、フェロモン活性のスクリーニングを開始した。また合成に関わる遺伝子群の同定や中枢作用機序の探索も並行して進めており、アンドロジェン処置によってフェロモンの合成と連動して発現増加が認められる12遺伝子を同定した。一方、"警報フェロモン"については本年度の研究により生物検定系を開発する基盤が整備された。これを用いて"雄効果フェロモン"とは異なり低揮発性で水溶性という物性をもつことが予測される"警報フェロモン"の同定に向けた特殊な精製方法について次年度に検討を開始するための準備が整った。フェロモンは同種個体問で交わされる嗅覚シグナルであり,多くの哺乳類において性行動,育子行動,縄張り行動,親和的行動など,それぞれの種に特異的にみられる生得的行動の発現に重要な役割を果たしていることが知られている。本年度は、"雄効果フェロモン"の単離をめざして、成熟雄ヤギの頭頚部被毛中の脂溶性成分をエーテル蒸留法で精製しテナックスカラムに吸着させた画分を熱脱着して生物検定する方法を新たに実用化した。この方法により従来に比べて候補分子の絞り込み効率が格段に改善した。現在、キャピラリーカラムによる精製を進めている。またフェロモン合成に関わると推測される遺伝子群のうち既知2遺伝子についてその発現を皮脂腺や毛根部周辺で確認できた。鋤鼻器や嗅
オランダ領東インドにおける台湾籍民の法的地位をめぐる研究

本研究は,オランダ領東インドにおける台湾籍民の法的地位をめぐる研究である.日本とオランダとの不平等条約改正の結果,1899年にオランダ領東インドにおける日本人の法的地位に変更が生じた.この改正以前,日本人はオランダ領東インドにおいて法律上「原住民」と同等に扱われていた.しかし,不平等条約改正にともなう法改正の結果,オランダにおいて「日本人法」が施行され,日本人は法律上「ヨーロッパ人」と同等に扱われることとなった.本研究では,日本人の法的地位の変更が,当時日本が領有した直後の台湾籍民に対し,どのような影響を与えたのかを検討した.その結果,台湾籍民も内地人と同様の法的地位をオランダ領東インドにおいて享受したこと.しかし,そのことが華人による偽装国籍取得を誘発し,オランダ領東インド政庁が台湾籍民の法的地位について変更を検討していたことなどが明らかとなった.本研究は,オランダ領東インドにおける台湾籍民の法的地位をめぐる研究である.日本とオランダとの不平等条約改正の結果,1899年にオランダ領東インドにおける日本人の法的地位に変更が生じた.この改正以前,日本人はオランダ領東インドにおいて法律上「原住民」と同等に扱われていた.しかし,不平等条約改正にともなう法改正の結果,オランダにおいて「日本人法」が施行され,日本人は法律上「ヨーロッパ人」と同等に扱われることとなった.本研究では,日本人の法的地位の変更が,当時日本が領有した直後の台湾籍民に対し,どのような影響を与えたのかを検討した.その結果,台湾籍民も内地人と同様の法的地位をオランダ領東インドにおいて享受したこと.しかし,そのことが華人による偽装国籍取得を誘発し,オランダ領東インド政庁が台湾籍民の法的地位について変更を検討していたことなどが明らかとなった.平成19年度は以下にあげる研究実績をあげることができた。1.学会報告平成19年6月9・10日に九州大学にて開催された東南アジア学会において,「文明と野蛮:『日本人法』の成立と蘭領東インドにおける住民区分の変容」と題する報告をおこなった。2.研究会報告平成19年11月17日東京ウィメンズプラザにて開催された「植民地における通婚・雑婚をめぐる研究」研究会において「混血性をめぐって」と題する報告をおこなうことができた。3.資料調査(国外)平成19年8月20日から9月11日までの期間,オランダ国ライデン市を中心に資料の所蔵調査をおこなった。この調査においては,台湾籍民の動向をオランダ側がどのように把握していたのかを記録した資料を探していたのだが,更なる調査の必要性を感じた。(国内)外務省の外交史料館,京都大学東南アジア研究所,他複数の研究機関を訪ね調査をおこなった。外交史料館では日本側の外交史料を入手することができ,一定の成果をあげた。4.研究情報の公開科学研究費の公的性格を考慮して,研究の成果を広く一般に公開すべくホームページの作成に着手した。作成にかなりの時間を要しており,作成途上の段階である。今後はサーバーの移管等,ハード面での整備に重点を置く予定である。現時点での状況については,別記するURLを参照されたい。平成20年度は,主として(1)資料収集, (2)論文執筆, (3)研究成果の公表の三つの点で研究実績をあげることができた.第一の資料の収集については,当初予定していた海外での資料の所蔵調査が,休暇期間中の体調不良のため実施できず,そのため,国立国会図書館や外交史料館をはじめとする国内各種文書館,各大学図書館,さらに附属研究所等において関連資料の収集をおこなった.収集の対象となったのは,戦前に台湾総督府や拓務省関連機関から刊行された東南アジアの法制資料であり,とりわけ,国籍および民法(家族法関連法規)に関する資料を収集した.家族法関連法規は,当時の婚姻規定を調べることに目的があったためである.また,第二に,前年度の研究成果の一部を論文として執筆,学会誌に投稿し,査読を経て掲載に至った(「文明・法・人種:『日本人法』制定過程の議論から」『東南アジア:歴史と文化』第37号).この論文により,本研究の基礎となる法制定過程について実績をあげることができた.第三に,広く社会に研究成果を還元するため,ホームページを設置した(http://www.fwu.ac.jp/la/avanti/).ホームページでは,これまでの研究に関する経緯をまとめるとともに,助成対象となっている研究情報の整理と発信に努めた.さらに,研究実績となる一部論文についてもデジタル化したうえで,ホームページ上で閲読が可能な措置を講じている.これら中核となる研究実績に加え,関西を中心に各地で開催された東南アジア関連の研究会に出席し,研究上の知見を広めることができた.2009年度は,主として三つの柱を立てて研究活動を遂行し,以下に挙げるそれぞれの業績を公表することができた.(1)台湾籍民の制度的実態.オランダ領東インドのみならず,日本の植民地法制を理解するため各種の文献史料を収集・解析し,台湾籍民の形成を日本の植民地法制の展開との関連において調査研究した.この観点からの研究活動は,日本の植民地法制に関する專門書の書評論文としてまとめ,学術雑誌に掲載することができた.(2)植民地における混血の問題.植民地住民の法的地位について近年研究の活発な混血の問題について研究を進めた.オランダ領東インドにおいては混血の問題が重要な位置を占めたこともあり,台湾籍民のみならず広く華人と現地住民との関係についても資料収集を進めた.

基礎的な作業として,植民地における混血問題を論じた著作を翻訳,刊行することができた.(3)オランダ領東インドにおける住民の法的地位の歴史的概観.上記に整理した研究成果を全体の法制度に位置づけるべく,研究対象となる台湾籍民を含め,オランダ領東インドにおける住民の法的地位の概観を整理し,国際会議において報告することができた.また,研究活動を広く公開する意図により設置したHPの拡充に努め,いくつかの業績についてはPDFのファイルをアップし,入手可能な環境を整えた.
ループスエリテマトーデス発症におけるTh17細胞集団の果たす役割とその制御機構

Th17は、炎症誘導に深く関わるヘルパーT細胞集団として、新しく同定された。これまで、全身性ループスエリテマトーデス(SLE)は、主としてTh1の関与が報告されていたが、Th17の関与に関する報告はなかった。本研究では、SLEのモデルマウスの一つであるMRL/lprマウスを用いて、SLEの病態形成におけるTh17の役割の検討を試みた。Th17の分化に障害を持つIL-23欠損マウスをMRL/lprマウスと交配を重ねたが、入手時期の問題で、解析には至らなかった。Th17の産生するサイトカインの一つであるIL-17欠損マウスは、MRL/lprマウスとの交配を終え、解析を開始したところで、結論には至っていない。Th17より産生され、IL-17類似した作用を持つIL-17F欠損マウスとの交配も開始している。IL-27は、Th1分化誘導作用を持つIL-12やIL-23と相同性を持つサイトカインであり、IL-27のサブユニットの一つであるEBI-3を欠損したMRL/lprマウスにおいては、ループス腎炎の病型がTh1に依存したびまん性増殖性腎炎からTh2に依存した膜性腎症(腎炎)に変化することを報告した。IL-27には、Th17の分化を抑制する作用がある。IL-27の受容体を過剰発現したMRL/lprマウスにおいては、腎炎発症が抑制され、またループス皮膚炎も消失する(報告済み)。このマウスにおいては、自己免疫性炎症が軽減するほか、Th17関連サイトカインを含め、様々なサイトカインの産生が抑制される。このマウスに関して、Th17の分化やその機能を解析し、また腎臓の病理像や浸潤細胞の変化、補体や自己抗体を含む糸球体内沈着物の変化との関連を解析している。全身性ループスエリテマトーデス(SLE)は、自己免疫病の一つで特に自己免疫性糸球体腎炎は、患者のQOLを下げる合併症の一つである。SLEは通常Th1型の免疫反応を伴うことが多いが、一部の患者では、Th2型の免疫反応を伴い異なる糸球体腎炎の組織像を示すこともある。近年、Th17と呼ばれ、主としてIL-17を産生する新しいヘルパー細胞集団が同定され、炎症性疾患に深く関わることが明らかにされた。SLEやSLEに伴う糸球体腎炎発症におけるTh17やIL-17の役割は明らかになっていない。このため、SLEに類似した自己免疫病態を呈するMRL/lprマウスにおいてIL-17を欠損させ、その病態の解析を行った。現在、MRL/lpr系統への戻し交配が進行中であり、まだ腎組織像や生存率の解析には至っていない。また、IL-17のみならずTh17の関与を検討するため、Th17の分化に障害を持つIL-23欠損マウスとの交配も進行中である。一方、MRL/lprの遺伝的背景を持ちIL-27受容体を強く発現するトランスジェニックマウスにおいては、野生型マウスにおいて認められる糸球体腎炎の発症もほとんど認められず、生存率の著しい改善を認めた。さらに、その他の自己免疫病態も改善、および生体中の様々な免疫学的パラメーターの低下が認められた。このことは、IL-27の持つ免疫抑制作用が、自己免疫疾患などの治療に応用可能であることを示している。IL-27には、Th17の分化を抑制する作用が知られていることから、この受容体を発現するMRL/lprマウスにおける自己免疫病態の軽減が、Th17やIL-17の低減によるものかどうかを検討している。このため、SLEに類似した自己免疫病態を呈するMRL/lprマウスにおいてIL-17を欠損させ、その病態の解析を開始した。また、IL-17のみならずTh17の関与を検討するため、Th17の分化に障害を持つIL-23欠損マウスとの交配を開始した。一方で、IL-27のサブユニットの一つであるEBI-3を欠損するマウスにおいては、受容体欠損マウスと同様にTh1が田自己免疫反応の低下とともに膜性腎炎を発症した。これらのことは、IL-27が、Th1反応を誘導する作用とともに、免疫を抑制する作用を持つことを新たためて示している。このことは、IL-27の持つ作用が、SLEなどの自己免疫疾患の病態形成に深く関わっていること、およびその免疫抑制作用が、自己免疫疾患などの治療に応用可能であることを示している。

これまで、全身性ループスエリテマトーデス(SLE)は、主としてTh1の関与が報告されていたが、Th17の関与に関する報告はなかった。本研究では、SLEのモデルマウスの一つであるMRL/lprマウスを用いて、SLEの病態形成におけるTh17の役割の検討を試みた。Th17の分化に障害を持つIL-23欠損マウスをMRL/lprマウスと交配を重ねたが、入手時期の問題で、解析には至らなかった。Th17の産生するサイトカインの一つであるIL-17欠損マウスは、MRL/lprマウスとの交配を終え、解析を開始したところで、結論には至っていない。Th17より産生され、IL-17類似した作用を持つIL-17F欠損マウスとの交配も開始している。IL-27は、Th1分化誘導作用を持つIL-12やIL-23と相同性を持つサイトカインであり、IL-27のサブユニットの一つであるEBI-3を欠損したMRL/lprマウスにおいては、ループス腎炎の病型がTh1に依存したびまん性増殖性腎炎からTh2に依存した膜性腎症(腎炎)に変化することを報告した。IL-27には、Th17の分化を抑制する作用がある。IL-27の受容体を過剰発現したMRL/lprマウスにおいては、腎炎発症が抑制され、またループス皮膚炎も消失する(報告済み)。このマウスにおいては、自己免疫性炎症が軽減するほか、Th17関連サイトカインを含め、様々なサイトカインの産生が抑制される。このマウスに関して、Th17の分化やその機能を解析し、また腎臓の病理像や浸潤細胞の変化、補体や自己抗体を含む糸球体内沈着物の変化との関連を解析している。
溶液中のトリプルヘリックスのコイルへの相転移温度の溶液内決定機構の実験的解明

1.トリプルヘリックス-コイル転移へのイソプロパノール添加の効果の解明。我々は低温領域でトリプルヘリックスを形成するコラーゲンモデルペプチド(PPG)10の軽水または重水の溶液について、核磁気共鳴吸収の研究か、イソプロパノール、n-プロパノールを添加すると,添加したイソプロパノールが10パーセント前後で転移温度が最小になる事を見出した。一方メタノール、エタノールは、添加に伴って、転移温度を上昇させた。我々は、この理由を解明した。アルコールは共存すると、当然、統計鎖とトリプルヘリックスの両方に影響する。しかし、我々が知る限り、状態の安定性は、未変性状態について議論されている。ところが、実際は、変性剤は溶液中の両方に効果をもつ。未変性状態の転移温度が上昇するのは、その温度で、未変性状態が、安定化するか、これの議論は、我々が知る限り、論文に記述を見ないのであるが、変性状態が不安定化するときである。これを、見事に実験的に示したのが、我々の系で、メタノールとエタノールは疎水基が小さいの、統計鎖の安定性は上がらず、イソプロパノール、n-プロパノールでは、安定化し、転移温度がさがった。重水系で我々は、トリプルヘリックスからランダムコイルへの主転移に先立つ低温転移を発見し、その転移現象の解明を試みてきたが、最近、核磁気共鳴吸収を用いて、この転移の実体が明らかにした。低温転移での熱吸収の原因が一方のプロリンリングの挙動と関連することが判明した。つまり、(Pro1-Pro2-Gly)10分子が低温、Pro1がDown、Pro2がUPであるのが、転移後はPro1がUPのままで、Pro2がUPとDownの間で早い相互変換することが明らかになった。さらに転移の実態がわかると、コラーゲン類の熱測定で、今までに観測されていない理由も明らかになるはずである。トリプルヘリックスーコイル転移へのイソプロパノール添加の効果の解明。数年前,我々は低温領域でトリプルヘリックスを形成するコラーゲンモデルペプチド(PPG)_<10>の軽水または重水の溶液にイソプロパノールを添加すると,これまで我々が研究した添加物はいずれも転移温度を上昇させたのに対して、添加したイソプロパノールが10パーセント前後で転移温度が最小になる事を見出した。下降させ理由の解明は、添加に伴う転移温度の変化現象の全体の解明になる。これについては、この現象がイソプロパノールー水系の溶液内構造と関連することが明快になった。現在この現象と他のアルコールー水系での相互作用の差違を備品として購入した密度測定装置で部分モル体積を測定している。水系で我々は、トリプルヘリックスの主転移に先立つ低温転移を発見し、その転移現象の解明を試みてきたが、最近、核磁気共鳴吸収を用いて、この転移の実体が明らかになった。詳細な二次元スペクトルの研究から、低温転移での熱吸収の原因がプロリンリングの挙動と関連することが明らかになったのである。つまり、分子が転移温度で存在様式が変化するかが明らかになった。現在さらに詳細にその転移の実体を研究中で、それが明らかになるってくると、コラーゲン類で、この熱吸収が多くの研究者が熱測定をしているのに関わらず、今までに観測されていない理由も明らかにはずである。つまり、コラーゲン類の転移の重要な、隠れた転移現象が発見されたことになる。コラーゲン類の基礎研究として、大きな寄与ができるものと考えられる。1.トリプルヘリックスーコイル転移へのイソプロパノール添加の効果の解明。

我々はトリプルヘリックスを形成するコラーゲンモデルペプチド(PPG)_<10>の重水の溶液について、核磁気共鳴吸収の研究から、イソプロパノール、n-プロパノールを添加すると、添加量が10パーセント前後で転移温度が最小になる事を見出した。一方メタノール、エタノールは、添加に伴って、転移温度を上昇させた。我々は、この理由を解明した。アルコール入ると、当然、統計鎖とトリプルヘリックスの両方に影響する。しかし、我々が知る限り、状態の安定性は、未変性状態について、もっぱら議論されている。実際は、変性剤は溶液中の両方の状態の分子に影響する。未変性状態の転移温度が上昇するのは、未変性状態が、安定化するか、変性状態が不安定化するときである。我々は、これを実験的に示した。メタノールとエタノールは疎水基が小さいので、統計鎖の安定性は上がらず、イソプロパノール、n-プロパノールでは、安定化し、転移温度が一旦下がる。重水系で、トリプルヘリックスからランダムコイルへの主転移に先立つ低温転移を発見し、その転移現象の解明を試みてきたが、最近、核磁気共鳴を用いて、この転移の実体を明らかにした。低温転移での熱吸収の原因が一方のプロリンリングの挙動と関連することが判明した。(Pro1-Pro2-Gly)_<10>分子が低温では、Pro1がDOWN、Pro2がUPであるのが、転移後は、Pro2がUPのままで、Pro1がUPとDOWNの間で早い相互変換することが分かった。さらに転移の実体がわかると、コラーゲン類の熱測定で、今までに観測されていない理由も明らかになるはずである。