hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胎児防御における関門遷移現象に基づく妊婦薬物療法の精緻化基盤

薬物動態学平成27年度は効率的に研究を遂行し、具体的には、質量分析関連の試薬購入費などを抑えることができた。旅費についても必要としなかったため、結果的に計画よりも少額の支出となった。平成28年度の使用予定額は増額となるが、主に試薬など消耗品の購入費等に充てることとする。一部で予定と異なる結果が得られたことから、トランスポーターの発現制御機構解析に予定より多額の支出を必要とする予定である。必要な実験設備は学内及び研究室内の現有設備を使用するため、高額な設備備品購入は必要としない。その他、研究成果発表のための学会参加費、および研究成果を英語論文で発表するための論文校閲費や投稿費としても使用予定である。
ウィナーモデルに基づく非線形システムの同定,制御とその統合化に関する理論と応用

本研究では、広いクラスの非線形性を記述できるウィナーモデルをもとに、新たな非線形システム同定法を提案した。具体的に本同定法は,一般の同定入力を前提とし,モデルパラメータの初期値の推定方法と非線形最小二乗法に基づく最適化アルゴリズムの二段階構成になる。さらに、以上の非線形システム同定の結果を用いて、非線形システム制御を行うために必要な制御系構築、サーボ系設計法、オブザーバ設計法を導出した.具体的に本研究では、ウィナーモデルの構造的特徴より、拡張カルマンフィルター用いるとウイナーモデルの線形部が制御可能となることに着目し、ILQ設計理論を適用してウィナーモデルの線形部の出力を制御し、間接的に非線形システムの出力を制御する。そして、数値例でこの手法の妥当性を確認した。提案した同定と制御手法を半導体熱プロセス制御に応用した。具体的には、実験装置で実現可能な温度範囲まで同定実験をし、その同定結果に基づくウイナーモデルを求めた。そして、そのモデルをもとに目標応答が達成できる制御系を設計し、制御実験を行った。設計通りの制御結果が得られた。これより、制御効果を確認した。さらに、制御対象のパラメータ変動に対する制御系を改良した。具体的に、拡張カルマンフィルタの代わりにロバスト性が強いSliding Mode状態観測器を用いてウィナーモデルのパラメータ変動が吸収できた。以上と並行して、ウィナーモデルに基づくロバスト制御に関連する故障診断アルゴリズムを導出した。具体的には、ウィナーモデルの逐次同定法を開発し、オンラインでモデルパラメータ変動を推定する。その推定結果をもとに対象システムの特異値変動を求める。その結果を用いると、システムの緩やかな変化が検知できる。従来研究と違い、システム内部の変化が定式化可能となった。さらに、本研究では、ロバスト制御に関連する故障基準と信頼性基準を導出し、より高いレベルの知能制御系が構築できた。ウィナーモデルに基づく非線形システムの同定については,これ迄に種々のパラメトリックな同定法法が提案されているが,1)非現実的な制約が多い,2)モデルパラメータの変動に対応できない,3)モデルパラメータの収束性,などの問題がある.これに対し,本研究では従来研究でも用いられていた部分空間同定法にモデルパラメータの最適化手法を組み合わせて,上記の問題点を解決すると同時に,同定コストが低く実用性の高い同定法を開発した.具体的に本同定法は,一般の同定入力を前提とし,モデルパラメータの初期値の推定方法と非線形最小二乗法に基づく最適化アルゴリズムの二段階構成になる。さらに,計算コストが低減でき,モデルパラメータの変動に適応可能なオンライン最適化アルゴリズムも開発した.そして、数値例でこの手法の妥当性を確認した.さらに、半導体ウェハ成膜時の熱プロセスのシステム同定にこの手法を応用し、線形モデルよりも高精度のモデルが得られることを確認し、これにより、本非線形システム同定法の実用性を示した.以上の非線形システム同定の結果を用いて、非線形システム制御を行うために必要な制御系構築、サーボ系設計法、オブザーバ設計法を導出した.具体的に本研究では、ウィナーモデルの構造的特徴より、拡張カルマンフィルター用いるとウィナーモデルの線形部が制御可能となることに着目し、ILQ設計理論を適用してウィナーモデルの線形部の出力を制御し、間接的に非線形システムの出力を制御する。提案したウィナー型非線形システムの制御手法の有効性をシミュレーションで確認した.また、上記項目の検証用として実験装置を作成中である.

さらに,線形部のパラメータ推定法の改良を目的として,部分空間法と関連深いq-Markov COVERの研究も行っている.まず、昨年までに提案したウィナー型非線形システム同定と制御手法を半導体熱プロセス制御に応用した。具体的には、実験装置で実現可能な温度範囲まで同定実験をし、その実験結果に基づきウィナーモデルを求めた。そして、そのモデルをもとに目標応答が達成できる制御系を設計し、制御実験を行った。その結果、設計通りの制御性能が得られたことにより、制御効果を確認した。特に本制御系は、調整パラメータが一つしかないので、現場調整がし易いという特長がある。また、この調整パラメータを活用して、実際の応答と目標応答の近さを制御入力の大きさとオンラインでトレードオフすることができる。つぎに、制御対象のパラメータ変動に対する制御系のロバスト性を改良した。具体的には、拡張カルマンフィルタの代わりにロバスト性が強いSliding Mode状態観測器を用いた。それにより、ウィナーモデルのパラメータ変動を吸収し、正確な状態推定が可能になる。このSliding Mode状態観測器をウィナーモデルに併合し、その設計アルゴリズムを導出した。また、拡張カルマンフィルタの設計に用いるRiccati方程式が不要になったので、計算コストが大きく下がった。以上と並行して、ウィナーモデルに基づくロバスト制御に関連する故障診断アルゴリズムを導出した。具体的には、ウィナーモデルの逐次同定法を開発し、オンラインでモデルパラメータ変動を推定する。その推定結果をもとに対象システムの特異値変動を求める。その結果を用いると、システムの緩やかな変化が検知できる。従来研究と違い、システム内部の変化が定式化可能となった。さらに、本研究では、ロバスト制御に関連する故障基準と信頼性基準を導出し、より高いレベルの知能制御系が構築できた。
胎盤特異的な発現を制御する転写因子に関する研究

我々はアロマターゼ遺伝子のエンハンサーを解析し、胎盤特異的な発現にかかわる、新しいシスエレメント(Trophoblast Specific Element 2/TSE2)を同定した。このエレメントに結合するtrans-factor(TSE2BP)は、ヒト胎盤由来の細胞(JEG-3)にのみ認められたので、このtrans-factorのクローニングを、yeast one-hybrid法によって行なった。得たcloneは報告されているhGCMaとおなじDNA配列を持っており、その発現タンパクは、JEG-3核抽出液中のTSE2BP活性とおなじ結合特性を示した。(K.Yamada et al J.B.C.274 32279-32286 1999)hGCMaはDrosophilaのGCM proteinのmammalian homologueである。DrosophilaでのGCM proteinは神経細胞の分化に重要な転写因子でglialcell missing(グリアがつくられない)変異の本体遺伝子である。ほ乳類で2ホモログが知られるが、胎盤に発現する本遺伝子の機能は不明で、我々がはじめて機能を示唆した。その後、海外の複数のグループがGCMa/1ノックアウトマウスで胎盤形成不全による胎性致死となることを報告し、本因子が胎盤の発達、特に母体との栄養、ガス交換の場であるLabirinthine(ヒトでは絨毛)組織の分化に不可欠であることが確立した。また、このタンパクに対する特異抗体を作成したので、今後、胎盤の発達異常とこのタンパクの発現の関連を遺伝子レベルもふくめて検討することが可能となった。アロマターゼ遺伝子の胎盤特異的なエンハンサーの解析から胎盤特異的な発現にかかわる、新しいシスエレメント(Trophoblast Specific Element2/TSE2)を同定した。このエレメントに結合するtrans-factor(TSE2BP)は、胎盤由来の細胞(chorio-carcinoma JEG-3)にのみ認められたので、このtrans-factorのクローニングを、yeast one-hybrid法によって行なった。得られたcloneは従来,機能不明であったhGCMa(DrosophilaのGCMタンパクのmammalian homologue)であった。このclone由来の発現タンパクのDNA結合特性は、JEG-3核抽出液中のTSE2BP活性とまったく同じで、シスエレメントTSE2自体もDrosophilaのGCM proteinについてbinding site selection assayで決められたGCM recognitionmotifとよく似ていた。JEG-3核抽出液中のTSE2BP活性もGCM recognitionmotifに高い親和性をしめし、TSE2=GCM recognition motif、TSE2BP=hGCMaであることが証明できた。hGCMaの発現が胎盤に限られていることも胎盤特異的な発現に必要なtrans-factorの性質として期待されるとおりであった。また強制発現したhGCMaはアロマターゼ遺伝子以外の胎盤特異的な遺伝子、leptinや,human chorionic gonadotropin α-subunitのエンハンサー中の機能的なシスエレメントにも結合し、このタンパクが複数の遺伝子の胎盤での発現に関与している可能性を強く示唆する結果を得た。われわれはヒトのアロマターゼ遺伝子の胎盤特異的発現に関わるタンパクとしてヒトGCMa/1を、酵母one-hybrid法により同定し、従来、哺乳類での機能が不明であった、このタンパクが胎盤特異的な転写因子であることを1999年に初めて示したが(Yamada et al.J.Biol.Chem 1999 274 32279-32286)、本年になって、海外の複数のグループがGCMa/1ノックアウトマウスでは胎盤形成不全による胎性致死となることを報告し、本因子が胎盤の発達、特に母体との栄養、ガス交換の場であるLabirinthine(ヒトでは絨毛)組織の分化に不可欠であることが証明された。また大腸菌にヒトGCMa/1タンパクを強制発現させ精製し、このタンパクに対する特異抗体(ウサギポリクロナル)を作成した。

予備的な実験から、この抗体は期待される特異性を示している。この結果、免疫染色法によりヒトの胎盤の発達におけるGCMa/1の発現状況、胎盤の発達異常とこのタンパクの発現の関連等を調べることが可能となった。正常遺伝子の全塩基配列を明らかにし、クローンとして保存しているので、ヒトでこのタンパクの発現異常が認められた場合にはその異常に遺伝子が関与しているかについても検討が可能となった。
2次元フォトニック結晶を用いた量子ドット励起子におけるデコヒーレンスの克服

本研究では、歪補償法と呼ぶ特徴的な手法で作製した超多重積層量子ドットを用いて、通信波長帯での高精度フォトンエコー測定を可能にし、(1)現在世界最長の励起子デコヒーレンス時間を達成、(2)ラビ振動と呼ばれるコヒーレント振動の制御を通信波長帯において初めて成功させるなどの成果を挙げた。本研究成果は、次世代の情報通信技術である量子情報技術の発展に寄与することが期待される。本研究では,量子ドット中の励起子を対象として,2次元フォトニック結晶スラブを利用することで,より長い位相緩和時間とより短い量子演算時間を同時に達成することを目的としている。このような制御を可能にするためには,量子ドット励起子の位相緩和が輻射緩和のみで決定されていることが必要である。しかし多くの量子ドットにおいては,輻射緩和による位相緩和よりも,フォノンとの相互作用による純位相緩和の寄与が支配的となる。我々は,歪補償量子ドットを対象として,ピコ秒四光波混合法及びポンプ-プローブ法を用いることで,位相緩和時間の評価と位相緩和メカニズムの詳細な解析を行ない,温度が8K以下の低温領域においては,位相緩和がほぼ輻射緩和でのみ引き起こされていることを明らかにした。また得られた位相緩和時間が3ナノ秒に及ぶ長いものであることを明らかにした。量子ドットの積層数を150層にすることで,四光波混合信号及びポンプ-プローブ信号を非常に高いS/N比で測定することに成功し,純位相緩和を0.1μeVよりも高い精度で見積もることに成功した。これは純位相緩和のメカニズムを詳細に調べる上で,非常に重要な技術であり,位相緩和の温度依存性からフォノンによる位相緩和のメカニズムを詳細に議論することができた。また量子演算の一つであるラビ振動の観測に成功し,量子演算時間が1THz程度であることを示した。今後はフォトニック結晶を組み合わせた系についても,実験を進めていく予定である。量子コンピュータとは、量子力学的な重ね合わせ状態を演算単位(量子ビット)として超並列計算を行なう、従来とは全く異なる原理に基づく計算機である。本研究では、量子ビット候補の一つとして期待されている半導体量子ドット中の励起子に着目し、量子コンピュータへの応用上不可欠な条件である、より長い位相緩和時間とより短い量子演算時間を同時に達成する手法を開拓することを目的としている。我々の研究により、歪補償法と呼ばれる特殊な手法で作製したInAs量子ドット中の励起子においては、位相緩和の起源となる非輻射緩和や純位相緩和が著しく抑制されており、位相緩和が輻射緩和でのみ決定されていることがわかった。その結果、量子ドット励起子としては最長の3ナノ秒に及ぶ位相緩和時間を得ることが可能となった。また同じ量子ドットサンプルを用いて、量子演算の一つに対応するラビ振動の観測に成功し、量子演算時間が1THzに達することを明らかにした。ラビ振動に関する理論解析を進め、パルス面積の不均一性を考慮した2準位モデルを用いた理論計算により、フォトンエコー法またはポンププローブ法により得られた全ての実験結果を精度良く再現できることを見出した。この結果から、フォトンエコー法により励起子分極のラビ振動を観測した場合のみ、正負の分極が互いに干渉することでパルス面積のばらつきの効果が低減され、不均一性のある量子ドット集合体を用いた場合でもラビ振動が明瞭に観測されることを明らかにした。
高温超伝導薄膜による電子デバイスの試作と特性の評価

今年度は高品質な高温超伝導薄膜を作製し,その薄膜の積層技術により作成したデバイスの基本特性を調べた。1.薄膜形成・・・非常に簡便なホロ-タ-ゲットを用いたDCスパッタ法や基板ホルダイアス高周波マグネトロンスパッタ法によりバルク程度に近いT_cとc軸長を持ったYーBaーCuーO(YBCO)超伝導薄膜がinーsituで得られた。前者での結晶の配向性については(100)MgO基板の場合,620°C以上でc軸配向,580°Cでc軸配向とa軸配向の混在,540°Cでa軸配向であった。また,(100)SrTio_3の基板の場合,640,660°Cではc軸配向とa軸配向の混在,620°Cではa軸配向であった。後者ではV_Hの効果とともにスパッタガス圧Pと基板・タ-ゲット間距離Dの影響を調べた結果,PD積の上昇とともにT_cの増加とc軸長の短縮が見られ,PD>2.5torr・cmではT_c,c軸長ともバルクの値に近い値を得た。2.ブリッジ型素子とそのアレイの製作・・・YBCo膜上にAlの斜め蒸着低エネルギ-イオンビ-ムエッチングにより膜厚変化型ブリッジ素子(VTB)を製作した。VTBのマイクロ波応答ではジョセフソン効果を示す電圧一電流特性を得た。VTBの製作プロセスによってDC SQUIDを試作し、その動作を示す周期的なVーΦ特性を得た。3.トンネル型ジョセフソン接合の形成・・・YBCOのスパッタ薄膜上にHMDSを付着させ,さらにその上にPbを蒸着してトンネル型接合を構成した。代表的な接合素子の微分抵抗ー電圧特性は4.2Kで±2mv付近でのPbのギャップ構造とYBCOのギャップに関係するものと思われる±17mVでのブロ-ドな構造を示した。8Kでも零バイアスで微分抵抗の落込みがあった。電圧ー電流特性ではジョセフソン電流が観測され,シャピロステップの高さはベッセル関数的な高周波電流依存性を示した。更に,新デバイスの検討として電界効果型素子に関する基礎的実験を行なった。
幼若ホルモンリセプターの同定とクローニング

幼若ホルモン(JH)は昆虫の変態・休眠・相変異など特異な生理現象の調節に関わっている。しかしJH受容体の実体はじめそのシグナル伝達の詳細は不明である。この研究ではJH応答性転写調節因子の同定とクローニング更にはJH受容体の同定を行なって、JH-情報伝達系を解明するのを目的とした。Cyanoprotein遺伝子のJH応答配列(JHRE)とJH処理脂肪体cDNAライブラリーを用いて、以下のような実験を組み合わせることでJH応答性転写調節因子(JHRTF)をクローニングする実験を実施した。2)JHREとレポーター遺伝子とのDNAコンストラクト及びcDNA-Gal4fusionライブラリーを酵母に導入し、one-hybrid法によりスクリーニングする。以上の実験を実施したが。いずれも成功せず、結果として現在のところ目的としたJH応答性転写調節因子のクローニングは成功しなかった。1.カイコを用いてnuclear receptor superfamilyに属する因子のクローニングをおこなった。種々ステージから抽出したRNAでcDNA libraryを作製した。nuclear receptor superfamilyのDNA binding domainの保存領域Zinc Finger P boxのconsennsus配列からprimersを作製した。このrimersを用いcDNA libraryをtemplateとしてPCRを行なって複数の増幅fragmentsを得た。また、これらのfragmentから、PCR,RACE等により全長のcDNAをえた。これらの塩基配列を解析し、すでに他の昆虫(Drosophila,Manducaなど)で明らかにされているnuclear receptorあるいはorphan receptorとして知られているものと相同のcDNAとして、EcR,USPを、またearly late遺伝子として知られるE74をカイコでは始めてクローニングした。また、これまで単離されていない新しいnuclear receptor superfamilyのメンバーと思われる因子のcDNAも得られた。これは解析の結果、humanのGCNF(Germ Cell Nuclear Factor)に近いものと同定され,FGREと呼ぶことにした。2.カイコの4令幼虫5令幼虫の主な組織(脂肪体・絹糸腺・表皮・中腸)からRNAを抽出し、BmE74およびのcDNAをprobeとして、Northern Blottingを行なった。BmE74はDrosophilaでの結果と異なり、どの組織でもほとんどの時期で発現していることがわかった。GREはほとんどの組織で4令、5令、蛹期に発現しており、ecdysone作用の結果発現されるE74とFTZ-Fiとのあいだに発現されるearly-late geneのひとつで新しい核調節因子であることが判った。3.ハマダラカAnopheles stephensiをもちいて、遺伝子転写のcofactorのクローニングを行い、TBP,GCN%,BX42の全長クローンを得て、塩基配列を決めた。今後、これらのcofactorを用いて、nuclear receptorのクローニングを行う。昆虫の幼若ホルモン(JH)は変態・休眠・相変異・性成塾などを調節する重要なホルモンである。このホルモンの作用機構については分子レベルの解析が進められ、これらの現象に関連する遺伝子の発現の調節に関わっていることが明らかにされつつある。しかし、いまだこのホルモンの受容体は同定・単離されておらず、作用機構の全貌が明らかにされるに至ってはいない。JHが変態の調節においてエクダイソン作用の阻害・修飾という作用を持っていることがいくつかの現象から判っており、この研究ではエクダイソンとエクダイソンリセプターEcRやそのパートナーであるUSP及びそれらによって誘導されるいわゆるearly geneやearly-late geneを含む核因子を解析した。その過程で、DNA結合ドメインを持つ新規な核受容体遺伝子GRF(GCNF related factor)のクローニングに成功した。この遺伝子はエクジソン濃度に同調して各組織での発現が確認され、結合するDNA配列も明らかにした。また、これら核受容因子と一般転写因子との間を取り持つコファクターBx42及びGCN5をクローニングした。ほ乳類培養細胞にEcR/USP発現コンストラクトと共に、luciferaseの上流域にEcRE(応答配列)をつないだレポターコンストラクトをcotransfectionし、エクダイソンにより発現が活性化される系を確立した。この系に、Bx42,GCN5の発現コンストラクトを導入することで、レポーター遺伝子の発現が増強されることを示した。今後この系を用いて、エクダイソンによるレポーター遺伝子の発現のJHによる制御について評価し、JHの関与する因子を探索する。このアプローチによってJH受容体候補となる因子の同定が出来るものと考えている。

この研究ではJH応答性転写調節因子の同定とクローニング更にはJH受容体の同定を行なって、JH-情報伝達系を解明することを目的とした。Cyanoprotein遺伝子のJH応答配列(JHRE)とJH処理脂肪体cDNAライブラリーを用いて、以下のような実験を組み合わせることでJH応答性転写調節因子(JHRTF)をクローニングすることを試みた。2)JHREとレポーター遺伝子とのDNAコンストラクト及びcDNA-Gal4fusionライブラリーを酵母に導入し、one-hybrid法によりスクリーニングする。これらのうち今年度に関してはone-hybrid法によるスクリーニングを行い候補となるクローンを複数個pick upし、現在それらについて解析中である。幼若ホルモン(JH)は昆虫の変態・休眠・相変異など特異な生理現象の調節に関わっている。しかしJH受容体の実体はじめそのシグナル伝達の詳細は不明である。この研究ではJH応答性転写調節因子の同定とクローニング更にはJH受容体の同定を行なって、JH-情報伝達系を解明するのを目的とした。Cyanoprotein遺伝子のJH応答配列(JHRE)とJH処理脂肪体cDNAライブラリーを用いて、以下のような実験を組み合わせることでJH応答性転写調節因子(JHRTF)をクローニングする実験を実施した。2)JHREとレポーター遺伝子とのDNAコンストラクト及びcDNA-Gal4fusionライブラリーを酵母に導入し、one-hybrid〓によりスクリーニングする。以上の実験を実施したが。いずれも成功せず、結果として現在のところ目的としたJH応答性転写調節因子のクローニングは成功しなかった。
化合物ライブラリーを利用した膵癌間質標的新規治療薬の開発

本研究は膵癌間質中の膵星細胞を新しい治療標的ととらえ、膵星細胞の活性状態を評価するスクリーニング系を開発し、膵星細胞の不活性化を誘導する新規膵癌治療薬開発を行うことを目的とした。膵星細胞の活性状態を評価するスクリーニング系を独自に作成し、これを用いて化合物3398種類に対してスクリーニングを行ったところ、膵星細胞を休眠状態に誘導する可能性のある化合物(シード化合物)を複数種同定した。一部の化合物では濃度依存性に膵星細胞の増殖が抑制されることを確認した。今後はin vivoでの治療効果確認や、新規化合物のスクリーニングを継続する。本研究の目的は膵癌の間質標的治療に関する基礎的な研究を行い、化合物ライブラリーを用いて新規治療薬の候補となり得る化合物を同定することである。本年は、まず膵癌間質において中心的な役割を担う活性化膵星細胞のCD51の発現に着目した。ヒト膵癌切除標本においてCD51の発現を免疫組織化学染色法にて評価を行うと、間質細胞でのCD51の高発現群は有意に予後不良であることがわかった。RNA干渉によってCD51の安定的に発現を抑制する膵星細胞を作成し、ヌードマウスの皮下に膵癌細胞と共移植を行うと、腫瘍径は縮小し、腫瘍内部の間質成分が減少することが示された。これらの結果から、CD51は膵癌における癌間質相互作用において腫瘍促進的な作用を有し、治療標的の一つとなることが示された。また、癌間質相互作用を標的とした治療薬として、カルパインの阻害剤であるカルペプチンに着目した。In vitroでカルペプチンは膵星細胞の増殖、遊走、浸潤能を濃度依存的に阻害した。また、カルペプチンで前治療を行った膵星細胞の上清を膵癌細胞に添加すると、膵癌細胞の遊走・浸潤は抑制されることがわかった。In vivoでヌードマウスの皮下に膵癌細胞と膵星細胞を共移植し、カルペプチンを腹腔内に投与して治療を行うと、腫瘍径と細胞外基質の減少を認めた。これらの結果からカルペプチンは膵癌間質を標的とした治療となり得ることが示された。今後は、スクリーニングの系を構築して、上記の間質細胞の標的分子をターゲットとした化合物を同定していく予定である。膵癌の癌間質相互作用において、膵星細胞のCD51が治療標的となり得る可能性を示した。また、カルペプチンが膵癌の間質成分の減少効果を介して、腫瘍抑制的に働くことを示した。しかし、化合物のスクリーニングの系の構築に関しては、膵星細胞の脂肪滴に着目して、In cell analyzerを用いたpreliminaryな検討を行ったのみで、実際の系の成熟には至っていない。このため、本年度の達成度はやや遅れていると判断した。本年度は化合物ライブラリーを用いたスクリーニングを行うためのアッセイ系の確立のため、膵星細胞の脂肪滴に着目した基礎的な検討を行った。非活性化型膵星細胞の特徴である細胞質内での脂肪滴の蓄積とオートファジーとの関連に着目した実験を行った。オートファジー抑制剤であるクロロキンを活性化膵星細胞に投与すると、オートファジーの抑制を介して癌細胞の遊走・浸潤が抑制されることが示された。また、ソートファジー関連遺伝子であるAtg5の発現抑制を行うと、膵星細胞の活性化が抑制されるのみならず、細胞質内での脂肪滴が増加することを同定した。また、非活性化型の膵星細胞としてヒト胎児由来の膵星細胞を用いて、飢餓条件培養やオートファジー誘導作用を持つmTOR阻害剤の投与を行うと、オートファジーの亢進に付随して、αSMAやコラーゲンI、フィブロネクチンといった、膵星細胞の活性化に伴って変化する形質が誘導されることが確認された。また、細胞質内の脂肪滴はオートファジーの亢進によって減少することを同定した。これらの結果から、膵星細胞内の脂肪滴、オートファジー、膵星細胞の活性化は密接な相関関係を有していることが示された。そこで、膵星細胞内の脂肪滴を定量化することで、膵星細胞の活性化を評価するアッセイ系が確立できる可能性が考えられるため、次年度は具体的なアッセイ系の確立に取り組む必要がある。今年度は膵星細胞のオートファジーや脂肪滴が膵星細胞のオートファジーと関連していることを報告し、膵星細胞の治療標的としてオートファジーの制御が有用となり得る可能性や脂肪滴の定量化が化合物ライブラリーを利用したが、具体的なアッセイ系の確立や、化合物の同定には至っていないためやや遅れていると思われる。本年度は、膵星細胞を新しい治療標的ととらえ、膵星細胞の活性状態を評価するスクリーニング系を開発し、膵星細胞の不活性化を誘導する新規膵癌治療薬開発を行うことを目的とした。まず静止状態で膵星細胞の細胞質内で増加する脂肪滴に着目し、脂肪滴の数及び蛍光強度を数値化し、活性状態を評価するスクリーニング系を作成した。系は感度・特異度共に高く、スクリーニングに使用することに問題ないとして、東京大学創薬機構の化合物ライブラリーから薬剤の供与を受けることとなった。

現在、既承認薬3398種類に対してスクリーニングを行い、その中で膵星細胞を休眠状態に誘導する可能性のある化合物(シード化合物)を152種類同定した。この中で脂肪滴の発現強度の最も高い化合物については増殖能の評価を行い、濃度依存性に膵星細胞の増殖が阻害されることを確認した。また化合物を添加した膵星細胞では、活性化の指標であるα-SMA、fibronectinの蛋白発現の低下を認めた。今後はシード化合物が膵癌細胞や、癌間質相互作用に与える影響、及びin vivoで腫瘍抑制効果を示すかを評価し、シード化合物の絞り込みを行う予定である。また薬理活性が未知の化合物についてもスクリーニングを進行中であり、新規治療開発につなげる。本研究は膵癌間質中の膵星細胞を新しい治療標的ととらえ、膵星細胞の活性状態を評価するスクリーニング系を開発し、膵星細胞の不活性化を誘導する新規膵癌治療薬開発を行うことを目的とした。膵星細胞の活性状態を評価するスクリーニング系を独自に作成し、これを用いて化合物3398種類に対してスクリーニングを行ったところ、膵星細胞を休眠状態に誘導する可能性のある化合物(シード化合物)を複数種同定した。一部の化合物では濃度依存性に膵星細胞の増殖が抑制されることを確認した。今後はin vivoでの治療効果確認や、新規化合物のスクリーニングを継続する。膵星細胞を標的とした治療薬に関するスクリーニングの系の構築をすすめる。具体的には我々がこれまで研究を行ってきたCD10、CD271、CD90、CD146、CD51といった表面抗原を標的としたアッセイ系の構築を計画している。また、我々は膵星細胞のオートファジーや浸潤を先導するleading cellとしての機能に着目しており、それらに着目したスクリーニングの系も有用と思われる。また、癌間質相互作用は膵癌原発巣だけではなく、肝転移巣、腹膜播種巣といった浸潤・転移した臓器においても重要な役割を担っており、中皮細胞や血管内皮細胞、リンパ管内皮細胞といった間質構成細胞についても研究をすすめている。今後はこれらの細胞の転移巣形成における機能を明らかとし、これらを標的とした治療の確立についても進めていく。化合物ライブラリーを用いたスクリーニングを実際に行うため、アッセイ系の確立を進める。本年度解明した、膵星細胞におけるオートファジーや脂肪滴は有用な治療標的となり得る可能性があるため、これらを短時間かつ高い感度・特異度で評価する方法を、九州大学薬学部の協力を得て行う予定である。医歯薬学化合物のスクリーニングの系の構築に関して、In cell analyzerを用いたpreliminaryな検討を行ったのみで研究計画に遅れを生じているため。具体的なアッセイ系の確立や、化合物の同定には至っていないため化合物ライブラリーを用いたスクリーニングができていないため。膵星細胞を標的とした治療薬に関するスクリーニングの系の構築をすすめるため、主に試薬類、抗体、培養用試薬、培養器具等培養用試薬、培養用器具、抗体、測定キットなど。
Nox1遺伝子に由来した活性酸素によるヒト発癌の制御機構の解明

本研究は,ヒト癌の発生過程における活性酸素産生遺伝子Noxファミリーの生理的意義を解明し,癌治療・診断・予防の基礎を確立することを旨とする。我々の過去数年間の研究により,Nox1が,Ras-MAP経路を介してRas発癌を媒介し,またNox1やNox4が大腸癌や膵癌において高発現し,抗アポプトシス活性を示すことが明らかになった。このことから,Noxファミリーは,癌化形質の維持に必須であることが推察された。後期に相当する本稿では,1)Nox1によるVEGFの発現調節,2)メラノーマにおけるNox4の増殖制御機構,3)GATA-6によるNox1発現誘導の生理的意義について,大きな進展がみられた。本研究の目的は、ヒト多段階発癌における活性酸素(ROS)産生遺伝子Noxファミリーの機能的役割をRas発癌モデルを用いて解明し、癌診断・予防・治療の方法的基礎を築くことにある。以前の我々の研究で、RasVal12により、MAPK経路を介して、Nox1の発現が誘導・亢進し、Nox1によって産生されたROSが情報伝達分子として、Rasの癌化形質に必須であることを解明している。また大腸癌を含む種々のヒト癌細胞で、Nox1およびNox4の高発現が観察され、アポプトシスを抑えるので、ヒト癌の癌化過程においてもNox1が重要な役割を果たすことが考えられる。本研究では、1)Nox1の下流の直接標的の同定、2)Nox1の転写機構の解明、3)メラノーマにおけるNox4の増殖制御機構に大きな進展をみた。
超並列光インターコネクションとMEMS技術の融合によるVLSIフォトニクス

次世代高速ネットワークにおいて,光通信技術は必要不可欠なものであるが,パケットのルーティングはいまだに電子的に実現されざるを得ず,その際に必要となる光-電気相互間の変換が性能・コスト・消費電力のボトルネックとなっている.本研究では,完全透過な,すなわち光-電気相互間の変換を全く必要としない光ネットワークの実現を目指して,マルチステージ光通信ネットワーク,及びロードバランス光スイッチの検討を行った.マルチステージ光通信ネットワークについては,前年度に実装したスイッチデバイスのスイッチ速度向上のために電界吸収型変調器の導入を検討し,これに対応してシステムの複雑度を減らすための新たなネットワークアーキテクチャを提案した.ロードバランス光スイッチについては,光技術による効率のよいランダムアクセスメモリが存在しない点を解決する新しいアーキテクチャを提案した.光パケットスイッチとして有望と思われるロードバランス型スイッチは,前段のロードバランススイッチによって複数のバッファステージにパケットを振り分け,このバッファステージの出力を時分割多重スイッチで出力する構成を取る.高負荷時も平均パケット遅延が小さくてスケーラブルであるという特長を持つ.本研究では,このバッファステージ部をメモリではなく光タイムスロット交換器によって実現することを提案し,さらにその上でパケットを適切に制御するスケジューリングアルゴリズムを提案し,評価した.その結果,高負荷時にもパケットロス率を10e-6以下を実現することができた.また,スケジューリングが複雑にならないことや,さまざまなデバイス技術が適用可能であることを示した.次世代高速ネットワークにおいて,光通信技術は必要不可欠なものであるが,パケットのルーティングはいまだに電子的に実現されざるを得ず,その際に必要となる光-電気相互間の変換が性能・コスト・消費電力のボトルネックとなっている.本研究では,完全透過な,すなわち光-電気相互間の変換を全く必要としない光ネットワークの実現を目指して,マルチステージ光通信ネットワーク,及びロードバランス光スイッチの検討を行った.マルチステージ光通信ネットワークについては,前年度に実装したスイッチデバイスのスイッチ速度向上のために電界吸収型変調器の導入を検討し,これに対応してシステムの複雑度を減らすための新たなネットワークアーキテクチャを提案した.ロードバランス光スイッチについては,光技術による効率のよいランダムアクセスメモリが存在しない点を解決する新しいアーキテクチャを提案した.光パケットスイッチとして有望と思われるロードバランス型スイッチは,前段のロードバランススイッチによって複数のバッファステージにパケットを振り分け,このバッファステージの出力を時分割多重スイッチで出力する構成を取る.高負荷時も平均パケット遅延が小さくてスケーラブルであるという特長を持つ.本研究では,このバッファステージ部をメモリではなく光タイムスロット交換器によって実現することを提案し,さらにその上でパケットを適切に制御するスケジューリングアルゴリズムを提案し,評価した.その結果,高負荷時にもパケットロス率を10e-6以下を実現することができた.また,スケジューリングが複雑にならないことや,さまざまなデバイス技術が適用可能であることを示した.
イオン交換体充填有機系複合材料の劣化制御に関する基礎的研究

熱硬化性樹脂(不飽和ポリエステル樹脂およびエポキシ樹脂)にイオン交換体であるゼオライトを充填し、酸性、アルカリ性水溶液環境における劣化挙動と抑制効果について検討した。劣化挙動は質量測定、曲げ試験、FT-IR、EDSによって分析を行い、元素侵入および劣化速度によって評価した。ゼオライト充填熱硬化性樹脂のゼオライトのイオン交換能力によって劣化挙動は異なった。特にゼオライトHS-320を充填した材料は樹脂単体よりも優れた耐食性を示した。以上の結果からゼオライトのようなイオン交換体を熱硬化性樹脂に充填することで、耐食性の向上を目指した材料と寿命予測可能な材料開発につながる興味深い結果となった。熱硬化性樹脂に有機系および無機系イオン交換体フィラーを充填した複合材料を作製し、酸性環境、アルカリ性さらに中性水溶液で浸せき試験を行い、イオン交換体の化学反応によって耐食性を制御することが可能な複合材料開発を行う。平成25年度は平成24年度において作製した有機系イオン交換体および無機系イオン交換体粒子を熱硬化性樹脂(不飽和ポリエスエル樹脂)に充填した試験片について、水酸化ナトリウム水溶液さらに精製水(水)に浸せきする耐久試験を行った。水酸化ナトリウム水溶液中における有機系(イオン交換樹脂)充填の試験片は添加物(陽イオンおよび陰イオン交換樹脂)の種類によって浸入の違いが現れるものの、強度が非常にもろく、平成24年度の条件では耐食性を付与させるのが困難であることが確認された。次に平成24年度に作製したゼオライト(F-9,粉末:東ソー株式会社製)試験片について、さらに各種(A-3,粉末:東ソー株式会社製,HS-320,粉末:東ソー株式会社製)のゼオライトを用意し同様に不飽和ポリエステル樹脂に充填した。平成24年度と同様に10mass%の水酸化ナトリウム水溶液に浸せき試験を行い、試験片の重量変化率、曲げ強度保持率、EDS分析(東工大所有)によって、試験片に侵入したNa元素の深さなどを検討した結果、ゼオライト充填材の試験片はNaの侵入を抑制していることが分かり、かつ同充填量では種類によって浸入挙動が大きく異なることも明らかになった。以上の結果から、ゼオライトのようなイオン交換機能を有した添加物を充填することにより、劣化を制御する材料開発の可能性を見出した。熱硬化性樹脂に有機系および無機系イオン交換体フィラーを充填した複合材料を作製し、酸性環境、アルカリ性さらに中性塩水溶液で浸せき試験を行い、イオン交換体の化学反応によって耐食性を制御することが可能な複合材料開発を行う。平成24年度は有機系イオン交換体および無機系イオン交換体粒子を熱硬化性樹脂(不飽和ポリエスエル)に充填した試験片の「作製」を目的とし、主に、イオン交換樹脂の粉砕およびイオン交換体の最適充填量の選定から行った。球形で直径500マイクロメートル程度のスチレンジビニルベンゼン製のイオン交換樹脂を充填するために、平成24年度購入した小型粉砕機によってイオン交換樹脂を10マイクロメートルオーダーで粉砕した。その結果、マトリックスである熱硬化性樹脂とイオン交換樹脂の混合もしくは物理的結合(吸着)は向上し、試験片の作製が可能になった。また、イオン交換樹脂充填熱硬化性樹脂は増量材としてシリカを配合させ、沈降等の不均一性も解消された。次に無機系イオン交換体としてゼオライトに着目し、同様に不飽和ポリエステル樹脂に充填した。シリカおよびゼオライト充填材の配合比は体積比(かさ密度)でマトリックス50%:フィラー(ゼオライト+シリカ)50%が最も均一に分散することを明らかにした。さらに、ゼオライト充填樹脂に関してはゼオライトのイオン交換機能が熱硬化性樹脂の耐食性にどのような影響するのかを検討するために10mass%の水酸化ナトリウム水溶液で浸せき試験を行い、質量変化率、曲げ強度保持率、EDS分析(東工大所有)によって、試験片に侵入したNa元素の深さなどを検討した。結果、シリカのみを充填した材料に比べてゼオライト充填材の試験片はNaの侵入を抑制していることが分かった。以上の結果から、ゼオライトのようなイオン交換機能を有した添加物を充填することにより、劣化を制御する可能性を見出した。熱硬化性樹脂に無機系イオン交換体フィラー(合成ゼオライト)を充填した複合材料を作製し、酸性、アルカリ性水溶液環境において、フィラーの化学反応によって耐食性を制御することを可能とする複合材料開発を行った。平成26年度では合成ゼオライトを熱硬化性樹脂である不飽和ポリエスエル樹脂(UP)およびアミン系エポキシ樹脂(EP)に充填した試験片を、硫酸および水酸化ナトリウム水溶液に浸せきさせた。

この試験片は3種類の陽イオン交換体であるゼオライト(東ソー株式会社製,A-3,粉末,HS-320)をUP、EPに充填し、UPのみは東亞合成株式会社製の3種類の無機イオン交換体、IXE-100(陽イオン交換体)、IXE-550(陰イオン交換体)、IXE-600(両イオン交換体)を充填した。試験片の質量変化率、曲げ強度保持率、EDS分析(東工大所有)、さらにIR分析によって、試験片内のS元素(硫酸環境)、Na元素(水酸化ナトリウム環境)の侵入深さ、化学的変化を生じた劣化層の厚さなどを検討した結果、フィラーの種類によってはSおよびNaの侵入と劣化を抑制する効果があることが明らかになった。これらの結果から、ゼオライトのようなイオン交換機能体を樹脂に充填することにより、劣化は抑制された。特に、樹脂ーフィラー界面が存在することにより溶液の浸入および劣化は早いものと考えられていたが、種類によっては樹脂単体よりも劣化の進行を遅らせる効果があることも明らかにした。これは材料の耐食性向上につながる技術であり、科学的・工学的に材料開発に大きく寄与する発見であると考えられる。したがって、これらの研究内容について日本材料科学会、「材料の科学と工学」にマトリックスが不飽和ポリエステル樹脂の結果について、日本材料学会、「材料」にアミン系硬化剤エポキシ樹脂の結果についてそれぞれ論文投稿を予定している。材料信頼性評価平成25年度は有機系イオン交換体および無機系イオン交換体粒子を熱硬化性樹脂(不飽和ポリエスエル樹脂)に充填した試験片の「浸入挙動の違い」について検討した。まずイオン交換樹脂については粉砕機により微細化した試験片を充填したが、イオンの浸入挙動(特に水酸化ナトリウムのNa元素の浸入)には、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂充填の違いによって変化が得られたものの、対水溶液に対する耐性は乏しい結果となった、具体的にはアルカリ環境では耐食性はあるものの、水ではイオン交換樹脂がイオン化し、マトリックス樹脂との接着性を弱くし、急激な劣化を起こす等、興味深い結果は得られたが材料への適応は厳しいものと考えられる。平成25年度においてイオン交換体として3種類のゼオライトを利用し、これを熱硬化性樹脂である不飽和ポリエステル樹脂に添加し、アルカリ性水溶液において浸せき実験を行い、劣化制御を目的とした複合材料開発の可能性を検討したところ、ゼオライトを充填することで、Na元素の侵入を抑制できることを確認した。さらに、種類によって違いがあらわわれることも確認している。さらに、Naの浸入した深さと液が浸入した後を示す変色層(液浸入層)の深さを比較したところ、ゼオライトの種類にかかわらず、Naの浸入に比べ、液浸入層が大きい結果となっている。この現象はこれまでの知見でNaと液浸入層は同じ厚さであり、その層は環境液によって劣化した層であるという結果と異なる。これは材料の劣化と浸入の関係について大変興味深い結果であり、今後このメカニズムを解明することで耐食性を考えた複合材料の開発に寄与するものと考えられる。平成24年度は有機系イオン交換体および無機系イオン交換体粒子を熱硬化性樹脂(不飽和ポリエスエル樹脂)に充填した試験片の「作製」についてまずイオン交換樹脂についてはスチレンジビニルベンゼン製のマトリックスにはナノスケールの細孔が存在し、その細孔に溶液が浸入することによってイオン交換が行われる。
バイオサイエンスの進展に基づくがんの充填研究(総括班)

昭和62年度より「対がん10ヵ年」第2期3ヵ年計画として重点領域研究に改組発足し、本年度は第2年度に当たる。総括班会議、全体班会議を開いて研究の推進と各班の交流に努めると共に、年3回のサーチュラーを発行して領域の運営方針、ミニレビューなどによる専門領域情報の交換に努めている。総括班は特にがん特別研究と緊密な連携を保ち、研究費の重複を避けると共に、各研究代表者はがん特Iの関連の強い班に班友として参加し研究推進上の連携をよくすることをはかった。又海外学術研究がんについては、特にアメリカ、ヨーロッパなどのがん研究先進国との研究交流班と密接な連絡を保ち、成果の発表と情報の交換に努めた。又厚生省の対がん10ヵ年総合戦略研究班とは、主任研究者を各柱班友として交流を深めている。又、独立した評価委員会を設け、研究の適正な推進に努めている。各班の成果は、本年度は「バイオがんシンポジウム」を開催して、内部の交流をはかると共に、がん特別研究の合同シンポジウム及びミニシンポジウムに参加した他、研究報告集として3月末にとりまとめ出版する。研究支援活動としては、第1期バイオがんで購入したDNA合成器は、第2期においてもオリゴヌクレオチドの供給に活用され、供給が追いつかない程である。ペプチド合成器を購入し、合成ペプチドの供給を開始したが、これもよく活用されている。
ガット/WTOにおける貿易救済制度の機能

本年度は、貿易救済制度、とりわけダンピング防止税制度をWTO体制全体の中でどのように位置づけるかという問題を中心に研究を行なった。貿易救済制度に関するWTO協定の条文が、WTO加盟国の国内法における貿易救済制度の運用に対して、一定の枠付けを行なっているという限定的な機能を果たしているとはいえ、ダンピング防止税、相殺関税、セーフガードのそれぞれの制度趣旨は協定上、不明確といわざるを得ない。そこで、WTO体制の下での地域経済統合の中でダンピング防止税がどのように扱われているかを分析すると、通例、自由貿易協定(FTA)においてはダンピング防止税が存続する一方で、EUのような単一の域内共同市場を形成するか、或いはEEAやANZGERTAのように共同市場に極めて近い経済的統合が実現した場合に、ダンピング防止税が構成国間において不適用・撤廃され、国内競争法の適用によって代替されていることがわかった。このことから、ダンピング防止税を不適用・撤廃し、国内競争法によって代替することは、より自由な競争を許容する国内経済秩序に類似した経済的・社会的地域統合の一環として実現可能なのではないかと考えることができる。そして全世界的な広がりを持つWTO加盟国間では、依然としてその経済的統合は限定的であり、ダンピング防止税に代わって国内競争法の略奪的価格設定規制のような制度を導入する基盤は存在しない。したがってWTO体制におけるダンピング防止税は、明確な制度趣旨はないとはいえ、抜本的な改正を実現する基盤も存在しないために、各加盟国が独自の目的により運用するダンピング防止税に一定の枠をはめ、明らかな濫用を防止するという緩やかな機能を持つに過ぎないものと位置づけられる。現在進行中のラウンド交渉での各国の提案や、パネル・上級委員会報告書の意味も、このようなWTO体制の役割を補強するものと理解することができる。本年度は、まず、WTOの新ラウンドで交渉が始まったダンピング防止税協定の改定問題を分析した。この交渉では、当初は、協定の制度趣旨という根本問題には触れずに各国が妥協できる範囲での技術的改定がなされるにとどまると予想されていたが、米国が競争条件平準化説に基づくダンピング防止税協定の原理論を展開したため、本研究が焦点を当てているダンピング防止税の機能論が議論の対象となった。本年度は、これらの動きを分析し、わが国政府や企業の関係者と議論を重ねたが、その成果を学術研究として公表するまでには至らなかった。また、ダンピング防止税と並ぶ貿易救済制度の一つであるセーフガードについては、近年、WTOのパネル・上級委員会報告で損害・因果関係の認定が大きな争点となっていることを踏まえ、これらの報告の分析を行なった。その結果、複雑な事実関係である損害・因果関係に関しては、立証方法の技術的限界、紛争当事国の立証責任、パネル・上級委員会の審査基準等の観点から、再検討が必要であることがわかった。その成果は現在公表準備中である。さらに、相殺関税については、サンセットレビューを中心としてWTO補助金・相殺措置協定を分析した。その結果、相殺関税に関してもその制度趣旨が明確ではないため、個別規定の解釈に問題が生じることがわかった。これはダンピング防止税とも共通する問題であるが、その研究成果を学術研究として公表するまでには至らなかった。来年度は、これらの研究を学術論文として公表することを予定している。本年度は、WTOの新ラウンド交渉が停滞したため、貿易救済制度に関する紛争のパネル・上級委員会報告書を中心に研究を行なった。その結果、パネル・上級委員会報告は、WTOにおける貿易救済制度の趣旨目的が不明確であるため、目的論的解釈を避け文言主義解釈を行なっている傾向があることがわかった。このような解釈態度は、WTO紛争解決了解3.2条に規定される紛争解決機関の任務からすれば妥当であるが、他方で、WTO貿易救済制度の合理性を損ないかねない。同制度を合理的に運用するためには、立法的対応が避けられないこと、及び制度趣旨に関する国際的なコンセンサスが不可欠であることが判明した。また、パネル・上級委員会報告は、貿易救済制度に共通する要件については、統一的な解釈を行なう傾向があることもわかった。例えば損害・因果関係要件における不帰責規則に関し、パネル・上級委員会はセーフガードとダンピング防止税について同様な解釈を行なった。こうした傾向は、貿易救済制度の統一的運用として評価できる反面、ダンピング防止税・相殺関税・セーフガードという個別制度の趣旨目的が不明確なまま画一的な運用につながるおそれもある。以上のようなパネル・上級委員会の解釈態度及び新ラウンドにおける協定改定交渉の停滞を踏まえると、貿易救済制度に関するWTO協定の条文が、その趣旨目的は不明確でありながらも、WTO加盟国の国内法における貿易救済制度の運用に対して、一定の枠付けを行なっているという限定的な機能は存在するといえ、この機能をWTO体制全体の中でどのように位置づけるかが次年度の課題である。

そこで、WTO体制の下での地域経済統合の中でダンピング防止税がどのように扱われているかを分析すると、通例、自由貿易協定(FTA)においてはダンピング防止税が存続する一方で、EUのような単一の域内共同市場を形成するか、或いはEEAやANZGERTAのように共同市場に極めて近い経済的統合が実現した場合に、ダンピング防止税が構成国間において不適用・撤廃され、国内競争法の適用によって代替されていることがわかった。このことから、ダンピング防止税を不適用・撤廃し、国内競争法によって代替することは、より自由な競争を許容する国内経済秩序に類似した経済的・社会的地域統合の一環として実現可能なのではないかと考えることができる。そして全世界的な広がりを持つWTO加盟国間では、依然としてその経済的統合は限定的であり、ダンピング防止税に代わって国内競争法の略奪的価格設定規制のような制度を導入する基盤は存在しない。したがってWTO体制におけるダンピング防止税は、明確な制度趣旨はないとはいえ、抜本的な改正を実現する基盤も存在しないために、各加盟国が独自の目的により運用するダンピング防止税に一定の枠をはめ、明らかな濫用を防止するという緩やかな機能を持つに過ぎないものと位置づけられる。現在進行中のラウンド交渉での各国の提案や、パネル・上級委員会報告書の意味も、このようなWTO体制の役割を補強するものと理解することができる。
シナプス膜裏打ち構造構成蛋白質とその制御機構に関する研究

神経細胞はシナプスで相互連絡し,情報伝達・処理を行う神経回路網を構成する.この神経回路網は,シナプス新生・再結合により再編成され得る(神経可塑性).シナプス膜・小胞の基本構成蛋白質が解明されつつあるが,それらの機能は殆ど不明である.私たちの研究室では,シナプス部に大量に存在するカルモデュリン(CaM)結合蛋白質=カルスペクチンを発見し,その機能を追究してきた.本研究では,脳の可塑性を支えるシナプス構築蛋白質の機能解明を目指し,カルスペクチンと細胞骨格系(アクチン繊維・微小管・神経原繊維)を中心に細胞骨格関連蛋白質によるその制御機構を検討した.1.膜裏打ち構造の制御機構:赤血球膜裏打ち構造はスペクトリン(カルスペクチン)の特殊型)・4.1蛋白質・アクチンで構成されているが, 4.1蛋白質がCa^<2+>非依存性にCaMと結合すること,この複合体の構造がCa^<2+>濃度により変化することを示した.再構成実験から,「4.1蛋白質-CaM複合体はスペクトリンーアクチン相互作用を促進しているが, Ca^<2+>は複合体の構造変化を惹起して複合体による促進作用を抑制する」というCa^<2+>依存性制御機構を明らかにした.一般細胞の膜裏打ち構造も類似の制御を受けていることが示唆される.2.サイトシナリンの機能:チューブリンはMAPs存在下でφ24nmの微小管を形成する.シナプス膜分画より精製したサイトシナリン存在下では見かけ上φ34nmの毛羽だった微小管を形成する.サイトシナリンはチューブリン2量体に1:1のモル比で結合し, MAPsとは拮抗する.3.シンプシンI:シナプトゾーム膜から84/82kDaのCaM結合蛋白質を精製し,それがアクチン繊維・チューブリン・スペクトリンなどと結合すること,キナーゼIIやcAMP依存性キナーゼの基質になることを明らかにした.特異抗体により,この蛋白質がシナプシンIであることを同定した.神経細胞はシナプスで相互連絡し,情報伝達・処理を行う神経回路網を構成する.この神経回路網は,シナプス新生・再結合により再編成され得る(神経可塑性).シナプス膜・小胞の基本構成蛋白質が解明されつつあるが,それらの機能は殆ど不明である.私たちの研究室では,シナプス部に大量に存在するカルモデュリン(CaM)結合蛋白質=カルスペクチンを発見し,その機能を追究してきた.本研究では,脳の可塑性を支えるシナプス構築蛋白質の機能解明を目指し,カルスペクチンと細胞骨格系(アクチン繊維・微小管・神経原繊維)を中心に細胞骨格関連蛋白質によるその制御機構を検討した.1.膜裏打ち構造の制御機構:赤血球膜裏打ち構造はスペクトリン(カルスペクチン)の特殊型)・4.1蛋白質・アクチンで構成されているが, 4.1蛋白質がCa^<2+>非依存性にCaMと結合すること,この複合体の構造がCa^<2+>濃度により変化することを示した.再構成実験から,「4.1蛋白質-CaM複合体はスペクトリンーアクチン相互作用を促進しているが, Ca^<2+>は複合体の構造変化を惹起して複合体による促進作用を抑制する」というCa^<2+>依存性制御機構を明らかにした.一般細胞の膜裏打ち構造も類似の制御を受けていることが示唆される.2.サイトシナリンの機能:チューブリンはMAPs存在下でφ24nmの微小管を形成する.シナプス膜分画より精製したサイトシナリン存在下では見かけ上φ34nmの毛羽だった微小管を形成する.サイトシナリンはチューブリン2量体に1:1のモル比で結合し, MAPsとは拮抗する.3.シンプシンI:シナプトゾーム膜から84/82kDaのCaM結合蛋白質を精製し,それがアクチン繊維・チューブリン・スペクトリンなどと結合すること,キナーゼIIやcAMP依存性キナーゼの基質になることを明らかにした.特異抗体により,この蛋白質がシナプシンIであることを同定した.