hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
TFAM過剰発現動物を用いたミトコンドリアDNA老化仮説の実証

個々のミトコンドリアDNAの変異または障害が自然の加齢過程において蓄積するとの報告はこれまで数多くなされている。しかし、それらが生理的機能に影響を与えるまで蓄積しているとの証拠はいまだに提出されていない。このような状況下で、加齢に伴うミトコンドリアDNAの変異と障害の蓄積がミトコンドリア機能の低下につながるとの仮説そのものに対して疑義を呈する報告も増えている。"TFAMはミトコンドリDNAの構造蛋白質としてミトコンドリゲノム遺伝情報の維持に重要な役割を果たしている"との我々が提唱している作業仮説が正しければ(実際これを支持する結果を多く得ている)、TFAMはミトコンドリアDNA特異的に保護的な作用を持つことが期待でき、TFAM過剰発現トランスジェーニック動物は今までにないユニークな抗老化モデル動物となると考えてTFAM過剰発現トランスジェーニックマウスを作製した。水迷路試験を用いた学習記憶能力テストにおいて、このマウスは、2月齢の若年時には対照野生型マウスに比べ、試行エラー数に差が認められなかったが、6月齢では対照野生型マウスの約1/3に減少し、加齢に伴う学習記憶能力の低下の進行が明らかに抑制されていた。また加齢に伴う内臓脂肪の蓄積も野生型に比べ著明に低く、自発運動量においても有意な差が認められた。このように、TFAMによるミトコンドリアDNA保護は老化の進行を遅らせる効果があることが示され、ミトコンドリアDNAの老化進行への関与が示唆された。ヒトミトコンドリア転写因子A(TFAM)はミトコンドリアDNAの転写因子としてクローニングされたものであるが、我々のグループはTFAMがミトコンドリアDNAにおいてヒストン蛋白質様の機能を果たし、ミトコンドリアゲノムの維持に決定的な役割を果たしていることを報告して来た。今回申請者らはTFAM cDNAをアクチン遺伝子のプロモーターの下流に挿入したベクターを用いて、遺伝子導入し、ヒトTFAMを過剰発現しているトランスジェーニックマウスを作製した。アクチン遺伝子のプロモーターのヒトTFAM制御下にある影響で、ヒトTFAMは特に心筋と骨格筋に多く発現していた。このトランスジェーニックマウスを用いた部分心筋梗塞モデルでの、酸化ストレスの程度と各種の心機能・ミトコンドリア機能に対するTFAM過剰発現の影響を調べた。部分心筋梗塞を起こさせたコントロールマウスに比べ、TFAMトランスジェーニックマウスでは、(1)脂質過酸化反応物質に蓄積が3分の一であった。(2)ミトコンドリアDNA量は正常レベルを維持していた。(2)ミトコンドリア電子伝達系の活性もコントロールでは約50%まで減少していたのに対し、ほとんど正常レベルを維持していた。(3)TFAMトランスジェーニックマウスは部分心筋梗塞後も心機能が非常によく維持され、コントロールに比べ心拡大も軽度であった。(4)結果として、部分心筋梗塞後4週間の死亡率がコントロールが約30%であったのに対して、トランスジェーニックマウスでは0%であった。これらの結果はTFAMがミトコンドリアゲノムの安定性に重要な役割を果たしていることと、酸化ストレスからミトコンドリアゲノムを保護することは新機能の維持にも重要であることを個体レベルではっきりと示した。

水迷路試験を用いた学習記憶能カテストにおいて、このマウスは、2月齢の若年時には対照野生型マウスに比べ、試行エラー数に差が認められなかったが、6月齢では対照野生型マウスの約1/3に減少し、加齢に伴う学習記憶能力の低下の進行が明らかに抑制されていた。また加齢に伴う内臓脂肪の蓄積も野生型に比べ著明に低く、自発運動量においても有意な差が認められた。このように、TFAMによるミトコンドリアDNA保護は老化の進行を遅らせる効果があることが示され、ミトコンドリアDNAの老化進行への関与が示唆された。
社会資本整備の政策過程に関する政治経済学的分析

1 2001年4月より実施される財政投融資改革に向けて,現状での財投の存在意義を理論的に整理した。現状の財投の骨格は民間金融システムが未発達な状態に適合するように形成されてきた。金融自由化の進展によって,金融活動において政府の果たすべき役割が変質・縮小してきたなかで,財投が政策目的として正当化できる理由を検討し,(1)民間では不可能なリスク負担,(2)貸出市場での情報格差への対処,の2つにしぼられてきたことを明らかにしてきた。情報格差への対処法は,市場の状況により望ましい状況が異なることが理論的研究で示されており,現実で何が問題となっているのかを,より正確に把握する必要があることが示された。2企業統治理論を応用することにより,政府の内部組織の設計を論じる理論的枠組みを構築する研究をおこない,政府の規律づけの諸手段(情報の非対称性を減少させる,監視者を置く,インセンティブを与える,活動を制約する)の効果を検討した。具体的な行政改革の問題への応用として,公共事業への補助金がもたらす非効率性の問題を考察した。地方分権推進委員会の報告で,補助事業では個別補助金を限定して,適切な目的を付した統合的補助金を交付し,いわゆる個所付けを国がおこなわないことを基本とすることが提言された。この形態では,事業計画に同意する時点,配分枠を決定する時点と申請を受けて補助金を交付する時点の3時点で,国が干渉する余地が生じており,運用次第では,現状と同じほど国の関与が強くなるおそれがある。補助事業を,事業の実施を外部委託するという観点から見ると,なぜ個所付けの意思決定だけを委譲できるのかが明確ではない。地方でおこなう事業である以上,地方の財源によることが通常の形態であり,補助金をなくし,補助事業を直轄事業か地方単独事業に分類し直すことを必要であると結論づけられる。今年度は,新制度派経済学の接近方法を政府に適用することにより,政府統治の理論的整理をおこない,わが国の景気対策・行政改革の分析に応用することをおこなった。まず,政府の分析課題を,(1)政府の市場への介入の範囲を定める,(2)政府の意思決定を規律づけるの2つに分類し,前者を政府の理論,後者を政府統治の理論と対応づけた。これまで新制度派経済学は企業組織の分析に成果をあげてきており,企業の理論,企業統治の理論という研究分野が確立されている。これと並行的な形で整理を与えたことにより,現在開拓途上にある政府の研究の範囲と課題を明確にできた。政府統治の理論をわが国で進行中の行政改革に対して適用することにより,以下の2つの具体的問題点を指摘した。第1に,行政改革では行政に民間企業の経営手法を取り入れようとしているが,企業的手法を使うのが望ましい活動とそうでない活動を,的確に分離することが必要である。企業的手法が何らの留保なく政府の活動にも適用可能であるという前提にたった改革は,むしろ弊害をもたらす。また,1990年代のわが国の景気対策に対する分析をおこなった。景気循環を「市場の失敗」ととらえる,新しいケインズ経済学の視点を導入することにより,景気対策を資源配分機能に統合する理論的整理をおこなった。この整理により,現在,当初予算と補正予算で意思決定の二重基準が生じている弊害を是正することが可能となる。
金属酸化物ナノ結晶における電子-正孔捕獲の理論模型

プロジェクトの提案課題(1-3)に則して、以下に個別の結果をまとめる。1.手法の開発:HfO_2におけるカチオン欠陥と正孔との相互作用をモデル化するために、CONによるアプローチを拡張した。この手法は自由電荷キャリアの生成につながるカチオン欠陥からの正孔の熱的解放を記述することができる。そのような効果をモデル化できることは、光エレクトロニクスや光触媒への応用を伴うp型酸化物の性質を理解する上で重要である。本研究はNature Materialsへの投稿を準備中である。2.酸化物表面における電子-正孔捕獲:MgOの表面らせん転移による電子捕獲を、水素との相互作用を含めてモデル化してきた。これまでにない数の原子をフルに量子力学レベルで取り扱うために、埋め込みクラスタ法によるアプローチを用いた。これにより、転移が強力な表面電子トラップとして働くだけでなく、表面の水素が転移と出会うことによってプロトンと電子に解離することが示された。この予測はFritz-Haber研究所のH-J.Freund教授のグループによって最近行われた実験と一致する。3.酸化物界面における電子-正孔捕獲:正孔ドープされた条件でのHfO_2粒界の非平衡融解を分子動力学法によってシミュレーションした。このアプローチにより電気的なバイアス下でのHfO_2多結晶膜を突きぬける漏れ電流の効果をシミュレートできる。電流は温度上昇を引き起こし、酸素欠陥の拡散や、粒界の電気抵抗のスイッチングを引き起こす。これは不揮発性でエネルギー消費の少ない情報記憶デバイスへの応用に結びつく重要なテクノロジーである、酸化膜における抵抗スイッチングに対する直接的なモデルを与える。このように、本研究プロジェクトでは応用面と手法面の両方において多くの重要な結果を生み出すことに成功した。WPI-AIMRの職を辞するためプロジェクトを早期に終了することになったが、むこう数ヶ月のうちに本課題を謝辞に引いたインパクトの高い論文を多く出せると期待される。本課題の目的は、酸化物における電子捕獲に関する基礎的な諸問題に取り組み、実験グループとの共同研究を通して得られた結果を応用問題へと適用することである。初年度であるH22年度は方法論開発における重要な進展があり、いくつかの共同研究も行った。1.手法の開発i)酸化物界面の「焼き鈍し」における電荷平衡ポテンシャルをSiO_2,HfO_2およびZrO_2のモデルナノ結晶系に適用し、その妥当性を確認した。ii)圧縮されたナノ粉末中におけるMgOナノ結晶間界面の原子モデルを開発した。iii)密度汎関数法における自己相互作用を補正するためのCON法を実装し、MgO,HfO_2およびZrO_2への正孔の捕獲モデルへ適用した。2.酸化物表面における電子-正孔捕獲i)酸化物表面における欠陥とそこに吸着した金属原子との間の動的な電荷移動を理論的に記述した。この電荷移動が、表面科学に関連した複雑な非平衡拡散プロセスを引き起こしうることが明かになった。ii)理論計算によって、表面電子状態の観点から、圧縮されたMgOナノ粉末のスペクトル測定に対する説明を与えた。iii)絶縁体におけるレーザー刺激電界脱離に対する初めての理論モデルを開発し、実験結果の理解を進めた。iv)CON法を用いて、単斜晶系のHfO_2やZnO_2の低指数面におけるポーラロン的正孔捕獲や拡散を予測した。3.酸化物界面における電子-正孔捕獲i)HfO_2の粒界における電子-正孔捕獲特性の予測を用いて、誘電フィルムにおける漏れ電流の解釈を行った。ii)粒界の原子構造や電子状態に対する理論モデルを構築し、MgO双結晶に対するEELS測定の結果を説明した。

WPI-AIMRの職を辞するためプロジェクトを早期に終了することになったが、むこう数ヶ月のうちに本課題を謝辞に引いたインパクトの高い論文を多く出せると期待される。
伝達物質開口放出過程におけるCa^<2+>とG-蛋白の作用機序の解析

ニワトリ胚毛様体神経節の巨大シナプス前終末にたいし、ノルアドレナリンは、シナプス後細胞のアセチルコリン感受性を変えることなく、シナプス前終末からの伝達物質放出を促進する。この作用は、phentolamineやpropranololにより阻害されない。一方、ノルアドレナリンと同様の促進作用がアドレナリンやドーパミンにより認められた。しかし、normetanephrine, phenylephine, isoproterenolに効果は認められなかった。シナプス伝達がclonidineにより抑制されたので、α_2アドレナリン受容体を介する抑制機序があることが示唆される。以上の薬理学的性質から、伝達物質放出促進作用は、αアドレナリン受容体ともβアドレナリン受容体とも異なる未知の受容体を介することが示された。活動電位にともなうCa^<2+>上昇はノルアドレナリンにより抑制され、この抑制はphentolamineやyohimbineにより拮抗された。すなわちα_2アドレナリン受容体により活動電位依存性Ca^<2+>上昇が減弱する。しかし、α_2アドレナリン受容体抑制下においては、静止Ca^<2+>、活動電位依存性Ca^<2+>上昇ともに、ノルアドレナリンによる変化が認められなかった。ノルアドレナリンは、[Ca^<2+>]_0-放出関係を、最大値を変化させることなく、50%飽和Ca^<2+>濃度が減少するようにシフトさせる。すなわち、ノルアドレナリンは、開口分泌のCa^<2+>依存性メカニズムに作用し、そのCa^<2+>感受性を増大させる。しかし、ノルアドレナリンの増強作用は、先行する活動電位の有無に依存しないことから、シナプス小胞のリサイクル、分配、係留は修飾部位になり得ない。すなわち、シナプス小胞融合のCa^<2+>感受性が増大することがそのメカニズムである。細胞内Ca^<2+>センサー近傍の分子が修飾されることが強く示唆される。1.ニワトリ胚(孵卵14日)の動眼神経断端に種々の低親和性Ca^<2+>感受性蛍光色素を投与することにより、杯状シナプス前終末を選択的に標識した。1個のシナプス前終末から、活動電位に応答する細胞内Ca^<2+>濃度の変化をとらえた。3.活動電位にともなうCa^<2+>流入に引き続くCa-Green 5N蛍光の減衰速度は、fura-2蛍光の10倍以上早く、シナプス小胞近傍のCa^<2+>濃度を代表している可能性が示唆された。4.杯状シナプス前終末から伝達物質放出は、エンケファリンやノルアドレナリンにより修飾を受ける。これらは、シナプス前終末におけるCa^<2+>濃度上昇以後の開口放出機序を修飾している可能性が示唆される。5.上記研究をさらに発展させ、Ca^<2+>濃度-伝達物質放出の量的関係を明らかにする。修飾がCa^<2+>感受性を標的にしているのか開口放出の最大値を標的にしているのかを明らかにする。しかし、normetanephrine,phenylephrine,isoproterenolに効果は認められなかった。

シナプス伝達がclonidineにより抑制されたので、α_2アドレナリン受容体を介する抑制機序があることが示唆される。以上の薬理学的性質から、伝達物質放出促進作用は、αアドレナリン受容体ともβアドレナリン受容体とも異なる未知の受容体を介することが示された。活動電位にともなうCa^<2+>上昇はノルアドレナリンにより抑制され、この抑制はphentolamineやyohimbineにより拮抗された。すなわちα_2アドレナリン受容体により活動電位依存性Ca^<2+>上昇が減弱する。しかし、α_2アドレナリン受容体抑制下においては、静止Ca^<2+>、活動電位依存性Ca^<2+>上昇ともに、ノルアドレナリンによる変化が認められなかった。ノルアドレナリンは、[Ca^<2+>]_<0->放出関係を、最大値を変化させることなく、50%飽和Ca^<2+>濃度が減少するようにシフトさせる。すなわち、ノルアドレナリンは、開口分泌のCa^<2+>依存性メカニズムに作用し、そのCa^<2+>感受性を増大させる。しかし、ノルアドレナリンの増強作用は、先行する活動電位の有無に依存しないことから、シナプス小胞のリサイクル、分配、係留は修飾部位になり得ない。すなわち、シナプス小胞融合のCa^<2+>感受性が増大することがそのメカニズムである。細胞内Ca^<2+>センサー近傍の分子が修飾されることが強く示唆される。
釣竿効果の探求とマルチモーダル・インタラクティブ・タブレットへの応用

加わる力が時間的に変化する際に釣竿効果が顕著に生じることが明らかになったので、動的特性も含め、以下の要因について、触覚情報提示デバイスの設計に必要な知覚特性を収集した。(1)指のどこにどのような方法で力を加えると釣竿効果は顕著に生じるか?(2)刺激提示部を指でつまむ等で保持するときには、釣竿効果を感じやすい持ち方があるか?(3)静的で変化しない力は感じなくなってしまうので、力を時間的に変化させる必要があるが、釣竿効果を最も強く生じる力の変化の速さや周期、力の変化幅はあるか?(4)力は「竿」に相当する弾性のある樹脂板やゴム膜等を介在して指に伝えるが、釣竿効果を最も強く生じる「竿相当部材」の長さ、広さ、弾性係数、ヤング率はあるか?(5)前述したように指の皮膚の変形量や筋肉の伸縮量が力の知覚に関わるが、釣竿効果には皮膚の変形の仕方や筋肉の伸縮がどのように(どのような割合で)影響を及ぼすか?(6)上記の結果に個人差や体のコンディションによる違いがあるか?こうした心理学的要因に加えて、釣り竿効果に関与する物理的要因について以下の現象を実験的に検討した。(1)釣竿がしなった際に蓄えられる「弾性エネルギー」が相乗的に作用して力を増強する。(2)釣竿は長い「テコ」として機能して、先端に働く力が弱くても長い竿を用いると「力のモーメント」が大きくなるため、竿の根元近くを握る手に強い力が作用する。(3)釣り上げる際に「加速度」が必要なため、加速度を生じるための力が相乗して働く。(4)釣竿の振動が「共鳴」して振れが大きくなることを強い力として感じる。平成29年度前半に分析した以上の知覚的、物理学的要因に基づき、後半には、釣竿効果を生成する装置を試作し、(a)指に触覚情報法を提示する小型装置と(b)体全体に揺れを感じさせる椅子型装置を完成した。前半に行った知覚的、物理的要因の解明は順調に進み、釣竿効果に竿の共振現象と弾性エネルギーの蓄積と解放の動的特性が重要であることが明らかになった。この知見に基づき後半は釣竿効果で触覚情報を強調して提示する装置を試作した。指に触覚情報を提示する小型の装置と体全体を揺らす大型の椅子型装置の試作に着手したが、触覚情報を生成するための機構の基本設計が終わり、必要な部品を試作会社に発注し一部完成して組み立てに着手しているが、まだ完成しておらず、指に刺激を与える装置は指を速く動かしたときに追随して刺激を変えることができていない。また体全体を揺らす装置については機構を駆動するモータの速度と力が計画していた性能に至らず、駆動回路を修正しているところである。そのため年度末に予定していた国際会議(IEEE VR2018)での発表ができなかった。上述したように指に触覚情報を提示する小型の装置と体全体を揺らす大型の椅子型装置の試作が遅れており装置は未完のままである。体全体を揺らす装置については触覚情報を生成するための機構を見直して、機構を駆動するモータの速度と力を向上し、体の動きを検出するセンサと組み合わせて、体の動きと同期して力を加えることでアクティブに共振を生じて、釣竿効果によって揺れを増幅して、従来よりも小型消費電力の装置で体全体に強い揺れを感じさせるようにしたい。また手指に刺激を加える装置については、リニア送りねじ機構が遅く指の動きが速いときに追随できないため、モータ駆動の電圧を上げ、また指との距離を計測するTOFセンサに加えてモータの回転数を計測するロータリエンコーダを併せて使用することによって、指の素早い動きを正確に検出して遅延なく指に刺激を加えられるようにしたい。釣竿効果について心理学的実験を行い、動的な特性に関連した以下の要因について、触覚刺激の明瞭化に対する効果を評価し、触覚情報提示デバイスの設計に必要な知覚特性を収集した。(1)指のどこにどのような方法で力を加えると釣竿効果は顕著に生じるか?(2)刺激提示部を指でつまむ等で保持するときには、釣竿効果を感じやすい持ち方があるか?(3)静的で変化しない力は感じなくなってしまうので、力を時間的に変化させる必要があるが、釣竿効果を最も強く生じる力の変化の速さや周期、力の変化幅はあるか?(4)力は「竿」に相当する弾性のある樹脂板やゴム膜等を介在して指に伝えるが、釣竿効果を最も強く生じる「竿相当部材」の長さ、広さ、弾性係数、ヤング率はあるか?(5)前述したように指の皮膚の変形量や筋肉の伸縮量が力の知覚に関わるが、釣竿効果には皮膚の変形の仕方や筋肉の伸縮がどのように(どのような割合で)影響を及ぼすか?(6)上記の結果に個人差や体のコンディションによる違いがあるか?こうした心理学的要因に加えて、ニュートン力学の範囲で説明できる物理学的効果について、以下の要因が釣竿効果にどのように影響するか実験的に検討した。

(4)釣竿の振動が「共鳴」して振れが大きくなることを強い力として感じる。以上の物理学的要因で触覚刺激の増強に有効なものを、触覚情報提示装置の中で利用するようにした。上述した各種の心理実験を順調に終え、釣り竿効果によって触覚刺激を明瞭化した触覚情報提示装置を試作するのための基礎データが次のように得られた。またこの基礎データに基づき各種装置の試作に着手した。試作した装置を使って、釣り竿効果の検証を進めており、その評価結果に基づき試作装置を29年度に改良して行ける目途が立った。(1)釣り竿のしなりによって弾性エネルギーが蓄積され、それが触覚刺激を増強していることが明らかになった。そこで弾性エネルギーにエネルギーを蓄積してそれを開放することによって触覚刺激を増強する機構を持った触覚刺激提示装置を試作した。またこの成果を国際会議VR2017で発表した。(2)釣り竿を動かす運動に対して遅延なく触覚フィードバックが加わることが重要であることが明らかになった。そこで素早い指の運動を遅延なく計測するための独自のセンサを開発した。心理学実験により遅延を10ミリ秒以下に抑えることが重要であることが分かったが通常のカメラで指の運動を撮影すると最短でも遅延は30ミリ秒生じてしまう。高速カメラを使えば遅延は短くできるが、コストがかかり、また強い照明光が必要になる。そこでコストが低く、暗い照明下でも高速に手指の運動を計測できるマウスのセンサを使用した独自の指運動計測装置を製作し、その効果を確認した。この成果についてもVR2017で発表した。加わる力が時間的に変化する際に釣竿効果が顕著に生じることが明らかになったので、動的特性も含め、以下の要因について、触覚情報提示デバイスの設計に必要な知覚特性を収集した。(1)指のどこにどのような方法で力を加えると釣竿効果は顕著に生じるか?(2)刺激提示部を指でつまむ等で保持するときには、釣竿効果を感じやすい持ち方があるか?(3)静的で変化しない力は感じなくなってしまうので、力を時間的に変化させる必要があるが、釣竿効果を最も強く生じる力の変化の速さや周期、力の変化幅はあるか?(4)力は「竿」に相当する弾性のある樹脂板やゴム膜等を介在して指に伝えるが、釣竿効果を最も強く生じる「竿相当部材」の長さ、広さ、弾性係数、ヤング率はあるか?(5)前述したように指の皮膚の変形量や筋肉の伸縮量が力の知覚に関わるが、釣竿効果には皮膚の変形の仕方や筋肉の伸縮がどのように(どのような割合で)影響を及ぼすか?(6)上記の結果に個人差や体のコンディションによる違いがあるか?こうした心理学的要因に加えて、釣り竿効果に関与する物理的要因について以下の現象を実験的に検討した。(1)釣竿がしなった際に蓄えられる「弾性エネルギー」が相乗的に作用して力を増強する。(2)釣竿は長い「テコ」として機能して、先端に働く力が弱くても長い竿を用いると「力のモーメント」が大きくなるため、竿の根元近くを握る手に強い力が作用する。(3)釣り上げる際に「加速度」が必要なため、加速度を生じるための力が相乗して働く。平成29年度前半に分析した以上の知覚的、物理学的要因に基づき、後半には、釣竿効果を生成する装置を試作し、(a)指に触覚情報法を提示する小型装置と(b)体全体に揺れを感じさせる椅子型装置を完成した。前半に行った知覚的、物理的要因の解明は順調に進み、釣竿効果に竿の共振現象と弾性エネルギーの蓄積と解放の動的特性が重要であることが明らかになった。
骨芽細胞におけるPTHrP産生とビタミンDによる調節

ヒト骨肉腫由来骨芽細胞様株細胞Saos-2細胞より軟寒天培養法を用いて副甲状腺ホルモン関連蛋白(PTHrP)を高産生するクローンを6コ得た。このうち、安定してPTHrPを高産生するクローンをE5と名付け、実験を行い以下の結論を得た。1.細胞数を測定して増殖曲線を作製し、Saos-2細胞とE5細胞間に差のないことを認めた。2.培養上清中のPTHrPをIRMA法で測定し、E5細胞はSaos-2細胞より約4.6倍高濃度のPTHrPを産生していることを確認した。3.E5細胞においてPTHrP産生は、対数増殖期(培養10日まで)には増加し(2.4倍)、その後減少した(0.24倍)。4.PTHrPの産生は10-8M1,25(OH)2D3添加により、増加する傾向が見られ、14及び17日目において有意に増加した(1.9倍,3.2倍)。5.本細胞におけるPTH/PTHrP受容体の発現をRT-PCRにて確認した。6.10-8M1,25(OH)2D3添加により、ビタミンD応答配列(VDRE)を用いたレポーター活性が2.6倍に高められ、ビタミンD受容体(VDR)発現ベクターの導入により5.9倍に誘導された。Saos-2細胞では、それぞれ、4.7倍、5.9倍であった。7.ヒトPTHrP遺伝子プロモーター上のputative negative VDRE(GGGTGAggaaGGGTGT)の機能を検討したところ、Saos-2細胞において抑制反応は見られなかった。一般に、活性型ビタミンDはnegative VDREを介して、PTHrPの産生を抑制すると考えられ、実際、ラットにおいてPTHrP遺伝子のnegative VDREが報告されている。しかし、ラット胎児長管骨において、ビタミンDによりPTHrP分泌が上昇したとの報告もあり、ビタミンDとPTHrP産生についてはさらに検討する必要がある。
情報検索とウェブアーカイブにおけるマイニング

「Web履歴ブラウザのフレームワークに関する研究」Webページの履歴をWebアーカイブから取得し、過去からの変化を受動的に閲覧することが可能なシステムを作成した。同システムではさらにキーワードによる検索を行うことで、そのキーワードを含む履歴のみの閲覧を行うことも可能である。ユーザによる評価を行い、有効性を検証した。「新しい情報へのアクセスを容易にするWebブラウザに関する研究」ユーザが過去に閲覧したことがあるコンテンツを再度閲覧する際に、どの部分が新しいか、また、どのリンクから新しい情報が得られるかを視覚的に提示するシステムを作成した。システムではユーザの閲覧履歴として訪れたページのURLやその時のページ内容を個人のアーカイブとして保存しており、それを利用している。「ソーシャルブックマークシステムを利用したWeb検索の改良」ソーシャルブックマークシステムでは多くの人がWebページのブックマークを行っており、それら全てにはブックマークされた日時が付加されている。その上オフを利用すれば、ある時点においてそのページがどの程度注目されていたかを求めることが可能となる。そのような情報を利用して、Web検索の結果に含まれるページが、現在どの程度注目されているのか、過去のある時点でどの程度注目されていたのか、過去から継続的に注目されているページであるのかなどの情報を付加することで、Web検索の改良を行った。「事実や評判の時間変化提示に関する研究」ある事実や評判を表す文が与えられたときに、Webアーカイブのデータを利用して、その事実や評判の時間的な変遷を提示する手法について研究を行った。「Eラーニングシステムにおける検索に関する研究」Eラーニングの教材に対する検索において、教材の一部が検索結果とされた時に、その部分を理解するために必要な別の部分を発見するための研究を行った。昨年度は、私は過去のWebページに対するインタラクション手法を提案ずることに取り組みました(HT 2009)。この研究において、私は、任意のWebページの一連の過去のバージョンをウェブアーカイブから抽出した上で、その内容の変遷を視覚化するためのアプリケーションを構築しました(WWW2009)。このアプリケーションはページの内容の変化と時間からなる2次元のグラフの中にページの過去のバージョンを配置します。同時に、過去のWebページにある原文の内容から、その時点において顕著なキーワードを抽出します。具体的には、過去のページの中に現れる頻度と掲載時間の長さを考慮することによって、そのようなキーワードを引き出します。もう一つの研究において、私はGoogle News Archiveのようなオンラインニュースアーカイブから、そしてウェブ検索エンジンから、ユーザーが検索語について将来に関連する情報を得る手法を提案しました(JCDL2009)。この手法はユーザーの検索語に関連した将来に関する情報を集めた上で不要な情報を除去することにより、将来イベントの要約を示すことができます。この手法がユーザーが検索語に関連した重要な将来イベントを理解することを助けた結果、ユーザーは得た知識を利用して自分のとるべき行動を決めることができます。なお、このアプローチの一部は、検索語に関する過去の新聞記事掲載数のピークの周期パターンを見つけ出すことを基にしています。さらに、私はWikipediaの記事から専門用語を見つけ出すことで、専門領域ごとの知識を抽出する研究に取り組みました(DASFAA2009)。Wikipediaの記事はあらゆる事象に関する詳細な情報を含んでいて、知識を得るために利用できます。この研究では、Wikipediaの知識を、ウェブページの品質を推定するために、また、専門性と読みやすさのレベルを評価するために利用しました。
顕微分光法を用いたマイクロ触媒反応器の解析

マイクロ触媒化学プロセスに関する反応工学の展開のために、分光学的手法を駆使した反応系のin situ解析を行った。微少領域の測定のため、赤外から紫外にわたる顕微分光法を開発して、反応条件下での触媒反応の解析を行った。基礎的研究として、多相系反応器の解析のためのシミュレーションを一部タイ国との国際共同研究として行ない、ガイドライン構造による有機・水2相層流の形成について検討した。一方、気相触媒反応系の顕微分光手法の実験的検討として、反応中のスペクトル測定を試みた。プロパンとシクロヘキサンの脱水素反応を行い、紫外分光と赤外分光を併用して反応経路および触媒上の活性点について検討を行った。マイクロ触媒化学プロセスに関する反応工学の一層の展開のためには、分光学的手法を駆使した反応系のin situ解析が不可欠である。しかし、マイクロ反応器のような微少領域への分光学的手法の適用は通常の分光器では非常に困難である。そこで、本研究では、赤外から紫外にわたるin situ顕微分光法を駆使して、微少領域における反応条件下での触媒中間種の特定と動的特性の把握、反応器形状がそれらに及ぼす影響を解明し、しいては新しいマイクロ触媒反応工学の新展開に資することを目的とする。本年度は基礎的研究として、多相系反応器の解析のためのガイドライン構造の実験的検討とシミュレーションを一部タイ国チュラロンコン大学との国際共同研究として行なった。ガイドライン構造による有機・水2相層流の形成が、反応を促進することを実験的に明らかにし、流体シミュレーションにより安定化の様子を詳細に検討した。一方、気相触媒反応系の顕微分光の実験的検討として、1)本補助金により顕微紫外分光光度計を購入し、シリコン基板上にマイクロチャネルを作成し、その表面に触媒を調整した測定用マイクロセルの試作を行った。フォトリソグラフィーの手法を援用してマイクロチャネルを作成し器壁表面に坦持白金触媒を調製した。石英製の窓板で系を閉じ、反応ガス流通用のキャピラリーを設置して測定セルとした。平板状ヒーターで測定ステージ上で加熱する工夫をし、反応中のスペクトルを測定できる体制を整えた。大震災の影響で機器の納入・稼働が遅れたため本格的な測定には至っていない。2)先行している顕微赤外分光の応用については、実際にプロパンとシクロヘキサンの脱水素反応を行い、π-アリル種を観測することに成功した。これらの知見は、マイクロチャネルを触媒反応器として応用するために不可欠な基礎的知見であり、反応機構の解明や、触媒を含めた反応器構造の最適設計への活用が期待される。そこで、本研究では、赤外から紫外にわたるin situ顕微分光法を駆使して、微少領域における反応条件下での触媒中間種の特定と動的特性の把握、反応器形状がそれらに及ぼす影響を解明することを目的とする。平成25年度は、1)顕微紫外分光法の応用について優先して検討をおこない。シリコン基板にフォトリソグラフィーの手法でマイクロチャンネルを作成し、この表面に坦持白金触媒を調製した試料を用い、石英製の観察用窓板を装着することで紫外分光用セルとした。非共役のメチルシクロヘキサジエンの脱水素反応を実施し、共役した中間体を補足することに成功した。また、分光分析中に脱水素生成物としてトルエンが生成することを定性的ながら確認した。2)顕微赤外分光法による触媒の表面解析を計画1)と連動させるため、非共役メチルシクロヘキサンの反応に切り替え、1)と同構造で窓板をKBr製とした赤外分光セルを用いて、πーアリル中間体の生成を観察することができた。3)流路構造が流動特性および反応特性に及ぼす影響について実験および流動状態の流体シミュレーションによる検討を一部、国際共同研究としておこない。液多相触媒反応系におけるガイドライン構造や表面処理の影響等について流体シミュレーションによる検討を行い、反応器表面のシラン処理による安定化について検討した。マイクロ化学プロセスの実用化に向けた新しい工学の展開が急務とされている。我々は、1)反応器壁への触媒の調製と2)液多相触媒反応系における相間移動触媒の相分離・回収について、反応工学の視点から検討してきた。マイクロ触媒化学プロセスに関する反応工学の一層の展開のため、分光学的手法を駆使した反応系のin situ解析が不可欠である。そこで、赤外から紫外にわたるin situ顕微分光法を駆使して、微少領域における反応条件下での触媒中間種の特定と動的特性の把握、反応器形状がそれらに及ぼす影響を解明することを目的とした。24年度は1)顕微紫外分光法の応用について優先して検討した。

シリコン基板にフォトリソグラフィーの手法でマイクロチャンネルを作成し、この表面に坦持白金触媒を調製した触媒を用い、炭化水素の脱水素反応系をモデルに反応中の触媒表面の観察について実験的検討を行った。その結果、反応中の表面吸着種の捕捉に成功し、国際会議(RSCE)および化学工学会においてその詳細を公表した。2)顕微赤外分光法による反応中の触媒の表面解析を継続し、分光測定時の反応生成物の解析を行うことに成功した。吸着種量と反応速度の関連について議論を行い、その詳細を化学工学会にて公表した。3)流路構造が流動特性および反応特性に及ぼす影響について実験および流動状態の流体シミュレーションによる検討を一部、国際共同研究として継続した。液多相触媒反応系におけるガイドライン構造や表面処理の影響等についてのシミュレーション結果を国際会議(ISCRE)ならびに論文として公表した。こうした成果は、マイクロ触媒反応器を応用したプロセス設計とプロセス強化に大きく資するものでありその工学的意義は大きいものと自己評価している。マイクロ触媒化学プロセスに関する反応工学の展開のために、分光学的手法を駆使した反応系のin situ解析を行った。微少領域の測定のため、赤外から紫外にわたる顕微分光法を開発して、反応条件下での触媒反応の解析を行った。基礎的研究として、多相系反応器の解析のためのシミュレーションを一部タイ国、チュラロンコン大学との国際共同研究として行ない、ガイドライン構造による有機・水2相層流の形成と安定性について検討した。入り口から出口までの平行流の安定した形成は、分離プロセスが不要となることから、プロセス強化(PI)に寄与することが期待される。一方、気相触媒反応系の顕微分光手法の実験的検討として、反応中のスペクトル測定を試みた。フォトリソグラフィーでシリコン基板上に作成したマイクロ触媒反応器のチャンネル表面に担持した白金触媒について、1-メチル-1,4-シクロヘキサジエンの脱水素反応をモデルとして、顕微赤外分光法と顕微紫外分光法を併用して、反応が進行中の触媒表面の活性中間体についての解析を行った。出口成分をガスクロマトグラフィで分析し、反応の進行状況を確認しつつ、吸着中間体の観察を行った。反応はπーアリル中間体(顕微赤外分光)および共役ジエン(顕微紫外分光)を経由して進行し、繰り返し反応が進行し、活性が持続するする活性点と重合反応を経由して、失活する活性点が存在すると推定した。通常の分光装置では観測不可能な微小領域の反応中の分光測定を可能とした点は、マイクロ触媒化学プロセスの反応工学の新展開を図る上で重要な知見である。26年度が最終年度であるため、記入しない。触媒反応工学26年度が最終年度であるため、記入しない。ガイドライン構造による多相層流の安定化とシミュレーション、および、顕微赤外分光法による微小領域における触媒表面のin situ観察については、ほぼ予定通りに進展している。ただし、顕微紫外分光法の応用については、大震災の影響により、機器の納入時期が遅れたため、計画よりやや遅れて進展している。
統合失調症リスク遺伝子miR-137の機能解析

最近の全ゲノム関連解析により、脳に高発現しているmicroRNA-137(miR-137)が統合失調症と関連することが示唆されている。さらに、統合失調症と関連が示唆されているCSMD1、C10orf26、CACNA1C、TCF4はmiR-137の標的遺伝子として報告されている。本研究では、神経細胞の分化におけるmiR-137とその標的遺伝子の役割について解析を行った。その結果、神経細胞の分化に伴い、miR-137の発現量は増大したが、分化との関連については認められなかった。またmiR-137は神経細胞のCSMD1、C10orf26、CACNA1C、TCF4の発現を制御しないことが示唆された。統合失調症は特有の症状によって規定される多因子性の症候群であり、家族集積性が高く、遺伝要因と環境要因の両方によって発症すると考えられているが、その発症機序はいまだ不明のままである。本研究では、統合失調症の全ゲノム関連解析によって見出されたmicroRNAとしてmiR-137の細胞レベルでの発現変動およびその機能について検討した。また、統合失調症と関連が示唆されているCSMD1、C10orf26、CACNA1C、TCF4がmiR-137の標的遺伝子として報告されていることから、統合失調症におけるこれら遺伝子の作用機序の解明を行うことを目的として検討を行った。ヒト神経芽細胞株SH-SY5Y、ヒト神経膠芽腫細胞株A172等の複数のヒト神経系細胞株やリンパ芽球を用いてmiR-137の発現レベルを調べたところ、SH-SY5Y細胞に高発現していることが確認された。SH-SY5Y細胞はビタミンA誘導体であるレチノイン酸(RA)によるプライミング後、BDNFで刺激すると突起伸展を観察することができる。この実験系においてmiR-137の発現変動を調べたところ、突起進展が進むとmiR-137発現は増大した。この結果を受けて、miR-137の標的遺伝子でかつ発現が認められたC10orf26、CACNA1C、TCF4についてmiR-137と同時に発現変動を調べた。その結果、miR-137発現が増大する前にC10orf26、CACNA1C、TCF4発現が低下することから、本実験系ではC10orf26、CACNA1C、TCF4はmiR-137の標的遺伝子ではないことが示唆された。さらに、miR-137発現をノックダウンして突起進展との関連を検討したが、その影響は認められなかった。以上の結果からSH-SY5Y細胞のRA/BDNFによって誘導される突起進展にmiR-137は関与しないことが示唆された。平成25年度にはヒト培養神経細胞におけるmiR-137とRA/BDNFで誘導される突起進展との関与について検討を行ったが、平成26年度はマウス初代神経細胞におけるmiR-137と細胞の増殖、分化(突起進展)との関与について検討を行った。C57BL/6Jマウス胎児大脳皮質由来神経細胞を14日間培養し、miR-137の発現変動を定量PCRにより調べたところ、培養日数が増えるとともにmiR-137発現も増大し、分化の指標となる突起進展も起きることが認められた。さらに、miR-137の標的遺伝子とされるCsmd1、Cacna1c、Tcf4、D19Wsu162e(ヒトではC10orf26)の発現変動についても検討した結果、Csmd1およびCacna1cは培養日数が増えると発現量が増大し、Tcf4およびD19Wsu162eについては発現量に変化は認められなかった。これらの結果より、マウス初代神経細胞においてmiR-137と突起進展との関連については不明なままであるが、miR-137と標的遺伝子の関連は認められないことが示唆された。近年、microRNAは疾病マーカーとしての可能性を示唆する論文が多数報告されていることから、平成26年度の新たな研究としてヒト血漿中のmiR-137の測定を試みた。ヒト血漿から専用のmicroRNAを抽出するキットを用いてトータルmicroRNAを抽出し、内部標準として用いられるmiR-16とmiR-137を定量PCRで測定したところ、miR-16は感度良く測定できたがmiR-137は測定できなかった。以上のことから、miR-137は統合失調症の疾病マーカーとして活用することは難しいことが示唆された。

医歯薬学ヒトやマウスの培養神経細胞において、miR-137がCSMD1、C10orf26、CACNA1C、TCF4や予測される他の標的遺伝子の発現を抑制しているかどうか、miR-137発現調節を行い評価すること、また、miR-137やその標的遺伝子が神経細胞の増殖、分化(突起進展)に関与するかどうかを検討することが目標であった。ヒト培養神経細胞SH-SY5YにmiR-137やC10orf26、CACNA1C、TCF4の発現が確認できたことから、本細胞を用いて検討を進めることとした。SH-SY5Y細胞はRA/BDNF刺激をかけると突起進展が起きることから、その前後でmiR137やC10orf26、CACNA1C、TCF4の発現変動を定量PCRにより調べた。その結果、miR-137発現が増大する前にC10orf26、CACNA1C、TCF4発現が低下し、C10orf26、CACNA1C、TCF4はmiR-137の標的遺伝子ではないことが示唆された。さらに検証を進めるために、miRCURY LNA Inhibitorを用いたmiR-137ノックダウン系を構築し、miR-137の発現抑制が突起進展に影響するかどうかを検討した。RAプライミング後、BDNF刺激前後でmiR-137発現をノックダウンして突起進展の観察を行った結果、miR-137の発現を抑制しても突起進展は引き起こされた。また、SH-SY5Y細胞の増殖にmiR-137の発現抑制は影響しなかったことから、SH-SY5Y細胞においてmiR-137は増殖やRA/BDNFで誘導される突起進展に関与しないことが示唆された。以上のことから、ヒト神経培養細胞においてmiR-137とRA/BDNFで誘導される突起進展との関与やmiR-137と標的遺伝子の関連は認められなかったが、平成25年度に予定していた研究がおおむね達成されたと考えている。ヒト神経培養細胞SH-SY5YにおいてmiR-137とRA/BDNFで誘導される突起進展との関与やmiR-137と標的遺伝子の関連は認められなかったが、マウス初代神経細胞での検討を行い、神経細胞の増殖、分化(突起進展)とmiR-137の関与について結論を出したい。また、神経系におけるCSMD1、C10orf26、CACNA1C、TCF4以外のmiR-137の標的遺伝子の探索についても試みたいと考えており、マウス初代神経細胞のmiR-137の発現制御を行った試料でマイクロアレイに供し、標的となる候補遺伝子の選定と解析を進めていきたい。最近のmicroRNA研究においては、その役割として標的遺伝子のmRNAの切断や分解よりも翻訳阻害の方が大きいと言われている。平成25年度に行った実験系では、定量PCRでの解析を中心に進めていたが、タンパク質発現レベルでの検討も必要であることが考えらえる。今後進めていく予定であるマウス初代神経細胞系では標的遺伝子とそのタンパク質発現レベルについても検討していきたい。近年、microRNAと疾患との関係が注目を集めており、癌などについては疾病マーカーとしての可能性を示唆する論文が多数報告されている。研究協力者である橋本亮太准教授は、動物・細胞レベルの最新の知見に基づいてヒト脳機能の分子機構を解明することを目的とし、遺伝子と広範なヒトの表現型の関連を検討するヒト脳表現型コンソーシアムを運営しており、統合失調症患者および健常者由来血液サンプルを収集している。これらの臨床サンプルを用いて統合失調症の疾病マーカーになるかどうかを検討することが可能である。血漿中のmiR-137を測定できるかどうか、測定できた場合、統合失調症の疾病マーカーとして有用かどうかについても検討を行っていきたいと考えている。
ランダムな解析関数の零点過程の研究

ランダム行列の固有値に代表されるランダムな多項式(解析関数)の零点は複素平面内のランダムな点配置を与える。これは、平面内に一様分布に従って、点をばらまいた時に得られるいわゆるポアソン点配置とは性質が異なり、お互いの点が反発的であるような点配置となる。本研究ではこの二つの点過程の性質の違いを明らかにする研究を行った。ランダム行列の固有多項式はランダム解析関数(多項式)の重要な例である.特にその零点過程はランダム固有値をあらわす.ランダム行列の固有値は古くから多くの研究があるが,本研究では特にガウス型ランダム行列の固有値をプロトタイプとする行列式点過程の研究とその視点を強調しながらのランダム解析関数の零点過程の研究を目指すものである.(1)ランダム行列の固有値の分布に関する研究.特に中心極限定理と大偏差原理に関する研究.(2)行列式点過程の一般化に関する研究.特にα行列式の性質とα行列式点過程に関する研究.(3)ガウス型解析関数の時間発展に関する研究.(4)あるガウス型ランダム解析関数の零点過程の研究.などについて研究することを目標とする.ランダム行列の固有値に代表されるランダムな多項式(解析関数)の零点は複素平面内のランダムな点配置を与える。複素正方行列で各成分が独立な標準複素ガウス分布に従うランダム行列を考えると,その固有値はランダムな解析関数(固有多項式)の零点であるが,これは回転に関して不変な分布をもつ複素平面内の零点過程を定める.このランダムな点過程について,ランダム行列のサイズを無限大とすると適当なスケール極限のもと固有値の経験分布が単位円内の一様分布に収束するが,スケールをかえずに点過程として考えると,サイズを無限大とする極限で平行移動と回転に関して不変な複素平面内の点過程に収束することが知られている.この点過程はこれまで研究してきた行列式点過程の一例であり,そのパラメーターとなる積分核は指数核である。この複素平面内の行列式点過程に対して,半径rの円内にある点の個数を数える確率変数N(r)は基本的で重要な量であるが,これは行列式点過程を定める指数核を半径rの円内に制限した積分作用素の固有値によってパラメーター付けられるベルヌイ確率変数の和になることが示される.この事実から確率変数の族{N(r),r>0}に対する大偏差確率のレート関数がポアソン点過程に対する同様の大偏差原理にあらわれるレート関数の積分の形であらわすことができることを導き,大偏差原理を証明した.このことにより独立な標準複素ガウス確率変数を係数とするランダム幕級数の零点について既に得られている結果と同じオーダーであることが示された.Ginibreランダム点過程は複素平面における点過程の中で平行移動と回転に関して不変な過程の重要な一例であり、複素正方行列で各成分が独立な標準複素ガウス分布に従うランダム行列の固有多項式、つまりランダムな解析関数の零点過程の行列サイズ無限大の極限として得られるものである。この点過程は指数核の行列式を用いて相関関数があらわされる行列式点過程の典型的な例であり、また物理的には特別な温度における2次元の電荷のモデルとして知られ、その詳しい性質を調べることには意味がある。昨年度までの研究で、Ginibreランダム無限大での極限の様子を大偏差原理の立場から調べ、大偏差のオーダーが無相関のポアソン点過程であらわれるものとは違うことを示し、さらにその漸近係数をレート関数の形で完全に決定した。同様に同じ量の分散が半径の1/2乗分退化していることも示した。今年度はその角度に付随する振動項との積としてあらわされる統計量とその摂動に関する分散の漸近挙動を調べて、同様の退化があらわれることを示した。この結果とその一般化は、Ginibre点過程を可逆測度とするダイナミクスを無限次元の確率微分方程式の立場から定義する際、そのドリフト項を制御するために必要となる重要な評価である。正方行列の各成分が独立同分布な標準複素ガウス分布に従うランダム行列の複素固有値は,複素平面上のランダムな点配置(点過程)と捉えられる.この点過程は回転に関して不変であり,さらに行列のサイズを無限大にした極限点過程はジニブル点過程と呼ばれ,回転不変かつ平行移動不変な行列式点過程の構造を持つことが知られている.ジニブル点過程は複素平面上の標準複素ガウス分布に関する二乗可積分な関数空間を基礎として複素指数核をパラメータの積分核とする行列式点過程となるが,このジニブル点過程に対して,固有値の絶対値のべきとその角度に付随する振動項との積としてあらわされる関数に対する線形統計量とその摂動に関する分散の漸近挙動を調べた.また,非衝突一次元ブラウン運動(ダイソンモデル)を代表例とする,行列式点過程を不変にする多くの時間発展のモデルが,非対称な積分核を用いた行列式点過程であらわされることが発見されて以来活発な研究がなされている.

これらのモデルに共通な性質を抽象して,有限底空間の場合に,ある特別な性質をもつ非対称積分核によって定義される行列式点過程が,対称積分核で定義された行列式点過程の場合とほぼ同様の枠組で論じることができることを確かめて,その基本的な性質を調べた.また,そのことを利用して,ある有限平面グラフのクラスに対して,そのグラフの全域木全体からなる集合上の一様分布を定常分布とする,ある非対称積分核から定まる時間発展の例を構成することを試みた.正方行列の各要素が独立な標準複素ガウス分布に従うとき,その固有値のなす複素点過程のn点相関関数は行列式で記述される.ジニブル点過程はこの点過程を定める行列のサイズを無限大にして得られる点過程である.特にこの極限でn点相関関数の行列式構造は保たれて行列式点過程の重要な一例を与える.つまり,ジニブル点過程は,標準複素ガウス測度に対する二乗可積分な正則関数のなす再生核ヒルベルト空間に対応する行列式点過程ということができるが,この立場からこの点過程は拡張することが可能であり,ジニブル点過程に類似のジニブル型行列式点過程を導入した.2次元で定数磁場をもつシュレーディンガー作用素(ランダウハミルトニアン)は無限多重度の固有値のみをもつことが知られており(ランダウレヴェル),標準複素ガウス測度に対する二乗可積分な正則関数のなす再生核ヒルベルト空間は,その最低固有値に対応する固有空間と同一視することができる.最低固有空間以外の各固有空間について行列式点過程を対応させたものをジニブル型行列式点過程として導入した.昨年度までの研究でジニブル点過程の線形汎関数がもつある種の退化性を詳しく調べたが,今年度の研究では拡張されたジニブル型行列式点過程について同様の計算を行ない,特に漸近分散のオーダは漸近定数を除いてジニブル型ですべて漸近平均の平方根になることを示した.また,において正射影作用素に付随する,平行移動と回転に関して不変な行列式点過程の円内の点の個数を数える確率変数についても漸近分散を調べて退化性をあらわすことを示した.
ヒアルロン酸/CD44/MEK経路遮断による悪性胸膜中皮腫治療の開発

悪性胸膜中皮腫の胸水はヒアルロン酸が高値である。ヒアルロン酸はCD44のリガンドでもあり、本研究はヒアルロン酸合成酵素(HAS)阻害剤、MEK阻害剤の抗腫瘍効果を評価した。一部の細胞でHAS阻害剤の効果を認めなかったが、HAS阻害剤、MEK阻害剤は濃度依存性の抗腫瘍効果を認めた。MEK阻害剤はERKのリン酸化を阻害し、CD44の発現を濃度依存性に減少させた。HAS阻害剤、MEK阻害剤単剤投与ではそれぞれ未治療群と比較し、皮下腫瘍の増大抑制を認めた。2剤併用では単剤投与群と比較し有意に皮下腫瘍の増大抑制を認めた。悪性胸膜中皮腫細胞株に対するヒアルロン酸合成酵素阻害剤(4-MU)、MEK阻害剤による抗腫瘍効果の確認(a)WST-8による薬剤抗腫瘍効果測定悪性胸膜中皮腫細胞株H2052でヒアルロン酸合成酵素阻害剤、MEK阻害剤の抗腫瘍効果を確認済みである。そのため、残り中皮腫株4種で薬剤感受性をWST-8にて評価した。H211ではヒアルロン酸合成酵素阻害剤の効果を認めなかったが、H28, H226, H2452でIC50は110-154uMであった。MEK阻害剤については、当初Selumetinib (AZD6244)を使用していたが、より効果的なTrametinibに変更した。5種類の中皮腫はIC50 0.5-44μMであった。ヒアルロン酸合成阻害やMEK阻害においては下流の活性が変化すると予想される。その変化を抗体を用いて検証した。TrametinibはERKのリン酸化を72時間阻害し、CD44の発現を濃度依存性に減少させた。また、CD44の発現はTrametinibによるERKのリン酸化抑制の48-72時間後に減少した。(a)WST-8による薬剤抗腫瘍効果測定:悪性胸膜中皮腫細胞株でヒアルロン酸合成酵素(HAS)阻害剤、MEK阻害剤の抗腫瘍効果をWST-8にて評価した。H211ではHAS阻害剤の効果を認めなかったが、H28, H226, H2052, H2452で濃度依存性の抗腫瘍効果を認め、IC50は110-154uMであった。(b) Western blot:TrametinibはERKのリン酸化を72時間阻害し、CD44の発現を濃度依存性に減少させた。CD44の発現はTrametinibによるERKのリン酸化抑制の48-72時間後に減少した。また、TrametinibによりFra-1の発現が抑制されたことから、それがCD44発現減少につながったと推察される。HAS阻害単剤によるCD44の発現の変化は認められなかった。(c)動物実験:マウスの皮下に悪性胸膜中皮腫細胞株を接種し、皮下腫瘍を形成させた動物モデルを用いて、HAS阻害剤単剤、MEK阻害剤単剤、およびHAS阻害剤/ MEK阻害剤併用での抗腫瘍効果を比較検討した。HAS阻害剤単剤、MEK阻害剤単剤投与ではそれぞれ未治療群と比較し、皮下腫瘍の増大抑制を認めた(MEK阻害剤vs. control, P < 0.0001; HAS阻害剤vs. control, P < 0.01)。2剤併用では単剤投与群と比較し有意に皮下腫瘍の増大抑制を認めた(併用vs. MEK阻害剤単剤, P < 0.01;併用vs. HAS阻害単剤, P < 0.0001 )。皮下腫瘍の免疫染色においてリン酸化ERKは未治療群と比較し、HAS阻害剤単剤、MEK阻害剤単剤、2剤併用投与群で有意に抑制されていた。また、PD-L1発現は未治療群と比較し、HAS阻害剤単剤で発現が増加し、2剤併用投与群においてはHAS阻害剤単剤群よりも強発現となった。呼吸器外科計画に沿い実験が進み、ヒアルロン酸合成酵素阻害剤、MEK阻害剤の悪性胸膜中皮腫細胞株に対する抗腫瘍効果およびシグナル伝達への作用が確認出来た。計画に基づきマウス皮下腫瘍モデルでのヒアルロン酸合成酵素阻害剤、MEK阻害剤の悪性胸膜中皮腫細胞株に対する抗腫瘍効果検証実験を進める。in vitroでの実験が順調に進み、実験計画において経費が当初の見込みより少なくて済んだため。次年度では学会発表や論文作成費用に充てる見込みである。