hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高度なバンドポテンシャル制御による高機能光触媒の構築

粒子サイズがミクロンサイズ程度になると光電流密度は熱処理前に比べて46倍に向上し,1V(対RHE)の電位では約0.3 mA/cm2の光電流が得られた。未熱処理時では光触媒結晶間の接触が密ではないため接触抵抗が大きいのに対して,アニールにより粒子を増大させた試料では,結晶同士が密に接触しているために電子の移動がスムーズになる。このように,粒子サイズの増大により粒界抵抗が小さくなることが光電流増大の主な要因であると考えられる。助触媒の効果および担持条件について知見が得られたことは本研究課題を遂行する上で非常に有用である。また,酸窒化物固溶体光触媒が光電気化学的水の酸化に活性な光アノードとして利用できることが確認され,また,粒子サイズ増大により光電流密度が顕著に向上することが見出された。これらのことは,バンドポテンシャル制御型光触媒による水分解の実現を検討する際に有用な知見である。ランタンタンタル酸窒化物とチタン酸ストロンチウムの固溶体は助触媒未担持でも水の酸化反応に活性であるが,適切な熱処理条件で酸化コバルト助触媒を担持すると活性が向上することを昨年度見出した。異なる熱処理条件で酸化コバルトを担持した試料のキャリアダイナミクスを調べたところ,活性の高い試料では光生成した正孔の助触媒への効率良い移動に伴う正孔の早い減衰および浅い準位にトラップされた電子の増大がみられ,これらの要因により活性が向上することを突き止めた。光触媒活性は粒子サイズや形態など合成法により変化する要素に大きく影響を受けることが多い。そこで本年度は,従来錯体重合法で調製していた酸化物前駆体の固相法およびフラックス法による調製を検討した。固溶率50%の試料について,固相法およびフラックス法で得た結晶性の酸化物前駆体をアンモニア窒化処理することで酸窒化物固溶体が合成できた。いずれの試料も30-50nm程度の一次粒子が凝集して二次粒子を形成していた。錯体重合法試料の二次粒子径は3-5ミクロンであるのに対して,固相法試料およびフラックス法試料のそれは,それぞれ1-2ミクロンおよび0.5-1ミクロンであった。固相法試料およびフラックス試料はともに硝酸銀を電子受容剤とする酸素生成反応に対し,錯体重合法試料よりも高い活性を示すことが明らかになった。本研究で開発してきた固溶体酸窒化物のZスキーム型光触媒系における酸素生成光触媒としての応用を検討した。水素生成光触媒にルテニウム担持ロジウムドープチタン酸ストロンチウムを使用し,鉄イオン系,ヨウ素系の電子伝達剤と組合せた場合では水分解反応は進行しなかったが,タンタルーチタン系固溶体ではコバルトトリスビピリジン錯体を電子伝達剤に用いた際に水素と酸素の両方の生成が見られた。一方,ニオブーチタン系固溶体ではZスキーム型水分解は進行しなかった。引き続き元素置換によるバンドポテンシャル制御型光触媒の創製を目指し新しい組合せの試料合成を行っていく。これら固溶体光触媒を透明電極上に堆積させて光アノードとしての機能を評価する,特に昨年度の研究でLaTaON2-SrTiO3固溶体が酸素生成に優れた特性を有していることが分かったので,この固溶体の光アノード特性を重点的に調べ高機能化を図る。さらに,スプレードライ法による酸化物前駆体の調製とその前駆体のアンモニアによる窒化処理による酸窒化物合成を検討し,高活性化を図る。フラックス処理により酸素生成活性が低下したのは表面特性が変化したためであると考えられる。そこで,フラックス処理時に元素追添を行うことで,表面状態を変化させて特性向上を図る。さらに,これまでに合成した試料を連携研究者に提供し,過渡吸収分光によるキャラクタリゼーションをおこない。
『ザ・タイムズ』における「試験」言説の比較歴史社会学

本研究は、「歴史」をふまえた「比較」の方法に関する、新聞を資料とした一連の実験的考察の一部である。そこでは、(1)1980年前後に、日本の受験生の態度が「受験に対する否定」から「中立」に変化すること、(2)試験成績の公開に関してイングランドとウェールズで90年代以降違いが生じたこと、(3)この90年ほどの間に試験制度の変化が量的な観点を強化されていくこと、(4)この変化は、イギリスの場合には試験の教育制度への統合過程、日本では逆にその分離過程と関連していることが明らかとなった。こうした研究を通して、このタイプの研究には、「言説」よりも「記事」という視点が適切であるとした。また、具体的な方法論として「逆欠如視点」「社会文化的ネットワーク分析」を提案した。本年度は,主としてthe Times Online Archiveからのダウンロードと分析に力を注いだ。8月30日に神戸大学文学部で第一回目の研究会をひらき,報告を行なった。ここで大川研究分担者から「努力主義の日英比較」として,「頑張る」の図式および「逆欠如」という観点,ならびに『ザ・タイムズ』の予備的な記事検索の報告があった。尾中研究代表者からは「『ザ・タイムズ』における「試験」言説の比較歴史社会学への序」と題して,分析対象および参考文献についての概説,そして「新聞記事の時系列的内容分析の方法について」と台紙,内容分析ソフトを用いた英字新聞分析の方法論およびその試行的結果についての報告があった。また,3月18日には神戸大学文学部で第二回目の研究会を開き,大川研究分担者からは「『朝日新聞』における「試験」「受験」言説分析・序論」と題して,『朝日新聞』記事と『ザ・タイムズ』記事の比較につながる予備的研究の報告があった。その準備として大川は,2/26-27に『朝日新聞』記事検索のための東京出張を行った。白烏研究分担者からは,フランスの状況との比較につながる予備的研究の報告があった。尾中研究代表者からは,「『ザ・タイムズ』における前期中等教育試験言説の変容-「School Certificate examination」から「GCE 0 level」へ」と題する研究の報告があった。このほか,これらの研究とかかわり,各自で学会報告などを行った。総じていえば,本年度は,「The Time Online Archive」に基づくデータベースの作成と方法論の検討,およびそれに基づく予備的な研究を蓄積する期間となった。本年度は、当初の予定通り、大きく四つの作業を進めた。第一に、平成19年度に行った『ザ・タイムズ』の分析の継続である。二大学においては六月一杯、一大学においては三月一杯までの利用が可能であったため、この期間にダウンロードとデータベースの作成および補足を行った。年度後半には、特に中等教育試験関連記事の分析(尾中)、大学改革関連記事の分析(白鳥)を行った。また、そのほかに1985年以降の『ザ・タイムズ』記事に関して、有料のオンラインデータベースを活用して記事をダウンロードし、分析を行った。第二に、他の地域の新聞についてもデータベース作成と比較分析を開始した。特に、『朝日新聞』に関して、197080年代の「声」欄のある特集記事についてデータベースの作成を行った(大川)。第三に、夏休みの期間(9月8日9月15日)を利用して、三名でロンドン訪問を行い、現地研究者のインタヴューおよび、新聞記者のインタヴューを行った。そのなかで、特にリーグテーブルに関して興味深い知見を得ることができた。また、このインタヴューの結果などをもとに、関連する文献収集をロンドン市内などで行った。第四に、以上の成果を報告しあう機会として、年度末(3月28日)に神戸大学で研究会を開催した。そこで、「中等教育試験関連記事」「大学改革関連記事」「1970-80年代の「声」欄」「試験制度の社会政策的背景」などのトピックについて報告し、次年度の研究発表につながる重要な意見交換を行った。本年度の目標は、2007年度2008年度に収集した新聞記事資料および2008年度に実施したインタヴュー調査にもとづく報告を、研究発表へと結び付けていくことであった。その方策の第一として、学会報告を計画したが、実際に、第61回日本教育社会学会大会(早稲田大学)において、3人それぞれが単独報告が行うことができた(尾中文哉『試験関連記事の文化的ネットワーク分析-新聞記事を比較する(1)-』大川清丈『新聞投書欄から見た「受験」と努力主義-新聞記事を比較する(2)-』白鳥義彦『イングランドにおけるリーグテーブル-新聞記事を比較する(3)-』)。

報告に際しては、報告の結論や資料分析の方法、研究全体の趣旨について、フロアおよび司会から活発な質疑があり、有意義な討論をすることができた。その結果今後の研究の展開について有益な示唆を得ることができた。その方策の第二としては、冊子体報告書の作成を計画したが、これも、2007年度2008年度に実施した研究会における報告、および上記の学会報告をベースとしながら、そこでの討論をふまえて改稿を行い、研究全体の趣旨および当初の方法に加えられた改良点などをふまえた「序」を付して、2010年3月末に完成することができた(尾中文哉・大川清丈・白鳥義彦『試験関連記事に関する比較歴史社会学的考察(中間報告)』)。これについても、関係する研究者に送付して本研究の成果の普及を行っている。こうした研究活動の結果、「研究の目的」に記した、イギリスおよび日本における「試験」に関わる言説の歴史的な変化の特徴を、「言説」という視点およびそれとは異なる視点も含めた総合的な考察において取り上げることができ、今後さらにどのような方向性において研究していく必要があるかを明らかにすることができた。
分権的な地方財政構造に関する理論的・実証的研究

1.分権的な財政制度をとっている欧米諸国家を対象に展開されてきた.地方政府・地方財政・公共選択プロセスをめぐる経済分析についての文献サーベイを進め、その理論的・実証的研究の体系化を図ってきた.(1)全体的な成果を著書『公共選択と地方分権』として刊行した.(2)地方政府と公共財に関する問題として,第1に,公共財を地域社会で共同消費していく際の人々の意思決定の理論的諸条件を明らかにし,第2に,その集合的な意思決定の結果を,資源配分の効率性という観点から論じた実証分析について検討を加え,それぞれ論文としてまとめた.これは上記図書の一部に利用されている.(3)著者が訳者代表として携わってきたアメリカの地方財政分野におけるバイブル的著書,オ-ツ著,Fiscal Federalismの翻訳(邦題『地方分権の財政理論』)が完成をみた.2.上記1で行った分権的財政理論の検討をふまえて、日本の地方財政に応用して議論する可能性を探ってきた.(1)地方公共財の議論を,日本の地域福祉サービスや公的介護保険制度の議論に応用し,分権的な供給システムの可能性を論じた.アディア自体は学会発表され,論文としてもまとめられた.(2)オ-ツ流の分権理論を日本の地方分権論に応用し,地方分権の経済効果という形で研究成果をまとめた.(3)日本の地方財政(県単位)を対象に,分権的理論の応用である「地方公共財に関する需要関数の推定」を試みてきた.研究成果の一部は1であげた図書の中でも紹介し,現在それをさらに進めた論文を執筆中である.長年継続的に行ってきた研究として,政府間補助金のフライペ-パ-効果と呼ばれた議論を日本の地方交付税に応用した理論的・実証的分析の英語論文が,受理・刊行された.1.分権的な財政制度をとっている欧米諸国家を対象に展開されてきた.地方政府・地方財政・公共選択プロセスをめぐる経済分析についての文献サーベイを進め、その理論的・実証的研究の体系化を図ってきた.(1)全体的な成果を著書『公共選択と地方分権』として刊行した.(2)地方政府と公共財に関する問題として,第1に,公共財を地域社会で共同消費していく際の人々の意思決定の理論的諸条件を明らかにし,第2に,その集合的な意思決定の結果を,資源配分の効率性という観点から論じた実証分析について検討を加え,それぞれ論文としてまとめた.これは上記図書の一部に利用されている.(3)著者が訳者代表として携わってきたアメリカの地方財政分野におけるバイブル的著書,オ-ツ著,Fiscal Federalismの翻訳(邦題『地方分権の財政理論』)が完成をみた.2.上記1で行った分権的財政理論の検討をふまえて、日本の地方財政に応用して議論する可能性を探ってきた.(1)地方公共財の議論を,日本の地域福祉サービスや公的介護保険制度の議論に応用し,分権的な供給システムの可能性を論じた.アディア自体は学会発表され,論文としてもまとめられた.(2)オ-ツ流の分権理論を日本の地方分権論に応用し,地方分権の経済効果という形で研究成果をまとめた.(3)日本の地方財政(県単位)を対象に,分権的理論の応用である「地方公共財に関する需要関数の推定」を試みてきた.研究成果の一部は1であげた図書の中でも紹介し,現在それをさらに進めた論文を執筆中である.長年継続的に行ってきた研究として,政府間補助金のフライペ-パ-効果と呼ばれた議論を日本の地方交付税に応用した理論的・実証的分析の英語論文が,受理・刊行された.1.欧米連邦諸国家における地方政府をめぐる議論の中で、地方政府行動、地方分権、地方公共財の需要と供給、地方政府支出の意思決定プロセスなど、いくつかのトピックを中心に文献を収集し、その整理と展望を進めた.2.上記の文献サーベイによる1つの成果として、「11.研究発表」に記載の論文を執筆した.そこでは財・サービスを集団で消費することのメリットと集合的な意思決定の関係を明らかにし、地方政府の形成に関わる基本的問題を論じた.また間接的な成果として、アメリカの地方財政分野でのバイブル的著書ウォーレス・オ-ツ著『地方分権の財政理論(原題Fiscal Federalism)』の邦訳(1996年5月出版予定)に一部分携わった.3.日本の地方財政を対象にした実証研究を意図し、分権的理論の応用である「地方公共財に関する需要関数の推定」を日本の地方財政に適用する可能性を探った.そのため県単位のクロスセクション・データを収集し、試験的な推定を試みるに至った.4.近年、日本で展開されてきた分権的論議について、将来的にその評価を試みるべく情報収集を進めた.具体的なテーマとして、地方分権推進委員会での議論の推移、パイロット自治体・地方中核都市制度の推移と成果、首都移転論議の推移、市町村合併に関する議論、地方交付税制度の改革論があげられる.5.政策論の中では、地域福祉・高齢者介護のあり方や公的介護保険制度導入をめぐる論議が、サービス提供主体としての地方自治体の役割や分権的社会のメリットという視点から、地方財政や地方自治の問題としての重要性を改めて認識させてくれたことが大きな収穫であった.この点では、地方公共財の理論を高齢者ケアに応用した論文を現在執筆中であり、1996年5月の「日本経済政策学会」で報告予定である。

1.欧米連邦諸国家の地方政府をめぐる議論について、地方政府行動、地方分権、地方公共財の需要と供給、地方政府支出の意思決定プロセスなど、いくつかのトピックスを中心に文献を収集し、その整理と展望を進めてきた.その成果として、理論と分析の体系的整理を図った著書『公共選択と地方分権』が完成間近である.2.上記1の理論の日本の分権的論議との関連性および応用可能性を検討してきた.その成果として、「地方分権の経済効果」なるタイトルでいくつかの研究会で報告を行った.その報告要旨が、「11.研究発表」に記載の雑誌(報告書)に掲載予定である.3.上記1の理論の日本での実証分析への応用として、地方財政(県単位のクロスセクション・データ)を対象にした「地方公共財に関する需要関数の推定」を前年度に引き続き行い、一応の推定作業の終了をみた.現在論文として執筆中である.4.地方分権と地域福祉・高齢者介護との関連性を引き続き検討し、2つの学会報告と2つの論文に結び付いた.論文の1つは「11.研究発表」に記載のものであり、もう1つは現在投稿雑誌で審査の結果待ちである.2つの学会報告の要旨は、「11.研究発表」に記載の雑誌に各々掲載予定である.5.長年継続的に行ってきた研究で、分権的理論を日本の地方交付税に応用した理論的・実証的分析の英語論文が、受理され刊行された(「11.研究発表」に記載).6.日本の地方財政での制度改革を念頭に置き、地方交付税制度の実証分析に着手した.現在、来年度の学会報告を目指して、推定作業の準備中である.1.連邦諸国家の地方政府をめぐる議論について,地方政府行動,地方分権の効果,地方公共財の需要と供給,地方政府支出の意思決定プロセスなどのトピックスを中心に,分権的な財政制度に関する理論的・実証的研究の体系的な文献サーベイを行い,そうした議論を日本の地方財政の実証研究に応用していく足がかりをつくった.その成果の集大成として,著者『公共選択と地方分権』の刊行をみた(「11.研究発表」に記載).2.財・サービスを地域社会で公共財として共同消費していく際の,意思決定の理論的条件を明らかにし,論文にまとめた(「11.研究発表」に記載).またこの研究は上記1の著書の一部にいかされている.3.分権的意思決定モデルとしての需要サイドと供給サイドのモデルを統合する新たなモデル構築のアイディアを,小澤太郎氏(慶応義塾大学)との共同研究としてワーキングペ-パ-にまとめた(「11.研究発表」に記載).この研究も上記1の著書の一部にいかされている.4.地域福祉サービスを地方公共財として供給するうえでの最適なシステムを論じた(「11.研究発表」に記載).またこの論文で展開した実証モデルを,日本の地方財政に応用していくうえでのデータ面でのめどが付き,現在推定作業を進めている.5.地方分権の理論と現在日本で展開されている分権的議論との関連性について検討し,論文「地方分権の経済効果」としてまとめた(ただし現在掲載先を探している).6.分権理論を日本の地方財政へ応用した実証分析「地方公共財に関する需要関数の推定:単独事業費を用いた推定」を,現在ワーキングペ-パ-として執筆中である.7.日本の地方交付税制度に関する実証分析について,現在予備的な推定結果をえ,学会などでの報告を準備している.8.以上の研究と平行し,長年筆者が訳者代表として携わってきた翻訳書,オ-ツ著『地方分権の財政理論』(第一法規出版)が刊行された.
味蕾におけるビリンの発現に関する研究-味受容細胞マーカーの確立-

1.ビリン発現の普遍性哺乳類から魚類まで全ての脊椎動物の味蕾にビリンが発現するか、以下の動物について免疫組織化学によって検索した。〔実験動物:ラット、モルモット、マウス(哺乳類);カメ、トカゲ(爬虫類);カエル、イモリ、サンショウウオ(両生類);ドジョウ、コイ、ナマズ(魚類);メクラウナギ(無顎類)〕その結果、使用した全種類の味蕾にビリン陽性細胞が確認された。2.ビリン発現細胞のシグナル伝達分子発現主にラットとモルモットの味蕾について蛍光二重免疫染色法によって、さらに詳しく調べた。その結果、ビリン陽性細胞の大部分は、これらのシグナル伝達分子に免疫陽性反応を示した。特に、IP3R-3陽性細胞はビリン陽性細胞と完全に一致した。したがって、哺乳類においてもビリン陽性細胞は味受容細胞であることが強く示唆された。そこでさらに詳細に、ラットとモルモットの味蕾について、電子顕微鏡レベルでビリンの免疫細胞化学を行いビリン陽性細胞の細胞型を検索した。その結果、両種動物の味蕾で、I型細胞はビリン抗体に陰性であったのに対し、II型およびIII型細胞は免疫陽性反応を示した。I型細胞は支持細胞ともよばれ、神経とシナプスを形成せず味覚受容に関与しない。一方、III型細胞は神経と典型的な化学的シナプスを形成する味覚受容細胞である。II型細胞は長らくその機能が不明であったが、苦味受容体(TR2)に共役する3量体Gタンパク質のαサブユニットであるgustducinを発現することが、最近になって明らかにされた。従って、II型細胞も味覚(苦味)受容に関わることになるが、神経との間に典型的な化学的シナプスは見られないことなど、この細胞を受容細胞とするには未だ不明な点が幾つか残されている。平成15年度の解明目標:1.ビリン発現の普遍性、2.ビリン発現細胞のシグナル伝達分子発現1.哺乳類から魚類まで全ての脊椎動物の味蕾にビリンが発現するか、以下の動物について免疫組織化学によって検索した。特に、カエルの味蕾の味受容細胞は特徴的な形態を呈するので、その判別は容易である。そして、この受容細胞の形を有する細胞が特異的にビリンの陽性反応を示した。この所見は原著論文として発表した(Yoshie et al.: Histochem.Cell.Biol.,Vol.119,pp.447-450,2003)。2.ビリン発現細胞が同時にPLCβ、IP3R、gustducin、PDE5などのシグナル伝達分子を発現しているか、哺乳類(ラット、モルモット)の味蕾について、二重免疫染色法によって調べた。その結果、ビリン陽性細胞の一部あるいは大部分は、これらシグナル伝達分子陽性反応を示した。ビリン発現細胞が同時にPLCβ、IP3R、gustducin、PDE5などの分泌シグナル伝達分子を発現しているか、主にラットとモルモットの味蕾について蛍光二重免疫染色法によって、さらに詳しく調べた。

そこでさらに詳細に、ラットとモルモットの味蕾について、電子顕微鏡レベルでビリンの免疫細胞化学をpre-embedding法により行いビリン陽性細胞の細胞型を検索した。その結果、両種動物の味蕾で、I型細胞はビリン抗体に陰性であったのに対し、II型およびIII型細胞は免疫陽性反応を示した。I型細胞は支持細胞ともよばれ、神経とシナプスを形成せず味覚受容に関与しない。一方、III型細胞は神経と典型的な化学的シナプスを形成する味覚受容細胞である。II型細胞は長らくその機能が不明であったが、苦味受容体(TR2)に共役する3量体Gタンパク質のαサブユニットであるgustducinを発現することが、最近になって明らかにされた。従って、II型細胞も味覚(苦味)受容に関わることになるが、神経との間に典型的な化学的シナプスは見られないことなど、この細胞を受容細胞とするには未だ不明な点が幾つか残されている。ただ、II型細胞と同様にビリンとgustducinを発現する細胞が膵管や胆管にも存在する。それは刷子細胞(brush cell)であり、化学受容能を有する。このことはII型細胞も味覚受容能を有し、さらにII型細胞と刷子細胞は、起源を共にする相同細胞の可能性がある。
薬剤耐性再発卵巣がんの新規治療標的の同定

薬剤耐性再発卵巣がんにおける新たな治療標的を同定するために、機能的スクリーニングを行った。RNA干渉を利用した次世代shRNAライブラリーを用いて、発現を抑制することで、薬剤耐性卵巣癌細胞の増殖を抑制したり、プラチナ製剤に対する感受性を高める遺伝子を探索した。また、薬剤耐性の機序の一つであると考えられているがん幹細胞の性質を反映するスフェロイド形成能が高い卵巣癌細胞株で微小管重合阻害薬のエリブリンメシル酸塩が増殖抑制に有効であること、この作用が、がん幹細胞の性質に関わるテロメラーゼの触媒サブユニットであるhTERTを介していることを見出し発表した。本研究では、薬剤耐性卵巣がんの新規治療法の開発を目的としている。卵巣がん治療の中心的な薬剤はプラチナ製剤であるが、プラチナ耐性の卵巣がんの治療は現状では非常に困難である。がん幹細胞は、薬剤耐性の原因の一つと考えられている。プラチナ耐性の卵巣がん細胞株の一部に対して、微小管重合阻害薬であるエリブリンが増殖抑制に有効であることを見出した。エリブリン感受性の卵巣がん細胞株では、がん幹細胞の性質を反映するスフェロイド形成能が高かった。さらに、これらの細胞株では、がん幹細胞性の原因の一つと考えられているテロメレースの触媒サブユニットであるTERTの発現が高いこと、TERTの発現抑制によりエリブリン感受性が低下することを見出した。以上のことから、エリブリンは薬剤耐性の卵巣がん細胞株でTERTの機能を抑制することで抗がん作用を発現すると考えられた。以上の成果をとりまとめ、論文発表した。また、プラチナ耐性卵巣がんの治療標的の候補遺伝子の同定のためにスクリーニングを行った。この結果について、今後解析の予定である。薬剤耐性再発卵巣がんにおける新たな治療標的を同定するために、平成26年度までに、次世代shRNAライブラリーを用いた機能的スクリーニングを行った。具体的には、卵巣がん治療のキードラッグであるプラチナ製剤に対する耐性を獲得した再発卵巣がんの細胞株2種にshRNAライブラリーを導入し、シスプラチン存在下と非存在下で培養した細胞を回収し、次世代シーケンシングを行った。当該年度には、このシーケンシング結果を解析した。オープンソースの解析ツールRとBioconductorを用いて、データの正規化やクラスタリングを行い、シスプラチン存在下で有意に減少している(Loss-of-functionで細胞が死滅する)shRNAおよび標的遺伝子をリストアップした。2種類の細胞株それぞれについて行い、共通する遺伝子をリストアップした。併行して、オープンソースのデータベースから臨床検体のマイクロアレイによる遺伝子発現データを取得し、解析を行った。データベースの中で、漿液性腺癌でプラチナ製剤に対する感受性が明らかなデータセットを選択し、耐性癌と感受性癌の遺伝子発現を、上記のRとBioconductorを用いて解析した。複数のデータセットで同様の解析を行い、プラチナ耐性に関する遺伝子のモデリングを行っている。研究代表者は平成26年度に産休・育休を取得し、平成27年度に育休から復帰と同時に研究施設を異動となった。新しい職場での環境整備に予測した以上の時間がかかった。具体的には、ウェットな実験の環境整備が遅れている一方で、バイオインフォマティックスについては当初予定していた以上に進捗している。全体としてはやや遅れた状態である。卵巣癌の薬物療法で中心的な役割を果たす薬剤は、プラチナ製剤であるが、卵巣癌は初発時に薬物療法が奏功した場合でも、再発率が高く、再発卵巣癌は、プラチナ製剤が無効であることが多い。本研究の目的は、薬剤耐性卵巣癌に対する新たな治療法につながる治療標的を同定し解析することである。具体的には、プラチナ製剤耐性再発卵巣癌から樹立された細胞株2種に、ターゲットとなる遺伝子発現を抑制するshRNAライブラリーを導入し、1shRNA導入直後とshRNA発現後の細胞2shRNA発現後、プラチナ製剤存在下と非存在下で培養した細胞を回収し、次世代シーケンスを行い、1発現後に有意に減少している(機能欠損で死滅する)shRNAおよび2プラチナ製剤存在下で有意に減少しているshRNAとその標的遺伝子を解析した。1からは細胞の増殖を抑制する遺伝子2からはプラチナ耐性の原因となる遺伝子が期待される。併行して、オープンソースのデータベースや論文報告をもとに、薬剤耐性卵巣癌の臨床検体や細胞株で高発現している遺伝子を解析中である。研究代表者は平成26年度に産休・育休を取得し、平成27年度に研究施設を異動となった。薬剤耐性再発卵巣がんにおける新たな治療法的を同定するために、機能的スクリーニングを行った。プラチナ製剤耐性再発卵巣癌から樹立された細胞株2種に、ターゲットとなる遺伝子発現を抑制する次世代shRNAライブラリーを導入し、1shRNA導入直後とshRNA発現後の細胞2shRN発現後、感受性株には有効であるが耐性細胞株には無効な低濃度のプラチナ製剤存在下と非存在下で培養した細胞を回収し、次世代シーケンスを行い、1発現後に有意に減少している(機能欠損で死滅する)shRNAおよび2低濃度のプラチナ製剤存在下で有意に減少しているshRNAとその標的遺伝子を解析した。1からは細胞の増殖を抑制する遺伝子2からはプラチナ耐性の原因となる遺伝子が期待された。

5,000以上のmRNAに対する27,500配列のRNAiを導入する実験を計3回ずつ行い、結果を検討した。2については、プラチナ非存在下に比較してプラチナ存在下で3回とも減少しているRNAi配列が、同一のmRNAに対して複数同定されたものは無く、全体として再現性が乏しいと考えられたが、1については、発現前と比較して発現後に3回とも減少がみられたRNAi配列が、同一のmRNAに対して複数同定されたのは、計47種のmRNAで、うち7種のmRNAは2種類の株で共通して同定された。これらのmRNAに対するsiRNAを用いて増殖抑制の確認を行い、機能解析を行った。薬剤耐性再発卵巣がんにおける新たな治療標的を同定するために、機能的スクリーニングを行った。RNA干渉を利用した次世代shRNAライブラリーを用いて、発現を抑制することで、薬剤耐性卵巣癌細胞の増殖を抑制したり、プラチナ製剤に対する感受性を高める遺伝子を探索した。また、薬剤耐性の機序の一つであると考えられているがん幹細胞の性質を反映するスフェロイド形成能が高い卵巣癌細胞株で微小管重合阻害薬のエリブリンメシル酸塩が増殖抑制に有効であること、この作用が、がん幹細胞の性質に関わるテロメラーゼの触媒サブユニットであるhTERTを介していることを見出し発表した。研究代表者が産前産後休暇・育児休業を取得したため。今後スクリーニング解析結果と、オープンソースで取得した臨床検体の遺伝子発現を解析した結果を併せて、プラチナ製剤耐性の卵巣がんの治療標的となる遺伝子を同定する。複数の薬剤耐性卵巣がん細胞株を用いて、shRNAやsiRNAにより、これらの遺伝子の発現を抑制し、プラチナを含めた各種の抗癌剤に対する感受性を確認する。また、これらの遺伝子の発現抑制による感受性獲得の機序を調べるため、スフェロイド形成能、がん幹細胞マーカー、および各種シグナリング経路の発現を調べ、作用点を推測する。併行して、オープンソースから取得した臨床検体のデータを用いて、プラチナ耐性およびがん幹細胞に関するモデリングを行っていく。今後、上記機能スクリーニングおよび臨床検体での発現から、薬剤耐性卵巣癌の治療標的となる遺伝子の候補の解析を進める。併行して、薬剤耐性卵巣癌の細胞株を用いて、生理的な環境に近く、より薬物感受性を反映するとされる三次元培養のモデルを用いて、薬剤のスクリーニングを行う。卵巣癌卵巣漿液性腺癌のプラチナ療法後の再発症例から樹立された薬剤耐性卵巣がん細胞株に、次世代shRNAライブラリーを導入し、シスプラチン感受性クローンを同定した。同定した、薬剤耐性卵巣がんの治療標的の候補遺伝子について、解析と絞り込みを行う。二次スクリーニングとして、各候補遺伝子について薬剤耐性卵巣がん細胞株にsiRNAを導入し、形質の再現を確認する。
第一原理計算および中性子星観測結果と無矛盾なクォーク－ハドロン相転移模型の確立

有限温度・有限密度におけるQCDの性質を解明することは,ハドロン物理学の中心的課題である。特にQCDの相構造(QCD相図)と状態方程式は,宇宙進化の過程や高密度天体の性質を解明するために不可欠な要素である。しかし, QCDの第一原理計算である格子QCD計算は有限密度領域で実行困難であるため,有限密度における相構造のほとんどは不確定である。高密度かつゼロ温度における状態方程式は, QCDの数値シミュレーションが困難であるため特に理解が遅れている分野である。定性的には核物質に代表されるバリオン的な状態からクォーク・グルーオン・プラズマのようなクォーク的状態へ相転移すると考えられているが,その転移密度や状態方程式の様子は未だ不確定である。多くの実験データが得られている核物質はバリオン的描像との相性が良いため,核物質の密度から初めてバリオン的描像により高密度状態を予言する方法は多く行われてきた。しかしこの方法では閉じ込め相転移を記述することができないため高密度状態での有用性は不明瞭である。一方で高密度層におけるクォーク描像に立脚した方法では実験データのインプットが乏しいため定性的な予言に留まり,天体観測データの解析で必要となる定量的な議論を行うことが困難である。我々は,遷移領域ではバリオン的描像とクォーク的描像の両方で系を記述できるはずであるという考えに基づき,クォーク描像を用いて核物質を記述することを試みた。この方法により得られるクォーク描像による有効模型は,バリオン的描像が破綻する高密度領域においても有効であり,高密度領域の状態方程式に対して有用な予言を与えると期待される。解析の結果,核物質の性質を再現する模型は得られたものの,相互作用部分に含まれる不定性を制限するまでには至らなかった。28年度が最終年度であるため、記入しない。我々の世界を構成する核子や中間子はクォークとグルーオンの複合粒子であり,それらは量子色力学(QCD)によって記述されると考えられている。有限密度系でのQCDに関して多くの理論的予言がなされているが, QCDの第一原理計算である格子QCD計算は有限密度領域で実行困難であるため,有限密度における相構造のほとんどは不確定である。高温・高密度QCDの系を地球上で実験する手段として,相対論的重イオン衝突実験がある。特に,アメリカのRHIC加速器で行われるビームエネルギースキャン実験はQCD相構造を探る重要な実験である。観測量の一つである陽子数揺らぎはQCD物質の臨界的振る舞いと深く結びついており, QCD臨界点を発見するのに重要な観測量である。実験量を解析し臨界現象のシグナルを見つけるに当たり,これらの量の基準となる振る舞いを知っておくことは重要である。平成26年度の研究で我々は粒子数揺らぎのスキューネスおよびクルトーシスに関して,自由古典ガス近似と自由量子ガスの振る舞いの違いをみた。さらに,核物質の飽和性を満足する有効模型を用いることで,低温高密度領域において核子間相互作用がこれらの量に与える影響に関して解析した。今年度着目した重イオン衝突実験における粒子数揺らぎは, QCD相図に関する重要な情報を提供する量である。また実験場である加速器の将来計画として,これらの量の高精度測定が予定されている。従って,第一原理計算や中性子星観測の情報に加えて重イオン衝突実験から得られる情報までを統合的に理解することは必要不可欠であり,来年度以降の研究で進めていく予定である。

現在,第一原理計算である複素ランジュバン法の習得をしており,来年度以降では実際に研究の手法として取り入れていく予定である。また日本の高エネルギー加速器研究所の将来実験計画として有限密度QCDが注目されているため,これらを主眼に入れて研究を進めていく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
粒度・粒質を問題に適応可能な超並列計算機アーキテクチャの研究

本研究では、重点領域研究(超並列処理)の「超並列ハードウェア・アーキテクチャの研究」班の計画研究を次の3点の重要課題に絞って補完することを目標とした。1.10^3個以上の要素プロセッサから構成される超並列計算機システムの問題適応性の向上。2.細粒度ハードウェア要素を組み合わせて種々の粒度に直接マッピングする機構の実現。3.コンパイラ/OS/ハードウェア構成のトレードオフを統合的に調整可能な計算モデルの構築。本研究の最終目標は、細粒度の均質なハードウェア要素(ビルディングブロック)をコンパイラやOSで静的かつ動的に組み合わせ・制御する方法によって、精疎が混交する処理粒度及び種々の処理粒質の超並列応用への超並列システムの適用性を格段に高めることであった。具体的には、「処理粒度・粒質を問題に適応可能な超並列計算機アーキテクチャの設計」を行うための超並列処理の種々の実験環境を仮想的に構築する方式について研究した。まず、「処理粒度可変方式」及び「処理粒質の問題への適応方式」についての研究の具体的な成果を基に、超並列システムにおけるコンパイラ/OS/ハードウェア構成のトレードオフを見直し、それらのトレードオフを柔軟に再構成できる統合的な超並列計算機アーキテクチャを設計する「仮想超並列処理環境」を汎用のワークステーション上に構築した。この際、コンパイラ/OS/ハードウェア構成のトレードオフを一貫して統合的に操作できる超並列計算モデルに基づいた統合アーキテクチャ設計法を用いた。
プロテインチップによるスーパー抗原抗体価別川崎病の病因検索

川崎病の病因を検索するために、プロテインチップによる川崎病患児血清の蛋白プロフィールの解析を行った。【対象および方法】6か月未満発症の川崎病患児(KS群)8検体と6か月未満の発熱性疾患の8検体(正常群)で、プロテインチップによる蛋白パターンを比較検討した。【結果】KS群と正常群で絞り込まれた20peakの中で、最もROC areaが広かったのは、陽イオン交換チップ(pH4)のn/z 11,524(KS;38.8±24.4,正常;2.8±5.0,p=0.0011,ROC area 0.984)と11,681(KS:56.5±42.9,正常:5.1±9.7,p=0.0023,ROC area 0.938)だった。これらのpeak強度は病日、白血球数、CRP、AST、ALT、LDと相関しなかった。KS群で有意に低値だった9peakの中でROC areaが最も広かったのは銅修飾チップのm/z 28,008(p=0.0016,ROC area 0.984)だった。以上のスクリーニング実験で絞り込まれたマーカー候補蛋白について新たな検体で確認実験を行った。【対象および方法】6か月末摘発症のKS群8検体と6か月未満の正常群の5検体で、プロテインチップによる蛋白パターンを比較検討した。【結果】陽イオン交換チップ(pH4)のm/z 11524と11681はコントロールのピーク強度が高値だった。銅修飾チップm/z 28008は川崎病とコントロールでほぼ同程度のピークだった。2年間の結果を再検討しバイオマーカー候補の再度の絞込みを行ったが、2年分ともに有意な差(p<0.05)を認めたピークとしてm/z 17389(陽イオン交換チップpH4)を認めた。P<0.1のピークとして陽イオン交換チップpH4のm/z 17405、14052、8702、14056を認めた。これらのピークは全て川崎病患児に低値のピークであり、川崎病特異的に高値のピークは見出せなかった。【結語】川崎病急性期に特異的に増加するピークは得られず、抗体価別検討でも病因に結びつくピークは得られなかった。しかし、川崎病のバイオマーカー候補の絞り込みを行うことはできた。今後、多数検体での検討を進めてゆく。プロテインチップによる川崎病患児血清の蛋白プロフィールの解析を行った。【対象および方法】条件の簡素化のために6か月未満発症の川崎病患児を対象とし(KS群)、更に発症5病日以内の治療前の血清8検体を用いた。6か月未満の発熱性疾患の血清8検体をコントロール(正常群)とした。

プロテインチップは4種類のチップを用い洗浄条件を変えた6条件(陽イオン交換チップ;pH4および7、陰イオン交換チップpH5および8、逆相チップpH7、銅修飾チップpH7)を用い、KS群と正常群で蛋白パターンを比較検討した。また、TSST-1抗体価陽性の5例と陰性の3例での発現パターンを比較すると、陽イオン交換チップpH7のm/z 12,883は抗体価陽性例で有意に高値だった(抗体価陽性;16.7±8.5,抗体価陰性;4.5±1.7,p=0.0253)。しかし、本peakは正常児にもみられており、今後の症例数を増やした検討が必要と考えられた。【はじめに】H17年度の検討で、陽イオン交換チップ(pH4)のm/z 11,524と11,681が6か月未満の川崎病で有意なpeakだった。また、抗TSST-1抗体価別の検討では、陽イオン交換チップ(pH7)のm/z 12,883が特異的な蛋白である可能性が示された。これらのマーカー候補の蛋白について新たな検体で検討を行った。【対象および方法】6か月未満発症の川崎病で発症5病日以内の治療前の8例(0.3±0.1歳、2.8±1.3病日)と熱性疾患5例(0.3±0.2歳)の血清を用いて、プロテインチップによる解析を行った。【結果】陽イオン交換チップ(pH4)のm/z 11524と11681はコントロールのピーク強度が高値だった。銅修飾チップm/z 28008は川崎病とコントロールでほぼ同程度のピークだった。陽イオン交換チップ(pH7)m/z 12883は両群でピーク強度に差を認めなかった。そこで、2年間の結果を再検討しバイオマーカー候補の再度の絞込みを行ったが、2年分ともに有意な差(p<0.05)を認めたピークとしてm/z 17389(陽イオン交換チップpH4)を認めた。P<0.1のピークとして陽イオン交換チップpH4のm/z 17405、14052、8702、14056を認めた。これらのピークは全て川崎病患児に低値のピークであり、川崎病に特異的に高値のピークは見出せなかった。【考案】H17年度の検討でバイオマーカーの可能性が考えられたピークは今回の検討では再現性がなかった。バイオマーカー候補と考えられた川崎病患児のピーク強度は2年間で差がなく、再現性が得られなかった原因は疾患コントロール血清のバラツキにあると考えられた。ただ、陽イオン交換チップpH4のm/z 17389等の川崎病のバイオマーカー候補が見出され、今後更に多検体による再現性の確認が必要と考えられた。【結語】H17年度に得られたバイオマーカー候補の再検討を行ったが、川崎病急性期に特異的に増加するピークは得られず、抗体価別検討でも病因に結びつくピークは得られなかった。しかし、川崎病のバイオマーカー候補の絞り込みを行うことはできた。今後、多数検体での検討を進める予定である。
ナノチューブトランジスターのバイオセンサー応用と官能基誘導の効果

ナノテクノロジーは、近年、IT、バイオ、環境・エネルギーなどあらゆる分野で、その重要性を増している。特に、より安全で高効率な医療の実現に向けて、ナノテクノロジーを駆使した細胞・遺伝子レベルの治療法が望まれている。このためには、バイオ素子をナノ寸法に微細化し、ドラッグ・デリバリーの標的精度を単一細胞に高め、さらに、センシング感度を単一分子レベルに向上する必要がある。しかし、既存の材料・デバイスでは、サブミクロンに素子寸法を微細化すると、センサの感度が劣化するなどの問題がある。例えば、有機半導体やITOを材料とした化学センサをサブミクロンにまで微細化すると、センシング機構である欠陥やグレイン・バウンダリの数が少なくなり、結果的に感度の劣化を招く。また、チャネル長が短くなると、コンタクト抵抗の影響が支配的となり、S/N比が劣化する。そのため、ナノ寸法への微細化と高性能北を両立した次世代ナノ・バイオ素子の実現が待ち望まれている。本研究では、カーボン・ナノチューブを次世代ナノ・バイオセンサに応用するための実験を進めた。その結果、この高性能なトランジスタを用いて各種のアルコールを気相中で高感度に検出することに成功した。また、ナノチューブFETのソース・ドレイン電極を疎水性のポリマーでコーティングを施すことによって、ナノチューブを直接水に暴露した状態でナノチューブの伝導率を計測することに成功した。このユニークな手法によって、ナノチューブFETをナノ寸法のバイオセンサに利用できる可能性が検討できるようなった。
核酸構造解析のための安定同位体標識多次元NMR法の開発

核酸の安定同位体標識、すなわち全炭素、窒素または特定の部位の炭素、窒素原子^<13>C、^<15>Nに置きかえ、それに加えて、立体特異的に糖の水素原子を重水素に置きかえたヌクレオシドを化学合成する方法を確立した。これを原料としてモノマーユニットを合成し、化学的な方法で、特定の塩基配列を持ち、標識化されたDNA、RNAオリゴマーの合成を行った。これらの標識化合物を用い、^1H、^<13>C、^<15>N、^<31>P間の直接スピン結合を介しNOEによらない連鎖帰属法を確立した。そのためにいくつかのパルスシーケンスが考案された。これらは蛋白質の異核種多次元NMR法に匹敵するものである。帰属をもとに、まず種々のJから各二面角α-ζ、χを求める方法を確立した。これによって数少ないNOEと組み合わせて、重合度の低いオリゴマーでは立体構造を規定できた。しかし、高分子量になるとJが利用できない場合が生じるので、NOEを精度高く、また複数の条件下で得たNOEをすべて用いる方法を考案した。固体状態の試料に対しては、今回はすべての炭素、窒素核を標識した試料について、双極子結合の距離依存性を利用して、もっとも短距離の共有結合スピン対の交差ピークを生じさせ、それにもとづいて全シグナルを帰属する方法を世界に先駆けて開発した。さらに複数部位の標識下で各核間の距離測定を、また2面角を求める方法を考案した。比較的高分子量の核酸に対して全標識した試料を作ることをヘアピン形RNAについて行い、その立体構造を決めた。また部分的に特定の位置に標識した試料の合成を行い、特異な構造をとる核酸や蛋白質複合体中の核酸に対して、曖昧さの無いシグナルの帰属と、構造上の情報を得ることが出来た。本研究の目的は安定同位体標識した核酸に、多次元NMRを適用し、その静的、動的構造を構築する手法を開発することにある。そのためには安定同位体標識したDNA/RNAオリゴマーを合成する手法を確立することが重要な基盤となる。化学的な合成には固相合成機を用いる方法において大きな進展があった。(1)^<13>C-標識グルコースから有機化学的手法によりデオシキリボース誘導体を合成し、さらに非標識チミンと縮合させて糖部分のみを高度に^<13>C-標識したチミンジンを33%の収率で合成した。(2)98%^<13>C-、及び15%^<13>C-グルコース及び^<15>N-アンモニウム塩を原料とするプリンヌクレシド醗酵法により対糖15-20%程度の収率で標識したグアノシン/アデノシンを調製した。これらの内、アデノシンを好収率で2'-デオキシ化した。(3)標識したデオキシヌクレオシド類をアミダイト誘導体に好収率で変換し、自動固相DNA合成機を用いて様々な位置のA及びTを特異的に標識したDNAオリゴマーを合成した。その結果、安定同位体標識した一連のDNAをほぼルーティン的、比較的安価に調製できる見通しを得た。生化学的な方法では^<15>N塩化アンモニウム、^<13>Cグルコースで培養した大腸菌からRNAを分画して、モノヌクレオチドまで分解、酵素的にNTPにしてから、T7RNAポリメラーゼの系で合成する方法を確立した。これらの試料を用いて、完全なNMRシグナル帰属に向けての手法開発を行った。

さらに平行して、溶液中の動的構造の解析法、超分子系におけるダイナミックスの解析と、精巧な分子構造決定のための方法論の開発を行った。本年度は、H-^<13>C-^<13>C=OのC-C軸まわりの内部回転角が^<13>C(=O)の化学シフトの異方性と^<13>C-H双極子結合の2次元相関NMRスペクトルのパターンとが関係づけられることを明らかにした。(1)安定同位体標識したピリミジンヌクレオシド類の効率的合成を目的として、標識した尿素・酢酸・シアン等からウラシル塩基を合成し、さらに標識グルコースから誘導したりボ-スとのカップリング反応を利用しウリジンに導く経路を確立することができた。これで4種のヌクレオチドすべて安定同位体標識が可能になるので、来度半ば迄にRNA/DNAの望みの部位に同位体標識する技術が確立できる見通しが立った。また、」3C、2H-二重標識したDNA等を利用し、従来では得られなかった核酸主鎖の回転二面角の精密測定法を確立した。(2)得られたNMRデータから立体構造を計算する際、核酸の場合は構造の自由度に対して束縛条件が著しく少ない。そういった場合実験データの精度が得られる構造の信頼度、精度にどの程度影響するか検討した。標識されたチミジンを組み込んだ24mer鎖4本からなるHolliday構造モデルにおいてチミジンのシグナルのみ観測することに成功した。また、同じくチミジンをCroリプレッサーの結合部位O_R3 17merの片方の鎖に入れたものでも各チミジンのシグナルを観測し、Croを加えた時の著しい広幅化とシフトを検出した。(3)固体NMRに関しては本年度は主に二つの測定法の開発を進めてきた。一つは昨年に引き続き、13Cの化学シフトの異方性と13C-1H双極子相互作川の相関を用いて二面角を決定する方法で、装置の導入に伴い実験による検証にとりかかっている。もう一つは溶液におけるHOHAHA、INEPTに対応する固体測定法の実用化であり、13C、15Nで一様に標識されたアデノシンを対象として、固体HOHAHA、固体TEDOR 2次元NMRスベクトルの測定を行った。開発した2次元用パルス系列により、上記のアデノシンの全ての13C、15Nが分離して観側され、二つのスペクトルにより完全帰属が行われた。これらの方法が固体でこのように複雑な系に適用されたのは世界で初めてである。本年度までにプリン系、及びプリミジン系リボ、デオキシリボヌクレオシド類の構成を確立することができた。この結果、望みの部位を標識体に置換したDNA、RNAオリゴマーの固相法による合成をルテイン的に行う基盤ができた。安定同位体標識RNAを固相法により合成する技術は、従来の酵素法を補完する重要な技術である。このような選択的な標識技術の確立を背景に、核酸主鎖構造の精密決定、RNAヘアピンにおける構造の揺らぎの研究等を研究した。このような、核酸の溶液内構造の詳細な研究は従来の手法によっては困難であり、今後は高分子量の蛋白質-核酸複合体へ適用することにより、蛋白質による核酸の分子認識機構の解明に大きく寄与することが期待できる。さらに今までに開発したパルス系列を用いて、^<13>C、^<15>Nで均一に同位体標識したアデノシンの、^<13>C同種核双極子相互作用2次元相関、および^<13>C、^<15>N異種核双極子2次元相関スペクトルを測定し、^<13>Cおよび^<15>Nシグナルの完全帰属を行い、出版した。
p21遺伝子のシュワン細胞における役割、及び治療への応用

末梢神経軸索が損傷を受けた際、様々なneuronal regeneration-associated genes (RAG)の誘導がニューロン、シュワン細胞においておこり、軸索再生を制御していることが明らかになってきた。我々は過去にcDNA microarrayにてp21遺伝子(p21)をRAG候補としてピックアップし、その再生神経軸索径拡大への関与を報告した。しかし、今回のp21KOマウスを用いた研究で再ミエリン化に関しては有意な関与を認めなかったため、p21と同様にRho kinaseシグナル系に属するp75遺伝子(p75)に着目した。p75のミエリン化における働きをin vivoにおいて解析する目的で、p75欠損マウスより採取したシュワン細胞を同種移植したモデルを作成した。このモデルの利点として、p75欠落神経細胞からの影響を排除し、シュワン細胞のみにおけるp75の解析ができる事が挙げられる。p75欠損神経移植群における移植神経内平均再生軸索径及びミエリンの厚さの評価では、p75欠損神経において有意に小さい値を示した。また神経伝導速度の評価においてもp75欠損神経移植群においてコントロール群と比してその回復は有意に阻害された。また、足跡分析による坐骨神経機能評価(SFI)においても同様にp75欠損神経移植群においてその回復が有意に阻害された。これらの結果よりシュワン細胞におけるp75は、軸索径やミエリンの厚みの増大、すなわち再生軸索の成熟に関わっている可能性が示唆された。我々は過去の研究で、p21遺伝子ノックアウトマウスの坐骨神経損傷モデルの軸索径回復が野生型に比して有意に遅れることを報告した。末梢神経損傷後の再生軸索径の拡大にはミエリン化シュワン細胞が大きく関わっている事は以前より良く知られている。そこで我々は、まずp21ノックアウトマウスの坐骨神経損傷モデルにおける再ミエリン化を評価した。しかしながら、p21ノックアウトマウスの再ミエリン化は野生型マウスと有意な差を認めなかった。これはシュワン細胞におけるp21の欠落は他の因子により代償されることを意味する。そこでp21に関連する他のシュワン細胞のミエリン化に重要な因子の候補として、p21と同様にRho kinaseシグナル系に属するp75遺伝子に着目した。p75遺伝子は全てのニューロトロフィンと結合する事でよく知られているが、最近in vitroにおいてシュワン細胞のミエリン化に関わっている事が報告されている。この働きをin vivoにおいて解析する目的で、p75欠損マウスより採取したシュワン細胞を同種移植したモデルを作成した。このモデルの利点として、p75ノックアウトマウスの坐骨神経損傷モデルでは不可能であったp75欠落神経細胞からの影響を排除し、シュワン細胞のみにおけるp75遺伝子の解析ができる事が挙げられる。組織学的には、移植p75欠落シュワン細胞は宿主内において生着し、再生軸索に対してミエリン化を起こす事が免疫染色にて確認された。現在それら同種移植マウスの機能的及び組織形態学的回復を評価中である。我々は平成18年度の研究において、p21と同樣にRho Kinaseシグナル系に属し、さらに最近in vitroにおいてシュワン細胞のミエリン化に関わっている事が報告されているp75遺伝子に着目した。この働きをin vivoにおいて解析する目的で、p75欠損マウスより採取したシュワン細胞を同種移植したモデルを作成し、それら同種移植マウスの機能的及び組織形態学的回復を評価した。まず移植神経内におけるシュワン細胞の数を抗S100抗体による免疫染色にて評価したところ、p75欠損神経とコントロール神経間に有意な差を認めなかった。この結果より、移植時における移植神経内シュワン細胞数はp75欠損神経移植群、コントロール群において同等であると考えた。75欠損移植神経群における移植神経内再生軸索数の評価ではp75欠損神経移植群、コントロール群の間において有意差を認めなかった。しかしながら、平均軸索径及びミエリシの厚さにおいてはp7S欠損神経において有意に小さい値を示した。

またこれらの結果を裏付けるように、神経伝導速度の評価においてもp75欠損神経移植群においてコントロール群と比してその回復は有意に阻害された。また、足跡分析による坐骨神経機能評価(SFI)においても同様にp75欠損神経移植群においてその回復が有意に阻害された。これらの結果よりシュワン細胞におけるp75遺伝子は、軸索径やミエリンの厚みの増大、すなわち再生軸索の成熟に関わっている可能性が示唆された。末梢神経損傷後、中枢・末梢側断端よりシュワン細胞(以下SC)が増殖・遊走しビュングナー帯を形成、それらをガイダンスとして軸索再生することが知られているが、脱分化したSCが増殖・遊走能を獲得するにはある程度の期間が必要となる。この期間を短縮できれば神経断端間に速やかにビュングナー帯が形成され、軸索が早期かつ正確に伸長するのではないかと我々は考えている。今回SC遊走能を向上させる試みとしてnerve predegenerationに着目し、そのSC数・遊走能変化を検討した。ラット坐骨神経を予め切断し、末梢側をワーラー変性させたpredegenerated graft(以下PG)を作成。変性期間は056日とした。PGより採取したexplants assayによりSC遊走能をin vitroで評価した。さらにSC特異的蛍光蛋白発現マウスにおいて同様にPGを作成、野生型マウスへ同種移植し、ホストへのSC遊走能をin vivoで観察した。最後に抗F4/80抗体染色にて体循環よりPG神経内膜内へ侵入したマクロファージ数の変化を評価した。in vitroにおけるPG内SC遊走能は7、14日目において0日目より有意に高い値を示した後、28日目では減少し、56日目ではほぼ0となった。in vivoにおける評価では14日目にピークに達した後、28日目以降は徐々に減弱していった。0日目において殆ど見られなかった神経内膜内マクロファージ数は、7日目に劇的に増加した後、56日目には有意に減少した。PG内SCは高い遊走能を獲得することが明らかとなり、その一部は体循環より神経内膜内へ侵入するマクロファージにより制御されている可能性が考えられた。また、末梢神経損傷後再建においてnerve predegeneration及び活性化マクロファージの有用性が示唆された。