hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
癌転移に関わる接着分子の探索及びそのシグナル伝達機構の解明と転移抑制薬の分子設計

我々はこれまで、YIGSRなどのラミニン関連細胞接着ペプチドの検索と、その抗転移効果を評価してきた。その結果、ポリエチレングリコール(PEG)によるYIGSRのハイブリッド化により、その血中滞留性は僅か2倍程度にしか向上し得ないものの、転移抑制効果は10倍にも高め得ることを報告している。本研究では、ハイブリッド化により細胞接着ペプチドのin vivo転移抑制効果をさらに高めるために、アルブミンとの結合能を有するスチレンマレイン酸共重合体(SMA)によるYIGSRのハイブリッド化を試みた。その結果、SMA-YIGSRの血中滞留性はnative YIGSRの10倍、PEG化YIGSRの4倍にも延長された。しかし、結合したアルブミンによる立体障害のためにレセプター結合阻害による比活性低下が生じてしまう結果、そのin vivo抗転移効果はnative YIGSRの10倍とPEG化YISGSRと同等であった。そこで、立体障害の影響が少なく且つ血中滞留性の向上に適した、修飾高分子の検索を行った。その結果、PEGと同様に安全性に優れたポリビニルピロリドン(PVP)が、PEGとは異なりラジカル共重合により容易に2次的付加価値を導入し得ること、またPVPによるペプチドのハイブリッド化が、比活性を保持したうえで、PEGやSMAよりも血中滞留性の改善効果に優れ得ることなどが示唆された。一方、ラミニンGドメイン中の新たな活性中心ドメインの検索において、YBRL及びIRVTLNを見いだした。現在、ラミニンのさらなる新規細胞接着ペプチドの調査と標的指向性などの2次的付加価値を有する修飾高分子の検索、および高比活性を保持しつつ、細胞接着ペプチドの血中滞留性を向上させ得るハイブリッド化技術(PVPによるハイブリッド化)の構築を行っている。近年の分子細胞生物学の発展に伴い、ラミニンと癌細胞との接着相互作用が多段階的な癌転移過程の殆どのステップで重要な役割を担っていることが判明しつつある。そのため、この癌細胞とラミニンとの接着を制御し得る治療戦略の確立が待望されている。我々はこれまで、ラミニン中の細胞接着活性中心ベプチド(細胞接着ベプチド)の新規同定を試みると共に、YIGSRなどのラミニン関連細胞接着ペブチドが、in vitroにおいて癌細胞のラミニンへの接着・浸潤を阻害し得ることなどを見い出している。しかしこれら細胞接着ペプチドは、体内安定性に極めて乏しいため、in vivoにおいては、十分な転移抑制効果を示し得ないうえ、癌細胞のラミニンへの接着はラミニン中の複数の接着領域を介するため、YIGSRのみでは効果的な抗転移効果は期待し得ないのが現状である。従って癌細胞の接着阻害に基づいた、新規抗転移薬を創出していくためには、ラミニン中の新規接着ドメインの同定とその体内安定化を果たすDrug Delivery System(DDS;薬物治療の最適化)の確立などが必須となってくる。本観点から平成10年度は、上記に関して国際的情報収集・調査した結果、1)スチレンマレイン酸共重合体(SMA)が細胞接着ペプチドの血中滞留性の向上に適した修飾高分子になり得ること、ラミニンGドメイン中のLQVQLSIR及びSADFSVHKIなどがYIGSR以外の新たなラミニン関連細胞接着ぺプチドであることなどが判明した。またPEGによるYIGSRのハイブリッド化により、ペプチダーゼ抵抗性を付与できること、その結果YIGSRの血中安定性が増大し、その癌転移抑制効果を10倍以上にも向上し得ることが判明した。しかし癌転移に対してより有効性に優れた細胞接着ペプチド医薬品を創出していくためには、ペプチダーゼ抵抗性付与(血中安定性の向上)のみならず、腎排泄をも回避し得るハイブリッド化方法の確立、即ちPEGよりも血中滞留性の改善効果に優れた修飾高分子の検索が必須であることが示唆された。

現在、ラミニンのさらなる新規細胞接着ペプチドの調査と標的指向性などの2次的付加価値を有する修飾高分子の検索、および高比活性を保持しつつ、細胞接着ペプチドの血中滞留性を向上させ得るハイブリッド化技術(PVPによるハイブリッド化)の構築を行っている。
脂肪組織由来幹細胞による肝再生調節機構の解明に関する研究

脂肪組織由来幹細胞(ADRC)が肝再生過程における調節機構としての役割について検討した。ADRCはin vitroで肝細胞様細胞へ分化誘導するとともにラット肝切除後投与(脾臓内)により4週間後、アルブミン産生細胞へと分化した。さらにマウス肝細胞とADRCとの細胞接触(-)共培養による肝細胞生存時間改善効果を確認し、ADRCの肝細胞分化による再生補助以外にもADRCの産生する液性因子による肝障害保護効果があることを確認した(trophic効果)。また肝切除+虚血再灌流モデルにおける全身投与(尾静脈)により脂肪組織由来幹細胞(ADRC)が肝再生過程における調節機構としての役割について検討した。また肝切除+虚血再灌流モデルにおける全身投与(尾静脈)により背景・目的)肝切除術や肝移植における術後肝不全の克服に対し肝再生制御因子のコントロールによる再生制御が研究されてきたが、絶対的肝細胞不足を改善するまでには至っていない。本研究では脂肪組織由来粗疾患細胞(AT-MSC)が肝再生過程における肝・類洞・胆管細胞などの細胞源(多分化能)となり、肝再生調節機構としての幹細胞の役割について検討する。方法・結果)1.サイトリ・セラピューティクス社のCelution System^【○!R】により、ヒト皮下脂肪組織からADRCを抽出し、ADRCの肝細胞分化能をin vitro、in vivoで検討。2.マウス肝細胞(1.0×10^5 cells/well)を、ADRC(1.0×10^5 censl well)と細胞接触がない状態で共培養し、肝細胞のviability及び培養液中のサイトカインを経時的に追跡し肝細胞単独培養群と比較。3.balb/c nu-nuマウスに70%Hx施行後、heparin併用下にADRC(1.0×10^5 cells)を経静脈的に投与し、24hr後の肝傷害度及びIVIS^【○!R】を用いたADRCの体内動向を評価。結果)1.ADRCをActivinA、HGF、FGF等を含む培地にて培養、約4週間で肝細胞様の形態を呈した細胞へ分化。balb/c nu-nuマウスに70%Hx施行後、ADRC(1.5×10^6個)を脾注し、術後4週間の残肝の免疫組織学的染色にて、抗HLA-1抗体友び抗human albumin抗体陽性細胞を認めた。2.肝細胞のviabilityは共培養群で有意に良好であり(肝細胞単独群vs ADRCs共培養群1.1±0.2% vs 16.6±2.1% in day7)、また、培養液中のVEGFが共培養群で有意に上昇していた。3.balb/c nu-nuマウスに70%Hx施行後24hrの肝機能はheparinのみ投与した群と比較して有意に改善しており(heparin投与群vsheparin+ADRC投与群血清GPT 848±75 vs615±82)、さらにADRCは再生肝へ強く集積していた。今後の予定)再生肝へ集積している幹細胞の分化形態・機能解析。90%肝切除モデルによる肝不全改善効果(生存率の改善)。脂肪組織由来幹細胞による肝再生調節機構の解明に関する研究背景・目的)肝切除術や肝移植における術後肝不全の克服に対し、脂肪組織由来粗疾患細胞(AT-MSC)が肝再生過程における肝・類洞・胆管細胞などの細胞源(多分化能)となり、肝再生調節機構としての幹細胞の役割について検討する。前回までの結果)1.Celution System^[○!R]により、ヒト皮下脂肪組織から抽出したADRCはActivinA、HGF、FGF等を含む培地にて培養約4週間で肝細胞様の形態を呈した細胞へ分化し、ADRC脾注により術後4週の残肝に抗HLA-1抗体及び抗human albumin抗体陽性細胞を認めた。今年度の結果)今後の予定)再生肝へ集積している幹細胞の分化形態・機能解析。90%大量肝切除・30%肝移植モデルによる肝不全改善効果(生存率の改善)、幹細胞分化効果、さらに各肝構成細胞分離により機能解析する。脂肪組織由来幹細胞による肝再生調節機構の解明に関する研究脂肪組織由来粗疾患細胞(AT-MSC)が肝再生過程における肝・類洞・胆管細胞などの細胞源(多分化能)となり、肝再生調節機構としての役割について検討する。上記実験系において脂肪由来幹細胞の肝細胞保護効果・肝集積(Homing)効果を確認し、それらがvitroにおいてcell-cell contactなしに、液性因子により制御されていることも判明した。さらにvivoにおける幹細胞の肝集積にCXCR4-SDF-1経路が重要であるとともに、肝構成細胞における発現の差異についても示唆に富む結果が得られ、これらについて学会報告を行った。24年度が最終年度であるため、記入しない。H24年度は、上記結果を踏まえて90%大量肝切除・30%肝移植モデルにおける脂肪由来幹細胞の肝集積・肝細胞保護効果(各種肝構成細胞への分化誘導効果)を引き続き検討する。
プロラクチンによるリンパ球機能の調節機構について-とくに自己免疫疾患の発生におけるプロラクチンの役割

プロラクチンによる免疫機能の調節機構を明らかにするため、臨床的ならびに実験的な面から検討を進めた。(1)臨床的な検討:73名の高プロラクチン血症の患者を対象に抗甲状腺抗体の発現率を調べた。その結果、高プロラクチン血症の女性では、抗マイクロゾ-ム抗体、抗サイログロブリン抗体とともに、対照に比べて陽性者の多いことが明らかになった。年代別では、30代の女性患者は同年代の健康人に比べて、有意に高い陽性率を示した。高プロラクチン血症の患者の抹消血リンパ球のサブタイプを調べると、Bリンパ球の比率が高いことも明らかになった。この事実は、プロラクチンがBリンパ球の数を増加させることにより、免疫機能を賦活していることを示している。(2)動物実験における検討:MRL/lprマウスのリンパ腫、生存率、血中尿素窒素、尿蛋白、腎組織像に対するプロラクチンの影響を調べた。すなわち、6週令のMRL/lprマウスを3群に分け、ドンペリドン投与による高プロラクチン血症マウス、ブロモクリプチン投与による低プロラクチン血症マウスに起こった変化を対照と比較した。その結果、各個体のバラツキが大きく、多くの指標に有意の差を見いだせなかったが、尿蛋白量のみは高プロラクチン血症マウスで明らかに大であることが明らかになった。この事実もまた、臨床的な検討と同様、免疫機能に対するプロラクチンの増強作用を示すものと考えられる。高プロラクチン血症の患者を対象に、1)抗甲状腺抗体の発現率を調べるとともに、2)末梢血リンパ球サブタイプの解析を行った。まず、プロラクチノーマ73例,先端巨大症40例,正常者160名について、抗甲状腺マイクロゾーム抗体、抗甲状腺サイログロブリン抗体の有無を調べた。100倍希釈血清を用いた場合の抗体陽性率はプロラクチノーマ、先端巨大症、正常者の間で差がなかったが、25倍希釈血清を用いて検討してみると、正常者、先端巨大症の患者では大きな変化が認められなかったのに対し、プロラクチノーマの患者の陽性率は明らかに増加した。女子のプロラクチノーマの患者の陽性率は、両抗体ともに対照の女子より有意に高く、また年代別では、30歳代のプロラクチノーマの女性は同年代の対照に比べて有意に高い陽性率を示した。次に、患者の末梢血からリンパ球を分離し、Leuシリーズ・モノクローナル抗体による二重染色を行った後、flow cytometryにより各抗体の陽性細胞率を調べた。その結果、高プロラクチン血症の患者9名のうち6名では、正常者に比較してB細胞が増加していることが明らかになった。このうち2名では、CD4^+/CD8^+細胞比が高値を示したが、他の症例ではその比は一定ではなかった。以上の結果は、高プロラクチン血症の患者では抗甲状腺自己抗体の発現率が高く、リンパ球B細胞機能の非特異的な亢進があることを示している。すなわち、プロラクチンはBリンパ球の数を増加させることによって免疫機能を増強させるものと考えられる。
振動、熱エネルギー回収による電気自動車の高効率化

本研究では電気自動車における振動エネルギーと熱エネルギーの回収により電気自動車の省エネルギー化をはかった。振動エネルギーはリニア発電装置により、熱エネルギーは熱電素子を用いて電気エネルギーとして回収する。まず熱エネルギーの回収については、熱電素子のモジュール化、熱の流れの解析を行い、熱エネルギーの効率的な回収手法を求めた。また、得られる電圧は低いため、適切な電圧を得るための昇圧回路の設計を行った。振動エネルギーについてはリニア発電装置と自動車の振動を模擬する装置を組み合わせることで、自動車における振動回収の解析および実験を行った。その結果、適切な設計パラメータを求めることができた。最後にこれらを自動車に搭載するための検討を行い、搭載できることを設計上で確認することができた。(1)熱電素子による発電の基礎特性熱電素子発電について基礎特性の検討を行った。具体的にはシステム外への熱の流れが名極力ない理想的に近い条件下において温度差による発電効率や不可特性を測定した。高温側と低温側の組み合わせによって様々な状況が考えられるため、多くのパラメータについて実験を行う必要があるため、対応する実験を行った。基本的に熱電発電は高温側と低温側の温度差によって発電量が変化するが、絶対的な温度が何度かによっても発電効率が変化する。これは車両の電気機器の温度状態の違いによっても発電効率が変わることを意味する。今回、300度近い高温から-50度までの範囲で測定を行い、高温側と低温側の温度差が同じでも絶対温度が高いほど発電量が多いことを確認した。(2)熱電素子を多段接続する技術熱電素子は1個あたりの発電電力が小さいため、多段接続して用いることが想定される。よって、素子を多段接続した際の安定性についても検証を行った。さらに接続方法についても直列、並列によって効率変動が起こることが考えら得るので、その点についても実験および検討を行った。その結果、複数の素子をモジュール化することにより、効率を若干向上させることができた。また、直列接続した場合、内部抵抗の影響が大きくなり、効率が低下することも確認できた。(3)リニア振動発電装置のスケールモデルについての検討自動車の走行時に発生する振動などスケールの違うモデルに適用するためのモデル化が必要となる。そこでスケール化のためのモデルを作成し解析を行った。そして実験装置で得た結果を対比しモデルの妥当性を確認した。(4)高性能永久磁石を用いた発電装置の製作電気自動車での使用を想定し、高性能永久磁石を用いた発電装置の界磁部分を作成した。(1)熱電素子発電のシミュレーション手法の確立熱電素子は熱の流れを利用するため、効率的な発電を行うためには熱の伝導パターンについても検討を行った。ただし、熱伝導については熱電素子と伝導体の材料の違いによる検討などが必要となり、現状では、近似式を用いてシミュレーションを行っている。このシミュレーションにより定性的な熱エネルギーの流れを得ることができた。(2)発熱機構の検討および模擬発熱モデルの作成熱電素子を効率的に働かせるためには発熱体からの集熱機構の検討が不可欠である。まず、変換器などの静的な発熱源について集熱機構を検討した。具体的には太陽光を集光する装置を用いて太陽光から高温を得た。その熱源をヒートシンクと良熱伝導の金属を用い、さらに熱容量の高い材料に蓄熱した。畜熱源から効率よくエネルギーを得るため、熱電発電素子をモジュール化した。モジュール化により蓄熱源から得られるエネルギーが増加した。(3)振動発電装置の電機子巻線の設計電気自動車において発生する様々な振動発生源に効率よく対応する電機子巻線の設計を3次元電磁界解析ソフトにより行った。この新しい設計により効率の向上が期待できる。(4)電力変換部の製作発電した電力を変換する部分(コンバータ)および貯蔵する部分を製作した。電力貯蔵部はバッテリではなく、寿命が長く交換が不要、素早い電力の取り出しが可能である電気二重層キャパシタを用いて製作した。本研究では発生した損失を有効利用する技術に注目した。具体的には電気自動車にリニア振動発電および熱電発電を搭載することでモータや変換器から発生する熱エネルギーや車両の振動エネルギーを回収し、効率を向上させることを目的とし、次のような実績を得た。(1)リニア振動発電を用いた機器の性能向上の検討を行った。リニア振動発電装置を用いることで振動エネルギーを回収することができるが、振動を抑えることで付加価値が期待できる。ここではその効果について、まず数値シミュレーションにより検討を行った。そして実験装置へエネルギー回収効果を反映する手法を検討し、実験装置への適用手法を確立した。(2)熱電素子発電システムの測定。熱電素子発電システムを用いて発電を行った。ここでは多様な発電実験を効率的に行うため、模擬熱源装置を用いる。この熱源発生装置と熱電素子発電装置を組み合わせて実験装置を構成する。

そして得られる諸特性(熱量依存性、温度差依存性、負荷特性など)を測定した。その結果、素子をある程度モジュール化して構成するのが効率的であることが分かった。また、低温側(熱源と反対側)の放熱性を上げることで、効率が向上することが分かった。(3)充電方法の最適化。これまで得られた研究の結果、電気二重層キャパシタを用いた大容量のコンデンサに充電する方法が最もよいと考えられるが、充電電流の制御などが効率や充電時間に大きく影響することがわかっている。よって、充電方法の最適化について検討を行った。その結果、キャパシタの接続方法や昇圧電圧、充電完了までの時間を制御することで効率が大きく変わることが示された。(4)電気自動車への搭載設計。作成した実験装置を研究室で行っている電気自動車実験車両に搭載するための設計を行った。具体的には設置場所に応じた小型化、走行時における振動対策、制御機器の配置などの設計を行った。発電部分の解析、設計また、集めた電力を変換する部分など発電系、電気回路系は順調に進んでいるが、熱伝導についての詳細な解析については計算量が多い、またパラメータが多いために少し難航している状態である。24年度が最終年度であるため、記入しない。振動発電の発電部、また振動および熱電発電に共通である電力変換部についてはこのまま最適化を行い、実験装置へのフィードバックを行う。熱電発電における熱伝導部の解析については大きな誤差がでない範囲で近似式を用い、解析の簡略化をはかる予定である。
有機無機ペロブスカイト太陽電池の単一粒子反応観測

ペロブスカイトの単一粒子発光観測を行い、太陽電池特性に大きく影響する電荷キャリアダイナミクスの機構を明らかにした。まず、CH3NH3PbBr3ナノ粒子について、サイズ減少による発光ピークの短波長シフトを確認し、量子閉じ込め効果が発現することを示した。次に、多色化への応用が期待されるハロゲン交換反応のその場観測を行った。発光スペクトルおよび寿命測定から、交換初期の混合型ペロブスカイトでは、電子が熱平衡となっているのに対し、正孔は表面のヨウ素リッチ領域に捕捉されることがわかった。また、組成がCH3NH3PbI2Brの過渡種が生成し、その寿命はハロゲン欠陥との反応によって決定されることが示唆された。近年、シリコン系太陽電池に代わる新たな光電変換材料として、有機鉛ハロゲン化物ペロブスカイトCH3NH3PbX3(X=Cl, Br, I)が注目を集めている。一方、これまで様々なデバイスの作製方法が報告されているが、界面におけるトラップ準位が電荷移動に及ぼす影響は解明されていない。そこで、本研究では、上記ペロブスカイトのナノ粒子を新規に合成し、蛍光顕微鏡を用いた単一粒子発光観察を行った。PbBr2とCH3NH3BrのDMF溶液をジエチルエーテルに滴下することで、CH3NH3PbBr3ナノ粒子を得た。TEM画像の解析により、平均サイズが約10 nmのペロブスカイト構造を持つナノ粒子が確認された。次に、自作の蛍光顕微鏡システムを用いて、CH3NH3PbBr3ナノ粒子の単一粒子発光観測を行った。特に、透過型電子顕微鏡像との対応から、サイズ減少による発光ピークの短波長シフトが確認されたことから、有機無機ペロブスカイト材料でも量子閉じ込め効果が発現することが直接的に示された。また、電荷捕捉に由来すると考えられる発光の明滅(ブリンキング)現象が観察された。主な電荷捕捉サイトとして、Br欠陥によって生じた不飽和のPb原子が考えられる。そこで、ルイス塩基であるピリジンをナノ粒子表面のPbサイトに吸着させることで電子捕捉過程の抑制効果を検証した。その結果、ピリジン添加により、発光強度が著しく増加することがわかった。増加の度合いは粒子によって大きく異なり、添加前の強度と比べ2100倍であった。発光強度の増加とともに、ブリンキングの頻度も減少したことから、Pbサイトへの断続的な電子捕捉がブリンキングの起源であると結論付けた。また、長時間の光照射によっても発光強度が著しく増加することがわかった。発光強度の時間変化の解析から、1粒子あたり数個程度の欠陥サイトが存在していることを明らかにした。有機鉛ハロゲン化物ペロブスカイトナノ粒子の合成法を確立し、単一粒子発光観察に成功した。特に、同一粒子に対する蛍光顕微鏡像および透過型電子顕微鏡像観察から、発光ピークの粒子サイズ依存性を明らかにしたことは特筆すべき点である。また、平成28年度に計画していた発光ブリンキング現象の機構解明についても、表面欠陥の関与を実験的に証明し、さらに、欠陥数を定量的に見積もることにも成功した。これは、将来的に単一欠陥レベルの反応解析が可能であることを示している。以上の理由から、本研究は当初の計画以上に進展しているといえる。ハロゲン化鉛系ペロブスカイト太陽電池は近年エネルギー変換効率が急速に向上し、20%を超えた例も報告されている。一方で、界面構造が不均一であることから、その動作原理には未だ不明な点が多い。本年度は、ペロブスカイト太陽電池における多色化や高効率化において重要なハロゲン交換過程に注力して研究を進めた。結晶サイズや形状、反応サイトが容易に観察できるマイクロメートルサイズの臭素体ペロブスカイト結晶を合成し、ハロゲン交換反応(臭素体からヨウ素体)を液相でその場観察した。発光寿命測定によりキャリアダイナミクスを調べた。また。臭素体からの発光(約540 nm)をフィルターによりカットして発光観察を行うことで、過渡的に生成する化学種を観測した。蛍光寿命測定において、反応直後では反応前に比べて非常に早い発光の減衰が見られた。このことは表面に吸着したヨウ素イオンへの正孔移動、あるいは結晶構造変化に伴い生成した欠陥に電荷のトラップが起こっていることを示している。さらに反応が進行すると、発光の立ち上がり成分が観測された。X線光電子分光法(XPS)を用いた深さ方向分析を行うと、結晶表面から25 nmの深さまでにのみヨウ素イオンが検出されたことから、臭素体のペロブスカイト結晶の周りに薄いヨウ素体のペロブスカイト層が形成されており、この内部の臭素体から表面のヨウ素体への長距離電荷移動が起こっていることがわかった。過渡種からの突発的な発光の持続時間の分布を単一指数関数により解析したところ、過渡種の平均寿命は約30 msであることがわかった。得られた成果を関連学会や学術誌において発表した。ハロゲン化鉛系ペロブスカイトにおけるハロゲン交換反応の単一粒子観測から、過渡的に生じる短寿命構造体の挙動を捉えることに成功した。これまで、結晶性構造体におけるイオン拡散ダイナミクスを実時間観測した例はなく、また、欠陥拡散との関連性を明らかにできたことは、有機-無機ペロブスカイト材料の応用発展に寄与するものと確信する。以上の理由から、本研究は順調に進展していると判断する。

一方で、界面構造が不均一であることから、その動作原理には未だ不明な点が多い。本年度は、混合ハロゲン型ペロブスカイトにおける電荷移動ダイナミクスの解析とメカニズム解明に注力して研究を進めた。ハロゲン交換反応によって合成したBr-I混合ハロゲン型ペロブスカイトの蛍光寿命測定を行った。その結果、電荷の捕捉や初期の電荷再結合に帰属される1ナノ秒以内の速い減衰成分に加え、数ナノ秒から数十ナノ秒の時定数の立ち上がり成分が観測された。Iを含むペロブスカイト層は数マイクロメートルサイズの結晶のごく表面近傍にのみ存在することから、観測された立ち上がり時間は、内部のBr体で生成した電荷が表面まで拡散するまでにかかる時間であると推測される。また、立ち上がりの時定数は、励起レーザー強度の増加に伴い、徐々に大きくなった。さらに、レーザーのパルス間隔を長くすると、立ち上がり成分が徐々に消失した。これは過渡的な捕捉電荷が電荷移動ダイナミクスに関与していることを示唆している。実験結果を説明するため、一次元拡散モデルに基づくシミュレーションを行った。その結果、表面に捕捉された正孔が生成するバンド曲がりが重要な役割を果たしていることが明らかになった。その他、関連するテーマについて研究を進め、得られた成果を関連学会において発表した。ペロブスカイトの単一粒子発光観測を行い、太陽電池特性に大きく影響する電荷キャリアダイナミクスの機構を明らかにした。まず、CH3NH3PbBr3ナノ粒子について、サイズ減少による発光ピークの短波長シフトを確認し、量子閉じ込め効果が発現することを示した。次に、多色化への応用が期待されるハロゲン交換反応のその場観測を行った。発光スペクトルおよび寿命測定から、交換初期の混合型ペロブスカイトでは、電子が熱平衡となっているのに対し、正孔は表面のヨウ素リッチ領域に捕捉されることがわかった。また、組成がCH3NH3PbI2Brの過渡種が生成し、その寿命はハロゲン欠陥との反応によって決定されることが示唆された。今後は、ヨウ化物の有機鉛ハロゲン化物ペロブスカイトや複数のハロゲン化物からなるペロブスカイト材料の合成と単一粒子発光観測に展開する。特に、ハロゲン化物イオンの置換反応に着目し、その場観察を可能とする実験系の構築を進める。さらに、ブリンキングなど、単一粒子に特徴的な発光挙動の観測から、湿度などの周囲環境がペロブスカイトの構造や反応過程に及ぼす影響を明らかにする。本研究で見出したハロゲン交換制御技術を発展させ、太陽電池や発光材料の高効率化につながるナノへテロ構造を形成する。同時に、単一粒子発光観測から、不均一界面における電荷移動メカニズムを明らかにする。29年度が最終年度であるため、記入しない。光化学29年度が最終年度であるため、記入しない。
多層異方性人体モデルにおける電磁波吸収解析に関する研究

無線周波数領域における電磁波の人体に及ぼす影響を考える上で重要となる、多層異方性筋肉を含む人体モデルに対する電力吸収特性の解析を行った。特に、研究代表者が先に行った2次元問題における解析手法や計算結果をふまえ、3次元不均質問題に対する解析手法の定式化及びアルゴリズムの構築、及びそれを用いた電力吸収特性の解析を試みた。その結果、低周波領域で電気的異方性を有する多層筋肉を含み、かつ表面部分に周期性を持つ3次元モデルについて、所期の目的を達成することができた。1.解析の定式化は、まず散乱界に2次元Floquet Mode展開を施し、4×4行列の固有値問題を介することにより各層の電磁波モードの表現を得た。さらに、変分法に基づく離散化手法を用いることにより、周期性をもつ部分の未知量を決定する線形方程式を導出するプロセスを示した。2.アルゴリズムの構築に際しては、まず、未知複素振幅ベクトルの基本減衰特性を調べ、オーバーフロー等の数知的な不都合がないように初期値を設定した。つぎに、定式化した理論に完全に対応したアルゴリズムを構築し、各モジュールの動作を確認した。3.本問題の特別な場合である等方性多層モデル及びその補対なモデルについて数値解析を行い、他文献における計算結果と比較することにより、手法の妥当性を確認した。さらに、解の収束性と種々の計算打ち切り因子との関係を明らかにした。4.以上の検討に基づき、異方性多層筋肉を含み、かつ表面部分に周期性を持つモデルに対する数値解析を行い、異方性に起因する散乱・回折特性や、それらが電力吸収特性に与える影響等について明らかにした。
CTCLにおけるアディポカインの役割に関する研究

我々はヒトのCTCLの複数のリンパ腫細胞株を所有しており、今回それらを使用する予定である。リンパ腫細胞株を使ったin vitroの系において、細胞株を各アディポカインで刺激することで腫瘍増殖に関わるTh2系のサイトカインの産生が増加し、リンパ腫細胞株自体の成長を促すことができると予想される。また、免疫不全マウスにヒトのリンパ腫細胞株を播種させて腫瘍を増殖させるin vivoの系を用いてCTCLの腫瘍環境に対するアディポカインの役割を検討する。
抗精神病薬シグナル伝達を利用した統合失調症の新たな治療標的分子の開発

抗精神病薬の引き起こすFynキナーゼ活性化の下流分子として新たに二つの分子を同定した。二つの分子のうち、一方については抗精神病薬投与によるリン酸化部位の同定も行った。また、統合失調症死後脳ではFynのタンパク質の発現が亢進していること、ドーパミン等の開口放出に関わるCADPS2のmRNA発現が亢進していることも見出した。さらに脳脊髄液を用いた解析ではFynの活性制御に関わるIL-6の増加、ドーパミンの代謝産物であるHVAの増加を見出した。以上のように、抗精神病薬のシグナル伝達に関わる分子群が新たに見出され、一部は統合失調症の分子病態に関わることが明らかとなった。治療標的になりうるか否かについては更に解析が必要である。本研究の主目的は「抗精神病薬により活性化するFynと下流分子の精神薬理学的機能を明らかにすること」であり、H22年度は下流分子AおよびBのリン酸化部位を明らかにし、その機能解析に着手する計画であった。まず、下流分子Aについてはリン酸化部位が明らかになった。すなわちマウスにHaloperidolおよびClozapine,Olanzapineを投与し、主要な6個のチロシン残基をリン酸化特異抗体で解析したところ、いずれの抗精神病薬も機能的に重要な3つの残基のリン酸化を有意に亢進させた。一方、下流分子Bについて、上記の抗精神病薬でリン酸化が亢進することは免疫沈降で確認したが、LC-MS/MS解析によるリン酸化部位の同定には成功しなかった。すなわち、薬物投与後のマウス脳を材料とし、リン酸化物をカラム精製後、分子Bに対する抗体で免疫沈降し、SDS-PAGEのゲルを切り抜いてLC-MS/MS解析を数度行ったが、分子自体は検出されるもののリン酸化部位の同定には至らなかった。原因は夾雑物の混入と量の少なさとが考えられた。次年度は専門家のアドバイスを受けつつ再挑戦する。また、当初の計画では本年度の後半より培養細胞を用いた機能解析を予定していた。しかし、学会等での指摘をたびたび受け、精神症状発現におけるFynカスケードの役割を明らかにするためには、細胞や動物を用いるよりも、当初予定していなかった患者死後脳を用いた解析の方が、より直接的で重要であると判断した。そこで、統合失調症、うつ病等各15例を含む、死後脳前頭皮質60検体をStanley研究所より譲り受け、Fynの活性状態、下流分子の測定をブラインドで行った。測定を正確に行うため、新たなFynのSandwich ELISAと下流分子のドットプロット解析系を構築した。その結果、FynおよびFynの活性が統合失調症で有意に亢進していることが明らかとなった。一方、下流分子群の量自体には変化がなかった。今後、下流分子群のリン酸化や薬物投与量との相関等も解析し投稿する予定である。本研究の主目的は「抗精神病薬により活性化するFynと下流分子の精神薬理学的機能を明らかにすること」であり、H23年度は(1)下流分子2種のうち、リン酸化部位を同定できていなかった下流分子BについてLC-MSを用い、主要なリン酸化部位明らかにすること、そして、(2)統合失調症死後脳でFynや下流分子の解析を行うことを目指した。(1)については本年度中には解決できなかった。薬物投与後のマウス前脳を可溶化し、リン酸化物をカラム精製後、分子Bに対する抗体で免疫沈降し、SDS-PAGEのゲルを切り抜いて消化後、LC-MS/MS解析するという実験を数回実施した。しかし、分子自体は検出されるもののピークが小さくリン酸化部位の同定には至らなかった。免疫沈降による分子Bの回収が不十分であったと考えられたため、スケールアップしたり、抗体カラムを作成したり、抗体を変更したり等を行ったが、大きな改善は得られなかった。(2)の死後脳を用いた解析では、前年度までにスタンレー研究所の60検体のコホートにて、統合失調症群でFynタンパク質の亢進がみられていた。今年度は再現確認用の105検体(統合失調症、健常、双極性障害各35例)のコホートで、盲研解析を実施しFynタンパク質の量が増加していることを確認した。両コホートともFynのタンパク質の量と抗精神病薬の生涯投与量との間に相関はみられなかった。またマウス(n・15)にリスペリドンを3週間経口投与し、溶媒投与群と比較した場合でも前脳におけるFynタンパク質の量に変化を認めなかった。以上のように統合失調症死後脳におけるFynタンパク質の量の変化は、2種のコホートの盲研解析で確認されたため、統合失調症の分子病態に関わっている可能性が高いと考えられた。

また、発現部位やドーパミン受容体機能との関わりからFynとの関連が示唆されたCADPS2について、やはり統合失調症で発現が変化していることを見出し報告した。本研究の目的は抗精神病薬により活性化するFynと下流分子の精神薬理学的機能を明らかにすることである。前年度までに統合失調症死後脳では健常対照群に比べFynタンパク質の量が有意に増えていることが判明していた。今年度の計画の一つは、本現象を起点に、補強する追加データを求めることとしていた。まずタンパク質の増加にmRNA発現の増加が伴うか否かを調べるため、TaqMan法にてFyn mRNAの発現量を解析した。しかし、疾患群と健常群で発現量の差はみられなかった。次に我々が現在収集を行っている脳脊髄液(CSF)を用いた解析を行うことにした。当初の計画にはなかったものの、既に400検体以上集積し、症状や抗精神病薬投与量との相関の解析も可能であるため、本研究目的に合致していると考えた。CSF中のFynタンパク質の濃度は極めて低く測定が困難であった。一方、Fynの上流分子のうちインターロイキン-6(IL-6)は測定可能でありELISAで解析を行った。健常群と比較し統合失調症群では有意にCSF中IL-6が増加していた。IL-6は血液脳関門を通過し、脳においても視床下部のプロスタグランジン産生など重要な役割を果たすことが知られており、脳におけるFynの活性化や統合失調症脳病態に関わっている可能性があると考えられた。Fynの上流制御因子であるドーパミンの代謝産物、HVAについても統合失調症CSFでは有意に増加していた。このような上流分子の変化からもFynの測定が必須と考えている。最近、高感度測定器が当研究所に導入され、条件検討を行っている。また、前年度までにリン酸化部位が特定できていなかった、下流分子Bについて今年度もマススペクトメトリーによる解析を試みたが、残念ながら測定に十分な感度を得ることはできなかった。したがって、一方のみで論文投稿する予定である。Fynの下流分子として同定された2種について、リン酸化の部位を同定し、その機能を明らかにすることは本研究の重要な目的の一つであった。分子Aについては解析が進んでいるが、分子Bについては、リン酸化の部位自体が未だ同定できていない。一方、死後脳を用いた解析により、Fynの統合失調症分子病態における役割が明らかになりつつあることは、重要な進展と考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。ひとまず、現段階の成果を論文として報告する。分子Bについても引き続き解析を試みるが、統合失調症死後脳で分子Bの変化がみられず、一方Fyn自体の量が増加していたことから、「統合失調症でなぜFynが増えているのか」「Fyn増加の意義は何か」という問いも重要と考えられる。この問いに答えるため、臨床検体や動物モデルを用いた解析に着手したい。当初の目的である「Fyn活性化の薬理学的意義を明らかにすること」にもつながると考えられる。
革命前ロシアにおける娯楽文化としての中小音楽劇場―上演演目・批評・受容の研究

本年度は、今日世界中で上演されるクラシック・バレエの主要な作品を振付けたバレエ・マスター(バレエ団のトップ、総監督)のマリウス・プティパの生誕200周年にあたり、国内外で多くの関連行事があった。筆者もモスクワおよびサンクトペテルブルクで行われた国際学会に参加して、日本のバレエ発展と亡命ロシア人との深い関わりについて報告した。この成果は同学会の報告集に掲載された。また、SLAVISTIKA誌上にも加筆修正したものが掲載された。上述のロシアでの国際学会では、チャイコフスキーの研究で世界的に有名な音楽学者のRoland John Wiley、バレエおよびプロコフィエフ研究などで著名なSimon Morrison、ロンドンのヴィクトリア・アルバート博物館の学芸員で2010年に同館で行われたバレエ・リュス初公演100周年記念の展覧会で中心的な役割を務めたJane Pritchardらに多くの知己を得ることができた。また、この際に知り合った英国の著名ジャーナリストでマリウス・プティパの伝記を著したNadine Meisnerとは、2019年6月に東京で開催される第10回スラヴ・ユーラシア研究東アジア大会でパネルを組み、共同で研究発表を行なう予定である。このほかに、インターネットラジオOTTAVAに出演して、前年度に出版したセルゲイ・ラフマニノフについての回想集やロシア・バレエについて解説を行なった。また、OTTAVAが主催するサロン・コンサートで、マリウス・プティパが最後に創ったが「失敗作」として抹殺されてしまったバレエ《魔法の鏡》を、レクチャー+ピアノ+影絵で再現するというコンサートを企画・実行した。同コンサートでは、アルセニー・コレシチェンコというラフマニノフと同時代の後期ロマン派の知らざれる作曲家のバレエ音楽を紹介するという世界的に見ても非常に珍しい、大変貴重な試みを行なった。【研究実績の概要】で記したように、2018年はバレエ史上最も重要と言っても過言ではないバレエ・マスターのマリウス・プティパの生誕200周年にあたり、様々な関連行事があり、資料や情報取集にまたと無い機会が多かったため、研究の主軸がややバレエ寄りになってしまった。とはいえ、特に舞踊の実態がよくわからない革命前のバレエは音楽が非常に重要であり、《魔法の鏡》を作曲したアルセニー・コレシチェンコ、チェーザレ・プーニ、レオン・ミンクスなどのバレエ音楽作曲家、また五人組の作曲家セザール(ツェーザリ)・キュイの没後100周年にもあたり招待講演を行なったことで、これらの音楽家たちの研究に一定の進捗があった。また、「研究発表」には含めていないものの、3月30日にもう一つのコンサートを企画・実行して、そこではバッハがその形式を確立した「24の前奏曲とフーガ」を、19世紀から20世紀のロシアの作曲家によって復活させた系譜をたどった。特によく知られるショスタコーヴィチ以前にこの形式を復活させたフセヴォロド・ザデラツキーは、皇帝の家族の家庭教師を務めたという経歴のせいか、ソ連時代に迫害されて、作品の世界初演は2015年という稀有な作曲家である。このザデラツキーに光を当て、一般向けのコンサートを行ったことで、《魔法の鏡》コンサートも合わせて、研究成果の還元ができたと考える。上述のマリウス・プティパ生誕200周年を機に、プティパの日記の新しい解説付きの新版、ニコライ二世の愛人としても知られる有名バレリーナ、マチルダ・クシェシンスカヤの日記等、新しい資料が数多く出版された。これらの資料整理を進めつつ、成果をまとめ出版や学会発表、一般向けの報告を行なっていきたい。そのため、バレエの比重が増加するかもしれない。また、所属しているオペラ学研究会のメンバーとともに、自分はロシアを担当しつつ、ヨーロッパ全体の音楽文化の伝播や変遷に目を向けているため、研究対象の範囲がやや広がっている。豊かな芸術文化の国として知られるロシアは、バレエや音楽などで常に優れた才能を輩出している。ボリショイ劇場(モスクワ)やマリインスキー劇場(サンクトペテルブルク)は、その象徴であり、ロシア芸術を代表する存在だと言える。しかしこの広大な国の音楽芸術文化の諸相は実に様々で、モスクワとペテルブルクの二都市だけでも、無数の劇場やコンサートホールがあり、その運営方法も公的なものから私設のものまで幅広い。特に19世紀半ば以降、資本家が台頭し、芸術家のパトロンとなって私立のオペラ団を経営する者も現れ、その水準や革新性は、マリインスキー劇場やボリショイ劇場のような帝室劇場に匹敵するか、凌駕し、影響を与えるほどだった。またこのことは、ロシアの貴族文化の伝統とも関係があると考えられる。ヨーロッパの貴族は昔から、自分達の邸宅に小劇場を持ち、使用人を出演させたり、時に自らが出演して演劇を楽しむという習慣があった(それは自分達の楽しみだけではなく、賓客をもたらしたり、支配者たる王を讃えたり、あるいは自分達の財力を誇示し、権威を高めるために行うこともある)。ことロシアにおいては、農奴劇場というものがあり、農奴俳優や農奴音楽家の存在が知られている。一方、上流階級の貴族達も、非常に高度な音楽教育を受けていたことが明らかになりつつあり、私達が現代の常識や物差しで想像しているだけでは、その本当の姿を知ることはできない。本研究では、当時の新聞や批評など一次資料を用いて、19世紀後半のロシアにおける、音楽・劇場文化の実態を明らかにして、日本でも人気の高いロシア音楽のさらなる理解を深め、最終的には政治や経済の状態に左右されずに、日本とロシアの友好的な関係を築くことに貢献するのを将来の目的に据えている。

本年は初年度ながら、実りの多い年になったと思う。まず、共訳『ラフマニノフの想い出』を上梓することができた。本書は、日本でも非常に人気の高い音楽家のセルゲイ・ラフマニノフとの交流や想い出を、友人や家族が語る回想録である。ここに掲載された文章は、これまで論文などで部分的に紹介されることはあったが、書籍の形で全文が日本語に翻訳されるのは、今回が初めてである。ラフマニノフの伝記的な記述としては最も古いものであり、その後、新たに書かれた伝記や研究書などで繰り返し引用されて来た。一次資料としては最重要文献の一つであり、永らく翻訳が待ち望まれていた。回想録にありがちな事実関係の確認・訂正も、詳細な註によって補われている。偉大な音楽家の生涯に新たな光を当てる資料としても、ロシア革命前後の時代を生きた人々の生の証言としても、正規の変わり目のロシア芸術文化や音楽生活を知る上で、大変貴重な資料となっている。帝室劇場以外の音楽活動についても、紹介できたと思う。また、これに伴い、日本ロシア文学会主催の公開シンポジウム『ロシアの文化その魅力と鑑賞法』やレクチャー・コンサート「ラフマニノフの夕べ」を開催し、研究の成果を書籍以外の形でも広く還元できたのではないかと考える。また、資料収集も順調で、モスクワやペテルブルクの図書館や演劇博物館で、当時の新聞記事などを多く複写することができた。グリンカの家や、サッヴァ・マーモントフと並ぶ芸術家のパトロンだったテーニシェワ公爵夫人が芸術家コロニーを持っていたスモレンスクも初めて訪れることができ、新たな資料を入手することができた。本年度は、今日世界中で上演されるクラシック・バレエの主要な作品を振付けたバレエ・マスター(バレエ団のトップ、総監督)のマリウス・プティパの生誕200周年にあたり、国内外で多くの関連行事があった。筆者もモスクワおよびサンクトペテルブルクで行われた国際学会に参加して、日本のバレエ発展と亡命ロシア人との深い関わりについて報告した。この成果は同学会の報告集に掲載された。また、SLAVISTIKA誌上にも加筆修正したものが掲載された。上述のロシアでの国際学会では、チャイコフスキーの研究で世界的に有名な音楽学者のRoland John Wiley、バレエおよびプロコフィエフ研究などで著名なSimon Morrison、ロンドンのヴィクトリア・アルバート博物館の学芸員で2010年に同館で行われたバレエ・リュス初公演100周年記念の展覧会で中心的な役割を務めたJane Pritchardらに多くの知己を得ることができた。また、この際に知り合った英国の著名ジャーナリストでマリウス・プティパの伝記を著したNadine Meisnerとは、2019年6月に東京で開催される第10回スラヴ・ユーラシア研究東アジア大会でパネルを組み、共同で研究発表を行なう予定である。このほかに、インターネットラジオOTTAVAに出演して、前年度に出版したセルゲイ・ラフマニノフについての回想集やロシア・バレエについて解説を行なった。また、OTTAVAが主催するサロン・コンサートで、マリウス・プティパが最後に創ったが「失敗作」として抹殺されてしまったバレエ
転写因子Alx3による骨芽細胞分化促進作用の解明と骨造成への応用

本研究は、BMP-2によるAlx3遺伝子の発現制御機構ならびにAlx3の骨芽細胞分化に対する作用機序について解明し、骨造成への応用を視野に検討した。Alx3遺伝子発現は、BMP-2の濃度および処理時間依存的に増加し、その発現誘導にはBMP-2/Smad経路の関与が示された。また、Alx3の発現抑制によりBMP-2による骨芽細胞分化が低下することが明らかとなり、その作用機序として、骨芽細胞分化マーカーであるアルカリフォスファターゼがAlx3の標的遺伝子であることが示された。しかし、Alx3の骨芽細胞分化における促進効果は著明ではなく、骨造成への応用は困難であることが推察された。1Alx3の発現誘導におけるシグナル伝達機構の解明として、BMP/Smad経路の阻害薬であるDorsomorphinの添加、および共役SmadであるSmad4の発現抑制により、Alx3の発現誘導が低下されることはあきらかとなっている。その他経路の可能性としてMAPKsにおける各阻害薬にて検討したところ、Smad経路に比べて著名な有意差は認められなかった。2Alx3の共役因子の同定は、Alx3の機能を増幅させる上で重要である。さまざまな研究報告よりE47およびCart1を共役因子の候補とし、それぞれの強制発現ベクターを作製し、Alx3と共に遺伝子導入したところ、BMPによる骨芽細胞分化誘導能に差異は認められなかった。共役因子の解明に関して、既にCHIPマイクロアレイ解析より候補因子を探索する必要がある。2Alx3が骨芽細胞を分化促進させる際、その標的遺伝子を同定することは、骨芽細胞分化を促進させる分子メカニズムの解明、さらには将来的に骨形成の促進を目的とした創薬の開発の際に重要であると考えられる。Alx3を高発現することのできるプラスミドベクターを用い、CHIPマイクロアレイを行い、Alx3と結合するタンパク質を網羅的に解析し、骨芽細胞分化促進に関連した標的遺伝子を同定した。標的遺伝子について、クロマチン免疫沈降法により、網羅的解析の再現性を確認した。その後の展望として、Alx3のBMP活性促進因子としての臨床応用への可能性を検討する。Alx3を導入した多能性幹細胞を用いた骨内インプラントの骨結合促進法の基礎的研究として、Alx3遺伝子を発現するレンチウイルスベクターの作製、犬骨髄由来多能性幹細胞の選別およびAlx3遺伝子の細胞への導入、さらには犬脛骨への上記細胞を併用したインプラント埋入および各種解析を行う予定である。1)BMPによるAlx3の発現誘導におけるシグナル伝達機構は、BMPによる主要な伝達経路であるBMP/Smad経路のDorsomorphinによる阻害、および共役SmadであるSmad4の発現抑制によりAlx3の発現が低下することから、Smad経路を介していることが明らかとなっている。その他経路を介する誘導の可能性としてMAPKにおける各阻害薬を用いて検討したところ、Smad経路と比較して有意な結果は認めなかった。2)転写因子であるAlx3における共役因子の同定は、Alx3の機能を増幅する上で重要である。Alx3における様々な研究報告より、E47およびCart1を共役因子の候補とし、それぞれにおいて強制発現ベクター作製し、Alx3の強制発現ベクターと共に遺伝子導入したところ、BMPによる骨芽細胞文化への影響は認められなかった。共役因子の解明に関して、CHIPアレイ解析より候補因子の再度選定が必要である。3)Alx3がBMPによる骨芽細胞分化を促進する際、その標的遺伝子を同定することは、骨芽細胞分化を促進させる分子メカニズムの解明、さらには将来的に骨造成の促進を目的とした創薬の開発に重要であると考えられる。Alx3を高発現することができるプラスミドベクターを用いたCHIPアレイによりAlx3と結合するタンパク質を網羅的に解析し、骨芽細胞分化促進に関連した標的遺伝子を同定する。標的遺伝子についてクロマチン免疫沈降法により、網羅的解析の再現性を確認する。4)今後の展望として、Alx3のBMP活性促進因子としての臨床応用への可能性を検討する。Alx3遺伝子を導入した多能性幹細胞を用いた骨内インプラントの骨結促進法の基礎的研究として、Alx3遺伝子を発現するレンチウイルスベクターの作製、犬骨髄由来多能性幹細胞の選別およびAlx3遺伝子の細胞への導入、さらには犬脛骨への上記細胞を併用したインプラント埋入および各種解析を行う予定である。本年度は昨年度に引き続き、Alx3における共役因子および標的遺伝子の探索を遂行してきたが、それぞれにおいて有効とされる候補因子について有意な結果が認められなかった。より関連性のある因子が同定できれば、円滑な研究遂行が可能であると思われる。本研究では、BMP-2によるAlx3遺伝子の発現制御機構ならびに骨芽細胞分化に対する作用機序を解明することで、Alx3遺伝子を応用した顎口腔領域における新たな骨造成方法の開発を目的とする。1.BMP-2によるAlx3の発現誘導におけるシグナル伝達機構は、BMPによる主要な伝達経路であるBMP/Smad経路のDorsomorphinによるSmad経路の阻害、および共役SmadであるSmad4の発現抑制によりAlx3の発現が低下、その他経路を介する誘導の可能性についてMAPKにおける各種阻害薬を用いても、Smad経路と比較して有意な差は認めなかったことから、Alx3の発現誘導はSmad経路を介していることが明らかとなった。2.転写因子であるAlx3における共役因子の同定は、Alx3の機能増強に重要である。

我々はいままでの研究報告よりいくつかの候補因子を同定し、発現ベクターを作製、Alx3の発現ベクターと共に遺伝子導入による骨芽細胞分化への影響を検討したが、有意な差は得られなかった。共役因子の解析については今後の検討課題とする。3.Alx3がBMPによる骨芽細胞分化を促進する際、その標的遺伝子を同定することは、骨芽細胞分化を促進させる分子メカニズムの解明、さらには将来的に骨造成の促進を目的とした創薬の開発に重要である。Alx3を高発現するプラスミドベクターを用いたCHIPアレイにより、Alx3と結合するタンパク質を網羅的に解析したところ、骨芽細胞分化に必要なアルカリフォスファターゼがAlx3の評定遺伝子であることが示された。本研究は、BMP-2によるAlx3遺伝子の発現制御機構ならびにAlx3の骨芽細胞分化に対する作用機序について解明し、骨造成への応用を視野に検討した。Alx3遺伝子発現は、BMP-2の濃度および処理時間依存的に増加し、その発現誘導にはBMP-2/Smad経路の関与が示された。また、Alx3の発現抑制によりBMP-2による骨芽細胞分化が低下することが明らかとなり、その作用機序として、骨芽細胞分化マーカーであるアルカリフォスファターゼがAlx3の標的遺伝子であることが示された。しかし、Alx3の骨芽細胞分化における促進効果は著明ではなく、骨造成への応用は困難であることが推察された。本年度はAlx3の共役因子、および標的遺伝子の探索を主に遂行していたが、それぞれにおいて有効とされる候補因子の検討が難航している。優位に関与性が認められる因子を特定できれば、スムーズな研究遂行が可能であると思われる。Alx3の共役因子および標的遺伝子の同定として、CHIPアレイによる網羅的解析の結果データより新たな候補因子の同定を探索する。候補因子については順次同定実験を行っていく予定である。また、Alx3のBMP活性促進因子としての臨床応用への可能性を検討する。具体的な方針として、Alx3遺伝子を導入した多能性幹細胞を用いた骨内インプラントの骨結促進法の基礎的研究として、Alx3遺伝子を発現するレンチウイルスベクターの作製、犬骨髄由来多能性幹細胞の選別およびAlx3遺伝子の細胞への導入、さらには犬脛骨への上記細胞を併用したインプラント埋入および各種解析を行う予定である。歯学Alx3の標的遺伝子の同定として、CHIPマイクロアレイによる網羅的解析の結果データより、現在さらなる候補因子を探索している。ここで挙げられた候補因子について同定実験を行っていく予定である。Alx3を導入した多能性幹細胞を用いた骨内インプラントの骨結合促進法の基礎的研究として、Alx3遺伝子を発現するレンチウイルスベクターの作製、犬骨髄由来多能性幹細胞の選別およびAlx3遺伝子の細胞への導入、さらには犬脛骨への上記細胞を併用したインプラント埋入および各種解析を行う予定である。