hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微生物型シデロフォアをモデルとした植物用アルカリ耐性鉄供給剤の開発

この結果から、人工シデロフォアTAGEが天然シデロフォアDFOBよりも石灰質アルカリ土壌下における植物用鉄供給促進剤として有効に作用することが明らかとなった。平成28年度においては、まず、これまでに合成した人工シデロフォアTAGEに加え、その類縁体3種(TAPE、TAGP、TAPP)のミニトマトに対する鉄欠乏回復効果を検討し、いずれの人工シデロフォアのFe(III)錯体も天然シデロフォアであるDFOBのFe(III)錯体と比較して、高い鉄欠乏回復効果があることを見出したことが挙げられる。これと並行して、これまで検討を行なってきた人工シデロフォアTAGEについて、植物シデロフォアであるムギネ酸を合成できないイネの変異株を用いて、その鉄欠乏回復効果を調査したところ、こちらも天然シデロフォアDFOBと比較して、高い鉄欠乏回復効果を示し、人工シデロフォアTAGEが双子葉植物であるミニトマトだけでなく、単子葉植物であるイネに対しても鉄供給可能であることを明らかにした。さらに、石灰質アルカリ土壌のモデルとして、貝化石土壌(石灰分38%, pH9)を用いて、前述のムギネ酸を合成できないイネの変異株に対する鉄欠乏回復効果を調べたところ、こちらもDFOBと比較して優位な鉄欠乏回復効果を示し、人工シデロフォアTAGEが天然シデロフォアDFOBよりも石灰質アルカリ土壌下における植物用鉄供給促進剤として有効に作用することを明らかにした。特に貝化石土壌を用いた実験は、当初予定では平成29年度に実施する予定であったことから、現在のところ、当初の計画以上に進展していると言える。本研究は石灰質アルカリ土壌下における植物用鉄供給剤として、微生物の鉄輸送化合物(シデロフォア)をモデルとした各種人工シデロフォアを合成し、その機能評価を目的とする。平成29年度においては、まず、これまでに合成した4種の人工シデロフォア(TAGE、TAPE、TAGP、TAPP)について、石灰質アルカリ土壌のモデルとして貝化石土壌(石灰分38%、pH9)を用いて、植物シデロフォアを合成できないイネの変異株に対する鉄欠乏回復効果を調べた。寒天培地による実験では全ての人工シデロフォア-Fe(III)錯体が鉄欠乏回復効果を示したのに対し、アルカリ土壌を用いた実験では、TAGE-Fe(III)錯体のみ鉄欠乏回復効果が認められた。次に、比較的改良のしやすいTAPEおよびTAPPについて、鉄錯体のアルカリ耐性を向上させるために、鉄キレート部位近傍にカルボン酸部位を導入した新規人工シデロフォアTSPE、TSPPを合成した。これらの人工シデロフォアの鉄捕捉能を調べたところ、pH8.5の塩基性条件下においても安定なFe(III)錯体を形成することが判明した。一方、TSPE、TSPPのカルボン酸部位をエステルに変えたものでは、錯体安定性の著しい低下が見られたことから、導入したカルボン酸がFe(III)錯体の安定性向上に寄与していることが示唆された。人工シデロフォアTSPEについては、そのFe(III)錯体の植物に対する鉄欠乏回復効果をミニトマトを用いて水耕栽培により検討した。その結果、鉄なしの時と比較して、クロロフィル濃度で6倍、根中の鉄濃度で1.6倍、地上部(葉と茎)の鉄濃度で5倍の量を示し、明らかな鉄欠乏回復効果が認められた。
脳波の位相同期性解析およびグラフ理論解析を用いた視覚的注意の評価手法の開発

本研究は、脳内の情報伝達量を反映する脳波の位相同期性に着目し、視覚的注意の状態を客観的に評価するための手法の開発を目指して行われた。研究の結果、トップダウン注意制御を必要とする複数の認知課題において、低γ帯域における強い位相同期性が認められた。また、この位相同期性が脳部位間の双方向的情報伝達を反映していることが示唆された。ただし、注意状態と位相同期性の関係が認められない認知課題もあり、今後も研究を発展させていく必要がある。本研究の目的は、脳波の位相同期性解析を用いて、注意の制御様式を評価する手法を確立することである。過去の研究から高γ帯域=受動的注意制御、低γ帯域=能動的注意制御の仮説を支持する結果は得られていたが、直接的な証拠は視覚探索課題で確認されているのみであった。そこで本年度は、先行手がかり課題、ストップシグナル課題、注意の瞬き課題などを用いた脳波計測実験を行い、仮説の検証を試みた。中央実行系の強い能動的制御が必要とされるストップシグナル課題では、ストップシグナル反応時間(SSRT:平均反応時間から平均シグナル潜時を引いた時間)が短い参加者と長い参加者の比較を行った(個人間比較)。その結果、SSRTが短い参加者では、標的提示から400-500ミリ秒後に低γ帯域の強い位相同期が観察された。また、能動的な抑制が見落としの主たる要因と考えられている注意の瞬き課題では、見落としが生起した試行と正答した試行の比較を行った(個人内試行間比較)。その結果、見落としが生起した試行では、RSVP提示中の低γ帯域において強い位相同期が観察された。これらの実験結果は、低γ帯域の位相同期が能動的注意制御に関与しているという仮説を支持している。その一方で、先行手がかり課題では仮説と一致しない結果が得られた。受動的注意制御が優勢とされる周辺手がかり課題と能動的注意制御が優勢とされる中心手がかり課題の比較を行った(個人内課題間比較)。その結果、手がかりの提示から300-500ms後に、低γ帯域では周辺手がかり課題の位相同期が強く、高γ帯域では両課題間に有意な差異は認められなかった。この結果は、仮説とは逆であり、同期の周波数帯域と注意制御様式との関係は当初想定していたほど単純なものではない可能性を示している。本研究課題開始前に実施した視覚探索課題においては、高γ帯域=受動的注意制御、低γ帯域=能動的注意制御の仮説を支持する結果が得られていた。また、昨年度実施したストップシグナル課題、注意の瞬き課題においても仮説を支持する結果が得られた。その一方で、先行手がかり課題においては仮説と一致しない結果が得られていた。そこで、本年度は位相同期周波数の決定メカニズムを詳細に検討するために、錐体ニューロン,興奮性介在ニューロン,およびインパルス応答特性の異なる2種類の抑制性介在ニューロンから構成されたニューラルマスモデルを用いたシミュレーション研究を実施した。25Hz近傍に中心周波数をもつ2つの細胞群をシミュレートし、細胞群間の位相同期性をPhase-locking Value(PLV)によって評価した。その結果、細胞群を一方向的に結合した場合には高γ帯域のPLVが高く,双方向的に結合した場合には低γ帯域のPLVが高いことが明らかになった。この結果は,高γ帯域の同期性は一方向の情報伝達・非再帰的処理を,低γ帯域の同期性は双方向の情報伝達・再帰的な処理を反映することを示唆している。一方、3つ以上の細胞群を結合した場合には、必ずしも脳部位間の機能的結合強度とPLVとの間に安定した関係性が得られなかった。このことは、3つ以上の部位が相互関係をもつことが想定される課題ではPLVによる注意制御様式の評価が難しく(例えば、先行手がかり課題では、前頭、頭頂、上丘など、3つ以上の相互作用が想定される)、新たな指標の開発が必要であることを示している。これらの成果の一部はBiological Cybernetics誌に掲載された。また、本年度はフランカー課題など注意制御に深く関わっている認知課題を用いて、更なる実験データの蓄積を行った。本研究の目的は、脳波の位相同期性解析を用いて、注意の制御様式を評価する手法を確立することであった。高γ帯域位相同期がボトムアップ注意制御を、低γ帯域位相同期がトップダウン注意制御を反映しているという仮説を検証するため、昨年度までに行ったストップシグナル課題、注意の瞬き課題、先行手がかり課題、フランカー課題に加えて、本年度は条件付き注意捕捉課題、次元加重課題などのデータを収集した。

その結果、条件付き注意捕捉課題では、標的と妨害刺激が同じ特徴を有している場合に標的提示後200-300 ms×22-34 Hzの位相同期性が、標的と妨害刺激の特徴が一致しない場合に100-200 ms×40-50 Hzの位相同期性が増強されることが明らかになった。また、次元加重課題では、標的の定義次元が予め知らされている場合に刺激提示後0-100 ms×22-34 Hzの位相同期性が増強されることが明らかになった。これらの結果は低γ帯域位相同期がトップダウン注意制御を高γ帯域位相同期がボトムアップ注意制御を反映しているという仮説を支持している。これまでにトップダウン注意制御と関連して増強が認められた低γ帯域の位相同期についてグラフ理論に基づいたネットワークの解析を行った結果、注意制御様式によってネットワーク構造が系統的に変化しているという証拠は得られなかった。昨年度までに行ったニューラルマスモデルを拡張して、3つの脳部位間の情報伝達を仮定した場合のシミュレーションを行い、脳部位間の位相同期性を検討した。その結果、時間遅れを考慮した解析を行った場合でも接続様式によって同期性のパタンが非線形的に変化することが示された。このことは、3つ以上の部位が相互関係をもつと想定される認知課題では位相同期性による情報伝達量の評価が難しいことを示している。注意の制御様式と位相同期性の関係は本研究課題開始時に想定していたよりも複雑であることが明らかになったものの、ニューラルマスモデル等の導入によって解決の方向性が示されている。このことから、目的の達成に向けて概ね順調に進展していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。能動的な注意が必要とされる認知課題遂行中の脳活動について実験データの更なる蓄積を行うとともに、ニューラルマスモデルによるシミュレーションを併用して、新しい指標の開発を行う。具体的には、多変量自己回帰分析など、時間遅れに対して一定の許容をもつ解析手法を取り入れることで、3部位以上の間の位相同期性を適切に評価する新しい手法の開発を目指すとともに、その指標をグラフ理論解析に拡張する。
DNAプログラム自己組織化の触媒応用に関する研究

DNAプログラム自己組織化の微粒子担持触媒への応用を目的として、Au、Ag、Pt微粒子について粉末担体上での配列制御を行った。Au-Au、Ag-Au、Pt-Au複合体を作製した結果、異なる微粒子、担体を用いてもほぼ同じ条件・手順を適用できることが明らかになった。このことは、様々な粒子を同じスキームで取り扱えることを意味しており、本手法が触媒構造調整法として有効であることを強く示唆している。DNAプログラム自己組織化を用いた触媒調整技術の確立を目的として、異種貴金属粒子を複合化した触媒構造の作製を試みた。具体的には、Pt-Au及びAg-Auの2種類の系について、また担体についてもTiO2とガラスビーズについて実験を行った。大まかな手順は、(1)微粒子をDNAで修飾、(2)DNAプログラム自己組織化による複合化、(3)粉末担体への担持となる。実験の結果、(1)において微粒子の種類によって条件を変える必要があったが、それ以降は同じ条件・手順を適用できることが明らかになった。作製した触媒は酸素プラズマにより活性化する。これまでに活性化効果が認められたのは、短時間の処理を多数回行う処理であったが、これは非常に手間のかかる作業なので、手順の見直しを行った。具体的には、トータルの処理時間を固定して処理回数を減らした。その結果、処理回数を減らすと活性化効果が無くなることが明らかになった。その原因としては、長時間処理による昇温の影響や撹拌不足による処理ムラの影響などが考えられるが、詳細は明らかになっていない。構造制御技術としての目処が付いたことで、20年度の目標はほぼ達成されたと言える(一部21年度目標を含む)。ただし、活性化処理の効率化は引き続き検討する必要がある。20年度に引き続き、異種金属微粒子の複合化を行った。本年度はPVP保護Agコロイドを原料としたAg-Au系複合体の作製に成功した。PVP保護コロイドはこれまで用いてきた無保護コロイドに比べて、高濃度で、市販される金属種も多いことから、多様な複合体を作製することが可能となる。また、活性化処理についても、プラズマ処理装置に回転導入機を取り付け連続的に処理することで、従来に比べて10倍以上作業時間を短縮することが可能になった。その他前処理の検討などにより、プログラム自己組織化を用いた触媒調製技術をほぼ確立することができた。次に、Pt-Au複合体をTiO2に担持した触媒について触媒活性を測定したところ、その活性は複合化させないものに比べてかなり小さく、プログラム自己組織化による構造制御が触媒活性に影響を及ぼすことが明らかになった。しかし、触媒特性に対しては負の効果であることから、プログラム自己組織化の触媒応用の有効性を示すためには、正の効果を示すような物質・反応系の探索が必要である。
セレン欠乏動物における筋肉障害の発症機構

セレンは動物にとって必須微量元素であり,グルタチオンペルオキシグーゼ(GSH-P_X)の反応中心を構成し,生体内過酸化脂質の分解除去に寄与しているほか,薬物代謝やアラキシドン酸代謝などにも関与している.セレン欠乏症状は,ラットでは肝臓壊死,ニワトリ雛では浸出性素質,ウシ・ヒツジでは白筋症などの筋肉障害が顕れる.またヒトに急性心臓障害を起こす克山病,関節障害をひきおこすカシンペック氏病もセレンの欠乏が関係していることが知られている.しかし,これらのセレン欠乏症の発症機構に関しては,未解明なところが多かった.従来のセレン欠乏症に関する研究の多くは,セレンとトコフェロールの欠乏を重畳させている.そのためにセレンのみの欠乏による障害の発生とその発生機構に関しての情報が不足していた.本研究では,セレンのみの欠乏状態に長期間おかれた実験動物にどのような生理的変化が起きるかを, Wistar系ラットを用いてさまざまな視点から検討した.その結果次のようなことが明らかになった.1セレンの単独欠乏で脱毛,血液像の変化などが認められ,肝臓,心臓組織にも変性が認められた.しかし一般に言われている肝臓壊死などの変化は見られなかった.2セレン欠乏による赤血球の機能変化を溶血感受性という観点から追求した.tert-ブチルヒドロペルオキシド惹起溶血に対する感受性がセレン欠乏ラットでは著しく亢進した.この溶血は還元型グルタチオンおよびトコフェロールによって仰制されないがGSH-Pxがそれを仰制することが判明した.赤血球の機能維持に対するセレンの作用機構を分子レベルで考察した.また本溶血反応のセレン欠乏症の早期診断への利用の可能性についても検討した.3セレン欠乏ラットについて長期間にわたり心電図を測定して心臓機能の変化を追跡し,セレン単独の欠乏で心臓機能に異常が起きることを明らかにし,セレンの筋肉障害防止における重要性が示された.セレンは動物にとって必須微量元素であり,グルタチオンペルオキシグーゼ(GSH-P_X)の反応中心を構成し,生体内過酸化脂質の分解除去に寄与しているほか,薬物代謝やアラキシドン酸代謝などにも関与している.セレン欠乏症状は,ラットでは肝臓壊死,ニワトリ雛では浸出性素質,ウシ・ヒツジでは白筋症などの筋肉障害が顕れる.またヒトに急性心臓障害を起こす克山病,関節障害をひきおこすカシンペック氏病もセレンの欠乏が関係していることが知られている.しかし,これらのセレン欠乏症の発症機構に関しては,未解明なところが多かった.従来のセレン欠乏症に関する研究の多くは,セレンとトコフェロールの欠乏を重畳させている.そのためにセレンのみの欠乏による障害の発生とその発生機構に関しての情報が不足していた.本研究では,セレンのみの欠乏状態に長期間おかれた実験動物にどのような生理的変化が起きるかを, Wistar系ラットを用いてさまざまな視点から検討した.その結果次のようなことが明らかになった.1セレンの単独欠乏で脱毛,血液像の変化などが認められ,肝臓,心臓組織にも変性が認められた.しかし一般に言われている肝臓壊死などの変化は見られなかった.2セレン欠乏による赤血球の機能変化を溶血感受性という観点から追求した.tert-ブチルヒドロペルオキシド惹起溶血に対する感受性がセレン欠乏ラットでは著しく亢進した.この溶血は還元型グルタチオンおよびトコフェロールによって仰制されないがGSH-Pxがそれを仰制することが判明した.赤血球の機能維持に対するセレンの作用機構を分子レベルで考察した.また本溶血反応のセレン欠乏症の早期診断への利用の可能性についても検討した.3セレン欠乏ラットについて長期間にわたり心電図を測定して心臓機能の変化を追跡し,セレン単独の欠乏で心臓機能に異常が起きることを明らかにし,セレンの筋肉障害防止における重要性が示された.動物の必須徹量元素セレン(Se)は、グルタチオンペルオキシダーゼ(GSH-Px)の活性中心を構成し、生体内過酸化脂質の分解除去に寄与している他、薬物代謝やアラキドン酸代謝等にも関与している。動物のSe欠乏症としてラットの肝壊死、ニワトリ雛の浸出性素質が知られている他、ウシ,ヒツジの白筋症等の筋肉障害がある。また、ヒトについても心筋障害を伴なう克山病、関節障害を起こすカシンベック氏病はSe欠乏が関与している事が知られている。これらSe欠乏症の発症、特に筋肉障害の発症機構に関しては、未だ不明な点が多い。本研究はSe欠乏動物を用いて、その欠乏症発症機構を解明し、予防治療対策の一助たらんことを目的とする。昭和61年度の研究において明らかになった点を以下に述べる。1.Se欠乏動物諸臓器における各種酵素活性の比較:ラットを用い長期間Se欠乏食で飼育後、肝臓,血液成分中の諸酵素活性を対照ラットのそれと比較したところ、GSH-Pxを除く諸酵素活性に関してSe欠乏、対照群間に差は認められなかった。しかし、血液中のHeinz氏小体の出現率はSe欠乏群の方が高かった。また、尿中のケトン体量もSe欠乏群の方が高かった。

2.血液検査によるSe欠乏症診断法の関発:t-ブチルヒドロペルオキシド(t-BuOOH)によって惹起されるin vitroでの溶血抑制に対するGSHの添加効果をSe充足ラットと欠乏ラット間で比較したところ、GSH添加による溶血抑制効果は、Se充足ラットにおいてのみ認められ、本溶血試験法のSe欠乏の簡易診断法としての利用の可能性が示された。また、t-BuOOHによる溶血時の赤血球膜構成リン脂質、たん白質の質的、量的変化に関しても新知見が得られた。3.Se欠乏動物の心電図測定:Se欠乏食で飼育したラットを長期間、定期的に心電図を測定し、得られたデータを電算機処理して心電図の異常を短時間に解析,診断するシステムを開発した。4.Se欠乏ラットの心臓から初代培養細胞を得培養中。
α-ヒドロキシ酸を利用した微生物による有用ペプチド生産系の開発

申請者らはタンパク質工学と改変型微生物の融合により、微生物生体内で非天然型アミノ酸導入タンパク質を高効率で生産することを可能としている。本課題ではこの手法を拡張し、微生物と非天然型アミノ酸誘導体を利用した有用ペプチドの高効率な生産系の確立を第一の目標とする。また、簡便で低コストな生産系を実現するため、微生物自身が非天然型アミノ酸誘導体を産生できるように改変することを第二の目標とする。
主語の情報連鎖機能と談話構造に関する研究-歴史英語から見た言語進化-

古英語・中英語期の韻文資料の調査、および、15世紀以降のイギリス演劇を資料中心とした分析が予定通り終了し、英語という言語の通言語的情報連鎖の研究が可能となった。また、英語だけではなく、非西欧語(西アフリカ・ディダ語と琉球沖縄語史的資料)からの示唆も得ることができ、本研究の可能性を裏付けることができた。本研究の申請段階でも、歴史英語研究から他言語研究への示唆、あるいは、英語とは系統発生的に異なる言語の分析から歴史英語研究への洞察可能性を提示していた。3年間の研究を通し、両側面を実証研究として提示することが可能となり、結果として言語進化の深層部まで迫れたものと判断している。平成18年度は、本研究の中心課題3点の内、第一の課題である「主語が担う「情報距離」の歴史的考察」を中心に研究を進めてきた。科学研究費補助金の交付を受ける前に進めていた研究成果では、以下の点が確認されている。古英語(12世紀中庸まで)と中英語(15世紀まで)においては、主語の指示対象を談話上に見出すことが可能であるが、特定の文法役割との相関関係は見出せない。しかし、現代英語では、主語の指示対象は直前の節の主語の場合が圧倒的である。こうした研究成果に基づき、主語の「情報距離の近接化」が通時的観点から段階的に起こっていると作業仮説を立て、その検証を統計的・言語学的に行った結果、予想通りの言語変化を見出すことができた。本年度は、主語の指す情報距離の近接化を、形式面との関わりで考察する予定である。英語において主語の取ることができる言語形式には、一般に「名詞形」と「代名詞形」がある。通時的にみると、15世紀頃から主語は代名詞形を好むようになるが、そうした主語は25節ほど前の情報を指している。しかし、20世紀になると、代名詞形を取る主語は直前の節の情報を指すようになっている。こうした主語の言語形式と情報距離の相関関係を歴史的に考察するのである。既に、調査研究を進めているが、更に詳細に、言語学的・統計的に調べる予定である。また、主語の指す「情報距離の近接化」は、英語だけに見られる変化ではないことも、他言語の調査から分ってきた。本年度は、英語に焦点をあてながら、日本語とディダ語(西アフリカ)にも視野を広げ、汎言語的な主語の情報連鎖機能の可能性を追求したい。平成19年度前半は、前年度に引き続き、主語の情報連鎖機能を古英語から現代英語、特にイギリス演劇を資料に調査・研究した。本調査研究を行う過程で、英語だけではなく他言語でも同様の歴史的変化を確認でき、通時的・通言語的変化の可能性を追求してきた。研究者(柴崎)は、自身の研究言語の一つである西アフリカの「ディダ語」の語りを分析し、主語の情報連鎖に同様の機能を確認し論文として発表した。また、情報連鎖は特定の構文と相関関係があることも確認でき、本年度の研究へ大きく引き継がれている。平成19年度後半は、英語の歴史において、主語の情報連鎖機能のバランスが崩れる15世紀に注目し、集中的に調査研究を行った。その結果として、以下の点が明らかになった。1.主語の情報連鎖は、英語の語順変化・固定化(15世紀)に大きく関係している。2.一度崩れた主語の情報連鎖も、20世紀へ向かって徐々に確実に回復している。この2点が重要と判断されるのは以下の理由による。先行研究では、語用論的要因が基となって、英語の語順変化・固定化が起こったという見解が一般的である。しかし、語順変化・固定化という構造的変化が起こった結果、主語による情報連鎖に抜本的変化が起こったことが、本研究で統計的に明らかになってきている。つまり、語用論的要因と情報連鎖は別々に取り扱う必要がある。本年度は、上掲2点を更に掘り下げる計画である。英語の語順変化・固定化との関連で、歴史英語研究だけではなく、認知科学・情報処理面で新たな視点を導入できるものと判断する。特に、語順変化を被ったとされる中国語・アフリカ諸語への示唆は大きいと思われるため、通時的・通言語的言語変化の解明を目指す意向である。平成20年度は研究完成年度にあたり、過去2年間の調査研究および研究発表の成果刊行が中心であった。同時に、更なる研究成果発表の年度でもあり、下記に記載する学会発表も行った。具体的には、15世紀以降のイギリス演劇を資料中心とした分析、および、古英語・中英語期の韻文資料の調査が予定通り終了し、英語という言語の通言語的情報連鎖の研究が可能となった。この点は、平成20年度用の研究実施計画がほぼ予定通り遂行できたことにより支持されうる。

予想以上のユーロ高のため、ドイツでの学会発表を断念せざるをえなかったが、当該論文は国内専門誌での掲載が承諾済みである。研究の方向付けとしては以下の点が重要である。英語やヨーロッパ諸語だけではなく、非西欧語からの示唆も得ることができ、本研究の可能性を裏付けることができた。平成19年度は西アフリカ語の一つであるディダ語の語り資料から、そして、平成20年度は琉球沖縄語の史的資料から、情報連鎖機能について重要な示唆を得た。本研究の申請段階で、歴史英語研究から他言語研究への示唆、あるいは、英語とは系統発生的に異なる言語の分析から歴史英語研究への洞察可能性を提示していた。3年間の研究を通し、両側面を実証研究として提示することが可能となり、結果的として言語進化の深層部まで迫れたものと判断している。研究成果とは、研究実施計画終了後に如何に成果を纏め上げ、どのような評価を下されるかという時点までを含むものである。本研究は3年間の集中的調査研究の結果、研究書として刊行可能な質的量的成果を提示できたものと判断している。よって、出来るだけ早い段階で研究書として公開し、識者からの慧眼に触れつつ、今後の研究へ繋げてゆきたい。
間伐材の高温焼成炭を炭素素材とする電磁波遮薇性耐火木質・炭素複合材料の開発

間伐材、林地残材、木材工業残廃材、未利用材、樹皮等の有効利用のひとつとして、熱変換による新素材の開発を試みた。高温焼成によって得られたこれらの炭素粉末に高い耐火・耐熱、耐酸化性、高熱伝導性、高電気伝導性のあることを見い出し、これらをオーバーレイしたパーティクルボードの耐火性能が不燃性材料をオーバーレイしたそれより格段にすぐれていることを示した。間伐材の高温焼成炭の成型性を高めるために粒径12000μmの範囲で任意に調製できる炭素・熱硬化性樹脂自硬化性顆粒体(CPS)の製造方法を確立した。この顆粒体によって調製した炭素ボードは約1300°C、火炎気流速度2kgf/cm^2、火炎長20cmの高速火炎に対して224時間の耐火炎貫通性があり、28003200°Cの酸素・アセチレントーチの溶断試験においてこのボード(比重0.81.5)が同厚のステンレス板(SUS304、比重8.0)の815倍の耐溶断性のあることを確認した。また、このボードの電磁波遮蔽性能は鉄板、アルミニウム板等の金属板よりはるかにすぐれており、電磁波遮蔽性耐火複合材料素材として最も適当な材料であることを確証した。スギ、ヒノキ間伐材、同樹皮、竹類によって調製した高温焼成炭の電磁波遮蔽性能は天然グラファイトのそれよりはるかにすぐれており、その性能は焼成温度の上昇によって顕著に向上し、銅板同等の性能を示した。この性能発現は焼成炭の導電性向上にもとづくことが、平成3年度設置したレーザーフラッシュ法熱定数測定装置によって確認された。絶縁性が高く遮蔽性能の低い木質に対して小片の金属メッキや金属化キャリアによる接着層の導電化を施すことによって遮蔽性能は格段の向上をみせた。CPSをオーバーレイしたパーティクルボードの電磁波遮蔽性能は厳しい米国陸軍規格にも容易に合格し、これによって製造した耐火扉はISO規格に準拠した実大燃焼試験において世界最高の耐火性能を示した。複合素材のうち木質の導電性付与には金属キャリアによる接着層の導電化や木質の金属メッキのそれによって可能となり、複合材料に高度の電磁波遮蔽性能を付与することができた。間伐材、林地残材,木材工業残廃材,未利用材,樹皮等の有効利用のひとつとして、熱変換による新素材の開発を試みた。高温焼成によって得られたこれらの炭素粉末に高い耐火・耐熱,耐酸化性のあることを見い出し、これらをオ-バ-レイしたパ-ティクルボ-ドの耐火性能が不燃性材料をオ-バ-レイしたそれより格段にすぐれていることを示した。間伐材の高温焼成炭の成型性を高めるために粒径12000μmの範囲で任意に調製できる炭素・熱硬化性樹脂自硬性顆粒体(CPS)の製造方法を確立した。この顆粒体によって調製した炭素ボ-ドは約1300°C,火炎気流速度2kgf/cm^2,火炎長20cmの高速火炎に対して224時間の耐火炎貫通性があり,28003200°Cの酸素・アセチレント-チの熔断

試験においてこのボ-ド(比重0.81.5)が同厚のステンレス板(SUS 304、比重8.0)の815倍の耐溶断性のあることを確認した。また,このボ-ドの電磁波遮蔽性能は鉄板,アルミニウム板等の金属板よりはるかにすぐれており,電磁波遮蔽性耐火複合材料素材として最も適当な材料であることを確証した。スギ,ヒノキ間伐材,同樹皮、竹類によって調整した高温焼成炭の電磁波遮蔽性能は天然グラファイトのそれよりはるかにすぐれており、その性能は焼成温度の上昇によって顕著に向上し、銅板同等の性能を示した。この性能発現は焼成炭の導電性向上にもとづくことが、本年度設置したレ-ザ-フラッシュ法熱定数測定装置によって確認された。CPSをオ-バ-レイしたパ-ティクルボ-ドの電磁波遮蔽性能は厳しい米国陸軍規格にも容易に合格し、これによって製造した耐火扉はISO規格に準拠した実大燃焼試験において世界最高の耐火性能を示した。これらの研究成果は米国化学会,IUFRO世界大会,日本木材学会大会等において16報まで口頭発表した。間伐材,林地残材,木材工業残廃材,未利用材,樹皮等の有効利用のひとつとして、熱交換による新素材の開発を試みた。高温焼成によって得られたこれらの炭素粉末に高い耐火・耐熱,耐酸化性,高熱伝導性,高電気伝導性のあることを見い出し、これらをオーバーレイしたパーティクルボードの耐火性能が不燃性材料をオーバーレイしたそれより格段にすぐれていることを示した。間伐材の高温焼成炭の成型性を高めるために粒径12000μmの範囲で任意に調整できる炭素・熱硬化性樹脂自硬化性顆粒体(CPS)の製造方法を確立した。この顆粒体によって調製した炭素ボードは約1300°C、火炎気流速度2kgf/cm^2,火炎長20cmの高速火炎に対して224時間の耐火炎貫通性があり、28003200°Cの酸素・アセチレントーチの溶断試験においてこのボード(比重0.81.5)が同厚のステンレス板(SUS304,比重8.0)の815倍の耐溶断性のあることを確認した。また、このボードの電磁波遮蔽性能は鉄板,アルミニウム板等の金属板よりはるかにすぐれており、電磁波遮蔽性耐火複合材料素材としても最も適当な材料であることを確証した。スギ,ヒノキ間伐材,同樹皮,竹類によって調整した高温焼成炭の電磁波遮蔽性能は天然グラファイトのそれよりはるかにすぐれており、その性能は焼成温度の上昇によって顕著に向上し、銅板同等の性能を示した。この性能発現は焼成炭の導電性向上にもとづくことが、平成3年度設置したレーザーフラッシュ法熱定数測定装置によって確認された。絶縁性が高く遮蔽性能の低い木質に対して小片の金属メッキや金属化キャリアによる接着層の導電化を施すことによって遮蔽性能は格段の向上をみせた。CPSをオーバーレイしたパーティクルボードの電磁波遮蔽性能は厳しい米国陸軍規格にも容易に合格し、これによって製造した耐火扉はISO規格に準拠した実大燃焼試験において世界最高の耐火時間2時間以上の性能を示した。本研究の成果は鉱工業技術研究組合法にもとづく平成58年度農林水産省林野庁「複合材料技術研究組合(仮称)」の重点研究課題のひとつとして研究・開発が推進、展開されることとなった。
アジア諸国を起源として分布する薬剤耐性マラリアの遺伝疫学研究

熱帯熱マラリア原虫の集団遺伝学解析では、フィリピンの流行度と遺伝的多様度の間に正の相関が観察された。ベトナムのクロロキン耐性株の起源は、タイ-ミャンマー国境付近の同耐性株の拡散によらず、ベトナム原虫集団からの耐性変異株の発生と推察された。三日熱マラリア原虫のmtDNA配列による分子系統解析では、韓国の原虫集団の起源は中国南部の2つの原虫集団にあった。集団遺伝学的解析は、マラリア疫学の有用なツールである。平成19年度は研究実施計画に従い、1.フィリピン、2.ベトナム、3.タイのマラリア流行地の熱帯熱マラリア原虫集団の遺伝疫学解析を行った。1.フィリピンの3つの流行地から採取された原虫92株を用いてmicrosatellite (MS) DNA 10座位の多型に基づく集団遺伝学的解析を行った。その結果、マラリア患者数が多い流行地の原虫集団は遺伝的多様度が高く、反対に患者数が少ない流行地の集団では遺伝的多様度が低い傾向が認められた。またフィリピンの3集団と他国の原虫集団の系統解析を行ったところ、上記3集団は互いによく分化していることが明らかとなったことから、同国では薬剤耐性等の遺伝的変異が、異なる地域の原虫集団には容易に拡散しない可能性が示唆された。2.ベトナム南部で採取された原虫39株のクロロキン(CQ)耐性関連遺伝子の変異の有無と、その近傍のMS DNA 5座位の多型解析を行っている。また比較対象としてタイの原虫50株についても同様の解析を行っている。その結果、MS DNAのアレルの種類がベトナムとタイの原虫集団とで若干異なっていることから、タイで誕生したCQ耐性マラリアが近隣諸国へ拡散したとする定説に反し、ベトナム南部で独自に誕生した可能性、あるいは他の地域からベトナムへ拡散してきた可能性が示唆された。これは薬剤耐性マラリアの制圧を行う上で非常に重要な知見である。3.タイのミャンマー国境付近で採取された原虫50株を、重症マラリア患者由来の25株と軽症マラリア患者由来の25株に分け、MS DNA 12座位の多型に基づく集団遺伝学的解析を行った。その結果、重症マラリア患者由来の原虫集団の方が、遺伝的多様度が若干低い傾向が見られた。さらに上記2集団の遺伝的分化度を調べるためF_<ST>値を求めたところ、0.014(P<0.05)と有意に分化していることが明らかとなった。以上の結果より、重症マラリアを引き起こす原虫株が存在する可能性が示唆された。平成20年度は研究実施計画に従い、具体的には以下において成果の論文・学会報告を行った。1.フィリピンのマラリア流行地の原虫集団間の遺伝疫学解析フィリピンの流行地3島(パラワン島、ミンダナオ島、ルソン島)から、採取した92株を用い、前年度に引き続き、マイクロサテライトDNAの12座位を用いて、a)熱帯熱マラリア原虫集団の遺伝的多様性の算出、b)遺伝的な分化度の算出、c)連鎖不平衡の解析を行った。これらの遺伝的構造を(1)現地マラリアの流行度、(2)薬剤耐性マラリアの分布、(3)耐性遺伝子の多様性とその分布などと比較したところ、上記3集団は互いによく分化していて、薬剤耐性の分布と拡散に関しても個別の事象である可能性が示唆された。この成果に立脚すれば、フィリピンにおける一律な治療法や対策手法が、それぞれの患者や地域には最善でない可能性がでてくる。これは、薬剤耐性マラリアの拡散のメカニズムに追る生物学的な知見を与えるだけでなく、フィリピンにおけるマラリア対策政策への提言に繋がる成果である。2.三日熱マラリア原虫のミトコンドリアDNAを用いた分子系統解析近年、三日熱マラリアの薬剤耐性や重症化した症例が報告され大きな問題となっている。本年度は三日熱マラリア原虫の地理的起源の推定方法の確立を目的とし、国立国際医療センターの患者検体(東南アジア、南アジア、中東、南米)、並びに韓国の検体、合計17検体、さらにGenBankに登録されている他の地域のデータ(約140検体)を用いた結果、ミトコンドリアゲノム全領域を用いた分子系統解析が、流行地域ごとのクラスターを形成することが判明した。一般的に同ゲノムは地理的な遺伝的変異が多く、組換えを行わないと言われるが、本原虫種においても同ゲノムが有効な分子マーカーとなることが明らかとなった。当該分子系統解析は、原虫の地理的起源を推定でき、患者の治療方針や流行拡散の把握に有用であると考えられた。平成21年度は、具体的には以下において成果の論文・学会報告を行った。

1.アジアの薬剤耐性熱帯熱マラリア原虫集団の遺伝疫学解析アジア(タイ、ラオス、ベトナム、カンボジア、フィリピン)に流行する熱帯熱マラリア原虫薬剤耐性責任遺伝子(pfcrt)の変異と、その近傍のマイクロサテライトを分子マーカとして、原虫集団の分子系統解析を行い、流行地域毎に原虫集団が遺伝的に大きく分化していることが解明できた。この成果からヒトの移動はあっても耐性原虫集団は容易には拡散しないことが示唆された。この成果は、アジアの耐性マラリアの拡散のメカニズムの定説を崩す結果となりうる。2.三日熱マラリア原虫のミトコンドリアDNAを用いた分子系統解析ハプロタイプネットワーク法による韓国の三日熱マラリア原虫(Pv)の起源の推定を目的とした。方法としては、Pvのミトコンドリア(mt)ゲノムの全塩基配列(6Kb)を用いてネットワーク法により系統解析を行った。解析には韓国株11検体を含む患者分離株(計21検体)と、データベースに登録されている世界中の株(約280検体)を用いた。系統解析の結果、韓国のPv集団は、遺伝的に異なる2つの集団(A集団、B集団)に分かれ、同じく2つに分かれた中国南部のPv集団と、それぞれ同一クラスターを形成した。またデータベースに1検体のみ報告のあった北朝鮮株は、B集団のクラスターに含まれた。韓国と中国南部のA集団は、インドシナ半島(タイ)と南アジア(インド)のPv集団と近縁であった。一方、B集団は、インドネシアのPv集団から分化した可能性が示唆された。現在韓国で流行しているPvの起源は疫学状況から北朝鮮由来であると推定されているが、本解析の結果、真の起源は中国南部の2つのPv集団にあると推定された。本系統解析は、原虫の地理的起源を推定でき、患者の治療方針(薬剤耐性を含む)や流行拡散の把握に有用であると考えられた。
キチナーゼ阻害物質アロサミジンの生理機能解析と喘息治療薬への展開

アロサミジンは研究代表者が1986年に発見した放線菌の生産する二次代謝産物で、キチナーゼ阻害物質として最初に見出された化合物である。アロサミジンは特異な擬似三糖構造を有し、種々の生物の持つキチナーゼの生理的役割や酵素反応機構、さらには有機合成化学や酵素阻害物質研究の発展に大きな貢献を成し得て来た。研究代表者はアロサミジンとその関連分野において常に世界をリードして来ている。その中で最近、アロサミジンが持つ2つの新しい作用が明らかとなった。一つは、アロサミジンの抗喘息作用であり、もう一つはアロサミジンが自身の生産菌に示すキチナーゼ生産促進作用である。哺乳類はキチナーゼを生産するが基質であるキチンを生体成分として持たず、アロサミジンの抗喘息作用はキチナーゼ阻害とは異なる機構によるものと考えられ、それは新規抗喘息薬の開発につながる。他方、微生物の二次代謝産物は数多く知られるがそれらの生産菌における生理的役割が判明している例はほとんど無く、アロサミジンのキチナーゼ生産促進活性は二次代謝産物の生理機能が明らかとなった貴重な例である。また土壌中にはキチン質が豊富に存在するが放線菌はキチンの主分解者である。従ってアロサミジンは環境中でのキチン代謝回転をコントロールする鍵物質としての機能を有する可能性を持つ。本課題では、それらアロサミジンの示す新しい作用の分子機構を明らかにすることを目的として研究を開始した。3年間の研究期間において、アロサミジンの類縁体であるデメチルアロサミジンが効果的な抗喘息作用を示すことの発見、アロサミジン類の抗喘息作用におけるターゲット分子がキチナーゼ様タンパク質である可能性が高いこと、二成分制御系を介したアロサミジンのキチナーゼ生産促進機構の分子レベルでの解明等大きな成果を得た。アロサミジンは放線菌が二次代謝産物として生産する擬似三糖であり、強力なキチナーゼ阻害活性を有する。本研究では、1.アロサミジンが生産菌自身に対しキチナーゼ生産誘導活性を示す現象の分子レベルでの解明、および、2.アロサミジンによるヒト酸性キチナーゼの阻害による喘息を含めたアレルギー疾患の発症機構の解明と新しい治療薬の開発、を目的とする。本年度の成果を以下に記す。1.アロサミジン生産放線菌において、アロサミジンが生産を促進するキチナーゼとそのキチナーゼ遺伝子の発現調節を行う二成分制御系を中心に機能解析を行った。(1)アロサミジンのキチナーゼ生産促進活性は、キチナーゼ生産誘導物質であるジアセチルキトビオースの存在下で発現することを示した。(2)アロサミジンは菌体内に蓄積するが培地中にキチンが存在すると菌体外に放出されることを明らかにした。(3)二成分制御系のセンサー部位にアロサミジンは直接結合するのではなく何らかのタンパク質との複合体で結合することが示唆された。(4)複数のアロサミジン生産菌においてアロサミジンは上流に二成分制御系を持つキチナーゼ遺伝子の発現を促進することを示した。次年度は(3)の詳細な解析を第一の目標とすべきことが示された。2.喘息等のアレルギーの発症に関与する酸性キチナーゼに対するアロサミジンの阻害作用の詳細とin vivoでの抗喘息作用をマウスの系で調べた。(1)マウス酸性キチナーゼのCOS7細胞での発現系を確立した。(2)アロサミジン類についてin vivoの系で抗喘息作用を調べ、効果を確認する系を確立した。

(3)アロサミジン類の酸性キチナーゼに対する阻害活性の測定を行った。アロサミジンは放線菌が二次代謝産物として生産する擬似三糖であり、強力なキチナーゼ阻害活性を有する。本研究では、1.アロサミジンが生産菌自身に対しキチナーゼ生産促進活性を示す現象の分子レベルでの解明、および、2.アロサミジンによる抗喘息作用の機構解明と新しい治療薬の開発、を目的とする。1に関しての成果・アロサミジン生産放線菌の菌体に生産されるアロサミジンは、キチンのキチナーゼによる分解産物であるN,N'-diacetylchitobioseによって菌体外に放出されることが明らかになった。・アロサミジン生産放線菌では調べた3株全てにおいて、アロサミジンによるキチナーゼ促進作用が見られ、生産促進されるキチナーゼおよびその上流の2成分制御系の遺伝子は類似していた。・アロサミジン非生産のStreptomyces coelicolorおよびStreptomyces griseusにおいてもアロサミジンは2成分制御系を持つキチナーゼの生産を促進することが示された。・土壌から無作為に分離したStreptomyces属放線菌6株全てに対してアロサミジンはキチナーゼ生産促進活性を示した。アロサミジンは放線菌に共通したキチナーゼ生産機構に作用していると考えられ、その分子機構の詳細を次年度明らかにする。2に関しての成果・アロサミジンの類縁体であるデメチルアロサミジンが喘息モデルマウスを用いた実験で、アロサミジンより強く効果的な抗喘息作用を示すことが明らかになった。・組み換え体酸性キチナーゼに対する酵素阻害活性はアロサミジンとデメチルアロサミジンで差が見られず、酸性キチナーゼ以外にもアロサミジンが作用する分子が存在する可能性が示された。次年度はその分子を解明する。アロサミジンは放線菌が二次代謝産物として生産する擬似三糖であり,強力なキチナーゼ阻害活性を有する。本研究では,1.アロサミジンが生産菌自身に対しキチナーゼ生産促進活性を示す現象の分子レベルでの解明,および,2.アロサミジンによる抗喘息作用の機構解明と新しい治療薬の開発,を目的とする。1に関しての成果,アロサミジンが2成分制御系のセンサー部分に作用する分子機構解明のため,強いキチナーゼ阻害活性を保持したアロサミジンフォトアフィニティープローブの作製に成功した。フォトアフィニティープローブはアロサミジン生産菌に対してキチナーゼ生産促進活性を示し,また結合実験により膜タンパク質画分の65kDaキチナーゼおよびセンサーヒスチジンキナーゼとプローブが結合する可能性が高いことが示された。即ち,アロサミジンはN-アセチルキトビオースによって生産誘導されるキチナーゼに結合した状態で細胞膜に移動し,キチナーゼとアロサミジン複合体がリガンドとしてセンサー部分に作用し,2成分制御系を活性化しキチナーゼ生産を促進する機構が推定された。2に関しての成果,アロサミジンおよびアロサミジンより強力な抗喘息作用を示すデメチルアロサミジンそれぞれのフォトアフィニティーおよびビオチン化プローブを作製した。それらは全て強いキチナーゼ阻害活性を保持していた。,喘息マウス肺胞洗浄液中にアロサミジン類と特異的に結合する喘息時発現タンパク質をフォトアフィニティープローブを用いて探索したところ,キチナーゼ様タンパク質Ym-1がアロサミジン類と特異的に結合することが示された。,大腸菌発現組み換え体Ym-1を調製し,生体分子間相互作用解析装置とビオチン化プローブを用いてアロサミジン類とYm-1の結合の強さを調べた。
癌抑制遺伝子RBを中心とした細胞周期の解析

癌抑制遺伝子RBは、細胞の増殖停止を引き起こすので細胞中での過剰発現が困難であったが、RBを誘導発現させると増殖を停止するNIH3T3由来細胞系を作製した。また、血清ロット依存性が判明し、過剰発現で増殖を完全に停止させる血清とほとんど増殖に影響しない血清を捜し当てることができた。これは、条件感受性突然変異に類似しておりこの系の有用性を高めている。また、生命の基本設計図はすべて、遺伝子として記録保持されており、転写というこの遺伝子情報を取り出して具現化する作業は生命現象の根幹をなしている。Differential display法(DD法)は転写産物を効率、再現性良く記述する方法であり、生命現象の変化にともなう転写産物の発現量の変化を解析するには最適の方法である。RB産物は、転写因子などと相互作用することによって、細胞の転写状態の調節を通して機能を発揮していることが示唆されているので、RB強制発現の結果は、細胞内の転写産物の量的変化に反映され、その解析には、DD法が最適である。また、DD法はその遺伝子の生物学的意義、実用性の有無等の判別が短時間で可能で、無駄な実験を省きやすい。DD法に種々の改良を施し、再現性と効率をさらに高めた独自の改良DD法を、本研究のRB細胞に適用し、RBの発現によって転写量の変化する遺伝子のcDNAの単離、解析、同定をなお押し進めている。また、現在、細胞の接触阻害、血清飢餓、血清刺激、senescence、神経細胞の分化、アポトーシスに重要な遺伝子を同法で単離、同定、解析している。これらの現象を手広く解析することは、同じ増殖停止にともなう転写量変化の中でも、RB発現、分化、血清飢餓、接触阻害、老化などに共通なもの、特異的なものの分類に非常に有用である。これらを総合した結果を得るには更なる研究と期間が必要である。癌抑制遺伝子RBは、細胞の増殖を止め細胞中での過剰発現が困難だが、pRBを誘導発現させると増殖が停止するNIH3T3由来細胞系を作製した。pRBの細胞学的機能は、細胞系、研究者によって矛盾する結果が報告されており、本実験系で細胞抽出液を生化学的に解析することなどで、矛盾点を解明していく。例えばcyclin D3、cdk4がRBの発現の影響が少ない血清中で培養したときのみに5倍程度発現上昇が見られ、この変動は、増殖を停止させる血清を用いると観察されず、この血清中でRBを発現させると、RBの効果を増強するような経路が働いていることが示唆される。大部分の生命現象の変化は、ヒトの場合約10^5個の全遺伝子中の約15%ほどしか発現していない遺伝子発現の変動に帰結されると推定される。ディファレンシャルディスプレー法は、細胞中で発現している大分部のmRNAを検出でき、実験に要するRNAも少量ですむので、多数の検体の比較性に優れ、発現量が増減する遺伝子の検索に最適である。また、そのmRNA遺伝子の生物学的意義、実用性の有無等の判別が短期間で可能で、無駄な実験を容易に省ける。RBの作用は、最終的には種々の転写因子を制御することで発揮することが推測され、ディファレンシャルディスプレー法に種々の改良を施し、再現性と効率をさらに高めた独自の改良法を、本研究のRB細胞に適用し、RBの効果の増強に働く因子の単離、解析、同定を行っている。現在、RBの機能に関係すると考えられるmRNAが検出されているので、そのcDNAの単離、解析、同定を押し進めている。

癌抑制遺伝子RBは、細胞の増殖停止を引き起こすので細胞中での過剰発現が困難であったが、RBを誘導発現させると増殖を停止するNIH3T3由来細胞系を作製した。また、血清ロット依存性が判明し、過剰発現で増殖を完全に停止させる血清とほとんど増殖に影響しない血清を捜し当てることができた。これは、条件感受性突然変異に類似しておりこの系の有用性を高めている。また、生命の基本設計図はすべて、遺伝子として記録保持されており、転写というこの遺伝子情報を取り出して具現化する作業は生命現象の根幹をなしている。Differential display法(DD法)は転写産物を効率、再現性良く記述する方法であり、生命現象の変化にともなう転写産物の発現量の変化を解析するには最適の方法である。RB産物は、転写因子などと相互作用することによって、細胞の転写状態の調節を通して機能を発揮していることが示唆されているので、RB強制発現の結果は、細胞内の転写産物の量的変化に反映され、その解析には、DD法が最適である。また、DD法はその遺伝子の生物学的意義、実用性の有無等の判別が短期間で可能で、無駄な実験を省きやすい。DD法に種々の改良を施し、再現性と効率をさらに高めた独自の改良DD法を、本研究のRB細胞に適用し、RBの発現によって転写量の変化する遺伝子のcDNAの単離、解析、同定をなお押し進めている。また、現在、細胞の接触阻害、血清飢餓、血清刺激、senescence、神経細胞の分化、アポトーシスに重要な遺伝子を同法で単離、同定、解析している。これらの現象を手広く解析することは、同じ増殖停止にともなう転写量変化の中でも、RB発現、分化、血清飢餓、接触阻害、老化などに共通なもの、特異的なものの分類に非常に有用である。これらを総合した結果を得るには更なる研究と期間が必要である。
細胞内シグナル関連分子を標的とする治療抵抗性進行肝癌に対する集学的治療の確立

1)ヒト腫瘍移植ヌードマウスモデルにおける抗腫瘍効果と血管新生抑制作用IFN-α併用化学療法を施行した進行肝細胞癌20例に肝生検を行い,IFN-α/βreceptor(IFNAR)蛋白の発現を免疫染色にて評価し,臨床効果との関連性を検討した.IFNARの高発現例(12例)では全例に臨床効果が認められたが,非発現例8例では同療法が全て無効であった.IFNAR蛋白の発現が本併用療法の抗腫瘍効果における細胞内シグナリングに大きく関与していることが示唆された.1)ヒト腫瘍移植ヌードマウスモデルにおける抗腫瘍効果と血管新生抑制作用IFN-α併用化学療法を施行した進行肝細胞癌20例に肝生検を行い,IFN-α/βreceptor(IFNAR)蛋白の発現を免疫染色にて評価し,臨床効果との関連性を検討した.IFNARの高発現例(12例)では全例に臨床効果が認められたが,非発現例8例では同療法が全て無効であった.IFNAR蛋白の発現が本併用療法の抗腫瘍効果における細胞内シグナリングに大きく関与していることが示唆された.1.IFN-α併用科学(5FU)療法の作用機序の検討1)抗血管新生作用関連分子: nude mouseのヒト肝癌細胞移植モデルを使用し、相乗的なIFN-αと5FUの血管新生抑制効果をCD31抗体を用いた免疫染色法で微小血管数を評価し、確認した。2)種々の血管新生因子(VEGF、angiopoietinなど)のmRNAレベル(定量的RT-PCR法)及び蛋白レベルでの発現量の評価を行いangiopoietin2を介した機序であることを証明した。3)免疫作用関連分子: IFN-α併用化学療法時のTリンパ球状のTRAIL発現や腫瘍細胞上のTRAILreceptormRNAの濃度依存性の増加が認められ、IFN-αと5FUのTRAIL-TRAILreceptorを介した細胞障害機序が示唆された。2.治療抵抗性進行(Vp3)肝細胞癌症例に対するIFN併用化学療法の臨床効果とIFN-・・receptorなどのシグナル伝達関連分子の遺伝子・蛋白発現との関連性IFN-・併用化学療法を施行した20例に肝生検を行い、IFN-・receptor蛋白の発現を免疫染色にて評価し、臨床効果の関連性を検討した。IFN-αreceptorの発現例12例ではCR+PR、非発現例8例では全てNC+PDであり、IFN-αreceptor蛋白の発現が本併用療法の機序に大きく関与していることが示唆された。IFN併用化学療法の作用機序の検討(1)抗血管新生作用関連培養肝癌細胞株とヒトサイ帯静脈細胞(HUVEC)をもちいて混合培養し、さらにIFNと5FUをもちいることにより、その培養上清中のVEGFの産生が抑制されることを確認した。この知見より、IFN併用化学療法の作用機序の一つとして血管新生抑制が関与していることが示唆されたため、今年度はnude mouseヒト腫瘍移植モデルを使用しこれらの因子について検討した。肝細胞癌株(HuH7)を用いて、nude mouseヒト腫瘍移植モデルを作成した後、IFN、5FU、5FU+IFNのそれぞれにて治療し、皮下腫瘍の腫瘍径を測定したところ、5FU+IFN治療群がもっとも抗腫瘍効果が強いことが確認された。これらの皮下腫瘍について抗マウスCD31抗体を用いて免疫染色を施行し、MVD(micro-vessel density)を測定し、血管新生の多寡の評価を行ったところ、5FU+IFN治療群においてMVDが有意に低く、IFN併用化学療法の作用機序のひとつとして血管新生抑制作用が強く関与していることがin-vivoでも明らかになった。今後は腫瘍内における血管新生因子(TSP、Ang、VEGF、Tie2など)のmRNAレベル(定量的RT-PCR法)及び蛋白レベル(免疫組織染色、ELISA法)での評価を行う予定である。(2)免疫賦活作用にもとずくapoptosisの誘導今年度はIFN併用化学療法下でのTリンパ球表面上のTRAILの発現や腫瘍細胞上のTRAIL受容体の発現について、Flowcytometry法を用いた細胞レベル、Western blot法を用いた蛋白レベルでも確認し得た。さらに、このTRAIL-TRAIL受容体を介したIFN併用化学療法の作用機序は、preliminaryではあるが、宿主のNK細胞との関与が示唆される知見を得た。
ポストモダニティ型食行動とオルタナティブフードシステムの経済学的研究

ポストモダニティの視点から検討した結果、戦後日本の食料消費はモダン、ポストモダン、ポスト-ポストモダンという段階を踏みながら展開してきたと判断された。そして、さらにポスト-ポストモダン型消費が進むならば、国内の食料生産と流通のあり方に大きな変革が必要となることが明らかになった。消費者とのワークショップ、英仏での実態調査からは、そのための新たなフードシステムとして、直売が可能性をもつという結論が得られた。近年の食行動についての新たな視角からの分析を目指し、「産直」と「直売所」をオルタナティブフードシステムと位置づけながら、現代に適合する食料供給構造を再設計するための足掛かりをつけるための基礎的研究を行った。戦後わが国の食料消費の動向についてポストモダン論からの検討を行い、とりわけ90年代半ばの食料消費の変容に着目して、その背景にある要因としてネオポストモダン消費の胎動を指摘した。このネオポストモダン消費仮説は、食の安全・信頼、原産地、生産履歴、景観保全、生態サービス、地域支援、人権などへの消費者の関心の高さを説明することが期待される。この仮説を基本にした食料消費に関する意識と行動についての分析枠組みの検討を行うために、東京大学生態調和農学機構周辺の西東京市住民を対象にワークショップ型の意見交換会を実施した。近い将来に同機構内で実験直売所の設置を計画しているが、そこで食の安全や日本農業をテーマに、どのような研究・教育・社会活動を行うべきかについて議論を行った。またあわせて、同機構周辺の市民を対象に食の安全問題をテーマにしたコンジョイント型のアンケートによる意識調査を実施した。日本国内の生協を中心にした産直活動、英仏の地産地消活動、CSA活動、生協活動、生産者直売、そしてマルシェについて現地調査を行った。その結果、日英仏の先進国において、生産者と消費者との間の信頼の醸成とコミュニケーションのあり方が、これからのフードシステムの大きな課題であることが明らかになった。その結果を踏まえて、英仏出張時に海外研究協力者とネオポストモダン消費仮説の有効性、オルタナティブフードシステムの検討の意義について議論を行い、今後の研究枠組みとしての妥当性を確認した。