hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
III型たん白質分泌機構を介したサルモネラのマクロファージ内増殖性に関する研究

overlay assayおよびpull down assayには、各エフェクターをMBP(maltose binding protein)およびFLAG融合たん白質として精製したものを使用した。その結果、SifA-SifB、SiB-SseJおよびSifB-SseG間において相互作用することを明らかにした。さらに、SifBおよびSseJは、ホモダイマー(あるいはホモポリマー)を形成することが示唆された。さらに、これらのエフェクター間の宿主細胞内での相互作用を確認中である。本研究は、Salmonella pathogenicity island 2(SPI-2)に依存したサルモネラ小胞の成熟に必要なエフェクターについてプロテオミクステクノロジーを駆使して網羅的に同定することを試みた。(1)サルモネラ野生株を用いて、SPI-2発現誘導条件下で培養した上清中のたん白質を濃縮・精製し、アガロース二次元電気泳動法で分離し、検出された18スポットのたん白質を同定したところ、17個は鞭毛のFliC、残りは外膜たん白質であるPagCであった。SPI-2を介してFliCが分泌されることはすでに報告があるが、分子量の異なるFliCが検出されることについては、今後の検討事項となった。(2)野生株およびSPI-2発現調節因子であるSsrBの欠失変異株をSPI-2発現誘導条件下で培養した全菌体たん白質を用いてSsrBに誘導されるたん白質の検出を試みた。各菌体試料のたん白質をアガロース二次元電気泳動法で分離した。溶解性の異なる4つのフラクションにおいて、野生株よりもSsrB欠失変異株で発現量が低下した107個のスポットについて、たん白質の同定を行った。これらのたん白質については、現在、エフェクターとしての可能性について解析している。(3)既知エフェクター、SifA、SifBおよびSseJについて、EGFPとの融合たん白質を発現するプラスミドを構築し、HeLa細胞にトランスフェクション後、共焦点レーザー顕微鏡で観察することにより、細胞内局在を調べた結果、SifA-EGFPは、細胞質内で細線維状の管状構造を構築するのに対して、SseJ-EGFPは細胞膜近傍に分布し、膜運動を誘起していた。一方、SifB-EGFPには局在性はみられず細胞質全体に広がって分布していた。今後、SseJの酵素活性と膜運動の関係について分子レベルで解析する予定である。
「学びのチューター」制度を導入し、生徒観・学習観を涵養する教育実習の実践的研究

1.研究目的:中教審の平成18年度答申(「教職課程の質的水準の向上」)は、教育内容・方法の開発研究とならび、実践性の高い優れた取組の支援を行うことを強調した。一方現場の教育実習の多くは、模擬授業を中心とした「教科学習の指導方法」に重点を置いている。しかし、生徒理解や、教材を教師ではなく子どもの視点から組みなおそうとする教員独自の「専門性」は、一方的な講義形式が多い教科活動中心のプログラムのみでは、育成しにくい。生徒をどうとらえ、どう指導するかという生徒理解の力を研ぎ澄ます取り組みを、「総合的な学習の時間」を用いて行うことができるというのが、本報告の仮説である。2.研究方法:現在、一部企業において導入されているチューター制度を参考に、多くの教育実習生を受け入れる大学附属校の特質を生かし、中学1、2年の「総合的な学習」での班学習の指導を学生に責任担当させた(「学びのチューター」と定義)。その際実習生に携帯型モバイル端末を所持させるとともに、探究活動をコーディネートさせた。3.研究成果:生徒の活動ぶりと学生の考察を素材に、特に主体的な学びを組織するという教師の役割(今日的課題)に対して、学生たちはどのような考えを持つにいたったのかを、考察したところ、以下の2点が確認できた。(1)学習観の変容生徒の主体的な学習を組織するためには、その学習が生徒の発達にとってどんな意味があるのか(「学ぶ意味」の確認)を深く考えていないといけない。そうでなければ表面的な「活動主義」に陥ることを、学生の多くが体験的に発見した。(2)教育観の変容大学教育を経て得てきた自分自身の教育観を「果たしてどうだったのか」と問いなおし、自分の未熟さを考えるようになる。また、自分自身が教師になろうとしたきっかけはなんだったのか、軸となる教育観を捜し求めようとする学生も登場してくる。
表面増強光触媒の反応初期過程の解明

金ナノ粒子の表面プラズモン吸収により酸化チタンへの電子移動が生じ,太陽光エネルギーを化学反応に用いることで、水を分解し水素燃料を製造することが期待されている。そこで、粒子系において、表面プラズモン吸収による半導体への電荷移動を観測し,効率のよい電荷分離の条件を探索することにより、光触媒系の設計への応用の可能性をさぐることを目的として研究を行った。ESR測定から,金微粒子を担持した酸化チタン微粒子において、プラズモン励起による金-酸化チタン間の電荷移動は金と酸化チタンの界面の電子的な接合状態に大きく依存することを見出した。すなわち、可視光を照射しプラズモン励起により酸化チタンに生じるラジカルを低温77KにおいてESR測定することで、プラズモン励起により、金微粒子から酸化チタンへの電子移動が生じ、酸化チタン上の捕捉電子の信号が増加することを観察した。これたは逆に、熱処理等により、可視光照射により酸化チタンの正孔が増加し、酸化チタンから電子が出て行く場合があることを見出した。また,一重項酸素の検出を試みたところ、金微粒子担持酸化チタンの室温懸濁系において、532nm励起により一重項酸素の1270nmの発光が検出された。このことは、酸素分子の基底三重項状態から励起一重項状態への禁制遷移が、プロズモンの増強場により生じたと考えられる。白金の微粒子を担持した場合には、電荷移動はいつも半導体から金属に生じ、半導体表面では酸化反応のみ生じることを見出した。金微粒子を担持した酸化チタン微粒子において、可視光を照射しプラズモン励起を生じさ酸化チタンの酸化あるいは還元により生じるラジカルを低温77KにいてESR測定することから電子移動を観測した。その結果、プラズモン励起により、金微粒子から酸化チタンへの電子移動が生じる場合もあるが、逆に酸化チタンから電子が出て行く場合や変化がない場合があることを見出した。このことは、プラズモン励起による電荷移動は金と酸化チタンの界面の電子的な接合状態に大きく依存することを示している。また,金微粒子担持酸化チタンの室温懸濁系において、532nm励起により一重項酸素の1270nmの発光が検出された。可視光を吸収する半導体BiVO_4の電極系において金超微粒子を種々の条件で電析により担持することで、可視光電流が増加することを見出した。しかし、電流の増加が必ずしもプラズモン吸収スペクトルと一致しないことが分かった。電極のインピーダンス解析から、光電流の増加はBiVO_4電極表面近傍における電荷分離促進に金微粒子担持効果が働いていることが分かった。
民主政期アテナイにおける市民共同体の維持と性規範の関係に関する研究

本研究は、古代のアテナイにおいて「市民」がいかなる集団だったのかをセクシュアリティの観点から明らかにするものである。市民を「政治的権利を有する者」と捉え、成人市民男性のみをポリスの担い手とみなす従来の議論に対して、近年では市民の男女がいかなる自己意識や道徳観を共有していたかを問う研究が進展している。本研究はこうした動向を踏まえ「法や制度によって定義された市民身分」という見方から距離を置く。市民たちは必ずしも制度によってではなく、社会的にその身分を承認されており、その承認基準として市民たちが遵守すべきとされた性規範が存在した。本研究はそうした市民性の形成過程と、その背景にある道徳観を解明する。
Shock-persistentな動学的計量経済モデルの推定について

本研究の目標は、(1)Shock-persistentな経済時系列データに適した統計的推測理論を開発すること、および(2)その手法を日本のマクロ経済変動の分析に応用すること、の2つであった。残念ながら、時間的な制約のため第2の目標はまったく成し遂げられなかった。今後も引き続き、満足できる理論的成果を得られるよう研究を進めていくつもりである。また、冒頭の第2点についても今後の課題としたい。
アストロサイト系譜細胞の発生・分化・機能発現におけるTROYの役割

Signal sequence trap法(SST-REX法)により、成体マウスの脳よりクローニングした新規のTNFR superfamilyのメンバーTROYの脳での役割を明らかにするため、まず胎生期から成体に至るマウス脳における分布を検討した。胎生期の脳では、TROYのmRNAおよび蛋白は神経新生の盛んな神経上皮に強く発現し、胎生後期から生後においては、グリア新生の盛んな脳室下帯にも発現していた。さらに生後から成体においては、脳室下帯、および大脳皮質などのアストロサイトにも発現が認められた。TROYをPC12細胞に過剰発現させると、神経細胞への分化を抑制する転写因子HES-5, Id-2の発現が増加し、神経細胞のマーカーであるNF-150やTuJ1などの発現が低下した。また、TROYを過剰発現させた細胞では、NGFによる突起の伸展が抑制された。PC12細胞の神経細胞への分化を抑制したことから、TROYは発達過程および成体において、神経上皮脳室下帯の、神経幹細胞を含むアストロサイト系譜の細胞に発現し、それらの未分化性の維持やアストロサイトへの分化に関与していると考えられる。TROYの機能をブロックするため可溶型TROYを過剰発現するトランスジェニック(TG)マウスを作製し、解析を行ったところ、TGマウスにおいてアストロサイトの終足の形態的異常を見いだした。microperoxidaseを血管内投与したところ、TGマウスにおいて、血管外への漏出を認め、血液-脳関門(BBB)の透過性亢進が確認された。アトロサイトの細胞骨格蛋白や突起の形成に関与する分子の発現をWestern blot法を用いて野生型マウスと比較すると、TGマウスの脳においてVEGFが増加していた。TROYのシグナルは、アストロサイトによるBBBの形成、成熟、及びその維持に不可欠である可能性が示唆された。TROYの発現は、成獣の中枢神経系において、GFAPやS100陽性のアストロサイトに認められたが、NeuN陽性の神経細胞には認められなかった。また脳室下帯において、TROYはTuJ1陽性の神経前駆細胞には発現しておらず、GFAPやEGFR陽性の神経細胞にコミットメントしていない前駆細胞に発現していた(Brain Res.1110;81,2006)。胎生期においても、PSA-NCAM陽性の神経前駆細胞や、MAP-2陽性の分化した神経細胞にはTROYの発現は認められず、Nestin及びMusashi-1陽性の神経上皮細胞や放射状グリアに発現が認められた。神経細胞の分化におけるTROYのbiologicalな作用を検討するため、TROYをPC12に一過性及び恒常的に過剰発現させると、どちらにおいても下流のシグナル伝達経路として知られているNF-κB及びJNKの活性化が認められた。更に、PC12はNGFにより神経突起を伸展し、神経細胞へ分化することが知られているが、TROYを過剰発現させたPC12において、NGFによるこれらの作用が抑制された(Eur.J.Neurosci.23;3149,2006)。したがって、TROYのシグナルが、神経細胞にコミットメントしていない前駆細胞から神経細胞への分化を抑制することにより、それらの未分化な状態の維持やアストロサイトへの分化に関与している可能性が考えられた。そこで、TROYの生体内での役割を検討するため、可溶型のTROYを過剰発現することによりTROYのシグナリングをブロックするトランスジェニックマウスを作製し、解析を行った。電子顕微鏡にてアストロサイトの形態を観察したところ、トランスジェニックマウスにおいて、血管の周囲のアストロサイトの終足に異常を認めた。現在、これらの異常に関して詳細に検討中である。

TROY固有のリガンドの有無を検討するために、TROYの細胞外ドメインとヒト免疫グロブリンのFc部とのキメラ蛋白(TROY-Fc)を用いて免疫組織染色を行ったところ、脳の血管周囲のアストロサイトに陽性反応が認められた。そこで、TR0Yの生体内での役割を検討するため、TR0Y-Fcを過剰発現することによりTROYのシグナリングをブロックするトランスジェニックマウス(TROY-Fc Tg)を作製した。このTgマウスの脳を電子顕微鏡にて観察したところ、血液-脳関門(blood-brain barrier,BBB)のアストロサイトの終足に水腫様の変化を認めた。Tgマウスにおけるアストロサイトの終足の異常から、BBBの透過性亢進の可能性が考えられたので、異なる分子量のトレーサー(horseradish peroxidase,biotin,microperoxidase,dextran,Hoechst,dye)を血管内投与後、脳血管外への漏出の有無によりBBBの透過性亢進を検討した。その結果、microperoxidase、biotin、Hoechst dyeの血管外への漏出を認めた。その原因、及びメカニズムを検討するために、Tgマウスにおいてアストロサイトの細胞骨格蛋白や突起の形成に関与する分子の発現レベルをWestern blot法を用いて野生型マウスと比較検討した。Tgマウスの脳においてはSSeCKSやClaudin12が減少していた反面、VEGFは増加していた。これらのことから、TROYのシグナルは、アストロサイトによるBBBの形成、成熟、及びその維持に重要な役割を担っている可能性が示唆された。また、アストロサイトにおけるTROYのシグナルの機能を解析するために、in vitroでヒトグリオーマ細胞株U251にTROYを過剰発現させた結果、下流のシグナル伝達経路として知られているNF-kB、及びJNKの活性化が認められ、さらに、分化したアストロサイト様の突起の伸展が認められた。このことは、TROYのシグナルがグリオーマの分化を誘導した可能性を示唆する。
リグニン中のβ-0-4結合開裂反応の機構と制御

リグニン及びそのモデル化合物は、アルコ-ル・バイサルファイト蒸解条件下で還元的開裂反応によりオイゲノ-ルやイソオイゲノ-ルを生成する。まず反応機構検討のため、2%亜硫酸水素ナトリウム溶解した含水アルコ-ル中160°Cで、種々のβ-0-4型2量体モデル化合物を処理して開裂反応生成物を定量した。その結果、この反応はキノンメチド構造を経て進むことが強く示唆された。また、側鎖α-位のスルホン化またはアルキルエ-テル化は、この開裂反応を抑制あるいは遅延させること明らかになった。ついで、β-シリンギルエ-テルの開裂はβ-グアイアシルエ-テルよりも開裂されやすいという事実を見出し、これに基づきキノンメチドの生成は律速段階でないと推測した。開裂反応の最適条件を求めるため26種の有機溶媒を用いた結果、第一級又は第二級アルコ-ル性水酸基を持溶媒6種と酸アミド1種がこの反応に適していた。また、溶媒濃度としては、50%が最適であることが見出された。以上の結果により、アルコ-ル・バイサルファイト蒸解時のリグニン中のβ-0-4結合開裂反応は、重亜硫酸アニオンからキノンメチド中間体への一電子移動によるラジカルアニオンの生成と、このラジカルアニオンの開裂を経る機構によって説明されると考えた。また、溶媒の種類と濃度を変えることにより反応をある程度制御できることが明らかになったが、より効率的に反応を進めるには競争反応であるスルホン化を制御する必要があることが見出され、この点の解決は今後の課題として残されている。まず反応機構検討のため種々のβ-O-4型2量体を基質とし、2%亜硫酸水素ナトリウムを含む50%アルコール溶液中160°Cで処理して、主生成物であるグアイアコールとイソオイゲノールを定量し、開裂反応の指標とした。1.非フェノール性単位の反応:グアイアシル核を持つβ-O-4型2量体は開裂反応を受けるのに対し、ベラトリル核を持つものは上記条件下で安定であった。2.α位の酸化段階の影響:α位がメチレン、カルビノールおよびカルボニルである3種の化合物を処理すると、カルビノールのみが開裂反応を受けた。したがって、この反応はキノンメチド構造を経て進むことが強く示唆された。3.反応中間体の推定とその反応:キノンメチド構造を経るとすれば、α-スルホン酸またはα-アルキルエーテル型でβ-O-4結合を有する2量体を中間体として反応が進行するのではないかと考えた。しかし、α-スルホン酸からはイソオイゲノールは生成せず、α-アルキルエーテルからの生成量もα-カルビノールからの値に比べて低くなっており、これら2種の化合物は中間体でないことが確認された。以上の結果より、現段階ではキノンメチド中間体のホモリシスによる開裂機構と、キノンメチド中間体への1電子移動により生じたラジカルを経る開裂機構とが考えられるが、実験的証明を得るに至っていない。来年度に残された課題である。なお、開裂反応の制御として最適反応条件を求めるため、24種の有機溶媒を用いた結果6種の溶媒がこの反応に適していた。これらはいずれも第1又は第2アルコール性水酸基を持つ点で共通していることが明らかになった。前年度の研究により、アルコ-ル・バイサルファイト蒸解条件下でリグニン中のβ-O-4結合はキノンメチド中間体を経由して開裂され、オイゲノ-ルを生成すると推定された。本年度はβ-O-4結合にあずかるアリ-ル基の置換様式の影響について検討した。

その結果β-グアイアシルエ-テルの開裂と比べてβ-シリンギルエ-テルの開裂は著しく速やかに進行することが見出された。この事実はキノンメチド中間体の生体が律速段階でないことを示唆している。一方、前年度に反応溶媒として5種が適当であるとしたが、これらはいずれも第一級または第二級水酸基を持つ溶媒であったので、溶媒がリグニンのα-位とエ-テル結合を形成し、これが反応に関与する可能性を否定できなかった。しかし、より多くの溶媒を用いて実験したところ、ジメチルホルムアミド(DMF)が反応に適することが今年度見出され、前記の可能性は否定された。溶媒効果の実態については依然として不明であるが、反応中間体として生成したラジカルの溶媒和による安定化に寄与している可能性を考えている。これらの結果に基づき、アルコ-ル・バイサルファイト蒸解時のリグニン中のβ-O-4結合の開裂では、重亜硫酸アニオンからキノンメチド中間体への一電子移動によるラジカルアニオンの生成が律速となり、このラジカルアニオン中のβ-O-4結合の開裂後さらに一電子移動により安定化すると考えている。この反応を制御する一つの手段として、溶媒の種類と濃度について検討したところ、前述のようにDMFが好溶媒であることを見出した。また溶媒濃度としては50%が最適であることを確認した。しかし、より効率的に反応を進めるには競争反応であるスルホン化を抑制する必要があることが見出され、この点は今後の課題として残されている。
若年者の自殺予防とストレスコーピング能力向上法の検討

若年層におけるメンタルヘルスの悪化や自殺関連行動が問題となっている。そこで、若年層のストレスコーピング能力と抑うつ状態に対する対人関係カウンセリング(n = 14)および通常のカウンセリング(n = 10)の有用性を探索的に比較検討した。2種のカウンセリング間で、ストレスコーピング能力および抑うつ状態における統計学的な改善差は認められなかったが、対人関係カウンセリングの方が論理的なストレスコーピング能力の増加と抑うつ状態の改善により有用である可能性が考えられた。また、2種のカウンセリングではストレス下における前頭葉機能に違いがある可能性が光トポグラフィ検査から示唆された。本研究の目的は、若年者のストレスコーピング能力向上を心理学的介入で図り、自殺予防につなげることである。本研究の方法は、20歳、30歳代の健常人30名を対象とし、対人関係カウンセリングと通常の支持的カウンセリングの2群で行い、これらの心理学的介入の有用性の差を比較するものである。研究における有用性の評価としては、心理検査(質問紙など)ならびに生理学的検査(自律神経バランス、光トポグラフィ)を実施する。平成25年度の本研究の進展としては、被験者が予定通りに集まらず、2名の被験者で研究を実施するにとどまった。よって、本研究の主要評価項目である対人関係カウンセリングと通常の支持的カウンセリングのストレスコーピング能力向上への有用性の差についての結果はまだ得られていない。今後、被験者を増やし、さらに検討を加えていく必要がある。一方、2名の被験者ではあるが、光トポグラフィ装置ETG-7100の測定と小型脳活動測定装置HOT121を測定した結果、小型脳活動測定装置HOT121では安定した測定が困難であることが示された。さらに、本研究の派生研究結果として、対人関係カウンセリングが、ストレスコーピング能力を改善させることにより、社交不安症状やうつ状態を改善する可能性が記述的検討により示された。また、光トポグラフィ装置ETG-7100を使用し、うつ病患者や自殺企図者の前頭葉機能の変化を調べた。平成26年度は、本研究の被験者募集を積極的に行う予定である。また、光トポグラフィの測定に関しては、光トポグラフィ装置の別機種であるウェアラブル光トポグラフィWOT-100も追加導入し測定を行っていく計画である。本研究の目的は、若年者のストレスコーピング能力の向上を心理学的介入で図り、広い意味での若者の自殺予防につなげることにある。方法は、20歳代・30歳代の健常人30名を対象とし、対人関係カウンセリングまたは通常の支持的カウンセリングの2種を行い、それぞれの心理学的介入の有用性の相違を調べる。評価法としては、心理検査(質問紙など)と生理検査(自律神経活動バランス、光度トポグラフィ)の2種類の方法を用いている。研究の進展状況としては、2014年度までに、17名(平均年齢±標準偏差:21.2±1.3歳、男性4名、女性13名)を対象として研究を行った。17名のうち、8名に対人関係カウンセリングを、9名に支持的カウンセリングを行った。その結果、うつ状態を評価するSDSの得点は、対人関係カウンセリング群で1.63点減少、支持的カウンセリング群で0.22点減少した。また、ストレスコーピングを評価するCISSの課題優先対処得点は、対人関係カウンセリング群では1.88点増加、支持的カウンセリング群では逆に1.22点減少した。生理検査としては、光度トポグラフィ検査において、症例検討レベルではあるが、前頭葉の酸素化ヘモグロビン変化量は全チャンネルで増加し、特に左右の眼窩前頭前野で増加が強く見られる傾向が示された。以上より、現段階では、2種のカウンセリング法の有用性に統計学的な有意な差は認められていないが、対人関係カウンセリングの方がうつ状態の改善効果が高いこと及び論理的なストレス対応法である課題優先対処を身につけやすい可能性が示された。今後、症例数を約30例まで増加して引き続き検討していく予定である。本研究は、カウンセリングにより若年層のストレスコーピング能力を向上させ、抑うつ状態の改善・自殺予防につなげることを目的として行った。研究方法は、20歳・30歳代の健常人30名を対象とし、対人関係カウンセリング(Interpersonal counseling: IPC)または通常の支持的なカウンセリングを行い、それぞれのカウンセリングの有用性の相違を調べた。評価法としては、心理検査(質問紙評価尺度など)と生理検査(光トポグラフィなど)を用いた。2015年度には9名の対象者を追加し、前年度までの対象者と合わせた26名(IPC群:16名、通常の支持的なカウンセルング群:10名)のデータ解析を行った。その結果、2種のカウンセリング群間で、ストレスコーピング能力の評価尺度であるCISSの3種のストレスコーピング得点(課題優先対処得点、情緒優先対処得点、回避優先対処得点)は、カウンセリングの前後で有意な違いを統計学的に示さなかった。しかし、IPC群では課題優先対処得点が増加し、通常の支持的なカウンセリング群では減少が見られた。また、抑うつ状態の評価尺度であるSDS合計点は、IPC群のみで有意な低下が見られ、IPC群が抑うつ状態を改善することが推測された。さらに、光トポグラフィで測定したOxy-Hb変化量の解析より、前頭前皮質活動はIPC群と通常の支持的なカウンセリング群で違いが生じる可能性が示唆された。

これらより、ストレス対応方法に関して具体的な教育的指導を行うIPCは、ストレス対応方法を論理的に変化させ、その結果、抑うつ状態を改善させる可能性が考えられた。さらに、その背景には前頭前皮質活動が関与していることが推測された。今回の検討は、対象者数も少なく探索的であったことから、今後は対象者数を増やしてより詳細な研究を行う必要がある。若年層におけるメンタルヘルスの悪化や自殺関連行動が問題となっている。そこで、若年層のストレスコーピング能力と抑うつ状態に対する対人関係カウンセリング(n = 14)および通常のカウンセリング(n = 10)の有用性を探索的に比較検討した。2種のカウンセリング間で、ストレスコーピング能力および抑うつ状態における統計学的な改善差は認められなかったが、対人関係カウンセリングの方が論理的なストレスコーピング能力の増加と抑うつ状態の改善により有用である可能性が考えられた。また、2種のカウンセリングではストレス下における前頭葉機能に違いがある可能性が光トポグラフィ検査から示唆された。2014年度までに17名の被験者を対象として研究を行った。17名に加えて、10名の協力者の内諾も得られている状況であり、2015年度の前半には予定していた30名での研究が終了できると考える。さらに、2014年7月に追加導入した光トポグラフィWOT100を用いた測定も順調に進んでおり、当初より予定してた光トポグラフィHOT121のデータとともに、光トポグラフィのデータが計画以上に得られている。また、学生相談などにおいて、対人関係カウンセリングを用いた相談の導入もできており、研究成果の臨床場面への応用も進んでいる。臨床心理学2015年8月までに、予定被験者数30名での研究実施を終了予定である。なお、現時点での被験者が大学生を中心とした被験者となっているため、今後は30歳代社会人の被験者をより積極的に募集したいと考えている。その後に、最終データの解析を行い、2016年度の国内学の学会で最終結果を発表するととともに学術雑誌に論文を投稿する。さらに、研究室のホームページおよびブログで一般向けにも研究成果を公開する。平成25年度は、被験者募集が予定通りに進まず、2名の被験者しか得られなかった。そのため、研究の進展が予定より遅れた。また、小型脳活動測定装置HOT121での安定した測定が困難であることが示されたため、新たな対策としてウェアラブル光トポグラフィWOT-100の導入を検討することになった。さらに、予定していた研究協力者に変更があり、心理学的介入が予定通りに行えなかった。2014年度7月に所属する大学の経費でウェアラブル光トポグラフィー刺激提示システム(WOT-100-10P-SP)を導入した。このシステム内には、科研経費で購入予定であったパーソナルコンピュータ・モニターに相当するコンピュータシステムが含まれているため、科研費の物品費の支出が少なくなった。今回、広く被験者を集めたが、被験者は集まらなかった。そこで、平成25年度後半からは、被験者募集の範囲を研究者の所属する大学内に狭めて募集したところ、現時点で、候補者として約10名を得ることができている。被験者の属性に偏りは生じるが、今後はこの方法で被験者を募る予定である。
長寿化、少子化社会における経済システムに関する理論的考察

このプロジェクトの目的は、長寿化と人口減少が続くなか、わが国の社会、経済構造がいかなる方向に変化するかについて、ビジョンを提供できるような経済理論モデルを探ることにある。世界に先駆けて年少人口比率の減少、老年人口の増加が急速に進むわが国の実態にもとづいて、人口とマクロ経済の相互関係を理論的に考察し、望ましい政策のあり方を学術的な観点から提言する。プロジェクトの初年度の2018年度には「寿命の伸長とともに、現役期間(教育、労働に携わる期間)が長くなる場合、教育や働き方がどのように変化するか」を理論的に分析した。長い期間働くなかで若いころに得た知識が陳腐化し、役に立たなくなる時期がやってくるもとでは、その中で「リカレント教育」をどの時期にどれくらいの期間行えばよいか等を理論的に考察し、あわせて、現役期間の伸長にともない、人々の生涯所得がどのように変化するかについての定性分析も行った。分析を通して、望ましいリカレント教育のあり方や、長寿時代に起こるであろう経済成長の様相についての理論的結果を導くことに成功した。上記に加え、過年度より継続していた、人口成長と経済厚生の関係について述べた「Serendipity定理」に関する研究成果が、海外査読付き学術雑誌のJournal of Demographic Economicsより2019年3月に公刊された。また、近年には経済主体を同質的と仮定せず、異質性をもつことを明示的に扱うマクロモデルが発展してきている。人口問題を考えるときにも、これは重要な要素であるため、それに関する知識の習得も行った。2018年度に予定していた課題内容に対して、分析面でひとまず成果となるものを得ることができたため、現時点ではおおむね順調に進展しているといえる。現在、得られた分析内容にもとづき、論文の執筆を始めている。2019年度には以下のことを行う予定である。(1)まず現在進行中の研究成果を論文にまとめ、査読付きの国際学術雑誌に投稿することを最優先する。(2)現在取り組んでいる分析内容を拡張する。具体的には、現在の設定に社会保障制度を導入し、それが人々の行動に与える影響を理論的に分析する。あるいは、現在の枠組みに関して定量分析を行う。(3)前年度より行っている、異質性をもつことを明示的に扱うマクロモデルについての勉強を続け、それの応用可能性についても探る。研究成果は学術論文の形でまとめ、それを国際的査読雑誌に投稿するともに、国内外の研究会や学会で発表する。(理由)2018年度中に行っていたプロジェクトに関して、論文の完成に予定よりも時間を要したため。(使用計画)研究プロジェクトに関する研究打ち合わせ、研究上有用な学会への参加、論文の英文校正等にあてる予定である。
スーパー標的抗体による新規腫瘍マーカーの探索とその低侵襲的高感度検出法の開発研究

札幌医大および順天堂大学で開発した独自の癌標的化抗体作成法を通じて樹立に成功した新規腺癌抗原PAP2aおよび数種の癌関連抗原に対する多くの高性能抗体を用いて癌の高感度かつ低侵襲性の診断法の開発を目指した。1)大腸癌検診の精度を高めるために癌標的抗原を便中から高感度で検出する検査方法の開発を進めた。これまでに当該研究で樹立した高性能がん標的抗体を用いて確立できたELISA系は5種類である。その中でも特に大腸癌と関連のある標的分子の測定を行った結果、癌関連プロテアーゼ誘導分子CD147および胎児性癌抗原CEAは健常人、大腸癌患者由来の便中では全く差が認められなかった。それに対して癌抗原XXXXX(特許出願準備中のため抗原名省略)は大腸癌患者由来便中に検出され、その値は健常人由来便中の抗原量よりも有為に高いことが示された。この結果をもとに現在、国内診断薬開発企業と金コロイド粒子法を用いた簡便迅速な大腸癌検査キットの開発を進めている。2)膀胱癌の早期診断のために癌標的抗原を高感度で検出する検査方法の開発を進めた。3種類の癌標的分子の測定を行った結果、尿中の上皮癌抗原EpCAMおよびCEA値は健常人、膀胱癌患者間で全く差がなかった。それに対して癌抗原YYYY(特許出願準備中)値は健常人由来尿中の抗原量よりも明らかに高いことが示された。この結果をもとに現在、国内診断薬開発企業と共同でイムノクロマト法を用いた簡便迅速な検査キットの開発を進めている。本研究では早期診断が困難な難治性の進行癌に対する早期診断法の確立を目指し、多くの被験者を対象とできる低侵襲性で簡易的さらには高感度の新しい診断法を開発することを目的とした。目的達成のために、抗体依存的に標的癌細胞に感染可能な改変型アデノウイルスを用いて、従来のELISA法、Cytometory法では評価・選別できなかった新規癌標的分子・マーカーを探索することを新たに着想しこの手法を用いてこれまでに、ヒト膵臓癌・前立腺癌・悪性中皮腫・メラノーマ・多発性骨髄腫等を免疫源として10,000以上のモノクローナル抗体をスクリーニングし、1年間で10種類以上の優秀な癌標的化抗体(スーパー標的抗体)を樹立することができた。平成19年度の研究ではこれらスーパー標的抗体を用いて新規腫瘍マーカーとしての有用性を解析し、従来の病理組織学的・免疫血清学的解析に加えて、尿中腫瘍抗原マーカー、便潜血中腫瘍マーカー、唾液中腫瘍マーカーなどへの低侵襲性の診断方法への実用化研究にも発展させることを目的とした。その結果、これまでに7種類の腫瘍マーカー測定ELISA系の樹立に成功し、検出感度も従来の報告よりも10010倍高めることができた。これらELISA系を用いて大腸がん患者由来便中および膀胱癌患者由来尿中に存在する癌抗原を測定した結果、大腸がん便中では抗原X(特許出願予定のため名称未記入)、および膀胱癌尿中に抗原Y(特許出願準備中)が検出され、正常検体由来便および尿よりも有為に高いことが明らかとなった。次年度はこの癌抗原をより簡便に検出できるようにイムノクロマト法および金コロイド粒子法を開発する予定である。札幌医大で開発した独自の癌標的化抗体作成法を通じて樹立に成功した新規腺癌抗原PAP2aおよび数種の癌関連抗原に対する多くの高性能抗体を用いて癌の高感度かつ低侵襲性の診断法の開発を目指した。

その中でも特に大腸癌と関連のある標的分子の測定を行った結果、癌関連プロテアーゼ誘導分子CD147および胎児性癌抗原CEAは健常人、大腸癌患者由来の便中では全く差が認められなかった。それに対して癌抗原XXXXX(特許出願準備中のため抗原名省略)は大腸癌患者由来便中に検出され、その値は健常人由来便中の抗原量よりも有為に高いことが示された。この結果をもとに現在、国内診断薬開発企業A社と共同で金コロイド粒子法を用いた簡便迅速な大腸癌検査キットの開発を進めている。2)膀胱癌の早期診断のために癌標的抗原を高感度で検出する検査方法の開発を進めた。現在までのところ3種類の癌標的分子の測定を行った結果、尿中の上皮癌抗原EpCAMおよびCEA値は健常人、膀胱癌患者間で全く差がなかった。それに対して癌抗原YYYY(特許出願準備中のため抗原名省略)は膀胱癌患者由来尿中に検出され、その値は健常人由来尿中の抗原量よりも明らかに高いことが示された。この結果をもとに現在、国内診断薬開発企業T社と共同でイムノクロマト法を用いた簡便迅速な検査キットの開発を進めている。
キラルブレンステッド酸触媒を用いた不斉合成反応の革新化

欲しい化合物のみを効率良く合成する手法の開発は,地球環境を維持し,限られた資源を有効に用いるためにも,重要な研究課題の一つである。我々は,キラルなリン酸誘導体が,キラルブレンステッド酸触媒として優れた不斉触媒能を有する事を見出している。本研究においては,我々の開発した有機分子触媒を用いて,医薬品の合成のための中間体等の有用物質の光学活性体を効率的に合成するための中間体の手法の開発を行った。優れた不斉触媒反応の開発は,現在の有機合成化学に課された重要な課題の一つである。申請者は,(R)-ビナフトールより誘導したキラルリン酸がキラルブレンステッド酸触媒として優れた不斉触媒活性を示すことを見出した。本研究においては,Hantzschエステルに代わる水素供与体として3-置換ベンゾチアゾリンに着目し,ベンゾチアゾリンが優れた水素供与体として作用し,リン酸を触媒として用いる事により,イミンの還元反応が高いエナンチオ選択性で進行し,対応するアミン誘導体が光学純度良く得られることを見出した。本研究では,トリフルオロメチル基の置換したケトイミンの不斉還元反応に取り組み,トリフルオロメチル基の置換したアミンを光学純度良く合成する事ができた。また,反応機構を明らかにするために,3位に重水素の置換したベンゾチアゾリンを合成し,ケトイミンの重水素還元反応を検討し,窒素のα位に重水素の置換したアミンが光学純度良く得られることを見出した。この結果は,予想通り2位に水素がヒドリドとしてイミンに求核攻撃をおこしている事を示すものである。更に,本手法を用いる事により,これまで合成例の少なかったα位に重水素の置換したアミンの不斉合成反応を開発する事ができた。また,分子内アルドール反応を基軸とするエナンチオ選択的なRobinson環化反応についても詳細に検討し,共同研究者の理論化学的な計算の結果をもとに,議論し,高い不斉誘起が実現した理由を明らかにするとともに,優れたシクロヘキセノン類の合成法を確立した。申請者は,(R)-ビナフトールより誘導したキラルリン酸触媒がキラルブレンステッド酸触媒として優れた不斉触媒活性を示す事を見出した。Mannich反応はβーカルボニル化合物を合成する優れた合成反応の一つである。我々は,既にリン酸触媒を用いた不斉Mannich型反応を2004年に報告しているが,芳香族アルデヒド由来のイミンに限られていた。本Mannich反応において脂肪族アルデヒド由来のイミンを用いる事ができれば,本反応の有用性が大きく広がる事が期待される。リン酸触媒を検討する事により,脂肪族アルデヒド由来のイミンを用いても対応するβーカルボニル化合物が高収率かつ高い光学純度で得られることを見出した。更に,Mannich反応において,立体制御の困難な,第四級炭素の立体制御を行う事もできる事がわかった。また,ベンゾチアゾリンを水素供与体として用いた不斉合成反応に関しても,Hantzschエステルよりも優れた水素供与能を有する事を明らかにしている。アセトフェノン由来のケトイミンのみならず,プロピオフェノン由来のケトイミンの水素移動型の還元反応も効率良く進行し,対応するアミンが光学純度良く得られることを明らかにした。Mannich反応がβ-アミノカルボニル化合物を合成する重要な反応の1つである。我々は,既にリン酸触媒を用いた不斉Mannich型反応を報告しているが,芳香族アルデヒド由来のイミンに限られていた。本Mannich型反応において,脂肪族アルデヒド由来のイミンを用いる事ができれば,本反応の有用性が大きく広がる事が期待される。リン酸触媒を検討したところ,脂肪族アルデヒド由来のイミンを用いても対応するβ-アミノカルボニル化合物が高収率かつ高い光学純度で得られることを見出した。また,ベンゾチアゾリンを水素供与体として用いた不斉合成反応に関しても,Hantzschエステルと比較してより高い光学純度で還元体が得られる事を見出している。また,ベンゾチアゾリンに代えて,インドリンを用いる事によりイミンの還元反応が進行し対応するアミンが光学純度良く得られる事が明らかとなった。更に,インドリンの還元反応において,速度論的光学分割が進行する事を見出した。リン酸をキラルブレンステッド酸触媒として用いた不斉合成反応の開発は,それぞれの反応の開発に時間を要しているものの,比較的順調に進行している。25年度が最終年度であるため、記入しない。リン酸触媒を用いた不斉合成反応の開発研究は,触媒の検討に時間を要するものの比較的順調に進展している。Mannich反応については,絶対立体配置,相対立体配置等の決定に時間を要している。X線構造解析等を用いる予定である。

本研究では,リン酸触媒の優れた特性を活かしつつ,キラルブレンステッド酸として用いる事により,これまでの触媒反応では達成できなかった,効率的な触媒反応プロセスを開発し,工業的な応用への展開も目指す。25年度が最終年度であるため、記入しない。脂肪族アルデヒド由来のイミンに対するMannich型反応の開発は,有用な生理活性物質の合成につながる可能性がり,基質適用範囲の検討,更に生理活性物質の合成等,強力に推進する。また,ベンゾチアゾリン,インドリン糖を用いた不斉還元反応についても,更に優れた水素供与体の開発を目指した検討を行い,優れた不斉還元反応の開発へと発展させる。
能動形可変すきま機能を有する高速気体軸受システム

研究代表者は,1988年度よりサンシャイン計画の一環として実施されている「超伝導電力応用技術開発」に参加する機会を得て,超伝導電力機器に適用可能な高効率・高信頼性を有するヘリウム冷凍機の設計・試作に関わってきた.その中で,回転数27万rpm,一年間連続運転可能の要求使用に対して,ヘリウムガスを潤滑流体とする動圧形気体軸受の導入を検討したが,上に述べた動圧形気体軸受特有の剛性及び振動減衰能力の不足から要求仕様を満たすことが困難であり,やむを得ず静圧形軸受を使用した経験を有している.このような技術的背景と経験の下に研究代表者は,軸受すきま形状を圧電アクチュエータによってアクティブ制御することにより軸受動剛性の最適化を図り,急激な荷重変動やすきま変動に対して軸受すきまを十分に確保できるような動圧形ステップスラスト気体軸受システムを検討した.本研究では,超高速回転機械,超精密機器などの支持要素として広く用いられている動圧形気体軸受に特有の剛性・減衰能力の不足に対処するために,運転状況に応じて軸受すきま形状を能動的に変化させ得るようなシステムを考案し,これによって急激な荷重変動やすきま変動に対して軸受すきまを十分に確保し,しかも振動減衰能の最適化を図って軸受機能を飛躍的に改善することを目的としている.研究期間は平成9年度と10年度の2年間であり,平成9年度は主として高速域における軸受の理論解析と高速気体軸受装置の設計と製作を行った.平成10年度はこの軸受装置を用いて様々な変動荷重下における振動実験を行い,実験モード解析によって動特性を同定した.これらの成果は以下に示す論文等に公表されている.なお,軸受すきまの能動制御実験についても今後速やかに行う計画であることを付記しておく.研究代表者は,1988年度よりサンシャイン計画の一環として実施されている「超伝導電力応用技術開発」に参加する機会を得て,超伝導電力機器に適用可能な高効率・高信頼性を有するヘリウム冷凍機の設計・試作に関わってきた.その中で,回転数27万rpm,一年間連続運転可能の要求使用に対して,ヘリウムガスを潤滑流体とする動圧形気体軸受の導入を検討したが,上に述べた動圧形気体軸受特有の剛性及び振動減衰能力の不足から要求仕様を満たすことが困難であり,やむを得ず静圧形軸受を使用した経験を有している.このような技術的背景と経験の下に研究代表者は,軸受すきま形状を圧電アクチュエータによってアクティブ制御することにより軸受動剛性の最適化を図り,急激な荷重変動やすきま変動に対して軸受すきまを十分に確保できるような動圧形ステップスラスト気体軸受システムを検討した.本研究では,超高速回転機械,超精密機器などの支持要素として広く用いられている動圧形気体軸受に特有の剛性・減衰能力の不足に対処するために,運転状況に応じて軸受すきま形状を能動的に変化させ得るようなシステムを考案し,これによって急激な荷重変動やすきま変動に対して軸受すきまを十分に確保し,しかも振動減衰能の最適化を図って軸受機能を飛躍的に改善することを目的としている.研究期間は平成9年度と10年度の2年間であり,平成9年度は主として高速域における軸受の理論解析と高速気体軸受装置の設計と製作を行った.平成10年度はこの軸受装置を用いて様々な変動荷重下における振動実験を行い,実験モード解析によって動特性を同定した.これらの成果は以下に示す論文等に公表されている.なお,軸受すきまの能動制御実験についても今後速やかに行う計画であることを付記しておく.本研究では,超高速回転機械,超精密機器などの支持要素として広く用いられている動圧形気体軸受に特有の剛性・減衰能力の不足に対処するために,運転状況に応じて軸受すき間形状を能動的に変化させ得るようなシステムを考案し,これによって急激な荷重変動やすき間変動に対して軸受すき間を十分確保し,しかも振動減衰能の最適化を図って軸受機能を飛躍的に改善することを目的としている.軸受システムの設計・制作を行う準備として,まず軸受すき間の可変機構の検討を行った.軸受部は圧電アクチュエータを用いた可変形ステップ軸受形式とし,運転状態の急激な変化に対応してステップ高さを能動的に変化させ,振動減衰能の最適化を図って十分な軸受すき間を確保しようとするものである.軸受のパッド枚数=6,パッド弧角=58度,パッド外径30(mm),最大ステップ高さ=10(μm)とした.この軸受部はアタッチメントを介して回転軸系本体に容易に取り付けられるようになっているこのシステムにおいて,回転軸は軸振動と伝達出力損失を最小限に抑えるために,ビルトインモータによって駆動され,モータの冷却はハウジングに設けた溝を通して水冷で行うようにする.回転軸はセラミック製アンギュラー玉軸受によってラジアル方向に支えられ,上部玉軸受には定位置予圧機構を,また下部玉軸受には定圧予圧機構を設け,最大60000(rpm)まで連続的に運転できるようになっている.ステ-タ部は静圧空気軸受によって垂直方向に非接触支持され,起動時はワイヤを介して釣り下げる機構になっており,マイクロメータの操作によりロータに接触することなく浮上実験を開始することができる.なお,ステ-タ上部には振動特性を計測するための加振機が取り付けられるようになっている.本年度は基本装置の試作を終了し,固定式のステップ軸受を用いて実験を行い,目標通りの性能を有することを確認した.合わせて,軸受の最適設計を実施し,可動形パッド試作の指針を得た.

本研究では,超高速回転機械,超精密機器などの支持要素として広く用いられている動圧形気体軸受に特有の剛性・減衰能力の不足に対処するために,運転状況に応じて軸受すきま形状を能動的に変化させ得るようなシステムを考案し,これによって急激な荷重変動やすきま変動に対して軸受すきまを十分に確保し,しかも振動減衰能の最適化を図って軸受機能を飛躍的に改善することを目的としている.本年度は昨年度にほぼ完成させた軸受試験装置を用いて様々な変動荷重下における振動実験を行い,実験モード解析によって動特性を同定し,軸受すきまの制御性を検討した.実験はビルトイン形高速モータにより回転数を10000rpmから40000rpmまで2000rpmステップづつ増速させて行った.回転数の値を一定に固定したのち,ステータ頂部にハンマーによって打撃を加え,その結果生じる上下方向振動を非接触変位計によって検出・記録した.なお,実験モード解析法によって軸受部の弾性・減衰係数も同時に計測した.ステータ頂部にはこの他に加振機によって周期的外力を負荷し,上に述べた衝撃荷重の場合と同様の検討を行うとともに,軸受システムの周波数応答特性の測定も実施した.この結果,最適化軸受は想定した十分な機能を発揮することが確かめられた.最後に,以上によって得られる研究成果を基に本軸受システムの実用化へ向けての指針を提案している.なお,研究課程において得られる成果については,既に一部発表しているが,今後も逐次特許申請,あるいは国内外の主要学会において発表の予定である.
注意とワーキングメモリの制御に関する神経回路モデル・シミュレーション研究

本研究課題において、空間ワーキングメモリと空間選択的注意の回路研究を行った。空間ワーキングメモリと空間選択的注意課題では、前頭前野(prefrontal cortex)と後部頭頂野(posterior parietal cortex)が活動することはイメージング法によって明らかにされている。しかしながら、この2つのエリアが課題遂行にどのように関っているのかということは未知の点が多い。とくに、回路メカニズムはほとんど調べられていない。そこで、これを調べるために、前頭前野と後部頭頂野からなる回路モデルを構築した(Tanaka 2002a, b)。各エリアは3層モデルで、層特異的なエリア間結合を仮定した(Barbas and Rempel-Clower 1997)。回路の規模はニューロン数2880(2160 pyramidal cells,720 interneurons)である。また、ニューロンはleaky integrate-and-fire modelで記述されている。上記モデルを用いてニューロン活動のシミュレーションを行い、皮質間フィードバック結合の効果を調べた。フィードバックの効果は双方向的で、後部頭頂野のみならず、前頭前野のニューロン活動がフィードバック・ゲインとともに大きく変化する;同じ場所のターゲットを2回提示することで、match enhancementが起きる;フィードバック結合を介して伝えられるtop-down biasは、ネットワーク全体のロバスト性を変える;このtop-down biasによりtarget selectionが起きることなどが示された。
中小企業の事業承継に伴う財産評価と企業価値

前年度に引き続き、現行の「中小企業における経営の承継の円滑化に関する法律」の下で、非上場株式評価を収益還元方式・DCF方式、純資産方式、比準方式によって算定する場合の留意事項を確認し、各方式間の差異を事例を用いて比較検討した。この研究成果の一部を、平成22年12月4日九州経済学会第60回大会において、論題「事業承継と財務価値」として報告した。そこでは平成21年2月に公表された「経営承継法における非上場株式等評価ガイドライン」(中小企業庁)に基づく評価方式の問題点を指摘し、その改善のあり方を提案した。とくに評価式の分子におけるFCFの推定上の問題や分母のWACCを算出する際の注意点を述べ、実務面での簡便性を損なわない形での理論的修正が必要であることを主張した。また、報告内容を雑誌論文として公表する予定である。以上の研究を踏まえて、当初の研究目的の一つであった現行の国税庁の類似業種比準方式に対する修正のあり方も追究した。その中では、評価式の分子の配当、利益、純資産額のうち、とくに利益の取り方に注意すべきである。そして、理想的にはコスト・アプローチやマーケット・アプローチに依拠せずに、インカム・アプローチで評価できる方向を模索すべきであることを指摘した。本研究を通じて、取引相場のない株式および出資の評価に関する問題点の整理が行われ、今後の改善の方向性が示されることで、中小企業の事業承継の円滑化に寄与できるものと考えられる。また、中小企業のM&A等の際の企業価値評価をより理論的に説明できるものと考えられる。平成21年度に実施した主な研究活動は、資料収集・文献解題とこれらを通じた理論研究・考察である。まず現行の相続税・贈与税算定における取引相場のない株式および出資の評価方式を確認し、その実務的特長と理論上の問題点を明らかにした。すなわち国税庁の通達による「類似業種比準方式」等の代表的な評価方式は、画一的で計算によるブレがない反面、理論的根拠に乏しい。そこで、こうしたマーケット・アプローチの長所を保持しながら、ある程度の理論性を加味した評価方式を探求している。つぎに、実際に中小企業の事業承継にあたって、現行の「中小企業における経営の承継の円滑化に関する法律」の下で、非上場株式評価を収益還元方式・DCF方式、純資産方式、比準方式によって算定する場合の留意事項を確認し、各方式間の差異を事例を用いて比較検討した。その際、遺留分に関する民法特例との関係から、後継者と非後継者との間の情報の非対称性が問題となりうる点に着目し、十分な情報説明と合理性が高く恣意性が少ない評価方式の採用が必要であることをエージェンシーモデルを援用して明らかにした。最後に、企業価値評価全般について、オプション評価モデルの適用可能性について米国文献を中心に解題を進めている。以上の研究から、取引相場のない株式および出資についての公正な評価のあり方を示すことで、中小企業の事業承継の円滑化に寄与できるとともに、中小企業の企業価値評価をFair Market Valueの観点から理論的に再考することができるものと考えられる。
日本人悪性中皮腫に高頻度で見出された３ｐ領域欠損の機能解析と診断への応用

日本人の散発性悪性中皮腫(MM)のゲノム解析を行った。3p21.2領域のヒストン修飾に関わるBAP1遺伝子欠損を効率よく検出するMLPA法を確立した。8細胞を全エクソーム解析し欠損や機能喪失が予測されるゲノム多型を両アレルにもつ遺伝子を拾い上げた。その大半がクロマチンリモデリングに関わるmSWEI/SNF・転写因子とそのコファクターであった。MMはHDAC阻害剤にも抵抗性であり、これらの機能喪失が抵抗性の原因であるとともに、BAP1変異を含めMM成立に重要と考えられた。上記variantにはgermline由来のものもあり、germlineでのMM易罹患性の指標となる可能性が示唆された。日本人の悪性中皮腫(MM)のゲノム変異について、H24年度に引き続いて検討した。これまでの我々は、3p21領域のBAP1遺伝子変異を本邦の上皮型悪性中皮腫の大多数に検出し、さらにBAP1周辺に位置するPBRM1にも変異が及ぶMM細胞を見出していた。よって、H25年度にはMMでの3p21領域の不安定性を詳細に検討した。ゲノムコピー数解析より微細欠失等を検出したが、その位置はMMごとに異なっており、数例以上に共通する部位はなかった。一方で我々は、放射線照射によるクロマチン障害の修復にBAP1が関わることを見出していた。クロマチン構造はヒストンのアセチル化状況で変化し、ヒストン脱アセチル酵素阻害剤(HDAC-I)は、ヒストンをアセチル化させ遺伝子転写を促進させる。HDAC-Iで転写が促進されるのは主として細胞増殖の抑制・細胞分化誘導に関わる遺伝子であり、p53やRAS変異を持つ進行・難治性の癌にもHDAC-Iは効果を示すことから、我々は予備実験でMMへのHDAC-Iの効果を検討していたが、大半のMM細胞株は期待したほどの細胞増殖阻止効果を示さなかった。今回、複数のHDAC-Iを用いてのMMのヒストンアセチル化レベルを検討した。その結果、アセチル化抵抗性株を複数認めた。ゲノム不安定性およびヒストンアセチル化阻害の原因を検索するため、我々はMM6サンプルについてゲノム定量および次世代シークエンサーによる全エクソーム解析を行った。その結果、1半数のMM細胞は、3p21のBAP1周辺の遺伝子群にも両アレル欠損をもつこと、2すべてのMM細胞は、転写制御やクロマチン構造制御に関係する遺伝子群に稀な「多型」や変異を510個有すが、変異プロファイルは細胞ごとに異なること、を見出した。これらの要因が複合して、MMの悪性化、治療抵抗性の原因となっている可能性が示唆された。日本人悪性中皮腫において高頻度に見いだされた3p21領域の欠損部位に含まれる遺伝子、BAP1の変異状況の確認、および、3p21のBAP1近傍遺伝子欠損と併せて細胞機能への影響を解析した。悪性中皮腫におけるBAP1遺伝子変異については、欧米では塩基置換による変異が報告されるが、我々の本邦症例の解析では1アレルもしくは両アレル欠損が多く見いだされ、しかも欠損を含めた全体のBAP1変異頻度は欧米よりも数倍高い。定量的PCRで欠損をゲノムレベルで検出するためには高度な技術が必要となり迅速診断には向かないため、ゲノム量を定量的に知ることができるMLPA法での検出が可能かどうかを試みた。その結果、MLPAではBAP1各エクソンについての定量的な解析が可能であることが示された。現在、MLPA診断精度の検討を行っている。悪性中皮腫では、3p21領域近傍のPBRM1の欠損が見られる症例があることも我々は報告してきた。PBRM1欠損の頻度は、BAP1欠損の頻度よりも低いが、塩基置換例を見出すことができたため、欠損症例にとどまらずPBRM1機能欠損を伴う例がさらに見いだされる可能性がある。これら2つの遺伝子の機能欠損の影響を見るため、正常中皮由来の細胞株にsiRNAを導入する発現抑制実験を行った。BAP1のsiRNA導入では、予想に反して細胞のapoptosisが引き起こされた。PBRM1のsiRNA導入では、細胞増殖には顕著な影響は見られなかった。しかし、短時間の低濃度処理では、いずれのsiRNA処理でも、DNA修復の遅延傾向が認められた。一方で、悪性中皮腫患者さんの正常細胞(生殖細胞系列)では、BAP1変異がないことは我々はすでに発表しているが、PBRM1についても生殖細胞系列変異は見いだされなかった。正常対象群の正常ゲノム多型との比較については、現在解析中である。