hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動物接種とゲノム解析の組み合わせによる画期的な難同定病原微生物診断法の開発

培養困難な感染症の診断法開発をめざして、グラム染色、培養法に加えて菌体成分をスライド標本からレーザーマイクロダイセクション(LMD)法を用いて細菌あるいは真菌の16sリボゾーマルRNA(16SrRNA)遺伝子を増幅することを試みたところ、大腸菌約100菌体までは安定して検出することはできた。しかしながらPCR効率を上げるとコンタミネーションが見られたため、方法の見直しに加え、病原微生物特異的PCRも試みた。後者では、大腸菌では、特異PCRが16SrRNA遺伝子増幅よりも感度が高く有望と思われた。今後、動物実験を経て方法を改善し、ヒト臨床サンプルからの検出に取り組みたい。肺炎や菌血症のようにコモンな感染症であっても、その起炎菌の同定率は低い。これは感染症の原因が多彩であり、嫌気性菌や抗菌薬の影響、細胞内寄生体で培養困難な感染症の頻度が高いことによる。本研究においては古典的なグラム染色、培養法に加えて菌体成分をスライド標本からレーザーマイクロダイセクション(LMD)法を用いて、直接回収し、細菌あるいは真菌の16sリボゾーマルRNA(16SrRNA)遺伝子を増幅する方法を確立し菌種同定に応用する。さらに免疫不全マウスなどをふくめた動物への検体接種を組み合わせることにより一般に困難な細胞内寄生体の検出も試みる。本方法の応用により病原体診断率の飛躍的向上を目指す。平成25年度においてはまずLMD法による最近の遺伝子診断法の確立を目指して、通常の細菌(大腸菌)を培養後階段希釈し、1-100細菌レベルでグラム染色塗沫標本を作成し、LMD法による菌体の切り出し、核酸抽出、nested PCR法を用いて16SrRNA遺伝子の増幅を試みた。この方法により数十個程度の菌体からは目的とする細菌由来の遺伝子の検出が可能であったが、それ以下の菌数では環境菌由来のシグナルが優位となり目的菌の検出ができなかった。この原因として、菌体の切り出しから核酸抽出、PCRに至る過程あるいは増幅酵素に環境菌そのものないし菌由来核酸がコンタミネーションしていることが考えられ、現在その解決の方策について検討を継続している。動物接種実験については並行して準備を行っている。感染症の診断と治療には病原微生物の同定が不可欠である。しかしグラム染色では菌体を確認できても培地に発育してこない場合や、複数の菌種が混在し目的の起炎菌を分離することが困難な場合がある。これらの問題を解決するため、検体の塗抹標本(グラム染色)から直接起炎菌と推測される菌体をレーザーマイクロダイセクション(LMD)で回収し遺伝子レベルで同定する方法と動物への検体接種を組み合わせることにより、病原体診断率の飛躍的向上を目指す。平成26年度においては、25年度において問題であった菌体の切り出しから核酸抽出、コンタミネーションをさけるLMD法による遺伝子診断法の確立を目指して研究を行った。コンタミネーションおよびキャリーオーバーの防止が最も重要と考えられ精製水を含む試薬、器具・道具、実験環境等について系統的な防止策を講じ、回収した菌体からアルカリ変性法でDNA抽出を行った後、PCRで細菌16S rRNAgeneの増幅を行い、ダイレクトシーケンシング法で塩基配列を決定した。この方法により、大腸菌の塗抹染色標本をモデルとしてLMDで菌体を切り出し、DNA抽出を行い16S rRNAgeneの増幅を行ったところ、サンプル中に100菌体以上認められれば再現性よく増幅産物を得ることができた。次年度においては、臨床応用を目指し、様々な条件下でDNA抽出法を検討し、少数菌体から高い効率でDNAを抽出する方法を確立する。また、大腸菌以外の菌種を用いた検討も行いながら、感染症モデルマウスや実際の臨床検体を用いて本法の有用性を確認したい。しかしグラム染色では菌体を確認できても培地に発育してこない場合や,複数の菌種が混在し目的の起炎菌を分離することが困難な場合がある.これらの問題を解決するため,検体の塗抹標本(グラム染色)から直接起炎菌と推測される菌体をレーザーマイクロダイセクション(LMD)で回収し遺伝子レベルで同定する方法と動物への検体接種を組み合わせることにより、病原体診断率の飛躍的向上を目指す。平成27年度においては、平成25-26年度において問題となった、菌体の切り出しから核酸抽出の効率が十分でなく、環境等からのコンタミネーションが起こりやすい点についてさらに検討を行った。平成27年度に行った精製水を含む試薬,器具・道具,実験環境等についての防止策は、感度が比較的低い場合はコンタミネーションおよびキャリーオーバーの防止について有効であったが、非常に高感度になるとやはり環境菌の検出が起こった。このため、ユニバーサルにすべての細菌を検出できる16S rRNAgeneの増幅に加えて、主な臨床分離菌である大腸菌、ぶどう球菌、インフルエンザ菌等に対する特異的プライマーを作成しPCRを行うことを試み、これにより環境菌のコンタミは防止できた。しかしながら、グラム陰性桿菌に比較してグラム陽性球菌は核酸抽出効率が低く、臨床に応用可能なレベルに達さない問題があった。また、大腸菌をマウス腹腔内に接種して、より実臨床に近い状況での検出を試みたが、成功しなかった。

以上の結果から現状では本検出系を直ちに臨床に応用することは困難であるが、さらにDNA抽出法を検討し,グラム陽性菌や少数菌から高い効率でDNAを抽出する方法の確立、またマルチプライマーを用いた検出系、マウス実験モデルの確立に取り組みたい。培養困難な感染症の診断法開発をめざして、グラム染色、培養法に加えて菌体成分をスライド標本からレーザーマイクロダイセクション(LMD)法を用いて細菌あるいは真菌の16sリボゾーマルRNA(16SrRNA)遺伝子を増幅することを試みたところ、大腸菌約100菌体までは安定して検出することはできた。しかしながらPCR効率を上げるとコンタミネーションが見られたため、方法の見直しに加え、病原微生物特異的PCRも試みた。後者では、大腸菌では、特異PCRが16SrRNA遺伝子増幅よりも感度が高く有望と思われた。今後、動物実験を経て方法を改善し、ヒト臨床サンプルからの検出に取り組みたい。LMD法により通常の細菌(大腸菌)について100個程度の菌体から目的とする細菌由来の遺伝子の検出が可能であった。またコンタミネーションを抑制することに成功した。感染症様々な条件下でDNA抽出法を検討し,少数菌体から高い効率でDNAを抽出する方法を確立する。また、大腸菌以外の菌種を対象とした検討を行う。感染症モデルマウスや実際の臨床検体を用いた本法の有用性の確認を行う。LMD法により通常の細菌(大腸菌)について数十個程度の菌体からは目的とする細菌由来の遺伝子の検出が可能であったが、それ以下の菌数では環境菌が優位となり目的菌の検出が困難であり、その解決法の検討を行っている。LMD法に菌体の切り出しから核酸抽出、PCRに至る過程あるいは増幅酵素に環境菌そのものないし菌由来核酸がコンタミネーションしていることが考えられ、現在その解決の方策について検討を継続して行う。細菌数個を用いた診断が可能となった段階で動物への細菌接種を行い、in vivoでの診断が可能かを検討する。さらに臨床検体を用いた診断の可能性をさぐる。
代償期肝硬変における肝機能温存、発癌予防の栄養セルフマネジメントプログラムの開発

肝疾患患者の栄養状態は発癌率や予後,QOLを規定する重要な因子である。従来の栄養療法としては,肝疾患の進行に伴い蛋白質・エネルギー低栄養状態を是正するため,高たんぱく・高エネルギー食が推奨されてきた.しかし,生活習慣の欧米化に伴い,糖尿病,肥満,メタボリックシンドロームを基盤に発症する肝硬変や肝細胞癌の増加が問題となっており,肝炎患者においても過栄養状態の患者の存在が注目されている.近年,BMI高値群のウイルス性肝炎患者では肝細胞癌のリスクが高まっていることが明らかになっており,肥満および肥満関連病態が発癌のリスクをさらに高める可能性がある.そのため,とくに肥満肝炎患者に対する減量を中心とした栄養療法や運動療法は,肝発癌のリスクを低減するために極めて重要である.しかし,肥満を改善するためのプログラムは存在せず、患者が減量に関するセルフマネジメント能力を十分に獲得できていないことが推測される.そこで,肝炎患者の栄養状態,栄養に関する自己管理の実態と栄養指導へのニーズを調査し、実現性の高い肝硬変への進行抑制および発癌予防を目指した肥満の是正のためのセルフマネジメントプログラムへの基礎資料を得ることとした.本年度は,研究計画の概念枠組み・研究計画の洗練,施設へ研究協力の依頼,研究対象施設の倫理委員会に申請し承認が得られたところである.今後は,C型肝炎患者を対象に,自記式質問紙調査および診療録調査を実施予定である.肝疾患患者の栄養状態は発癌率や予後,QOLを規定する重要な因子である。従来の栄養療法としては,肝疾患の進行に伴い蛋白質・エネルギー低栄養状態を是正するため,高たんぱく・高エネルギー食が推奨されてきた.しかし,生活習慣の欧米化に伴い,糖尿病,肥満,メタボリックシンドロームを基盤に発症する肝硬変や肝細胞癌の増加が問題となっており,肝炎患者においても過栄養状態の患者の存在が注目されている.近年,BMI高値群のウイルス性肝炎患者では肝細胞癌のリスクが高まっていることが明らかになっており,肥満および肥満関連病態が発癌のリスクをさらに高める可能性がある.そのため,とくに肥満肝炎患者に対する減量を中心とした栄養療法や運動療法は,肝発癌のリスクを低減するために極めて重要である.しかし,肥満を改善するためのプログラムは存在せず、患者が減量に関するセルフマネジメント能力を十分に獲得できていないことが推測される.そこで,肝炎患者の栄養状態,栄養に関する自己管理の実態と栄養指導へのニーズを調査し、実現性の高い肝硬変への進行抑制および発癌予防を目指した肥満の是正のためのセルフマネジメントプログラムへの基礎資料を得ることとした.本年度は,研究計画の概念枠組み・研究計画の洗練,施設へ研究協力の依頼,研究対象施設の倫理委員会に申請し承認が得られたところである.今後は,C型肝炎患者を対象に,自記式質問紙調査および診療録調査を実施予定である.
原子構造が制御されたグラフェンを搭載した触媒工具による次世代半導体表面の創成

本研究では、カーボン(C)ネットワーク内の原子構造(空孔密度、及び、窒素(N)原子のドーピング位置や密度)が制御できるグラフェン触媒の合成プロセスを確立し、このグラフェン触媒を搭載した触媒工具を試作することを目的として研究を開始した。そこで本研究期間に、市販の酸化グラフェン溶液を用い、強還元剤(ヒドラジン)を用いた液相還元プロセスや、アンモニア溶液中での水熱合成プロセスを立ち上げ、還元度合いやNドープ位置・濃度が異なる複数種類の還元グラフェンシートを得た。そして、走査型プローブ顕微鏡(走査型トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡)を用いて、得られたシートの原子構造を解析するための評価手法を獲得した。さらに、半導体表面上に単一レベルでシートを分散し、触媒工具のパーツとなるグラフェン触媒が持つ溶液中での半導体表面のエッチング能力を明らかにした。具体的には、エッチング速度の温度や酸化種濃度依存性について、系統的かつ定量的な調査を行った。その結果、還元グラフェンシート内にドーピングされるN原子の量やドープ位置が、エッチング能力に特に大きな影響を与えることが分かった。続いて、得られたグラフェン触媒を半導体基板上にパターン化して形成し、パターン領域を選択的に加工できることを実証した。本成果は、当初目的としていた触媒工具とは少し形態が異なるものの、グラフェン触媒を用いて、半導体表面の所望の位置を加工するという意味で、大きな前進であると考えている。今後は、このようなグラフェン触媒をより広く半導体表面の創成プロセスに展開していきたいと考えている。半導体デバイスの信頼性は、デバイス構築前の半導体表面の平坦性によって決まっているといっても過言でない。しかし、シリコン(Si)以外の半導体では、表面平坦化技術の開発は未だ発展途上である。既に代表者らは、溶液中で金属平板が発現する触媒機能を援用すれば、複数種類の半導体の表面粗さ(マイクロラフネス)を大幅に低減できることを見出している。ここで代表者は、金属を触媒に用いずとも、炭素(C)の二次元ネットワーク構造であるグラフェンの場合も、接触している半導体表面を選択的に酸化する能力を有することに着目した。そこで本研究では、この機能を積極的に活用し、グラフェン触媒を搭載した触媒工具を試作することを目標としている。ここで、高い加工速度で半導体表面を処理するためには、グラフェン触媒の活性を高めることが必須である。そこで本年度は、単一のグラフェン(グラフェンフレーク)を半導体(Ge)表面上に堆積し、酸素(O2)ガスを溶存した水中に浸漬する実験を行った。そして、浸漬後に、グラフェンと接触した半導体表面のエッチング量を調べることにより、グラフェン触媒の活性を定量的に評価する手法を開発した。さらに、遠心分離器により選別・抽出したグラフェンフレークを支持基板(Au及びグラファイト)上に散布し、プローブ顕微鏡により高い分解能で観察することにより、空孔密度など、グラフェンフレーク内の原子スケールでの構造情報を得ることができた。当初予定していた、グラフェンフレークの合成方法や、半導体表面への単一レベルでのグラフェンフレークの散布方法の確立に目途がついた。また、所属している専攻に既設の表面分析手法を駆使した、グラフェンフレークの原子構造解析にも取り組み始めた。以上により、研究はほぼ順調に進展していると考えている。半導体デバイスの信頼性は、デバイス構築前の半導体表面の平坦性によって決まっている。しかし、Si以外の半導体では、表面平坦化技術の開発は未だ端緒についたばかりである。これまでに、液相中での白金触媒を用いた独自の手法により、原子レベルで平坦なSiC表面やGe表面を形成する研究に従事してきた。しかし、この手法には、仕上げ表面に金属汚染が残留するという問題点があった。特に、金属汚染を除去するための強酸化剤が使用できない半導体材料の場合、この問題は致命的である。そこで代表者は、炭素(C)の二次元ネットワーク構造であるグラフェンがPtと似た触媒作用を示すことに着目した。本研究の最終的な目的は、Cネットワーク内の原子構造が制御できるグラフェン触媒の合成プロセスを確立し、このグラフェン触媒を搭載した触媒工具を試作するための道筋を立てることにある。本年度は、まず、遠心分離器によって選別・抽出したグラフェンシートをグラファイト基板上に散布した。そして、走査型プローブ顕微鏡を用いて、グラフェンシートの原子レベルでの構造を観察した。また、グラフェンシートの作製方法について再検討を行い、異種元素のドーピングに着目した。そして、オートクレーブを用いた水熱合成法を採用し、グラフェンネットワーク内に窒素原子をドーピングすることに成功した。次に、得られたグラフェンシートを半導体表面上に散布し、エッチングレートに影響を与える実験パラメータを把握した。これにより、代表者が見出した"グラフェンアシスト型化学エッチング"の基礎特性を明らかにした。本年度は、グラフェンシートが溶液中で触媒的な機能を発現し、半導体表面を選択的にエッチングすることを確認し、その基礎特性を明らかにした。また、実用的な表面創成プロセスに展開するためには、エッチングレートの向上が不可欠であるという新たな課題を見出し、これを解決するための実験にも取り組んだ。そして、グラフェンシートへの異種元素のドーピングが、エッチングレートを向上する上で、一つの効果的な手法であることを明らかにした。以上により、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。

そこで本研究期間に、市販の酸化グラフェン溶液を用い、強還元剤(ヒドラジン)を用いた液相還元プロセスや、アンモニア溶液中での水熱合成プロセスを立ち上げ、還元度合いやNドープ位置・濃度が異なる複数種類の還元グラフェンシートを得た。そして、走査型プローブ顕微鏡(走査型トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡)を用いて、得られたシートの原子構造を解析するための評価手法を獲得した。さらに、半導体表面上に単一レベルでシートを分散し、触媒工具のパーツとなるグラフェン触媒が持つ溶液中での半導体表面のエッチング能力を明らかにした。具体的には、エッチング速度の温度や酸化種濃度依存性について、系統的かつ定量的な調査を行った。その結果、還元グラフェンシート内にドーピングされるN原子の量やドープ位置が、エッチング能力に特に大きな影響を与えることが分かった。続いて、得られたグラフェン触媒を半導体基板上にパターン化して形成し、パターン領域を選択的に加工できることを実証した。本成果は、当初目的としていた触媒工具とは少し形態が異なるものの、グラフェン触媒を用いて、半導体表面の所望の位置を加工するという意味で、大きな前進であると考えている。今後は、このようなグラフェン触媒をより広く半導体表面の創成プロセスに展開していきたいと考えている。平成28年度に合成したグラフェン触媒の活性を電気化学測定(サイクリックボルタンメトリー法、LSV法など)により定量的に評価する。さらに、グラフェン触媒と接触したGe表面のエッチング量が、溶液中の酸化種や濃度及び、グラフェン構造(サイズ、空孔密度他にどのように依存するかを明らかにする。また、グラフェン触媒を半導体表面上に一様に塗布し、パターン形成を行った後に溶液中に浸漬することにより、ナノスケールの構造体を形成することを目指す。以上により、本研究で目標とする、グラフェン触媒を搭載した触媒工具の具現化への道筋を拓く。これまでに、グラフェンアシストエッチングの現象自体は把握できた。しかし、得られた結果は定性的に過ぎない。これを学問的に確固たるものとし、生産プロセスに展開するためには、各実験パラメータ(エッチング溶液の組成や温度、グラフェンシートの組成)がエッチング性能に与える影響を定量的に理解することが不可欠である。今後は、上記の観点から実験を進め、最終的に目指す、触媒工具を試作するための道筋を立てたいと考えている。研究で用いる消耗品について、身近で余剰の物品を活用することによって、目標とする実験を行うことができた。そのため、物品費を大幅に節約することができた。また、校閲依頼を予定していた英文原稿を注意深く推敲することにより英文校閲費用(その他に区分される)を抑えることができた。以上により、次年度使用額が生じた。本年度、グラフェンシートが発現する触媒機能について調査する過程で、半導体表面のエッチング速度に影響を与える新たな実験パラメータの可能性を見出した。
放射線がん治療における陽子線特異的細胞応答の機構解明

ヒト細胞における陽子線照射とX線照射との違いについて、突然変異誘発と変異スペクトルの観点から検討した。細胞死は、陽子線照射とX線照射とにおいてほぼ同等であった。一方、hprt遺伝子を指標とする突然変異率には違いが見られ、X線照射区に比べて陽子線照射区のほうが突然変異率は低かった。さらに、エクソン単位の欠失パターンにおいても、両者で異なる結果が得られた。これらの結果は、陽子線照射とX線照射とは、同じ生物学的効果比を示すにもかかわらず、変異誘発においては量的、質的な差異があることを示している。がん治療用放射線照射装置の進歩・照射方法の工夫および治療後の患者の優れたQOLにより放射線がん治療が高い評価を得ているが、さらに放射線腫瘍学的および放射線生物学的なアプローチによる治療成績の向上が望まれている。本研究では、陽子線によるがん治療に関して、その照射による細胞応答の面から解析することで、治療成績の向上を目指すことにしている。6-チオグアニンを用いた耐性コロニーの獲得数から、hprt遺伝子の突然変異率を解析したところ、ヒトがん細胞においては、陽子線が他の放射線であるX線や炭素線に比べて特異的に突然変異率が低くなるという結果を得た。次に、ヒトがん細胞を用い、X線、陽子線、炭素線をそれぞれ照射し、経時的にそれぞれの細胞を回収し、mRNAを調製し、cDNAを作製した。このcDNAによるリアルタイムPCRアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析により、種々の放射線照射後のDNA損傷・修復シグナル因子の発現動態を解析した。その結果、陽子線照射区の遺伝子発現量がX線照射区のそれに比べて著明に低くなる遺伝子を10遺伝子、さらに、著明に高くなる遺伝子を1遺伝子見いだすことができた。陽子線照射区で遺伝子発現量が低下した遺伝子には、二つあるDNA修復経路のうちのある一方の修復経路に関わる因子が多く含まれており、こうした修復経路のバランスの変化が突然変異率の変化に関係することが示唆された。こうした陽子線に特異的な細胞応答がどのような分子機構で働いているのか、また放射線誘発バイスタンダー応答や放射線適応応答でみられたNOラジカルの細胞間情報伝達の関与があるか否かについて、今後は、NO捕捉剤であるc-PTIOを培地に添加したものおよびNOラジカル発生剤である硝酸イソソルビドを培地に添加したものを用いて、同様の遺伝子発現解析を検討する予定である。本研究では、陽子線によるがん治療に関して、その照射による細胞応答の面から解析し、治療成績の向上を目指すことにしている。一方、突然変異率には違いが見られ、X線照射区に比べて陽子線照射区のほうが突然変異率は低かった。さらに、エクソン別の欠失パターンにおいても、両者で異なる結果が得られた。X線照射区ではエクソンの欠失はほぼ見られず、陽子線照射区では少数のエクソン単位での欠失が見られ、比較的小さなDNA構造変化が起こっていることが明らかになった。照射後の細胞からmRNAを抽出し、cDNAを作製した。このcDNAによるリアルタイムPCRアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析により、種々の放射線照射後のDNA損傷・修復シグナル因子の発現動態を解析したところ、陽子線照射区の遺伝子発現量がX線照射区のそれに比べて著明に低くなる遺伝子を10遺伝子見いだすことができた。また、著明に高くなる遺伝子を1遺伝子見いだすことができた。陽子線照射区で遺伝子発現量が低下した遺伝子には、二つあるDNA修復経路のうちの、一方の修復経路に関わる因子が多く含まれており、こうした修復経路のバランスの変化が突然変異率の変化に関連することが示唆された。これらの結果は、陽子線照射とX線照射とは、同じ生物学的効果比を示すにもかかわらず、変異誘発においては量的、質的な差異があること示している。また、この突然変異率は、NOラジカル発生剤である硝酸イソソルビドの培地への添加で変動することを見いだした。

こうした陽子線に特異的な細胞応答がどのような分子機構で働いているのか、また放射線誘発バイスタンダー応答や放射線適応応答でみられたNOラジカルの細胞間情報伝達の関与があるか否かについて、今後も検討を続ける予定である。具体的実験内容としては、まず、ヒト正常細胞およびヒトがん細胞を用い、種々の放射線照射後の放射線感受性を解析した。010GyのX線、陽子線、陽子線ピーク位置、炭素線をそれぞれ照射した細胞を試料とした。また、NOラジカルの関与を解析するために、NO捕捉剤であるc-PTIOを培地に添加したものおよびNOラジカル発生剤である硝酸イソソルビドを培地に添加したものについて、同様に照射したものを試料とした。コロニー形成法で生残細胞数を定量し、種々の放射線による放射線感受性を解析した。次に、種々の放射線照射後の突然変異率を解析した。06GyのX線、陽子線、陽子線ピーク位置、炭素線をそれぞれ照射した細胞を試料とした。照射後の細胞を継代培養し、68回の分裂後に6-チオグアニン耐性コロニーの出現数を定量し、hprt遺伝子の突然変異率を解析した。本研究の基盤である陽子線に特異的な細胞応答を遺伝子発現のレベルで定量的に把握できているため。本研究の基盤である陽子線に特異的な細胞応答を定量的に把握できているため。今後は、陽子線に特異的な細胞応答に、NOラジカルの関与があるか否かについて解明していく。具体的には、NO捕捉剤あるいはNO発生剤下での種々の放射線照射後の主要な遺伝子群の発現パターンを解析することで、陽子線特異的細胞応答の分子機構を解析する。今後は、種々の放射線照射後の主要な遺伝子群の発現パターンを定量的に解析することで、陽子線に特異的な細胞応答がどのような分子機構で働いているのかを解明していく。リアルタイムPCRアレイを用いた網羅的遺伝子解析を行うために、分子生物学的実験用消耗品にあてる。また、国際会議発表のための旅費にあてる。リアルタイムPCRアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析を行うために、分子生物学的実験用消耗品の購入費にあてる。
学生海外渡航時のリスク管理（予防・対策）に関する研究

学生海外渡航時の危機管理体制に関するアンケート調査を152大学(383プログラム)で行い、学生海外渡航時の危機管理体制が不十分であることが明らかになった。さらに、研究成果の共有のために、ワークショップ「大学のグローバル化と学生海外渡航時のリスク管理」を開催した。「学生海外渡航時リスク管理対応モデルマニュアル」を完成し、GLOCOLのWebと大阪大学OUKAにアップした。また、FDセミナー「全員参加型!ケーススタディから考える学生海外派遣時のリスク管理」などを開催し、危機管理シミュレーションプログラムを開発した。さらに、危機管理チェックリストの作成と遭遇事案データベースの構築を行った。平成26年度は以下の3点を中心に調査研究を進め、研究を進めるうえでの基盤を整えた。これをもとに次年度は、さらなる分析を進めて成果をまとめ、国内外の学会で発表を行うとともに、学会誌への投稿、シンポジウム開催など、成果の発信に取り組む。1.危機管理体制に関するアンケート調査ならびに情報収集:平成25年度に日本学生支援機構(JASSO)の留学生交流支援制度(短期派遣)に採択された555プログラムを対象にアンケート調査を行い、383プログラムより回答を得て分析を進めた。日本全国の大学等における学生海外渡航時の危機管理体制の現状が明らかとなり、今後、課題を検討するための貴重なデータが得られた。2.学生に対するリスク予防教育法の開発:大阪大学GLOCOLおよびリーディング大学院にて行った海外フィールドスタディ科目において、リスク管理に関する事前学習を行うとともに、その効果を図るための自己効力感に注目した質問紙を作成して、事前学習前後に学生へ配付、記入させ、その結果を分析した。事前学習のあり方を考えるうえで貴重なデータを得た。3.教職員に対するリスク管理体制の改善策の提案:GLOCOL全教職員が参加して危機管理シミュレーションを行い、緊急時対応の課題をあげるとともに、その改善策を検討した。シミュレーションから抽出された改善策をふまえ、緊急時対応モデルマニュアルを作成した。また、大学本部、他部局教職員との情報交換の場を設けるとともに、学外でのポスター発表を行い、よりよいリスク管理体制の構築に関する示唆を得た。危機管理体制に関する調査では、平成26年度に行った大学における学生海外渡航時のリスク管理についての調査を解析し、学生海外渡航時のリスク管理体制は不十分であることが、初めて明らかとなった。これらの情報をインフォグラフィックとしてまとめ、GLOCOLホームページならびに大阪大学OUKA(Osaka University Knowledge Archive)にアップした。この結果を2015年12月5日に開催された大学教育における「海外体験学習」研究会(JOELN)分科会危機管理セッションで講演を行った。さらに、2016年1月27、28日にワークショップ「大学のグローバル化と学生海外渡航時のリスク管理」を開催し、57大学1企業とり92名の参加を得た。研究結果を社会に還元するために、日本学生支援機構ウェブマガジン『留学交流』(2016年3月号)に掲載した。次に、教職員に対するリスク管理体制の確立では、2015年5月25、26日にボストンで開催されたURMIA/NAFSAリスク管理ワークショップに参加し、平成26年度版の危機管理シミュレーションプログラムを改訂した。2015年7月30日にFDセミナー「全員参加型!ケーススタディから考える学生海外派遣時のリスク管理」を大阪大学本部ならびに全部局教職員を対象に行い、28名の参加を得た。これらのワークショップの画像は教材として、GLOCOLホームページにアップした。さらに危機管理マニュアルの作成では、「学生海外渡航時リスク管理対応モデルマニュアル大阪大学グローバルコラボレーションセンター」を完成し、GLOCOLホームページならびに大阪大学OUKAにアップした。学生海外渡航時のリスク対応データベースの開発の予備研究として、1危機管理チェックリストの作成、2遭遇事案のデータベースの構築を行った。定期的な研究グループ内での討議を通じ、研究はおおむね順調に進展している。研究内容では、アンケート調査やシミュレーション実施により、日本全国の教育機関における危機管理体制の基礎データが得られ、日本の大学全体の現状把握が進んだ。その研究結果から学生海外渡航時のリスク管理体制の課題、改善策も明らかになりつつあり、効果的なリスク予防策やシミュレーション方法の検討が進んでいる。ただ、アンケート調査が平成27年3月に終了したため、結果の解析は平成27年度に持ち越した。成果をまとめるにあたっては、調査データのさらなる分析、精査が必要であり、また研究成果の発表や効果的な報告方法の検討も必要である。さらに、学生に対するリスク予防教育法の開発や教職員に対するリスク管理体制の改善策については平成26年、平成27年度の2年間を総括する予定であり、平成27年の10月以降に最終成果をまとめる予定である。産婦人科学国際母子保健学・本年度も昨年度と同様に、学生に対するリスク予防教育を行う。研究成果の分析を進めるにあたり、国際会議、学会等への参加によって海外の研究者を含む研究者と広く情報交換を行い、リスク予防教育に関する取り組みの標準化を試みる。

・危機管理体制に関するアンケートおよびリスク予防教育に関するアンケートで得られたデータの分析を進め、各方面へ改善に向けた提言を行うとともに、学会等での口頭発表、論文投稿により積極的に研究成果を発信する。結果報告会は大阪と東京で本年度後半に、各協力大学ならびに関係省庁の関係者を招いて行う予定である。・教職員に対するリスク管理体制の確立のため、昨年度のシミュレーションで改善したシミュレーションを本年度も開催し、よりよいリスク管理体制を構築する。平成26年度は、アンケート調査実施にあたり協力者の雇用を予定していたが、既存の人員に余裕が生じたため、新たな雇用は行わず対応し、予定していた人件費を次年度の研究者間ネットワーク構築、情報収集、成果発信へ活かすこととした。平成27年度は、当該年度の助成金とあわせて、国際会議等での情報収集、学会参加やシンポジウム開催による成果の積極的な発信を行う。
GCNT2糖転移酵素による前立腺癌悪性度のリキッドバイオプシー評価法の開発

前立腺癌検診の普及により早期前立腺癌が発見される件数が急増しているが、治療法の選択基準は明確になっていない。その理由は癌の悪性度を正確に反映するバイオマーカーが存在しないからである。私たちは前立腺癌細胞表面のO結合型糖鎖やその合成に関わるGCNT2糖転移酵素の変化が前立腺癌の悪性化に重要であることを明らかにしてきた。本研究では、Cell free DNA(cfDNA)やCirculating tumor Cell (CTC)上のO結合型糖鎖構造やGCNT2糖転移酵素を定量検出する新規Liquid biopsy法の確立とその手法が悪性度評価マーカーとなりうるか検証する。平成30年度は、共焦点イメージサイトメーターによる前立腺癌患者の全血からのCTC検出法の確立と前立腺癌患者の全血から分離したcfDNA中の糖転移酵素のddPCRによる発現量検出法の確立を試みた。健常人あるいは、種々の前立腺癌患者の末梢血検体からcfDNAを抽出し、droplet digital PCRにより、I抗原O-glycanの合成に関連するGCNT2糖転移酵素の発現を検出可能かどうか検証した。Sの結果、共焦点イメージサイトメーターでのCTC検出は、困難であり、確立には至っていない。一方cfDNA中のGCNT2酵素の発現は、検出可能であることを確認した。これらの研究成果を今後日本、欧州、および米国の各泌尿器科学会で発表を検討している。H30年度の研究実施予定であった1.共焦点イメージサイトメーターによる前立腺癌患者の全血からのCTC検出法の確立2.前立腺癌患者の全血から分離したcfDNA中の糖転移酵素のddPCRによる発現量検出法の確立のうち、1のCTC検出法の確立についてCTCを安定して検出する方法の確立に至っていないため、当初の予定通り進捗していない。2については、droplet digital PCRによって目的とする糖転移酵素の発現が検出可能であることを確認した。今後は、2の計画を中心に検討を進め、cfDNAを検体としdropletdigital PCRによる前立腺癌の悪性度を評価する方法の開発を進める。
工作物フィクスチュアリングと加工誤差を考慮した加工工程自動計画システム

近年,消費者の嗜好の差別化,高級化が進み,生産加工分野において消費者のニーズの多様化に対応すべく,多品種少量生産に対応できるようなシステムが構築されつつある.本研究は,ソリッド型3次元CADで設計された部品形状と素材形状モデルの情報から,機械加工工順と,各工程での工作物に発生する加工誤差などの情報を自動生成し,仕様を満足する最適な工程計画を自動生成するシステムの開発を目的として実施され,以下に要約する成果をあげることができた.(1)加工工順自動創出システムの開発部品形状モデルと素材形状モデルのデータを3次元CADから取り込むことで,自動的に加工工順を創出するシステムが開発された.(2)工作物幾何交差自動計算システムの開発加工工順自動創出システムから得られる各工程での工作物形状と加工フィーチャの情報から,工作物の寸法,幾何公差の自動計算をするシステムが開発された.(3)最適工程決定システムの開発(1),(2)で得られる情報を統合し視覚的提示を行うシステムが開発された.これによって加工工程設計者が,最適な加工工順を決定することが可能となる.以上,本研究では,平面の組合せで構成される比較的簡単な形状の工作物を対象として,機械加工工程の計画作業の自動化の可能性と自動工程設計システムの設計指針を提示することができた.設計指針の検討にあたっては,次の段階として考えられる,工作物の工作機械パレット等へのフィクスチュアリング工程の自動計画システムを念頭に置いて,システムの統合化が容易となるように配慮した.本研究の成果は,機械加工における段取り作業,特に工作物のフィクスチュアリング作業の自動化に向けて有効な指針を与え得るものと考えられる.近年,消費者の嗜好の差別化,高級化が進み,生産加工分野において消費者のニーズの多様化に対応すべく,多品種少量生産に対応できるようなシステムが構築されつつある.本研究は,ソリッド型3次元CADで設計された部品形状と素材形状モデルの情報から,機械加工工順と,各工程での工作物に発生する加工誤差などの情報を自動生成し,仕様を満足する最適な工程計画を自動生成するシステムの開発を目的として実施され,以下に要約する成果をあげることができた.(1)加工工順自動創出システムの開発部品形状モデルと素材形状モデルのデータを3次元CADから取り込むことで,自動的に加工工順を創出するシステムが開発された.(2)工作物幾何交差自動計算システムの開発加工工順自動創出システムから得られる各工程での工作物形状と加工フィーチャの情報から,工作物の寸法,幾何公差の自動計算をするシステムが開発された.(3)最適工程決定システムの開発(1),(2)で得られる情報を統合し視覚的提示を行うシステムが開発された.これによって加工工程設計者が,最適な加工工順を決定することが可能となる.以上,本研究では,平面の組合せで構成される比較的簡単な形状の工作物を対象として,機械加工工程の計画作業の自動化の可能性と自動工程設計システムの設計指針を提示することができた.設計指針の検討にあたっては,次の段階として考えられる,工作物の工作機械パレット等へのフィクスチュアリング工程の自動計画システムを念頭に置いて,システムの統合化が容易となるように配慮した.本研究の成果は,機械加工における段取り作業,特に工作物のフィクスチュアリング作業の自動化に向けて有効な指針を与え得るものと考えられる.
膜小胞分泌に基づいた骨細胞による骨質維持機構の解析

本研究は、力学的負荷を受けた骨組織では骨細胞のアポトーシスが誘導され、周辺での速やかな骨吸収および骨形成の連関が生じること、また薬剤や遺伝子改変によりアポトーシスを抑制した場合には骨の脆弱性が悪化することに着目し、細胞外膜小胞、特にアポトーシス小体が周辺の細胞へと情報伝達を行うという、新たな生理機能を有すると想定した非常に挑戦的な研究である。骨細胞を用いたin vitro解析、またマウスin vivoでの膜小胞の可視化や種々の骨代謝バランスとの関係性を検証することで、骨細胞が骨リモデリングを制御する分子機構の一端を明らかにし、骨代謝の恒常性維持機構の全容解明に大きく貢献することが期待される。
てんかん～うつ・不安障害に至る分子発症メカニズムの解明

てんかん患者における,うつ,不安障害,統合失調症といった精神疾患の出現は,一般の集団に比べて3倍高いことが知られている。研究代表者は,難治てんかんの50%を占める側頭葉てんかんのモデルマウスを用いた研究より,辺縁系神経細胞におけるシアル酸転移酵素(ST3Gal4)の発現が,てんかん発作誘導に必須である一方で,その欠失は,うつ,不安障害,統合失調症様症状を引き起こすことを明らかにしてきた。このST3Gal4がシアル酸を付加する分子が,てんかんから,うつ,不安障害,統合失調症様症状の発症に関わると考え,本研究では,シアル酸標的分子を同定し,てんかんとその併存症の発症に関わる分子シグナルの全貌をめざしている。本研究では当初,ST3Gal4がシアル酸を付加するタンパク質を検出し同定することを予定していた。そこで,ST3Gal4は糖鎖構造にシアル酸を修飾する酵素であることから,ST3Gal4の発現を示す神経細胞が特異的に提示する糖鎖構造を検出・同定し,その後,その特異的糖鎖構造を持つシアル酸化糖タンパク質をスクリーニングすることとした。これまでにST3Gal4-KOマウスと野生型の視床と海馬を比較したところ,異なるO-グリカン糖鎖構造を検出した。特にST3Gal4の発現の高い視床において特異的な発現を示した。また,N-グリカン糖鎖及び,シアル酸を持つスフィンゴ脂質であるガングリオシドについても,ST3Gal4-KOマウスと野生型の視床と海馬を比較したところ差を示す糖鎖構造はなかった。以上のことから平成28年度からは,ST3Gal4の発現する視床の神経細胞が提示するO-グリカン糖鎖構造を持つ糖タンパク質のスクリーニングをスタートさせることとする。本研究計画は,ST3Gal4によるシアル酸受容体基質分子を同定し,てんかんうつ・不安障害の発症の原因であるシアル酸化標的分子を見つけ出し,その分子が創薬のターゲットになりうることを証明することである。平成27年度の当初の研究計画では,1アジド糖ManNAzを利用したダブルクリック反応による検出系により,脳内のシアル酸化標的分子(受容体基質)を抽出・同定し,シアル酸化標的分子の同定を目指すことであった。これまでに,ST3Gal4遺伝子欠損マウス(KO)の視床と小脳にManNAz(28 nmol)を2日に1度,計8回注入したのち,マウスを安楽死させ脳を取り出し,ドライアイス下で凍結した。また,扁桃体に電極を挿入し微弱な刺激を導入することで,てんかん発作を誘導する,側頭葉てんかんモデルマウスの海馬にもManNAz(28 nmol)を2日に1度,計8回注入し,同様に新鮮凍結脳を調整した。当初の計画では,ST3Gal4-KOマウスと野生型のみManNAzを注入し,平成27年度中に質量分析まで進める予定であった。しかしながら,当初ST3Gal4を発見した経緯も含め,側頭葉てんかんモデルマウスの海馬にもManNAzを注入した。それゆえ,平成27年度は,新鮮凍結脳を調整するにとどまった。平成28年度には,2シアル酸転移酵素とCMP-シアル酸を用いたアフィニティー精製法により,ST3Gal4発現神経領域から糖タンパク質を抽出し,受容体基質タンパク質を同定する予定である。そこで平成27年度に,アフィニティー精製時の溶出物質に利用できる,ST3Gal4酵素がシアル酸を負荷する特異的糖鎖構造を決定した。この糖鎖構造を合成することで,平成28年度に予定するアフィニティー精製時の糖鎖溶出が可能となる。以上のことから平成27年度は,順調に研究は進行し,結果を出すことができている。上述した通り,ST3Gal4遺伝子欠損マウス(KO)の視床と小脳,さらには側頭葉てんかんモデルマウスの海馬にもManNAz(28 nmol)を注入し,新鮮凍結脳を調整してきた。平成28年度には,各新鮮凍結脳をスライスし,ST3Gal4の発現神経核をマイクロナイフで切り出す予定である。切り出した神経核から糖タンパク質を抽出し,ManNAzのアジド基はアルキン基を持つビオチンと共有結合させる(クリック反応)。その後,アビジン樹脂(磁石)を用いて,糖たんぱく質をアフィニティー精製する。SDS-PAGE電気泳動を行ったのち,ST3Gal4-KO,野生型,てんかん,手術後未刺激マウス間で糖タンパク質のバンドを比較し,差のあるバンドについて質量分析を行い,受容体基質を同定する予定である。上述した通り,平成27年度にアフィニティー精製時の溶出物質に利用できる,ST3Gal4酵素がシアル酸を負荷する特異的糖鎖構造を決定した。この糖鎖構造を合成することで,平成28年度に予定するアフィニティー精製により基質受容体を部分精製できる。部分精製した溶出糖タンパク質をSDS-PAGE電気泳動した後,ST3Gal4-KO,野生型,てんかん,手術後未刺激マウス間で糖タンパク質のバンドを比較できる。差のあるバンドについて質量分析を行い,受容体基質を同定する予定である。

以上,平成28年度には,1,2より得られた質量分析の結果を突き合わせることにより,真の基質受容体の絞り込みをおこなう予定である。てんかん患者における,うつ,不安障害,統合失調症といった精神疾患の出現は,一般の集団に比べて3倍高いことが知られている。研究代表者は,難治てんかんの50%を占める側頭葉てんかんのモデルマウスを用いた研究より,辺縁系神経細胞におけるシアル酸転移酵素(ST3Gal4)の発現が,てんかん発作誘導に必須である一方で,その欠失は,うつ,不安障害,統合失調症様症状を引き起こすことを明らかにしてきた。このST3Gal4がシアル酸を付加する分子が,てんかんから,うつ,不安障害,統合失調症様症状の発症に関わると考え,本研究では,シアル酸標的分子を同定し,てんかんとその併存症の発症に関わる分子シグナルの全貌をめざしている。本研究では当初,ST3Gal4がシアル酸を付加するタンパク質を検出し同定することを予定していた。そこで,ST3Gal4は糖鎖構造にシアル酸を修飾する酵素であることから,ST3Gal4の発現を示す神経細胞が特異的に提示する糖鎖構造を検出・同定し,その後,その特異的糖鎖構造を持つシアル酸化糖タンパク質をスクリーニングすることとした。これまでにST3Gal4-KOマウスと野生型の視床と海馬を比較したところ,異なるO-グリカン糖鎖構造を検出した。特にST3Gal4の発現の高い視床において特異的な発現を示した。また,N-グリカン糖鎖及び,シアル酸を持つスフィンゴ脂質であるガングリオシドについても,ST3Gal4-KOマウスと野生型の視床と海馬を比較したところ差を示す糖鎖構造はなかった。以上のことから平成28年度からは,ST3Gal4の発現する視床の神経細胞が提示するO-グリカン糖鎖構造を持つ糖タンパク質のスクリーニングをスタートさせることとする。本研究計画は,ST3Gal4によるシアル酸受容体基質分子を同定し,てんかんうつ・不安障害の発症の原因であるシアル酸化標的分子を見つけ出し,その分子が創薬のターゲットになりうることを証明することである。平成27年度の当初の研究計画では,1アジド糖ManNAzを利用したダブルクリック反応による検出系により,脳内のシアル酸化標的分子(受容体基質)を抽出・同定し,シアル酸化標的分子の同定を目指すことであった。これまでに,ST3Gal4遺伝子欠損マウス(KO)の視床と小脳にManNAz(28 nmol)を2日に1度,計8回注入したのち,マウスを安楽死させ脳を取り出し,ドライアイス下で凍結した。また,扁桃体に電極を挿入し微弱な刺激を導入することで,てんかん発作を誘導する,側頭葉てんかんモデルマウスの海馬にもManNAz(28 nmol)を2日に1度,計8回注入し,同様に新鮮凍結脳を調整した。当初の計画では,ST3Gal4-KOマウスと野生型のみManNAzを注入し,平成27年度中に質量分析まで進める予定であった。しかしながら,当初ST3Gal4を発見した経緯も含め,側頭葉てんかんモデルマウスの海馬にもManNAzを注入した。それゆえ,平成27年度は,新鮮凍結脳を調整するにとどまった。平成28年度には,2シアル酸転移酵素とCMP-シアル酸を用いたアフィニティー精製法により,ST3Gal4発現神経領域から糖タンパク質を抽出し,受容体基質タンパク質を同定する予定である。
植物細菌病の発病制御機構の解明 ―耐病性植物創出を目指して―

1.青枯病菌増殖における葉酸生合成の役割宿主植物へ侵入直後の細胞間隙における青枯病菌の増殖の有無は、導管病である青枯病の発病を左右する。また、その増殖は宿主植物へ侵入後3時間の宿主植物との相互作用により決定される。そこで、細胞間隙での青枯病菌の増殖因子同定を目的に、in vitroで増殖できるが、細胞間隙では親株OE1-1とは異なり増殖能が著しく劣り、感染植物に萎凋症状の誘導が認められないトランスポゾン変異株RMを作出した。RMは葉酸生合成系の1遺伝子であるpabBの変異株であった。葉酸を前処理したタバコの細胞間隙で、RMはOE1-1と同様に増殖し、接種植物は萎凋症状を呈した。さらに、RMを導管に接種すると、RMは導管でOE1-1と同様に増殖し、接種植物は萎凋症状を呈した。すなわち、宿主植物において青枯病が増殖するために必要な増殖因子は組織ごとに異なると考えられ、青枯病菌での葉酸生合成は、青枯病発病に重要な役割を担う青枯病菌の細胞間隙での増殖には必須であるが、直接的な病原力を発現する場である導管での増殖には必ずしも必要でないと考えられた。2.hrpレギュロンとEPS生産との関連性-青枯病菌の病原力の質的制御と量的制御の相互関連-青枯病の発病は、hrp遺伝子群がコードするタイプIII分泌系を介して分泌されるエフェクターと植物との相互作用により質的制御されており、菌体外多糖(EPS)などの病原力因子により量的な制御が行われている。これら2つの病原性制御に関わる遺伝子の発現制御について解析したところ、EPS生産誘導の主因子であるPhcAがhrp遺伝子の発現を負に制御しており、その制御は、植物シグナルを認識するPrhAからhrp遺伝子の制御因子であるHrpBにいたるカスケードのPrhJの上流で行われていることが示唆された。すなわち、侵入直後のタイプIII分泌エッフェクターと植物との相互作用により、青枯病菌の細胞間隙での増殖が決定され、青枯病発病の質的決定がなされる。続いて、青枯病菌の増殖によるクオラムセンシングを誘発する3-OH PAMEを介して脱抑制されるPhcAにより、hrp遺伝子群の発現が抑制されるとともに、EPS生産が誘導され、青枯病発病の量的制御がなされると考えられた。
転写因子Nrf3の大腸癌とT細胞分化における機能解析

転写因子Nrf3は,大腸密ならびにT細胞分化において機能していることが予想されている.またapoptosisに関わるタンパク質分解酵素群Caspaseに分解され,細胞にapoptosisを引き起こすことも明らかにされている.以上の知見から、Nrf3の生理機能として,腫瘍とT細胞分化における機能そしてapoptosis誘導解明を行った.本年度の実績概要としては,1)Nrf3の生体内での機能を検討するために,Nrf3遺伝子破壊マウス(ノックアウトマウス)ならびにT細胞特異的なNrf3過剰発現マウス(トランスジェニックマウス)の作製を完了した.2)Nrf3ノックアウトマウスは,胚性致死にはならず出生し,成獣まで生育し生殖可能であった.変異形質は,T細胞のほか,感覚器にも観察された.3)Nrf3過剰発現マウスは,高レベルで発現しているマウスは出生しなかった.これは上述のようにNrf3はapoptosisに関わる可能性が高いため,Nrf3過剰発現は細胞に対し致死をもたらしていることが予想された.転写因子Nrf3は,大腸密ならびにT細胞分化において機能していることが予想されている.またapoptosisに関わるタンパク質分解酵素群Caspaseに分解され,細胞にapoptosisを引き起こすことも明らかにされている.以上の知見から、Nrf3の生理機能として,腫瘍とT細胞分化における機能そしてapoptosis誘導解明を行った.本年度の実績概要としては,1)Nrf3の生体内での機能を検討するために,Nrf3遺伝子破壊マウス(ノックアウトマウス)ならびにT細胞特異的なNrf3過剰発現マウス(トランスジェニックマウス)の作製を完了した.2)Nrf3ノックアウトマウスは,胚性致死にはならず出生し,成獣まで生育し生殖可能であった.変異形質は,T細胞のほか,感覚器にも観察された.3)Nrf3過剰発現マウスは,高レベルで発現しているマウスは出生しなかった.これは上述のようにNrf3はapoptosisに関わる可能性が高いため,Nrf3過剰発現は細胞に対し致死をもたらしていることが予想された.転写因子Nrf3は、大腸癌ならびにT細胞分化において機能していることが予想されている.またapoptosisに関わるタンパク質分解酵素群Caspaseに分解され、細胞にapoptosisを引き起こすことも明らかにされている。以上の知見から、Nrf3の生理機能として、腫瘍とT細胞分化における機能そしてapoptosis誘導解明を研究計画を立てている.現段階までの進展状況としては、1)Nrf3結合因子を酵母two hybrid法で検索し、大腸・肺癌特異的に発現を示す機能未知の因子C20orf2と、Fasシグナル系のapoptosisに関わる因子を同定した。このことは,Nrf3によりもたらされるapoptosis誘導機構にはFas系とCaspase系の二つのルートが存在することを示唆する.2)関連因子Bach2結合因子であるMAZRを単離し,癌遺伝子産物c-myc遺伝子の発現を亢進することを明らかにした.最近他のグループから,MAZRはEWS肉腫において転座し融合遺伝子を形成するという報告を裏付けるものと考えている.3)現在これら生化学的知見を動物個体内で検討するために,Nrf3遺伝子破壊マウス(ノックアウトマウス)ならびにT細胞特異的なNrf3過剰発現マウス(トランスジェニックマウス)の作製を完了しつつある.今後これらマウスの表現型を解析することで,新たなるNrf3の機能を見出されることも期待している.転写因子Nrf3は、大腸癌ならびにT細胞分化において機能していることが予想されている.またapoptosisに関わるタンパク質分解酵素群Caspaseに分解され,細胞にapoptosisを引き起こすことも明らかにされている.以上の知見から、Nrf3の生理機能として,腫瘍とT細胞分化における機能そしてapoptosis誘導解明を行った.本年度の実績概要としては,1)Nrf3の生体内での機能を検討するために,Nrf3遺伝子破壊マウス(ノックアウトマウス)ならびにT細胞特異的なNrf3過剰発現マウス(トランスジェニックマウス)の作製を完了した.2)Nrf3ノックアウトマウスは,胚性致死にはならず出生し,成獣まで生育し生殖可能であった.変異形質は,T細胞のほか,感覚器にも観察された.3)Nrf3過剰発現マウスは,高レベルで発現しているマウスは出生しなかった.これは上述のようにNrf3はapoptosisに関わる可能性が高いため,Nrf3過剰発現は細胞に対し致死をもたらし手いることが予想された.'
地球温暖化による沿岸都市域水災害・水環境影響のシステム・アプローチ

地球温暖化は極めて緩やかな形でその影響が現れることを念頭に、このような影響を都市が受けるとすればどのような地域でどのような現象にそれが及ぶかを先ず検討せねばならない。本研究では水災害と水環境という視点からそれを検討することになるが、以下の6点に主点をおくことにし、研究を行ってきた。(1)高潮災害については、外力要因である台風に着目し、温暖化の影響が気圧の変化に及ぼす効果を設定し、更に大阪湾沿岸での海面上昇がある場合の高潮波形の変化を数値シミュレーションによって検討した。その結果、高潮波形が危険度を大きく増すことはないが、沿岸によって影響度が変化することがあり、これに注意する必要がある。(2)沿岸構造物災害に関しては、岸壁や防波堤に直接波浪を受ける前に、前面水域で潜堤等による若干の消波構造物によっていくつかの消波効果をねらう手法が開発されてよいと考えられる。(3)内水災害については、特に低平地に都市の拡がる大阪・寝屋川地域では大きな問題となり得る。現在、計画高水の対処に苦労する状態を先ず解決すべく、地下河川と地下貯留、河道貯留等による効果の算定に精度を上げることが必要とみられる。(4)地下空間システムは地下街の発達する都心部において、一旦高潮等による氾濫があった場合の被害は膨大である。現状において水排除策が確立されていないことに基づき、どのような被害形態があるかを検討することが先決である。(5)用排水システム、水空間システムについても温暖化にかかわる問題を整理した。温暖化の影響を評価する対象現象を「水災害」と「水環境」の二つに設定し、前者として(1)高潮災害、(2)沿岸構造物災害、(3)内水災害:後者として(4)地下空間システム、(5)用排水システム、(6)水空間システムを従属事項にとって、以下のように研究を行った。(4)(5)に関して、大阪市域の水循環システムをまとめ、用排水系循環が自然系循環を大きく歪ませている実態を把握した。特に地下空間においては、地表近くの浸透、漏水、溢水の挙動が温暖化と関連すると予想される。(3)(5)に関しては神戸市下水道の雨水管渠網を対象として、その構造と形態特性を河道統計則、フラクタル次元等により分析した。また、米国で汎用されているSWMMをわが国の下水管渠を含む都市流出系に適用し、災害時を想定した支暖システムを作成すると共に、地球温暖化により予測される災害の対処方策を検討した。(1)(6)に関しては、海面上昇が大都市周辺の沿岸域の水理現象に及ぼす影響を分析し、検討項目の分類ならびに影響の波及シナリオの製作を行った。とくに、わが国では沿岸部の開発行為が同時に進行することから埋立地形を想定した数値実験を行い、海面上昇の潮汐特性に及ぼす影響を定量的に評価するシステム解析を行った。(2)(6)に関しては、既設海岸構造物のなかで、温暖化に伴って生ずると予想される海面上昇の影響を最も大きく受ける潜堤を取り上げ、潜堤透水層内の流体運動に対して非定常・非線形ダルシ-則を適用した波浪変形予測手法を確立した。その結果を用いて、海面上昇による潜堤天端水深の変化に伴う波浪制御効果をシステム解析することが可能となった。
歯肉接合上皮細胞におけるレドックス制御因子Nrf2の細胞接着装置への影響の解析

本研究は、歯周組織の感染防御の第一線である接合上皮が、歯周病原細菌によってどのような挙動を示すことで歯周病の病態形成に関与するのかを解明するための一助として、マウスの接合上皮細胞株を用いた各種in vitro実験を行う。初年度は酸化ストレスに応答して活性化するNrf2と細胞間接着装置に着目し、接合上皮細胞におけるNrf2の挙動と細胞間接着の変化を調べる。次年度は接合上皮の細胞移動能の評価と、Nrf2刺激によって発現が上下する遺伝子を網羅的に解析する。