hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周ポケットの形成機序とその予防

本研究の目的は,ラットを用いて歯周ポケット形成モデルを確立し,ポケット形成の機序を解明すること,および歯肉への機械的刺激が歯周ポケットの形成を抑制できるかどうかを検討することである。平成13年度は,ラットの歯周ポケット形成モデルを確立した。菌体内毒素(LPS)と細菌由来プロテアーゼを1日1回,上顎臼歯口蓋側歯肉溝に単独または複合投与した。その結果,単独よりも複合投与の方が著明な炎症となり,ポケット形成が起こった。また,ポケット形成時には,接合上皮の増殖活性の亢進とコラーゲン破壊が起こり,次いで上皮の深部増殖と歯根膜線維芽細胞の細胞死が起こった。平成14年度は,ラットの正常歯肉に対して接合上皮や線維芽細胞の増殖活性を亢進させる最適な機械的刺激の条件を検索した。上顎臼歯口蓋側歯肉を電動歯ブラシで1日1回刺激した。刺激時間を5,10,20秒とすると,上皮細胞では10秒と20秒刺激,線維芽細胞では5秒と10秒刺激において増殖活性が亢進した。平成15年度は,平成13年度の歯周ポケット形成モデルに対して,平成14年度の条件で歯肉に機械的刺激を与え,機械的刺激による歯周ポケット抑制効果を検討した。両側上顎第一臼歯口蓋側歯肉にLPSとプロテアーゼを投与し,投与中止後に左側歯肉を機械的に刺激した。刺激側では,接合上皮内と結合組織中の好中球数およびコラーゲンの破壊範囲が減少し,機械的刺激が歯周ポケットの形成を抑制することが示唆された。本研究の目的は,ラットを用いて歯周ポケット形成モデルを確立し,ポケット形成の機序を解明すること,および歯肉への機械的刺激が歯周ポケット形成を抑制できるかどうかを検討することである。平成13年度は,ラットを用いた歯周ポケット形成モデルを確立した。Eschelichia coli由来菌体内毒素(LPS)とStreptomyces griseus由来プロテアーゼを1日1回,ラット上顎第一大臼歯の口蓋側歯肉溝内に単独,あるいは複合投与した。2,4,8週間の後,ラットを固定,脱灰,パラフィン包埋し,ヘマトキシリン・エオジンで染色した。その結果,LPSの8週間単独投与で約50%,LPSとプロテアーゼの8週間混合投与で約80%のラットにポケット形成がみられた。LPSとプロテアーゼの相乗効果でヒトに近い歯周炎ができた。Proliferatingcell nuclear antigenモノクローナル抗体を用いた免疫染色を行ったところ,ポケット形成を起こした標本では、上皮細胞の増殖が亢進していたが,線維芽細胞の増殖は正常組織と変わりがなかった。このことから,線維芽細胞に対する上皮細胞の増殖亢進がポケット形成を惹起することが示唆された。In vitroでは,ヒト歯肉線維芽細胞に機械的刺激を与え,細胞増殖を引き出すための条件の最適化を図った。バイブレーションが骨量を増加させたという報告(Nature,412:603-604,2001)を参考に,プレートミキサーで5,10,15,20秒間のバイブレーションを1日2回,7日間行った。細胞増殖をブロモデオキシウリジンの取り込みで評価したところ,5秒間の刺激で最も増殖が高められた。平成14年度は,歯周ポケット形成モデルの歯肉に機械的刺激を与えるための刺激装置の開発を行う予定である。また,in vitroの系でも細胞増殖を促す刺激条件の検討を行う予定である。平成13年度は,LPS,プロテアーゼを塗布することにより,ラット接合上皮の深部増殖と上皮付着部に亀裂を起こさせ,軽度の歯周病モデルを確立することができた。平成14年度では,機械的刺激により,歯肉細胞が最も増殖する刺激条件を決定することを目的とした。

Wistar系雄性ラット130匹の左側上顎第一大臼歯口蓋側歯肉を実験側として用い,反対側同名歯を対照として用いた。電動ブラシ(Twinpecker^<【○!R】>)でラット歯肉に機械的刺激を加えた。機械的刺激は1日1回,0.02Nの力で行い,5,10,20秒間加えた。実験期間は1,3,7,21日とした。各実験期間終了後,ラットを屠殺し,歯と歯肉を固定・脱灰した後,パラフィン包埋した。薄切した標本で,抗proliferating cell nuclear antigen (PCNA)による免疫染色を行った。接合上皮基底細胞および線維芽細胞のPCNA陽性細胞数を計数した。接合上皮基底細胞では,1回刺激で10,20秒刺激群においてPCNA陽性細胞数が有意に増加し,21日目まで観察された。5秒刺激群では7日目から増加した。線維芽細胞では,3回刺激後から5,10秒刺激群でPCNA陽性細胞数が有意に増加した。20秒刺激では実験期間を通じて変化がなかった。接合上皮は歯周病において,感染防御の役割を担っている。10,20秒の刺激後翌日から上皮の増殖活性が観察されたことは,機械的刺激の治療効果を知るうえで重要な情報を与えてくれる。1日1回刺激では効果が持続するが,2日に1回では上皮の増殖能は亢進しないことから,1日1回のブラッシングが必要であることが示唆される。また,創傷治癒において重要な線維芽細胞では10秒刺激群が最も細胞増殖活性が著明であった。以上より1日1回10秒刺激が最も歯肉細胞の増殖活性を賦活化し,歯周ポケット形成を阻止する可能性が示唆された。平成13年度は,LPS,プロテアーゼを塗布することにより,ラット接合上皮の深部増殖と上皮付着部に亀裂を起こさせ,初期の歯周病モデルを確立することができた。平成14年度では,機械的刺激により,歯肉細胞が最も増殖する刺激条件を決定した。平成15年度は,歯周病モデルを用いて,機械的刺激による歯周病への効果を調べることを目的とした。Wistar系雄性ラット30匹を用いた。実験準備期間として,4週間,両側上顎第一大臼歯口蓋側歯肉にLPSとプロテアーゼを1日1回投与し,歯周病モデルを作製した。この時点をベースラインとした。LPSとプロテアーゼの投与を中止後,左側歯肉に電動ブラシ(Twinpecker^<【○!R】>)で機械的刺激を加えた。機械的刺激は1日1回,0.02Nの力で行い,10秒間加えた。反対側同名歯を対照とし,未処置とした。機械的刺激を行う期間は1,3週間とした。実験期間終了後,ラットを屠殺し,歯と歯肉を固定・脱灰した後,パラフィン包埋した。薄切した標本で,ヘマトキシリン・エオジン染色,抗proliferatingcell nuclear antigenによる免疫染色(増殖活性)およびTUNEL染色(アポトーシス)を行った。接合上皮の根尖側移動距離は,刺激群,対照群ともに減少した。接合上皮の好中球数および結合組織の好中球数が,刺激群において経時的に減少した。またコラーゲン線維破壊部位も刺激群で経時的に減少した。接合上皮基底細胞の増殖活性は刺激群で増加した。歯根近傍の結合組織線維芽細胞の増殖活性は刺激後1週目で増加し,3週目では総細胞数が増加した。アポトーシスは,刺激群,対照群ともに実験期間を通じて変化がなかった。
アスパラギン合成酵素阻害剤を基盤とした医薬品探索

ヒトアスパラギン合成酵素(hAS)は、急性リンパ性白血病のアスパラギナーゼ療法において、再発や薬剤耐性を引き起こす原因酵素として注目されている。本研究は、hASを特異的に阻害することで、薬剤耐性を獲得した急性リンパ性白血病細胞に対して有効な新しい化学療法剤を開発することを目的としたものである。hASの反応機構にもとづき、その遷移状態アナログとなるN-adenosylsulfoximineおよびその誘導体を合成した。その結果、hASを時間依存的に強力に阻害する化合物を得ることに成功し(Ki*= 7.6 nM)、アスパラギナーゼ耐性の白血病細胞に細胞死を引き起こすことを、世界で初めて示した。ヒトアスパラギン合成酵素(hAS)の反応機構にもとづき、新たな遷移状態アナログとしてN-adenosylsulfamidoyl sulfoximine類の合成を行った。これらの化合物は、アニオン性の5'-リン酸基の代わりに中性の5'-adenosylsulfamido基を有し、細胞透過性のすぐれた遷移状態アナログとして機能することを期待したものであったが、予想に反してその阻害活性Ki = 10 μM程度にすぎなかった。このことから、hASは、AMP部分の5'-リン酸基の負電荷を厳密に認識しており、ここに負電荷を有するような阻害剤の設計が必須であることがわかった。そこで負電荷を導入するため、5'メチレンにカルボニルを導入し、リボース環が開環したアデノシンアナログを合成し、N-アシルスルファミド結合でAspのβ-スルホキシミン誘導体に結合させたN-acylsulfamide類を合成した。その結果、この化合物はhASを時間依存的に阻害する活性を示し、その阻害定数Ki = 0.2 - 0.5 μMであった。この構造は、ウイルスの逆転写酵素の阻害剤となる開環型核酸アナログのacyclovirと共通した骨格であり、hASにおいてもこの阻害剤デザインが適用できることを示した意義は大きい。それとともに、hASと反応機構を共有する多くのアシル活性化酵素(脂肪酸β-酸化系のアシル-CoAリガーゼ、植物二次代謝産物生合成の4-coumarate:CoA ligase、ホタルルシフェラーゼ等の酵素)の阻害剤設計においても、アデノシン部分の構造展開に有望な知見をもたらした。ヒトアスパラギン合成酵素(hAS)の反応機構および基質認識の機構にもとづき、反応の遷移状態アナログとなるN-sulfamidoyl sulfoximine類の合成を行った。今年度の研究で、モデリングの結果、hASの活性中心にはAMPの5'-リン酸基の負電荷を認識する特異的な塩基性アミノ酸(Lys449)が存在し、この残基と静電的相互作用する負電荷をもった官能基の存在が阻害剤の高い親和性に必須であることが判明した。そこで、この残基と相互作用する、酸性度の高いNHをもつsulfamido基(5'-リン酸基ミミック)を導入すること、また、薬剤の細胞透過性の障害となるアデノシン部分の構造を、よりドラッグライクな構造に改変することを目的として構造展開を行った。そこで、リボース環の代わりに、エチルないしプロピル基の末端にアデニン環を結合させたカーバメート型N-acylsulfamido誘導体を合成した。これらの化合物は、アシル基とsulfamido基にはさまれた酸性度の高いNHを有し、アニオン性の5'-リン酸基のミミックとして作用する。アッセイの結果、これらの化合物はhASを時間依存的に阻害する強い阻害活性を示し、その阻害定数Ki = 42 nMであった。これまでの研究で、AMP部分をそのまま有するN-adenosylsulfoximineがhASに対する強い阻害活性を示し(Ki = 7.6 nM)、リンパ性白血病細胞に対して、増殖阻害ばかりでなく細胞死を引き起こすことを発見した。このように、hASが急性リンパ性白血病化学療法の重要な標的タンパク質であることを見いだし、よりドラッグライクなカーバメート型N-acylsulfamido誘導体は、きわめて有望なドラッグリードとなることが期待される。ヒトアスパラギン合成酵素(hAS)の反応機構を考慮し、反応の遷移状態アナログとして、N-adenylated sulfoximine 1を合成した。この阻害剤はhASを強力かつ不可逆的に阻害し、その阻害定数Ki = 24 nMであった。しかし、ヒト白血病細胞(MOLT-4)を用いた増殖阻害アッセイでは、IC50 = 1 mMと、高濃度の阻害剤を要した。これは化合物1の細胞膜透過性に問題があるためと思われた。そこで、化合物1のアミノ酸部分のカルボキシ基あるいはアミノ基を除去したamino sulfoximine 2, carboxy sulfoximine 3をそれぞれ合成した。

興味深いことに、カルボキシ基を除去したamino sulfoximine 2は、hASに対して、化合物1よりも高い阻害活性を示し、天然基質のGlnを用いたアッセイではKi = 8 nMであった。一方、アミノ基を除去したcarboxy sulfoximine 3ではKi = 147 nMと阻害活性は低下した。hASに高い阻害活性を示した化合物2を用いて、ヒト白血病細胞(MOLT-4)に対する増殖阻害活性を調べたところ、IC50 = 0.1 mMと、細胞に対する増殖阻害活性が10倍に向上した。これは、化合物2のカルボキシ基が除去され、5'-リン酸基の負電荷とアミノ基の正電荷が相殺し、電荷的に中性の分子となったことで、細胞膜透過性が向上した結果と思われる。さらに興味深いことに、化合物2は、アスパラギナーゼの有無に関わらず、単独でMOLT-4細胞の細胞死を引き起こすことが判明した。これは、hASの阻害によって細胞死が引き起こされることを明らかにした初めての例であり、hASそのものが、白血病化学療法の薬物ターゲットとなりうる可能性を示した点で非常に重要な知見である。ヒトアスパラギン合成酵素(hAS)の反応機構にもとづいて新たな遷移状態アナログ阻害剤の合成を行い、hASが、AMP部分の5'-リン酸基の負電荷を厳密に認識しており、ここに負電荷を有するような阻害剤の設計が必須である知見を得た。これをふまえ、同様のsulfamido基を有し負電荷を生成するN-アシルスルファミド結合でAspのβ-スルホキシミン誘導体に結合させたN-acylsulfamide類の合成に至り、強い阻害活性を示す化合物を得た。抗ウイルス薬のacyclovir類似の構造をもつ開環型アデノシンアナログがhASのアデノシン結合部位に結合することをはじめて示したものとして価値がある。今後のhAS阻害剤設計において、アデノシン部分の改変に重要な知見をもたらしたばかりでなく、hASと反応機構を共有する多くのアシル活性化酵素(アシル-CoA合成酵素、4-coumarate:CoA ligase等のCoAチオエステル合成酵素類や、同反応機構をもつルシフェラーゼ類)の阻害剤設計においても、アデノシン部分の構造展開に有望な知見をもたらした点は重要である。アスパラギン合成酵素の遷移状態アナログ阻害剤であるN-adenylated sulfoximine 1の官能基を変換し、細胞膜透過性にすぐれた分子を設計したところ、ヒトアスパラギン合成酵素を8 nMの阻害定数(Ki*)で不可逆的に阻害する非常に強力な化合物が得られた。この新規阻害剤を、アスパラギナーゼ耐性白血病細胞に与えたところ、アスパラギナーゼ存在下で、従来の10分の1の濃度で細胞増殖を阻止する生理活性を見いだしたばかりでなく、単独で与えても、白血病細胞の増殖だけでなく、細胞死を引き起こすことが判明した。これは、細胞透過性の向上によるin vivo活性の上昇のみならず、ヒトアスパラギン合成酵素そのものが、白血病化学療法における新規標的タンパク質であることを明らかにした点で高く評価できる。本成果は、現在、論文投稿中である。また、この一連の研究により、担当の博士課程学生が、農学博士の学位を取得した。
基本転写とDNA修復機構に異常をもつ遺伝疾患の分子遺伝学的解析

(a)転写及び転写と共役したDNA修復に関与する新規蛋白質XAB2を同定し、それが、他の6-20種類の新規蛋白質と複合体を構成することを明らかにすると共に、クロマチン構造をとる鋳型に対して、転写伸長反応を増強させる活性があることを見いだした。XAB2欠損マウスは桑実胚まで分化するが、胚盤胞には成長できず致死となることを明らかにした。(b)紫外線照射や化学発癌剤、過酸化水素処理された細胞では、転写と共役したDNA修復に関与しコケイン症候群A群の原因遺伝子産物であるCSA蛋白質が、コケイン症候群B群遺伝子産物であるCSB蛋白質依存性に、核マトリクスに移行することを見つけた。この結果は、転写と共役したDNA修復機構には核マトリクスが関与すること、CSAとCSB蛋白質間に機能的な相互作用があることを示唆する。また、CSA蛋白質は他の5種類の蛋白質と複合体を構成することを明らかにした。(c)我々が樹立した色素性乾皮症A群(XPA)欠損マウスとオランダの研究グループが樹立したCSB欠損マウスは単独では顕著な異常を示さないが、XPA/CSBダブル欠損マウスは生後まもなくより運動失調等を示し、生後20日で死亡した。XPA/CSBダブル欠損マウスの小脳の発育異常、とくに、外顆粒層における細胞増殖の低下とアポトーシス上昇が認められた。XPAやCSB遺伝子が脳の発育に重要な働きを持つこと、それらは異なる作用機序によることを示唆した。1)我々が発見した新規蛋白質XAB2(XPA-binding protein 2)は、A群色素性乾皮症(xeroderma pigmentosum group A;XPA)蛋白質や、A及びB群コケイン症候群(Cockayne syndrome group A or B;CSA、CSB)蛋白質、さらには、RNA polymerase IIとも結合し、「転写と共役したヌクレオチド除去修復」(transcrition-coupled NER;TC-NER)と転写機構に関与する。XAB2は蛋白質複合体を形成しており、その精製を、FLAG-XAB2発現させたHeLa細胞抽出液と抗FLAG抗体アフフィニテイーカラムを用いて行った。少なくとも10個以上の蛋白質がXAB2複合体に含まれ、質量分析法により、それらのアミノ酸配列を決定し、当該遺伝子を同定した。それらは、pre-mRNA processing、細胞周期チェックポイントに関与するものであったり、RNA結合、NTP結合、ヘリケースドメイン等を持つ新規蛋白質であった。これらのデータは、XAB2がTC-NERや転写に関与する結果と良く一致し、XAB2複合体の解析により新しい生命現象が明らかになる可能性を示唆した。2)マウスXAB2遺伝子をクローニングし、その構造を明らかにした。そして、XAB2遺伝子のターゲティングを行い、XAB2遺伝子のノックアウトは胎児致死をもたらすことを示唆した。3)RLGS(restriction landmark genomic scanning)法により、XPA欠損マウスのUV皮膚発癌に関与する遺伝子をスクーリングし、転写因子をコードするDemo-1遺伝子が皮膚癌細胞で高発現しているのに対し、正常皮膚上皮では発現が認められないことを見つけた。最近、Demo-1がアポトーシス抑制に関与することが報告されており、皮膚発癌過程において、Demo-1高発現によるアポトーシス異常が関与していることが示唆された。1)XPAと結合する新規蛋白質XAB1及びXAB2を酵母Two Hybrid Systemを用いて同定した。XAB2蛋白質はTPR motifを持ち、蛋白質複合体形成に関与することが示唆された。XAB2は、XPAの他に、CSA、CSB蛋白質、RNA polymerase IIとも結合することを明らかにすると共に、抗XAB2抗体を生きた細胞にマイクロインジェクションすることにより、XAB2は転写と共役した修復及び転写に関与することを明らかにした。XAB2複合体の精製を、FLAG-XAB2を発現させたHeLa細胞抽出液と抗FLAG抗体アフフィニテイーカラムを用いて行い、少なくとも10個以上の蛋白質がXAB2複合体に含まれることを明らかにした。

質量分析法により、それらのアミノ酸配列を決定した。ヒト及びマウスの染色体XAB2遺伝子をクローニングし、その全てのDNA塩基配列を決定し一次構造を明かにした。そして、転写制御部位とエキソン1-4を欠失させるような、あるいは、XAB2のC末端162個のアミノ酸残基を欠失させるような、XAB2遺伝子ターゲテイングをマウスES細胞を用いて行った。いずれのターゲテイングによってもマウスは胚盤胞期以前に致死となり、XAB2遺伝子は胎児発生に必須の遺伝子であることを明らかにした。2)XAB1は、分子量41kDaの、G1-G4モチーフを有しGTPase活性を持つ新規蛋白質であり、XPAの核移行シグナル部分と特異的に結合することを明らかにした。3)XPA欠損マウスにUV照射してできた皮膚癌組織より、皮膚癌細胞株を樹立した。これらは、NER能を欠損したままであるにもかかわらず、UVに著明な抵抗性を示し、mMSH2やmMSH3などのミスマッチ修復蛋白質の著明な減少、ミスマッチ修復活性の低下を示した。さらに、UV照射後のG1/Sのチェックポイント機構にも異常を示した。これらの因果関係を明かにするため、XPA/MSH2ダブル欠損マウスを作成し、その紫外線感受性及び細胞周期チェックポイント能を調べた結果、ミスマッチ修復蛋白質がUV照射後のG1/Sのチェックポイント機構、ひいてはUV抵抗性に関与していることを確認した。ミスマッチ修復異常が皮膚発癌過程に重要な役割を果たしていることが示唆された。(a)転写及び転写と共役したDNA修復に関与する新規蛋白質XAB2を同定し、それが、他の6-20種類の新規蛋白質と複合体を構成することを明らかにすると共に、クロマチン構造をとる鋳型に対して、転写伸長反応を増強させる活性があることを見いだした。XAB2欠損マウスは桑実胚まで分化するが、胚盤胞には成長できず致死となることを明らかにした。(b)紫外線照射や化学発癌剤、過酸化水素処理された細胞では、転写と共役したDNA修復に関与しコケイン症候群A群の原因遺伝子産物であるCSA蛋白質が、コケイン症候群B群遺伝子産物であるCSB蛋白質依存性に、核マトリクスに移行することを見つけた。この結果は、転写と共役したDNA修復機構には核マトリクスが関与すること、CSAとCSB蛋白質間に機能的な相互作用があることを示唆する。また、CSA蛋白質は他の5種類の蛋白質と複合体を構成することを明らかにした。(c)我々が樹立した色素性乾皮症A群(XPA)欠損マウスとオランダの研究グループが樹立したCSB欠損マウスは単独では顕著な異常を示さないが、XPA/CSBダブル欠損マウスは生後まもなくより運動失調等を示し、生後20日で死亡した。XPA/CSBダブル欠損マウスの小脳の発育異常、とくに、外顆粒層における細胞増殖の低下とアポトーシス上昇が認められた。XPAやCSB遺伝子が脳の発育に重要な働きを持つこと、それらは異なる作用機序によることを示唆した。
非CpGアイランド領域シトシンメチル化の包括的病態解析

種々の遺伝子の転写調節領域に存在するCpG islandのシトシンメチル化は遺伝子発現を抑制的に制御することが知られている。一方で、非CpG island領域のシトシンメチル化についても、転写制御に重要な影響を示すものがあり、私どもは、膀胱癌におけるTGF-βシグナル経路の偽受容体BAMBIと、糖尿病ラットの腎腫瘍発生とP16の発現制御を対象として、メチル化の進展が腫瘍の形態変化に関与することを示した。CpG-islandは、種々の遺伝子の転写調節領域に存在し、生理的な状態ではメチル化を受けることは少ない。このCpG-island領域のメチル化は、遺伝子発現を抑制的に制御し、発がんや癌の進展過程で癌抑制遺伝子の不活化に関与している。私どもは、これまでその病態生理における意義が殆ど知られていない非CpG-islandのシトシンメチル化に注目し、この非CpG-island領域のメチル化、脱メチル化よる転写制御について病理組織学的観察、つまり、形態学に即したエピジェネティクスの病的意義につき検討することを目的として計画を行った。特に、顕微鏡的に認識される「特定の形態的変化を示す病変部分」における遺伝子発現制御の解析を、遺伝子プロモータ領域の非定型的なメチル化シトシンの解析を中心に行うことを目標として、病理組織標本上でmRNAや蛋白発現の評価をするとともに、形態学的特徴に基づいて特定部位から微小組織を選択的に採取して、対象遺伝子に関するメチル化シトシンの検出を行う。種々の遺伝子の転写調節領域に存在するCpG-islandのメチル化は、遺伝子発現を抑制することが知られているが、私どもは、非CpG-islandのシトシンメチル化による転写制御について検討した。神経成長因子(NGF)の高親和性受容体TrkA遺伝子に関して、非CpG-islandに位置するAP-1類似配列(TGAGCGA)はC-Jun蛋白との結合により転写を抑制する。膵癌・大腸癌培養細胞や病理組織の検討により、同部位のメチル化によりTrkA遺伝子転写が促進される機構を解析した。Desmoid腫瘍の検討から、骨形成因子(BMP)シグナルが偽受容体BAMBIにより遮断され、骨形成が抑制すされる機構を示した。膀胱癌、大腸癌、前立腺癌において、CpGメチル化によるBAMBI抑制は、TGFβの細胞増殖作用を促進して腫瘍の増殖・進展に関与することが想定される。膀胱癌についてはミャンマーと本邦の病理組織検体を収集して、BAMBI免疫染色とMSP、SSCP法で解析した。膀胱癌では、high gradeの組織型ではlow grade群よりもメチル化が高度でBMBI発現が低く、ミャンマー症例ではlow grade群においても本邦よりもメチル化が高頻度で環境因子の影響が示唆された。また、長期透析症例における副甲状腺過形成の切除検体を用いて、PCNAによる増殖能と、P16発現・プロモータ領域のメチル化を検討した。正常組織と結節性過形成を比較すると、過形成巣ではP16発現とPCNA陽性率が逆相関の傾向を示し、P16発現低下病変では高率にプロモータ領域のメチル化を示した。以上の研究成果の一部は、第96回第97回日本病理学会総会、第66回日本癌学会総会にて発表するともに学術雑誌に投稿予定である。種々の遺伝子の転写調節領域に存在するCpG-islandのメチル化は、遺伝子発現を抑制的に制御するが、私どもは、非CpG-islandのシトシンメチル化による転写制御について検討した。神経成長因子(NGF)の高親和性受容体TrkA遺伝子プロモータ領域には、非CpG-islandにAP-1類似配列(TGAGCGA)が存在する。このAP-1類似配列へのc-Jun蛋白結合は転写抑制機能を有するため、膵癌では高度メチル化の細胞株や組織検体ではTrkAが高発現となり、神経周囲浸潤とも相関していた。TGFβは腫瘍細胞の増殖を促進するが、偽受容体BAMBIはTGFβシグナルを遮断して、細胞増殖を抑制する。今年度もミャンマーと本邦の病理組織検体の解析を行うとともに、平成20年度は、培養細胞株を用いて、in vitroで、TGFβシグナルの細胞増殖、アポトーシス、細胞遊走能への効果を検討した。膀胱癌組織型として、high grade群ではlow grade群よりもCpGメチル化が高度でBAMBI発現が低く、ミャンマー症例は本邦よりもメチル化が高頻度であった。癌細胞培養株でのBAMBI強制発現が、アポトーシス増加と、TGFβによる細胞遊走を抑制することを明らかにした。従ってhigh grade症例でのメチル化によるBAMBI発現低下が、アポトーシスの減少や細胞遊走の促進により、生物学的悪性度の増加に寄与する可能性が示唆された。長期透析患者の副甲状腺過形成における細胞増殖能とP16の発現、P16遺伝子プロモータメチル化の解析についても、継続して行った。さらに、MeCP2発現と遺伝子プロモータメチル化によるサイクリンD1発現の相関について、ラット精巣組織の胚細胞を対象として解析した。

研究成果の一部は、第98回日本病理学会総会、第67回日本癌学会総会にて発表し、英文学術誌に報告した。種々の遺伝子の転写調節領域に存在するCpG-islandのメチル化は、遺伝子発現を抑制的に制御する。私どもは、非CpG-islandのシトシンメチル化による転写制御に着目して研究を行った。膀胱癌におけるBAMBI(TGFβシグナル経路の偽受容体)発現と遺伝子プロモータのメチル化、組織学的gradeや深達度との関連について、本邦とミャンマーの病理組織検体を用いた臨床病理学的研究を継続した。腎不全の病因に関する研究として、ラット糖尿病性腎症における酸化的ストレスと、増殖に関与する細胞周期関連遺伝子P16の発現制御を検討した。糖尿病性腎症では、酸化的ストレスマーカー8OHdGの増加とP16蛋白発現の低下を示した。正常腎臓ではP16遺伝子プロモータ領域にメチル化は低頻度だが、糖尿病マウスでは、メチル化頻度の増加を示し、CpGのみならずTATA-box近傍のnon-CpGのシトシンメチル化頻度が高いことを示した。酸化的ストレスに対する治療介入実験の結果から、CpG非依存的なde novo methylationが起こり、P16発現低下による細胞増殖促進に寄与することが示唆された。腎不全に起因する副甲状機能亢進症に関して、透析患者の副甲状腺過形成の初期病変を検討した。正常に近い組織の中に増殖性結節が存在する病理組織標本においては、背景と結節部分のP16蛋白発現とPCNA(細胞増殖マーカー)とがreciprocalに変化する。マイクロダイセクションにより、背景組織と増殖結節から切り出したサンプルで、ヒトP16遺伝子プロモータ領域についてMSP(methylation specific PCR)にて検討すると、初期結節におけるP16発現低下に、メチル化が関与することが示唆された。以上の研究成果の一部は、第99回日本病理学会総会で報告する予定であり、論文投稿準備中である。本邦とミャンマーの膀胱癌におけるBAMBI(TGFシグナル経路の偽受容体)発現の比較検討、遺伝子プロモータメチル化と組織学的gradeや深達度との関連に関する臨床病理学的研究を取りまとめ、病理組織検体を用いた解析方法を磯立した。即ち、パラフィン包埋病理組織標本にて、尿路上皮腫瘍成分と、非腫瘍部からmicro-dissectionで回収した微小検体を、アガローズビーズに包埋して、TGFシグナル経路の一連の因子についてDNAメチル化を解析した。糖尿病マウスにおけるメチル化頻度の増加については、CpGのみならずTATA-box近傍のnon-CpGのシトシンメチル化頻度が高く、酸化的ストレスに対する治療介入実験により、メチル化頻度が減少することを示した。
極早期緑内障の網膜神経線維層欠損の構造的および機能的解析による病態解明

網膜神経線維層欠損があるが、通常の視野検査にて異常のない極早期緑内障症例の構造と機能に関して検討した。眼底対応小視標視野計は極早期緑内障の検出に有用であった。眼底対応視野計と光干渉断層計を用いることにより網膜神経線維層欠損の構造と機能が明らかになった。網膜神経線維層欠損にも深い部位と浅い部位が存在し、深い部位(神経線維層のより薄い部位)に感度低下があることが明らかになった。極早期緑内障のタイムドメイン光干渉断層計による網膜神経線維欠損の検出能明らかな網膜神経線維層欠損がみられそれに対応する視神経乳頭変化を有するが、通常の視野検査では異常がみられない極早期緑内障26例26眼における網膜神経線維層欠損(NFLD)のタイムドメイン光干渉断層計(TD-OCT)による検出能を検討した。OCTのプリントアウトの網膜神経線維厚(RNFLT)の実測値に年齢別正常データのカラーコードを合わせたグラフを用いて、RNFLTが黄色の領域(p<5%)および赤色の領域(p<1%)を下回る範囲を求め、5%OCT-NFLDおよび1%OCT-NFLDとした。TSNITグラフの5%NFLD検出感度は眼毎およびNFLD毎ともに50%であった。1%NFLD検出能は眼毎では30.8%、NFLD毎では30%であった。5%NFLDの検出感度は、眼底写真NFLDの角度が20度以上の場合、100%だったが、10度以上20度未満の場合は29.4%で、10度未満の場合は0%であった。1%NFLDの検出感度は、20度以上の場合、90%だったが、20度未満の場合は0%であった。TD-OCTでは、角度の大きいNFLDは検出可能であるが、角度の小さいNFLDは検出できないことが明らかになった。眼底対応小視標視野計による極早期緑内障の視野異常検出我々が開発した眼底対応小視標の有用性を検討した。正常人60例60眼、原発開放隅角緑内障眼30例30眼、極早期緑内障眼38例38眼に、閾上閾値を用いた眼底対応小指標視野検査を施行し、反応しなかった点の数/刺激した点の数(negative response:NR)で評価した。NRは、正常眼(1.8±1.3%)、極早期緑内障眼(9.2±10.2%)、開放隅角緑内障眼(20.6±14.1%)の3群間で有意差がみられた。また開放隅角緑内障眼では、NRは視野のmean deviation値と有意に相関した。FDTスクリーニングC-20-5、OCT-3000および眼底写真撮影を3ヶ月以内に施行。OCTはFast RNFL Thickness(3.4)にて乳頭周囲の網膜神経線維厚(RNFLT)を測定した。眼底写真でOCTの測定リングに対応する円でNFLDの角度を測定した。FDTで1点以上の異常点を陽性とした場合、24眼中13眼(54.2%)が陽性であった。NFLDの平均角度はFDT陽性群(13眼)23.9±9.0(標準偏差)度に対して陰性群(11眼)は10.8±3.7(標準偏差)度と陽性群が有意に大きかった(P<0.01)が、両群間でOCTの平均RNFLTには有意差はなかった。極早期緑内障でFDTが異常の症例はNFLDの角度が大きく、正常の症例はNFLDの角度が小さいことが明らかになった。これにより極早期緑内障の構造と機能の関係の一部が明らかになった。受容野に応じた偏心度別感度の正常人データベース作成各年代別正常ボランティアに協力してもらい、視力、屈折、視野、眼軸長および眼科精密検査を行い眼科的にすべてが正常と診断した方に、OCTによる網膜神経線維厚測定および視野の偏心度別の感度を測定した。スクリーニングモードとして閾上閾値で視野を測定する際、同一の視標の輝度で測定することを目的にコンピューターシュミレーションした受容野の大きさに合わせた各偏心度毎の、閾値の年代別平均値と標準偏差を求めた。極早期緑内障の半視野における構造と機能の関係極早期緑内障の半視野における構造をスペクトラルドメイン(SD)光干渉断層計(OCT)を用いて、機能をハンフリー視野計(HFA)およびマイクロペリメトリー1を用いて検討し、構造と機能の関係を検討した。極早期緑内障群において網膜神経線維層欠損がある半網膜は、正常群に比べ構造は障害されていた。極早期緑内障群において網膜神経線維層欠損がある半視野は、網膜神経線維層欠損がない半視野に比べ、機能も構造もより障害されていた。しかし、格子状に測定した神経線維層の厚みとその部位の感度は、相関がみられなかった。眼底対応視野計による極早期

緑内障の視野異常検出とOCTによる構造の変化の検討通常の視野計は検査間隔が6度間隔の格子状であるが、それでは初期の限局性の網膜神経線維層欠損に対応した機能的変化を捉えることは不可能であり、眼底対応視野計を用いて、網膜神経線維層欠損に対応させて、閾値を測定し、さらにその部位をSD-OCTにて詳細に検討した。網膜神経線維層欠損上でも、その深さが異なりその障害程度に応じて機能的な障害もみられ、神経線維走行に応じた詳細な構造的な変化と、その走行に応じた視野障害がみられることを確認した。極早期緑内障のタイムドメインOCT(TD-OCT)による網膜神経線維欠損の検出能明らかな網膜神経線維層欠損がみられが、通常の視野検査では異常がみられない極早期緑内障23例23眼(平均年齢55.5±11.9歳)および正常眼33例33眼(平均年齢50.5±13.8歳)における網膜神経線維層欠損(NFLD)のTD-OCTとSD-OCTによる網膜神経線維層欠損(NFLD)の検出能を比較検討した。NFm検出のTD-OCT、ONH、RNFL3.45の感度・特異度は48%・84.8%、96%・70%、96%・60.6%であった。TD-OCTでは細いNFLDの検出は困難であったが、SD-OCTではONH、RNFL3.45ともに細いNFLDの検出感度が良好であった。しかしSD-OCTの特異度はTD-OCTに比べて劣ることが明らかになった。
マウス肝炎ウイルスに対する抵抗性機構の解明と抵抗性マウスの樹立

SJLマウスはMHV-A59に感染するがB61baマウスは感染しない。両者のMHV感受性がウイルス受容体CEACAM1に依存するか明らかにするため、マウス体内での1bおよび1baの受容体機能についてマウス腹腔マクロファージ(PM)を用いたex vivo実験系で解析した。SJLのPMはMHVに感受性を示し、抗1bモノクローナル抗体で細胞を処理することでPMへのMHV感染が阻止されたことから、lbはマウス体内で受容体として働くと考えられた。一方1baを発現しているB61baのPMにはMHV感染が認められないことから、1baはマウス体内で受容体として機能しないと考えられた。しかしながら1baをMHV非感受性の株化細胞に発現させると1bと同程度の受容体活性を示す。1baがマウス体内で受容体として働かない分子機構を明らかにするために、SJLマウスとB61baマウスとの交配により得たF1マウスを用いて、CEAC闇1の受容体機能を補助する因子がSJLマウスに存在するか調べた。F1マウスのPMへの感染は抗lb抗で細胞を前処理すると阻止された。このことからlbはF1マウス体内でMHV受容体として機能するが1baは機能しないと考えられた。したがってSJLマウスにCEACAM1の受容体機能補助因子が存在するのではなく、1baが受容体として働かない別の分子機構が存在することが示唆された。このことからマウスのMHV感受性はCEACAM1の受容体活性だけでは説明がつかず、他の宿主因子により影響を受けることが示唆された。その宿主因子を明らかにするためにはさらなる解析が必要である。その一つとしてB61baマウス体内に存在するCEACAM1の受容体機能を阻害する因子について解析を進めたい。以上の研究成果は本研究で初めて明らかになったものであり、マウスのMHV抵抗性機構を解明する上で不可欠な知見である。SJLマウス体内でのCEACAM1b(1b)のMHV受容体機能について、マウス腹腔マクロファージ(peritoneal macrophage, PM)を用いてex vivo実験系で解析を行った。具体的にはまず、1bがマウス体内でMHV受容体として働くか否かを明らかにするために、抗1bモノクローナル抗体(1baを認識しない)によるSJLマウスPMでのMHV感染阻止を調べた。PM表面の1bに抗体を結合させた後MHVを接種し、培養上清中の感染性ウイルス量をプラークアッセイで、感染細胞中のウイルス抗原を抗MHV抗体を用いた間接蛍光抗体法により検出した。その結果、SJLのPMへのMHV感染阻止が認められた。一方B61baマウスのPMではMHV感染が認められなかった。したがって、1bはマウス体内でMHV受容体として機能すると考えられた。そこで次に、1bがマウス体内で受容体として働く一方、なぜ1baが受容体として働かないのかを明らかにするために、SJLマウスとB61baマウスとの交配により得たF1マウスを用いてCEACAM1の受容体機能を補助する因子がSJLマウスに存在するか調べた。前述と同様にしてF1マウスのPMを用い抗1b抗体で感染阻止実験を行った。その結果、F1マウスのPMはMHVに感染し、その感染は抗1b抗体で阻止された。このことから、1bはF1マウス体内でMHV受容体として機能するが、1baは機能しないと考えられた。したがって、SJLマウスにCEACAM1の受容体機能補助因子が存在するのではなく、1baが受容体として働かない別の分子機構が存在することが示唆された。以上の研究成果はこれまで報告されておらず、本研究で初めて明らかになったものであり、本研究の目的であるマウスのMHV抵抗性機構を解明する上で不可欠な知見が得られた。

その宿主因子を明らかにするためにはさらなる解析が必要である。その一つとしてB61baマウス体内に存在するCEACAM1の受容体機能を阻害する因子について解析を進めたい。以上の研究成果は本研究で初めて明らかになったものであり、マウスのMHV抵抗性機構を解明する上で不可欠な知見である。該当年度の研究実施計画に沿って実験を行い、目標としていた研究成果を得ることができた。CEACAM1ba(1ba)がマウス体内で受容体として機能しない分子機構として、1baの受容体機能を阻害する分子がマウス体内に存在することが考えられることから、マウス血清および細胞に1ba阻害分子があるか調べる。血清因子の解析には、申請者がすでに樹立した1ba、1bおよびCEACAM1a(1a)をそれぞれ恒常的に発現するBHK細胞株(BHK-1ba、BHK-1bおよびBHK-1a)を用いる。BHK-1baはMHVに感染することがわかっている。そこでB61baあるいはB6マウス血清を用いて感染阻害実験を行う。血清中には非特異的に抗ウイルス作用を示す物質が含まれる可能性があるため、阻止がみられた場合は1ba特異的およびMHV特異的であることを確認するために、BHK-1bおよびBHK-1a細胞や他のコロナウイルスを用いて、同様に感染阻止実験を行う。阻害分子同定は、バキュロウイルスで発現させたタグ融合1ba蛋白質と血清をインキュベート後、血清中の1ba結合性蛋白質をタグに対するアフィニティーカラムにより分離し、質量測定する。一方、マウス細胞に阻害因子が存在する可能性も考えられる。そこでB61baマウス細胞(PM、胎児線維芽細胞初代培養、肝細胞初代培養)に発現ベクターを用いて1baを発現させて、MHV感受性を調べる。MHVが感染しなかった細胞にタグ融合1ba蛋白質を発現さて、タグに対するアフィニティー精製で1ba結合蛋白質を分離し、質量測定して阻害因子を同定する。これをBHK-1ba細胞に発現させてMHV感受性が低下するか調べる。コントロールとしてBHK-1b、BHK-1a細胞にも発現させて同様に調べる。消耗品費設:解析に必要な試薬(リアルタイムPCR、トランスフェクション、蛋白質電気泳、プロテインシーケンス)を購入する。また、マウス腹腔マクロファージ、胎児繊維芽細胞初代培養および肝細胞初代培養を得るためにマウスを購入する。いずれも滞りなく本研究を遂行するために必要不可欠な経費である。旅費:日本ウイルス学会学術集会に参加し研究成果を報告する。また米国ウイルス学会に参加し、様々なウイルス感染症とその病原性発現に関わる宿主因子に関する最新知見を得て、本研究の進展に役立てる。謝金等:英文校閲費に使用する。その他:研究成果はすべて国際学会誌に論文として発表することを目標にしているため、その費用として使用する。
持続的経済発展の可能性

ロシア・中国・インドの3つの地域大国の比較経済研究を通じて、次のことを明らかにした。第1に3国の経済改革を促した条件には共通性があること、第2にその後の改革の過程は区々であったこと、第3に現在3国が直面する課題には共通性があること。現在直面する課題とは、国内産業の生産性向上と社会的格差の縮小である。(1)本研究の目的は、ロシア、中国、インドの3国およびその他の地域大国(サウジアラビア、ブラジル、トルコ)が、地域経済大国としてどのようなインパクトを世界に与えているか、また、逆に、世界の政治経済の動向がこれら諸国にどのような影響を与えているかを検討する事である。(2)それを踏まえて、これら諸国が地域大国としての地位を維持・発展できるかどうかの中長期的な展望を導くことが本研究計画の第2の目標である。(3)最後に3国とコア諸国との比較を通じて、経済発展に関する新しい理論モデルを構築することも本研究計画の目的である。(4)本研究の背景にはいわゆるBRICsの世界経済における台頭がある。BRICs諸国の台頭は、世界経済のグローバル化の結果であるが、同時にその促進要因・撹乱要因でもある。われわれは、BRICsの中でも、ロシア、中国、インドを主要な対象としつつ、これらをグローバル化の先導者であるコア諸国アメリカ、EU、日本に対抗する「地域大国」と位置づけ、その将来を展望する。(5)本研究計画の第1の特徴は、「地域大国」という概念を打ち出していることである。グローバル経済対小国・発展途上国という2項対立的見取り図ではなく、そこに「地域大国」という中間項を入れることによって、より現実に即した構造把握が可能になる。(6)第2の特徴は、マクロ・金融、産業構造・企業、資源・環境という側面から見た「持続的経済発展の可能性」という概念を打ち出していることである。(7)第3の特徴は、マクロ統計・計量経済の専門家(田畑、佐藤、上垣)と産業論・企業論の専門家(丸川、堀井)、さらに国際関係論の専門家(亀山)が、密接に協力しあうことが期待される「中範囲のタイトな学際的研究」である点である。相互に理解可能な専門言語を話すこのグループの研究によって、理論と政策の双方に新しい知見をもたらすはずである。本年度は本プロジェクトの初年度であり、2009年1月28日に第1回研究会と研究打ち合わせが日本財団ビル2階第8会議室で開催された。同研究会には、研究分担者および研究協力者計10名が参加し、「新学術領域研究」プロジェクトの採択の経緯や今後の方針について、田畑北海道大学教授(領域代表)から説明がなされた後、堀井伸浩(九州大学)「中国のエネルギー政策」および金野雄五(みずほ総合研究所)「グルジア戦争と金融危機後のロシア経済」の二つの報告を聞き、活発な討論を行った。また、昨年秋以来の経済危機下での各国(ロシア、中国、インド、サウジアラビア)の経済情勢につき情報交換し、さらに、地球温暖化防止体制と経済危機との関係についても討論した。最後に上垣彰(西南学院大)が「第3班」の研究計画の概要、特に7月に開催予定の国際シンポジウムについて説明した。3月4日に北海道大学で開催された「ユーラシア地域大国の比較研究」全体集会では、上垣が3班の研究計画と抱負を紹介した。そのほかでは、データベース構築の準備が進められた。各班員から寄せられた図表を整理統合し、インターネット上(Yahooブリーフケースを利用)にそれらを掲載した。今後ともデータの充実を図り、公開する段階まで進みたいが、現在のところは試験期間と位置づけ、班員以外からのアクセスは制限している。さらに、本研究費を使用して、ロシア、中国、インドの環境問題、資源問題に関する文献を集中的に購入した。これについても班員の共同利用が可能な仕組みを構築中である。さらに、堀井班員を研究調査の目的で中国(上海、山西省、北京)に派遣した。本年度は本プロジェクト2年目であり、本格的に研究を推進できた年であった。まず、2009年7月910日に北海道大学スラブ研究センターで、本研究班がイニシアテチィヴをとって、国際シンポジウム「The Elusive Balance ; RegionalPowers and the Search for Sustainable Development」を開催した。ここでは、班員のうち、上垣が全体のコーディネータをつとめた他、上垣、佐藤、堀井、亀山が報告者として、中村*、本村*、田畑、丸川が司会やコメンテータとして参加した(*は研究協力者、その他は研分担者、以下同じ)。このシンポジウムには、香港、中国、インド、ロシア、アメリカ、リギリスから多数の研究者を招き、本研究プロジェクトの課題「持続的経済発展の可能性」に関し、比較の視点から深い議論を展開することが出来た。その成果はすでに上垣・田畑編著(2010)として出版されている。また、11月12日15日にボストンで開催された全米スラブ研究学会(AAASS)では、田畑が、日本人研究者と英米露の研究者を集めて、二つのセッションを組織した(Sustainability of Russian Economic Growth (1)および(2))。

田畑、金野*か報告者として、上垣が司会者として参加した。さらに、上垣がイスタンブールのボガジチ大学で開催されたシンポジウム「Black Sea Reion in InternationalRelations : Old Issues and New Trends」でロシアを含む黒海地域の労働者送金に関する報告をった。また、研究調査の目的で、丸川を中国(2回、慈渓市での調査査およびフフホト市、天津市での研究交流と調査)に、佐藤をインド(パンジャブ州ガッガールバーナ村での聞き取り調査、およびデリーでの資料収集)に、中村*をアメリカ(議会図書館その他での資料収集)に、堀井を中国(中国社会科学院での報告)に派遣した。データベースに関しては引き続きデータの充実を図った。本研究の平成22年度の成果として特筆すべきものは、6月の比較経済体制学会全国大会の共通論題における田畑伸一郎(領域代表者)と上垣彰(研究代表者)の共同報告「ロシア、中国、インドの経済発展モデルの比較」である。同報告では、ロシア、中国、インドの3地域大国の経済発展モデルの比較により、その「地域大国性」(地域大国としての共通性)を抽出することを試みた。同報告は、本領域研究の設定目的の「世界システムの理解の深化」に対して、再生ブレトンウッズ体制の問題点とその持続可能性を検討するという形で貢献している。同報告は、この問題に地域大国を切り口として接近することの有効性を示した。この報告は査読誌『比較経済研究』48巻1号(2011年1月刊)に「現代の国際金融構造におけるロシア、中国、インド」として発表された。この他、7月27-31日にストックホルクで開催された「中東欧研究世界学会」(ICCEES)、8月26-28日にタルトゥで開催された「欧州比較経済体制学会大会」(EACES)、11月18-21日の「アメリカ・スラブ研究促進学会(AAASS)」(ロサンゼルス)に、それぞれ分担者、協力者を派遣し報告・討論を行った。これらによって、我々の問題意識を国際的な研究コミュニティーに発信し、上記のような我々の議論の枠組みに対する国際的な注目も得ることができた。以上とは別に、データベース構築、国内研究会、班員の現地調査(ロシア、中国、ロシア)を通じて班員の具体的な研究の成果を共有化することができた。なお、領域研究内の他の研究班との共同研究の一環として12月13日に第2班との合同研究会を大阪で開催した。また、本プロジェクトの費用で雇用されている学術研究員(プロジェクト研究員)およびその他の若手研究者の研究発表の機会をできるだけ多く設定して、当該分野における若手研究者の育成を図った。本年度の成果として最も特筆すべきは、2011年12月にニューデリーで開催したワークショップ「The 5th Indo-Japanese Dialogue on The BRICs as Regional Economic Powers in the Global Economy」である。これには、研究代表者、分担者、協力者6名が参加し、本研究の中間結果を発表した。これは、我々の研究を国際的に発信する良い機会となったとともに、インド人研究者の興味深い視点からのコメントによって、我々の研究を拡充する助けとなった。
3次元型超並列計算機システムの開発

10万台規模の超並列計算機をターゲットとしたトーラス・リング・バスの組み合わせによる疑似3次元構造の結合ネットワークを提案し、シミュレーションによる基本性能評価を行った。またプロトタイプマシンの設計を終え、製作にとりかかった。本研究は2年計画で進められておりプロトタイプマシンは来年度完成の予定である。計算モデルはデータパラレル処理を中心とし、3次元流体計算問題などの数値シミュレーションとその可視化を主たる応用とする。提案した結合ネットワークはクラスタ構造で、クラスタ内ではリングとバスを併用し、クラスタ間接続には2次元トーラスを用いた。これは特に大規模システムにおける実装の容易さを特徴としている。3次元流体計算に対する性能予測では、32768台で29000倍程度の台数効果が見積もられた。同じ問題に対し3次元トーラスではほば線形な速度向上が見積もられたが、ハードウェアコストを抑えた本ネットワークでもこの程度の台数効果が得られることがわかった。また一般的なパケット通信では、通信の局所化が確保できれば2次元トーラスより優位であるというシミュレーション結果を得た。プロトタイプマシンを現在製作中であり、本年度の計画通り単位プロセッサ基板の設計・製作までが完了した。プロトタイプマシンでは4プロセッサで1クラスを構成し、16クラスを4×4のトーラス接続するので総プロセッサ数は64となる。各プロセッサは浮動小数点DSPと4Mバイトのメモリで構成される。来年度はこのプロトタイプマシンを完成させ、基本ソフトウェアと3次元数値シミュレーション問題を実装して性能評価を行う予定である。
唾液腺のプロティンキナ-ゼCを活性化するジアシルグリセロ-ルの起源と消長

生体膜の主要構成要員である各種膜脂質は固有の代謝系を介して外来刺激を細胞内に特定の情報として伝達する動的教能を果たしている。そのうに刺激受溶体とアゴニストの結合によって開始される情報伝達機構には新しく生成したジアルシルグリセロ-ル(DAG)がプロティンキナ-ゼCと結合してCa^<++>に対する感受性を増大させ,活性化される経路が知られ,唾液腺においても重要な分泌応答機能発現に関与していることが報告されている。本研究はこのような現状から本機構に関連したDAGに実態,即ち細胞内での存在特性,アシル鎖特性とその決定要因などについて観察を行ってきた。このうちラット顎下腺並びに耳下腺ホモジネ-トから分画したDAGのアシル鎖特制は79%以上が飽和脂肪酸(16:0,18:0)であり,不飽和脂肪酸は約13%のオレイン酸以外,高度不飽和脂肪酸は微少成分であった。このタノラミン(PC,PE)などとは異なる。したがって情報伝達に関与するDAGのsnー2位の高度不飽和脂肪酸の存在特性は燐脂質からの転換か,同位の組成の組み変え機構が考えられた。この点ではミクロソ-ムに存在するホスホリパ-ゼA_2(PLーA_2),1ーアシルグリセロ燐酸及びホスホコリンアシトランスフェラ-ゼ(GP(C)ATase)などの活性発現に係る特性を明確にした。更に従来微量成分として取り扱われたエ-テル型燐脂質の膜における存在比率とその脂肪酸組成の哲量並びに1ーアルケニルーGPCATase活性の特定から本研究に新しい分野を開くことができた。更に一連の機構には分泌応答系の分泌顆粒膜と腺細胞膜融合機構が連運する可能性を膜結合性PLーA_2活性の特定と共に示唆するこてができた。DAGの特性に係る以上の研究成果は分泌刺激に応答する腺細胞内代謝の基礎的事項を明確にしたと評価している。ラット顎下腺細胞中のジアシルグリセロ-ル(DAG)の脂肪酸残基は、全体の約50%をパルミチン酸が占め、次いでステアリン酸(約20%)が多く存在し、飽和脂肪酸が主要脂肪酸であった。不飽和脂肪酸では、オレイン酸が比較的多く存在したほかは、微量成分として認められたのみであった。この組成は、DAGを生合成中間体とするリン脂質であるホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノ-ルアミン、あるいはDAGの前駆体の1つであるトリアシルグリセロ-ルの脂肪酸組成、さらには遊離脂肪酸組成、さらには遊離脂肪酸の組成とは異なっていた。DAGの起源の同定には、さらにグリセロ-ル骨格に対する結合位置を特定した脂肪酸組成の分析が必要であり、この点については次年度研究計画と関連して現在進行中である。DAGの代謝動態の解明の一端として、耳下腺細胞を〔^<14>C〕リノ-ル酸標識し、交感性β-受容体作動薬イソプロテレノ-ルで刺激後、リン脂質,中性脂質の動的変化を観察したところ、〔^<14>C〕DAGの増加傾向とともに〔^<14>C〕1-、〔^<14>C〕2-アシルグリセロ-ル、および〔^<14>C〕トリアシルグリセロ-ルの減少傾向を認めた。一方、リン脂質には増減を認めなかった。これらの結果から、DAGの増加の要因としてDAG分解代謝系酵素の活性低下が示唆された。近年、一般にDAGの起源と増加機構にイノシト-ル