hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ブナ南限地の生態系保全に関する研究

鹿児島県高隈山系はブナの南限地として知られている。このブナの南限地を保全方法を考えるために本地域に分布するブナの生育と更新の現状を調べ、次のことがわかった。1)本地域の低木層より低いブナでは他地域のブナと同様の樹形を示したが、低木層より高い個体について胸高直径や樹冠半径のわりに樹高が特異的に低い樹形を呈していた。こうした垂直方向と水平方向の成長のトレードオフ関係が変化した原因として、高木性樹種の優占度が低かったことが間接的に関連していると考えられた。このように高隈ブナは樹高成長が著しく抑制されているものの、枯損や肥大成長の衰退は確認できなかった。2)ブナの成木密度や胸高断面積合計は他の太平洋型ブナ林と同様に低く、胸高直径10cm未満の後継樹の林冠木に対する割合は0.5未満で後継樹が不足していた。また高隈ブナ林はギャップ率が50%以上と大きかったが、スズタケの被度に関係なく樹高2m未満の稚樹が全く確認できなかった。3) 1998年の堅果生産量は大きかったが、80%近い高いしいな率のため健全堅果はきわめて少なかった。越冬堅果の生存率は低くなかったが、堅果豊作年翌年秋の当年性実生稚樹は全くなかった。更新不良の主要原因はしいな率の高さにあると考えた。4)このように高隈ブナは更新不良の状態にあり、本地域のブナ林は他の高木性樹種やスズタケと低木種の群落に変化する可能性が示唆された。この可能性を検証するため長期間の継続的観察が必要である。ブナの南限地である高隈山系のブナ林の保全を考えるために、林分構造及び更新の状況を調査した。高隈山頂のブナの個体数密度、胸高断面積合計は10300本ha^<-1>,1.57.0m^2ha^<-1>と低いものの、九州南部の他のブナ林に比較すると低いとは言えない。しかし個体サイズは小さい傾向が見られた。樹高・胸高直径・樹冠幅のアロメトリー関係から、伸長成長より肥大成長に光合成産物を投資するといえた。また、高隈ブナの樹高上限は約10m付近であり、他の九州南部のブナ林より明らかに低かった。さらに着葉空間は垂直方向より水平方向に拡張する傾向がみられた。これらは主に常風ストレスに対する適応現象であると考えた。ブナ成木は健全で、著しい樹冠偏倚や衰退は生じていなかった。枯損木の同定結果からもブナの枯損はほとんど生じていなかった。胸高直径10cm以下と20cm以上のブナの個体数比は0.2未満であり、他の太平洋側ブナ林と同様、非常に低い値を示した。さらに、2m×2mコドラート67個内(スズタケ密生地16カ所、スズタケ疎生地19カ所、スズタケ皆無地32カ所)で、樹高2m以下のブナは全く出現しなかった。このことは、本地域のブナ後継樹不足の原因をスズタケによる更新阻害にのみ求めることができないことを示唆するが、さらに多くのデータで確かめる必要がある。1998年のブナの種子落下量は263個m^<-2>で他のブナ林の豊作年の種子生産量に近かった。しかし、しいな率が約80%と高く、健全種子は平均8個m^<-2>と著しく少なく、更新に有効な量であるとは言えない。

こうした低い種子健全率が通年見られるとすれば健全種子の供給量の少なさが更新不良をもたらしている可能性がある。鹿児島県高隈山系はブナの南限地として知られている。このブナの南限地を保全するためには、現在のブナ個体数が将来にわたって維持されるか、減少する危険要因があるかを評価することが必要である。本地域のブナについてのこれまでの究は植生調査があるのみで、ブナの更新実態については明らかでなかった。そこで我々は本地域に分布するブナの生育と更新の現状を調べた。大箆柄岳周辺の稜線沿いにベルトトランセクト5個、30m四方のプロット及び20m×90mのプロットを設定し樹高1m以上のブナについて、胸高直径、樹高、樹冠幅を記録した。また2m四方の稚樹測定用のコドラートを設定して、樹高5100cmのブナ稚樹の有無を記録した。さらにブナ樹冠下でシードトラップ法により種子の落下量と健全率を測定し、当年生実生稚樹の発芽及び枯損を記録した。本地域のブナは風衝地にあり樹高成長が著しく抑制されているが、枯損や激しい衰退は確認できなかった。ブナの成木密度はヘクタールあたり約100本で、他の九州南部のブナ林に比較して低いとは言えなかった。しかし20×90mのプロット内で高木生の樹種が占有する林冠面積は約40%にすぎず、著しく低かった。測定したブナのうち約90%が胸高直径20cm以上の個体であり、小径ブナ個体は著しく少なかった。推定年齢によると過去40年内に出現した若木は全体の約6%で、過去20年内に出現した若木はなかった。またスズタケのあるなしに関らず稚樹測定コドラートの全てで樹高5ー100cmのブナは確認できず、実生の発生量も著しく少なく全て発芽当年に枯死した。このように、本調査地のブナは著しい更新不良の状態にあった。更新不良の主要な原因として種子の稔性の低さ、冬季の種子乾燥が考えられた。
染色体機能の制御因子

真核細胞生物における遺伝的制御系の応答を解明するためには、染色体の広領域を同時に制御する機構と、個々の遺伝子をそれぞれ単独に制御する機構の仕組みを正確に把握し、それぞれの制御様式の意義を理解しなければならない。本研究はその目的のために開始されたが、本年度は以下の特記すべき新知見を得た。(1)哺乳動物の雌体細胞中の二本のX染色体のうち片方は常に不活性化されている。ところがX染色体上の異常により不活化不全となった細胞を持つ胚は、通常不活化のおきる発生段階に達すると種々の発生異常を示すことが明らかとなった。また不活化不全の培養細胞では、不活化細胞で発現されているタンパク三種が特異的に欠落している。このタンパクをコートする遺伝子の分離・同定により、不活化機構の分子レベル解明が期待できる(高木)。(2)ショウジョウバエ唾腺染色体は遺伝子発現に伴って特異的にパフ構造を形成する。このパフ形成は体外に取出しデイジトニン処理した唾腺でもおこる。ところがヒートショックタンパクをコートする5座位はデイジトニン処理によりパフを形成すること、しかし熱前処理をした唾腺ではこの5座位のデイジトニンパフは形成されない事が明らかとなった。この系は遺伝子発現制御をクロマチンレベルで可規的に追跡できる重要な系である(岡田)。(3)ニワトリのδークリスタリン遺伝子は目の水晶体のみで発現されるが、この組織特異的発現を規定するエンハンサーはδークリスタリン遺伝子の第三イントロンに存在する。このエンハンサーにレポーター遺伝子をつけマウスES細胞に導入、キメラマウス胚を作り、エンハンサー活性を調べた結果、水晶体特異的なコア領域とそれに付隨する非特異的領域が協同的に作用していることが明らかとなった。(近藤)。(近藤)。
保育士養成課程における実習日誌記述指導プログラムの開発研究

本研究では、保育実習日誌の記述に関する学生の実態を明らかにするために、(1)保育実習日誌を記述するにあたって、学生がどのような点に困難や負担を感じているか、(2)実習先指導担当保育士は、保育実習日誌の記述について、学生にどのような問題があると考えているか、(3)実習中に学生が記述した日誌は、内容や表現の面でどのような特徴や問題があるか、という3点について検討する。さらに、それらを踏まえて、保育士養成課程において学生の保育実習日誌の記述力を向上させる上で有効な指導プログラムを開発することを目的とする。初年度である平成25年度は、保育実習日誌の記述にあたって学生自身がどのような困難や負担を感じているか、についてアンケート調査とインタビュー調査の実施と分析を行った。その結果、学生は保育者や子どもの観察・分析・考察、専門用語の使用や基本的な文章表現に困難を抱えており、日誌を書くことそのものに対する心理的負担も大きいことが明らかとなった。2年目である平成26年度は、実習先指導担当保育士にアンケート調査とインタビュー調査を行った。その結果、実習先指導担当保育士が、学生にとって困難さや負担を感じているのは、文章表現の難しさや日誌を書くことの心理的負担より、保育者や子どもの観察・分析・考察など保育実践に関する難しさや負担であることが明らかとなった。最終年度である平成27年度は、実際に学生が記述した日誌の分析と有効な指導プログラムの作成を行う予定であったが、研究代表者が年度を通して病気休職中であったため研究を実施することができなかった。研究初年度である平成25年度は、保育実習日誌の記述にあたって学生自身がどのような困難や負担を感じているか、についてアンケート調査とインタビュー調査の実施と分析を行った。その結果、学生が感じている困難や負担は(1)保育者や子どもの観察・分析・考察、(2)専門用語の使用や基本的な文章表現、(3)日誌を書くことそのものに対する心理的負担、の多岐にわたっていることが明らかとなった。また、保育実践の内容に関する難しさより、「正しい書き言葉で毎日たくさん書かなければならない」という表層レベルの負担を強く感じていることが示された。以上の成果より、学生自身が認識できる困難や負担は一定程度明らかにできたが、実習先指導保育士の認識は異なる可能性もあることから、次年度には、保育実習日誌の記述に関して学生がどのような問題を抱えているか、実習先指導保育士に対する調査を行う必要性も認められた。研究2年目である平成26年度は、実習先指導担当保育士は、保育実習日誌の記述について、学生にどのような問題があると考えているか、保育士に対するアンケート調査とインタビュー調査を行った。その結果、実習先指導担当保育士が、学生にとって困難さや負担を感じているのは、文章表現の難しさや日誌を書くこと自体に対する心理的負担など表層レベルのものより、保育者や子どもの観察・分析・考察など保育実践そのものに関する難しさや負担という内容レベルのものであった。また、指導保育士が養成校に対して事前に指導してほしいと思うのは、文章表現の練習や保育用語の暗記などより、保育実践の分析・考察、実習に対する姿勢やマナー向上であることが明らかとなった。以上の成果より、実習先指導保育士が感じている問題は、平成25年度の研究成果である学生自身が認識している困難や負担とは大きく食い違っていることが示された。これらの結果を踏まえて、研究最終年度には、実際に学生が記述した日誌の分析と有効な指導プログラムの作成を行う必要性が認められた。

2年目である平成26年度は、実習先指導担当保育士にアンケート調査とインタビュー調査を行った。その結果、実習先指導担当保育士が、学生にとって困難さや負担を感じているのは、文章表現の難しさや日誌を書くことの心理的負担より、保育者や子どもの観察・分析・考察など保育実践に関する難しさや負担であることが明らかとなった。最終年度である平成27年度は、実際に学生が記述した日誌の分析と有効な指導プログラムの作成を行う予定であったが、研究代表者が年度を通して病気休職中であったため研究を実施することができなかった。本研究の主な研究課題である(1)学生に対する調査・分析、(2)実習先指導保育士に対する調査・分析、(3)実習日誌の記述分析、のうち、平成26年度の研究課題とした(2)実習先指導保育士に対する調査・分析はおおよそ完了できたため、研究はおおむね順調に進展していると考えている。平成27年度は、学生が実習中に記述した実習日誌について、内容と表現の両面からどのような特徴や問題があるか、詳細に分析する。また、平成25年度と平成26年度に行った学生と実習指導担当保育士に対するアンケート調査やインタビュー調査について、さらに詳細に分析する。それらの結果を踏まえて、学生に対する具体的な指導プログラムの作成を進める。本研究の主な検討課題である(1)学生に対する調査・分析、(2)実習先指導保育士に対する調査・分析、(3)実習日誌の記述分析、のうち、(1)学生に対する調査・分析はおおよそ完了できたため、研究はおおむね順調に進展していると考えている。当初の計画では使用予定であった物品費・謝金等が必要でなくなったため、次年度使用額が生じた。平成26年度は、平成25年度に行った調査(学生に対するアンケート調査等)をさらに詳細に分析し、学生がどのような点に困難を感じているのか明らかにする。また、保育実習先指導保育士に対するアンケート調査とインタビュー調査を行い、結果を分析する。実際に学生が記述した実習日誌についても、どのような問題や特徴が見られるか、一部の項目について分析する。平成27年度も、引き続き実習日誌の記述分析を行う。すべての調査・分析が終了次第、それらを踏まえて、具体的な指導プログラムの作成を予定している。当初の計画より旅費が多く必要になる見込みのため、次年度の旅費に充てる予定である。当初の計画より人件費・謝金が少額であったため、次年度使用額が生じた。
赤外分光法による光合成水分解反応機構の解明

酸素発生光合成生物に普遍的な水分解反応の触媒部位であるマンガンクラスターは5つの反応中間状態を持つ。各反応において電子、プロトン、酸素分子が放出される。本研究は、水分解反応によるプロトン放出機構の解明を目的とし、Yzを経由する水素結合ネットワーク上のD1-Asn298に変異導入し、精製した光化学系IIを用いて赤外分光解析した。その結果、このネットワークがS2→S3およびS3→S0遷移においてプロトン移動経路として機能していることが明らかとなった。植物や藻類が行う光合成水分解反応は、葉緑体中のチラコイド膜に存在する光化学系IIタンパク質複合体(PSII)によって行われる。PSIIのX線結晶構造解析により、触媒部位であるマンガンクラスターの構造およびその周辺のアミノ酸や水分子との相互作用が明らかとなった。さらに、水の分解により生じるプロトンの放出経路が予測された。本研究では、マンガンクラスターのアミノ酸配位子およびプロトン放出経路上のアミノ酸の光合成水分解反応における役割を明らかにするため、これらアミノ酸に対する部位特異的変異体を作成し、赤外分光法による解析を行う。本年度は、遺伝子組み換えが容易であるシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803を用いて、D1もしくはD2タンパク質上に存在するマンガンクラスターのアミノ酸配位子およびプロトン放出経路上のアミノ酸の部位特異的変異体を作成した。マンガンクラスターのアミノ酸配位子であるD1-D170, D1-E189, D1-H332, D1-E333, D1-H337, D1-D342の変異体は全て光独立栄養的に生育しなかった。一方、プロトン放出系路上の11個のアミノ酸の変異体は、それぞれ光独立栄養的に生育した。このことは、マンガンクラスターのアミノ酸配位子が光合成水分解反応において必須であることを示唆している。現在、光独立栄養的な生育が確認できた変異体のうち、D1-N298に着目し、PSIIを精製し、フーリエ変換赤外分光法による解析を進めている。プロトンの放出経路を特定するために、前年度に作成したシアノバクテリアの変異株のうち、Yzを経由する水素結合ネットワーク上のD1-N298A変異株からPSIIを精製し赤外分光解析を行った。光エネルギーを利用し電荷分離反応を行う反応中心クロロフィルP680はクロロフィルの二量体構造(PD1, PD2)をとる。PD1およびPD2のどちらに正電荷が多く局在するかを明らかにするために、P680近傍に位置するアミノ酸D1-V157, D2-V156に変異導入し、精製したPSIIを試料とし赤外分光解析した。その結果、正電荷のほとんどがPD1側に分布していることが明らかとなった。過剰な光エネルギーによりクロロフィル励起三重項状態が形成される。ChlD1およびChlD2のどちらに励起三重項状態が局在するかを明らかにするために、水分子を介してChlD1と水素結合しているアミノ酸D2-H197に変異導入し、精製したPSIIを試料とし赤外分光解析した。その結果、励起三重項状態がChlD1に局在していることが明らかとなった。本年度は、遺伝子組み換えが容易であるシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803を用いて、マンガンクラスターのアミノ酸配位子およびプロトン放出経路上のアミノ酸の部位特異的変異体を作成した。マンガンクラスターのアミノ酸配位子であるD1-D170, D1-E189, D-1H332, D1-E333, D1-H337, D1-D342の変異体は全て光独立栄養的に生育せず、一方、プロトン放出系路上の11個のアミノ酸の変異体はそれぞれ光独立栄養的に生育した。PSIIのX線結晶構造解析により、二つのプロトン放出経路(Yz経路およびCl経路)が予測された。D1-N298はYzとD1-H190に近接しているため、Yz経路に与える影響が大きいと考えられる。そこで、D1-N298をアラニンに置換した変異体(D1-N298A)の解析を進めた。D1-N298A変異体の生育速度は、野生株に比べやや減少した。酸素発生活性は、野生株の1/10程度まで減少した。

チラコイド膜を単離し、遅延発光を測定したところ、S2もしくはS3で反応が止まった。このことから、D1-N298は水分解反応に大きな影響を与えていることが明らかとなった。現在、変異体からPSIIを精製し、フーリエ変換赤外分光法による解析を進めている。植物分子・生理科学マンガンクラスターのアミノ酸配位子の変異体は、光独立栄養的に生育しなかった。Synechocystissp.PCC 6803は、グルコースを加えることで混合栄養的な生育が可能である。この条件で培養した細胞からチラコイド膜を単離し、遅延発光や熱発光による解析をすることでS状態遷移がどこまで進むか調べる。これにより、マンガンクラスターのアミノ酸配位子の水分解反応における役割が明らかとなるだろう。プロトン放出経路上のアミノ酸の変異体のうち、チラコイド膜での解析が進んでいるD1-N298A変異体からPSIIを精製する。得られたPSIIを用いて、フーリエ変換赤外分光法による解析を行い、D1-N298がS状態の遷移効率および水素結合ネットワークに及ぼす影響を調べる。これにより、プロトン放出経路としてYz経路が使われているかどうか明らかとなるだろう。D1-N298Aに加え、D1-D61A変異体の解析を行う。D1-D61は、Cl経路上に存在するアミノ酸のうち、マンガンクラスターに最も近いアミノ酸である。D1-D61AとD1-N298AのPSIIを用いて、時間分解赤外分光法による解析を行うことで、プロトン放出に関わる時定数を見積もる。これにより、Yz経路およびCl経路を利用したプロトン放出機構が明らかとなるだろう。直接経費のうち、物品費とその他で差額が生じた。物品費においては、メーカーと交渉し、できるだけ価格を安くしたことが理由である。一方、その他においては、論文の投稿費がかからなかったことが理由である。平成27年度は、国際学会に二回参加する予定なので、次年度使用額を旅費や参加費に充てる。
超重力理論に基づくインフレーション宇宙モデルの諸問題

超重力理論の枠組みでインフレーション宇宙について研究を行った。まず、ニューインフレーションの初期値問題がプレインフレーションと呼ばれるインフレーションがニューインフレーションの前に起これば超重力理論の効果で初期値が決まり、問題が解決することを示した。このダブル・インフレーションモデルは原始ブラックホールの生成や密度揺らぎスペクトルの折れ曲がりなどを予言し、観測的に興味深い。さらに、従来困難超重力理論の枠組みでは構築が困難であると思われていたカオティックインフレーションモデルについて調べ、新たな対称性を導入することによって超重力理論でのカオティックインフレーションモデルの構築をすることに成功した。また、超対称性理論でのバリオン数生成、特に、アフレック・ダイン機構とそれに伴うQボール生成について調べ、Qボールの存在によって理論のパラメータが厳しく制限されることを示した。それに関連して、超弦理論で予言される、モジュライ場についてそれが引き起こす宇宙論的な悪影響を回避するためのエントロピー生成メカニズムとその場合のバリオン数生成について詳しく議論し、バリオン数生成とエントロピー生成によるモジュライ問題解決の両立が難しいことを示した。インフレーション宇宙は標準的宇宙モデルの様々な問題点を解決するために必要であるが、具体的な素粒子モデルがないことが一番の問題であった。一方、超対称性理論は素粒子の標準理論の問題である電弱スケールの輻射補正に対する安定性の問題を解決するなど非常に優れた性質を持つ理論的枠組である。そこで本年度は超重力理論の枠組で、ニュー・インフレーションモデルを作り、そのモデルが予言する再加熱温度を評価し、それがグラヴィティーノを多く作りすぎない程度に低いことを確かめた。また、ニュー・インフレーションにはインフレーションを起こすスカラー場の初期値に関する問題があるが、超重力理論の枠組ではニュー・インフレーションの前に別のインフレーション(プレ・インフレーション)が起これば超重力の効果により、スカラー場の初期値が力学的に決まり十分なインフレーションが起き、初期値問題が解決されることを示した。また、上に述べたモデルの興味深い場合として、ニュー・インフレーションが不完全で、その前に起こったプレ・インフレーションも現在の宇宙で観測される密度揺らぎを作る場合を考えた。この場合比小さなスケールで大きな密度揺らぎが予言され、自然に原始ブラックホールが作られ、それが我々の銀河ハローで観測されているMACHOとよばれるダークマターになる可能性があることを示した。さらに、超弦理論・超重力理論で予言される質量の軽いスカラー場(モジュライ場)がX線バックグランドや元素合成に与える影響を調べ、それによってモジュライ場の密度に対する宇宙論的制限を求め、さらに、宇宙論的制限を満足させるために必要なモジュライを薄めるメカニズム(熱的インフレーション)について調べた。本年度は昨年度に引続き、超重力理論の枠組で構築したニュー・インフレーション・モデルに関して、その初期値問題を解決するためにプレ・インフレーション(ニュー・インフレーションの前に起こる別のインフレーション)を導入した場合の宇宙の大規模構造の形成に与える影響を調べた。ニュー・インフレーションの持続時間が十分でない場合にはプレ・インフレーションが作る密度揺らぎも観測可能になり、1つのインフレーションの場合とは大きく異なる密度揺らぎのスペクトルを生み出すが、理論のパラメーターによっては観測された銀河分布を良く再現できることが分かった。さらに、ニュー・インフレーションの初期値問題を解決する別の方法として超重力理論に現れるケーラー・ポテンシャルを通じてインフラトン場が熱浴にある粒子に結合している場合にもニュー・インフレーションを起こすのに必要な初期値をインフラトン場がとることができることを示した。また、ニュー・インフレーションの一種で、初期値問題が無いトポロジカル・インフレーションも超重力理論の枠組で構築することができた。インフレーション宇宙で超対称性がある場合のバリオン数生成のメカニズムとしてアフレック・ダイン・メカニズムが知られているが、これに関与しているスカラー場は宇宙の進化の過程でQボールと呼ばれるソリトンを作る可能性がある。これを確かめるために、数値シュミレーションを行い、超対称性の破れがゲージ場によって媒介されるモデルについては実際にQボールが作られることを示した。本年度は昨年度に引き続き、超重力理論の枠組みでのインフレーション・モデルに関する研究を行った。特にインフレーション・モデルとして宇宙初期の自然な条件の下で起きる点でもっとも魅力的とされているカオティック・インフレーション・モデルを超重力理論の枠組みで構築した。

カオティック・インフレーションはインフレーションを起こすスカラー場(インフラトン場)のポテンシャルがプランクスケールを越えて平坦である必要があるが、このような平坦なポテンシャルを超重力理論で実現することは非常に難しくこれまでほとんどモデルが作られていなかった。今回、新たな対称性(シフト・シンメトリー)を導入することによって、超重力理論の下、カオティック・インフレーションを実現する自然なモデルを作ることに成功した。また、構築したカオティック・インフレーション・モデルを使って宇宙の物質・反物質非対称の起源を考察し、インフラトンの大部分が右巻きニュートリノに崩壊すれば、さらなる右巻きニュートリノの崩壊によってレプトン数の非対称性が生じ、それが電弱相互作用のスファレロン効果によってバリオン数非対称を作り、宇宙の物質・反物質非対称を説明できることを示した。超重力理論におけるインフレーションのなかでそのモデル構築がもっとも困難であるカオティックインフレーションモデルの研究を行った。カオティックインフレーションはインフレションモデルの中でももっとも単純でインフラトン場の初期値に関する調整が全く必要がない、つまり、他のインフレションモデルが多少なりとも持っている初期値問題が無いという非常に魅力的なモデルである。しかし、超重力理論においては、一般に、スカラー場のポテンシャルがプランクスケールを越えると急激に立ち上がり、インフレーションを起こすのに必要とされる平坦なポテンシャルが実現できない。そこで、理論に新たな対称性を導入し、プランクスケールを超えてインフラトン場のポテンシャルが平坦になるようにし、カオティックインフレションを実現するモデルの構築に成功した。さらに、このモデルに関してインフレーション後の再加熱過程を調べ、再加熱温度を十分に低くすることができ、宇宙論にとって有害なグラビティーノ(重力を媒介する粒子グラビトンの超対称性のもとで対をなす粒子)の生成が抑制されること、インフラトンが右巻きニュートリノに崩壊することによって宇宙の物質・反物質の非対称性の生成(バイオン数生成)が可能であることを示した。また、上のカオティックインフレーションモデルでは、初期条件によってはトポロジカル・インフレーションと呼ばれるインフレーションが起きることを示し、その観測的予言を行った。
植物資源からの新たなガン抑制化合物の探索と開発

下記の植物について,化学成分を検索し,新しいアクリドン,カルバゾール,キノロン,キナゾリン・アルカロイド類,およびキサントン,クマリン,フラボノイド,フェニルプロパノイド類を単離し,それらの構造を明らかにした。また,単離した既知物質も含め,以下に示した生物活性評価を行った。1.新しい化合物の検索を行った植物資源(1)ミカン科植物:Murraya属,Clausena属,Glycosmis属,Boronia属,Micromelum属植物(2)マメ科植物:Dalbergia属,Milletia属,Derris属植物(3)オトギリソウ科植物:Garcinia属,Calophyllum属植物(4)アビセニア科植物:Avicennia属植物2.生物活性評価(a)発ガンプロモーション抑制活性試験:7-methoxycoumarins,xanthones,phenylpropanoids下記の植物について,化学成分を検索し,新しいアクリドン,カルバゾール,キノロン,キナゾリン・アルカロイド類,およびキサントン,クマリン,フラボノイド,フェニルプロパノイド類を単離し,それらの構造を明らかにした。1.新しい化合物の検索を行った植物資源(1)ミカン科植物:Murraya属,Clausena属,Glycosmis属,Boronia属,Micromelum属植物(2)マメ科植物:Dalbergia属,Milletia属,Derris属植物(3)オトギリソウ科植物:Garcinia属,Calophyllum属植物(4)アビセニア科植物:Avicennia属植物2.生物活性評価(a)発ガンプロモーション抑制活性試験:7-methoxycoumarins,xanthones,phenylpropanoids下記の植物について化学成分を検索し,新規アクリドン,クマリン,カルバゾール,デプシドン,キサントン骨格をもつ化合物を単離し,二次元NMRスペクトルの解析などにより,その構造を明らかにした.1.ミカン科Citrus属植物2.ミカン科Clausena属植物(1)Clausena anisata(Willd.)Oliv.(タイ国産):新しいカルバゾールアルカロイド3種clausamine-A,-B,-Cを単離,構造決定.ラクトン環をもつカルバゾールアルカロイドとして天然より最初の例.また,葉部より,新しいフロクマリン1種,カルバゾール2種を単離,構造決定.3.オトギリソウ科Calophyllum属植物Calophyllum inophyllum L.(シンガポール産):新しい4-フェニルクマリン2種を単離,構造決定.4.オトギリソウ科Garcinia属植物G.assigu Lantb.,G.dulcis(Roxb.)Kurz.,G.latissima Miq.(パプアニューギニア産):新しいデプシドンgarcinisidone-Aをはじめ,新しいキサントン10種を単離,構造決定.5.ミカン科Murraya,Glycosmis属植物などについて,化学成分検索を継続中.下記の植物についてその化学成分を検索し,新規化合物については,二次元NMRスペクトルの解析などにより,その構造を明らかにした.1.ミカン科Citrus属植物(1) Citrus paradisi Macf.(Hirado-buntan):新しい二量体アクリドンアルカロイドおよびアクリドン・クマリン二量体を単離,構造決定.2.ミカン科Clausena属植物(1) Clausena excavata:3種の新しいラクトンクマリンを単離・構造決定.3.ミカン科Glycosmis属植物(1) G.arborea(バングラデッシュ産)4種の新しいカルバゾールアルカロイドを単離・構造決定.(2) G.cochinchinensis(タイ産)4種の新しいキナゾロン系アルカロイドを単離・構造決定.(3) G.pentaphylla(パプアニューギニア産)ゲラニル基をもつ新しいアクリドンアルカロイドを単離・構造決定.(4) G.citrifolia(台湾産)6種のアクリドン,キノロンアルカロイドを単離・構造決定.4.オトギリソウ科Garcinia属植物下記の植物について,新しい化学成分を検索し,二次元NMRスペクトル解析などの方法を用いて,その構造を明らかにした。1。新しい化合物の探索を行った植物資源(1)ミカン科植物(Murraya属,Clausena属,Glycosmis属植物,C.paradisi,C.yukoについては成分検索を継続し,新しいアクリドン・クマリンニ量体,アクリドンニ量体,カルバゾール,フラノンクマリンなどを単離・構造決定)Citruslumia・・新しい2量体クマリンを単離。X-線結晶構造解析により構造決定。光反応により合成Boronia pinnata・・新しいフェニルプロパノイドを単離・構造決定(2)マメ科植物Dalbergia oliveri・・2種の新しいイソフラボノイドを単離・構造決定(3)オトギリソウ科植物Calophyllumbrasiliensis・・新しい2種のクマリンおよび7種のキサントンを単離・構造決定(4)アビセニア科植物Avicennia alba・・新しい3種のナフトキノンおよび3種のナフトキノールを単離・構造決定Gillanら報告のフィトアレキシンの構造を訂正2。生物活性評価(a)発ガンプロモーション抑制活性試験:7-methoxycoumarins,xanthones,phenylpropanoids
分子デバイス配線法の開発

これまで開発した自己組織化配線法を用いて、導電性ポリマーと同じ分子骨格を持つ分子ワイヤーをナノ電極間に配線し、FET構造を作製したところ、20nm以上の電極ギャップを持つ素子においてはトランジスタ特性が得られた。しかし、電流のオン・オフ比は10以下であった。これは、分子ワイヤーとゲート絶縁体である酸化シリコンが密着していないため、ゲート電圧が分子ワイヤーに効果的に印加されていないことが原因と考えられる。一方、10nm20nmの電極ギャップを持つ素子においてはトランジスタ特性が得られなかった。これは、10nm20nm領域が、トンネル伝導とバンド伝導の境界にあたる領域であると考えられ、配線された分子ワイヤーの電気伝導性が本質的に絶縁化していると考えられる。金-セレノール結合を持つ界面制御分子として、パラヨードベンゼンセレノールを合成した。開発した界面制御分子が形成する自己組織化構造とその界面の電子状態を調べるため、金電極上のベンゼンセレノール単分子膜の走査トンネル顕微鏡観察と電子状態計算を行った。その結果、ベンゼンセレノールは、金電極上で自己組織化構造を形成し、その界面電子状態が金属的であることが示唆された。これまでの自己組織化配線法は、両側の電極から分子ワイヤーを成長させる方法であったため、配線確率は30%程度と低かった。そこで、片方の電極から分子ワイヤーを成長させ、電極間に配線させる新しい自己組織化配線法の開発を行った。この方法は、両側の電極に界面制御分子を結合させた後、電気化学反応により片方の電極に結合した界面制御分子のみを選択的に脱離させる方法である。金-チオール結合を持つ界面制御分子を用いた場合、選択的に界面制御分子を脱離させることに成功した。界面制御分子、構造制御分子、機能制御分子の3種類の分子と、3つのステップから構成される自己組織化配線法を開発した。この配線法は、ナノスケールの電極間距離を持つナノ電極を、3種類の溶液に順次浸けていくだけの簡単な溶液プロセスだけから構成される。界面制御分子は、電極と結合し、構造制御分子と結合する化学反応点を持つπ電子系分子である。構造制御分子は、界面制御分子と機能制御分子との2つの化学反応点を分子の末端に持つπ電子系分子である。さらに、分子の構造を直線に保ち、電極に対する分子の成長方向を制御するためα-CDでπ電子系が被覆されている。機能制御分子は、構造制御分子と結合する化学反応点を分子の両末端に持つ分子である。3ステップ後、電流-電圧特性の測定を行った。ステップ1とステップ2の後に電流-電圧特性を測定したが、電流値は得られなかった。今回用いたナノ電極の幅が約40nmであり、電極の高さが約20nmなので、2つの分子ワイヤを直径約1nmの円柱と仮定すると、電極間には最大で1,000本の分子が存在すると見積もられる。機能分子としてスチルベンが導入された分子ワイヤの電気抵抗の温度依存を測定したところ、温度が減少すると電気抵抗が増加する熱活性型であることが分かった。一方、光スイッチ機能を持つジアリルエテンが導入された分子ワイヤでは、光スイッチ機能が確認された。また、ON状態の温度特性を測定したところ、スチルベンが導入された分子ワイヤと同様に、伝導機構は熱活性型であった。配向制御分子の分子長が長いため、配向制御分子における伝導機構はホッピングと考えられ、分子ワイヤ全体の伝導機構は配向制御分子のホッピング伝導に支配されると考えられる。
多粒子天文学による最高エネルギー宇宙線の起源の探求

昨年度に行ったガンマ線と最高エネルギー宇宙線の関連に続き、同じく宇宙線二次中性粒子であるニュートリノと最高エネルギー宇宙線の関連をIceCubeによるニュートリノ検出に注目して研究した。その結果、IceCubeで検出されたPeV領域のエネルギーを持つニュートリノが光反応を通じて生成されたものだとすると、我々が知り得ている天体の中にこのPeVニュートリノと最高エネルギー宇宙線の起源を両立する天体はないということが明らかになった。この事実を通じて、PeVニュートリノの起源を決めることが、間接的に最高エネルギー宇宙線源をさらに制限することにつながることを示した。1020eVにも達する最高エネルギー宇宙線では非等方性が注目されているが、少しエネルギーの低い1019eV領域の宇宙線到来方向分布が非常に高い精度で等方的であることはこれまで問題にされてこなかった。この高精度の等方性を実現するためには一つ一つの宇宙線源は暗くなければならない。これを数値計算を用いて定量的に考察したところ、1019eVの宇宙線の源は最高エネルギー領域の宇宙線源より見かけ上10倍以上多いことがわかり、この差は従来考えられてきた定常現象による宇宙線生成ではなく、爆発現象による宇宙線生成を考えたときに自然に説明できることを示した。一方で、最高エネルギー宇宙線の非等方性に注目することで、ハドロン相互作用モデルの不定性に起因する宇宙線組成の不定性の問題を比較的容易な宇宙磁場測定の問題に置き換えることに成功した。この研究により、近傍宇宙の磁場を将来観測で詳細に理解することで、500TeV衝突型粒子加速器が実現するまで解けないと考えられていた最高エネルギー宇宙線組成の問題を解決することができることを示した。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。平成24年度の研究は当初の年次計画通り行う予定であったが、受入研究者との議論により新たな最高エネルギー宇宙線源候補となる天体現象が見つかったこと、初年度に見込まれた最新の観測データの公開がなかったことから当初三年目に行う予定であった個別天体種に関する調査・研究を行うことが最良であると判断し、それを今年度に前倒しして行った。新たな最高エネルギー宇宙線源として連星中性子星合体を検討した。この天体現象は現在世界中で建設中である重力波干渉計により初の重力波検出が期待されている興味深いものであるが、高エネルギー天体現象としても興味深い対象である。この天体現象での最高エネルギー宇宙線生成の可能性を検討したところ、不定性の範囲で可能であるという結論を得、急遽本研究で対象とする宇宙線源にリストアップすることとなった。しかし、重力波はもとより電磁波での観測例もないので様々な物理パラメータに大きな不定性がある。そこで我々は連星中性子星合体からの電磁波放射のスペクトルを理論的に計算し、将来の観測によってパラメータが推定可能であるということを示した。観測が実現すれば、連星中性子星合体が本当に最高エネルギー宇宙線源候補であるかがはっきりする。この内容は日本物理学会第68回年次大会において報告され、現在は国際的に評価の高い雑誌に投稿すべく論文を執筆中である。また、別の最高エネルギー宇宙線源候補としてクェーサーを検討した。我々は従来の理論でうまく説明できずに問題となっていた4C+21.35の短時間変動と高エネルギーガンマ線スペクトルが最高エネルギー宇宙線からの二次的なガンマ線放射で自然に説明できることを示し、クェーサーが最高エネルギー宇宙線源である根拠を一つ提示した。本年度は昨年度提唱した中性子星連星合体に伴う最高エネルギー宇宙線生成に関する検討をさらに進めた。2013年6月に中性子星連星合体に付随すると考えられる赤外線発光現象が初めて検出され、世界中の関連研究者の注目を集めた。この現象はすぐさま連星合体に伴うr過程元素合成に基づく発光として解釈された。これが正しければ、連星合体では超重元素が宇宙線として加速されることになる。一方で、銀河系外起源と考えられているエネルギー帯の宇宙線の中に超重元素はまだ観測されていない。このため、超重元素がなくても観測を説明するような発光が起こるダストモデルを提唱した。二つのシナリオは今後の観測によって検証可能で、その観測は中性子星連星合体に伴って放出されるガス、ひいては生成される宇宙線の組成を決めることが出来る。また、本年度は活動銀河核からのガンマ線放射の中に最高エネルギー宇宙線起源のものと期待されるシグナルを発見した。高エネルギーのガンマ線は宇宙中の銀河が放射した背景光によって吸収されることが知られている。活動銀河核の中にはこの吸収を受けているにも関わらず、高エネルギーで非常に硬い冪のスペクトルを持つ天体がいくつか発見されて来ている(吸収と矛盾はしない)。こういった硬い冪を持つ活動銀河核からのガンマ線の起源として、最高エネルギー宇宙線起源の電磁カスケードによるものが近年提案された。このシナリオが確認されれば、最高エネルギー宇宙線の起源の同定に繋がる。我々の過去の研究により二つのシナリオはより遠方で形の違うスペクトルを予言する。これに基づいて、遠方で硬い冪のスペクトルを持つ活動銀河核に二つのシナリオを適用してみたところ、宇宙線起源のシナリオが好まれることが分かった。

その結果、IceCubeで検出されたPeV領域のエネルギーを持つニュートリノが光反応を通じて生成されたものだとすると、我々が知り得ている天体の中にこのPeVニュートリノと最高エネルギー宇宙線の起源を両立する天体はないということが明らかになった。この事実を通じて、PeVニュートリノの起源を決めることが、間接的に最高エネルギー宇宙線源をさらに制限することにつながることを示した。1020eVにも達する最高エネルギー宇宙線では非等方性が注目されているが、少しエネルギーの低い1019eV領域の宇宙線到来方向分布が非常に高い精度で等方的であることはこれまで問題にされてこなかった。この高精度の等方性を実現するためには一つ一つの宇宙線源は暗くなければならない。これを数値計算を用いて定量的に考察したところ、1019eVの宇宙線の源は最高エネルギー領域の宇宙線源より見かけ上10倍以上多いことがわかり、この差は従来考えられてきた定常現象による宇宙線生成ではなく、爆発現象による宇宙線生成を考えたときに自然に説明できることを示した。一方で、最高エネルギー宇宙線の非等方性に注目することで、ハドロン相互作用モデルの不定性に起因する宇宙線組成の不定性の問題を比較的容易な宇宙磁場測定の問題に置き換えることに成功した。この研究により、近傍宇宙の磁場を将来観測で詳細に理解することで、500TeV衝突型粒子加速器が実現するまで解けないと考えられていた最高エネルギー宇宙線組成の問題を解決することができることを示した。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本年度は新たな最高エネルギー宇宙線源候補が見つかったことにより次年度以降に予定されていた研究を一部繰り上げて研究を行ったが、繰り上げた研究は当初初年度に予定されていた研究と手法という点で独立性が高い。このため、研究全体の指針が大きく崩れるということもなく、ペースという点でも順調に研究が進展している。今年度は昨年度行なった研究の進め方の順番変更に従って個別具体の天体からの最高エネルギー宇宙線シグナルを探査する研究を行なうことができた。この順番変更によって研究全体の方針が崩れることなく、ペースも順調に研究が進展している。本年度は新たな最高エネルギー宇宙線源候補が見つかったため次年度以降に予定されていた研究を一部繰り上げて研究を行った。このことにより、次年度は本来初年度に予定されていた研究を行うことになる。予定されていた研究は最高エネルギー宇宙線源を4つの区分に分けて、それぞれの区分をどう区別するかを検討することであった。新たに検討することになった宇宙線源もこの区分の範疇にはいるものであるので、当初の予定通り宇宙線の伝搬を詳細に検討することで観測からの区分け実行の可能性を検討していく。研究順序の入れ替えによって、今年度は当初初年度に予定されていた最高エネルギー宇宙線の伝搬過程に着目して宇宙線源種をどう観測的に区別できるかを検討する。
子宮内膜症合併不妊に対するNFkBを標的とする新規薬物療法の開発

子宮内膜症による骨盤内炎症は、生殖年齢女性の妊孕能低下の原因となる。月経血や腹水中の細菌性エンドトキシン(リポポリサッカライド:LPS)濃度の上昇と子宮内膜症の病態との関連が示唆されている。本研究では、子宮内膜症モデルマウスを用いて、LPS投与が子宮内膜症病巣形成に及ぼす影響について検討した。細菌性エンドトキシンは骨盤内炎症を惹起することでNFκBの活性化を介して、子宮内膜症の初期病巣形成を促進することが示唆された。NFkB阻害剤が病巣形成と炎症反応を抑制することを確認した。本研究成績は、子宮内膜症合併不妊の新たな治療戦略の分子基盤の一助になると考えられた。細菌性エンドトキシンの一種であるLipopolysaccharide(LPS)は、炎症反応を惹起することが知られており、子宮内膜症モデルマウスを用いてLPSが内膜症病巣形成に及ぼす影響を検討した。同系マウス子宮の腹腔内移植により、マウス子宮内膜症モデルを作製した。LPS投与4週後の子宮内膜症様病巣について評価し、マウスあたりの病巣について検討した。病巣組織の細胞増殖能、血管新生および炎症反応について、免疫組織化学染色法およびRT-PCRを用いて比較した。LPS投与により、病巣個数は平均1.7個から2.9個に増加した。病巣総重量は対照群の130%に、表面積は138%に増加した。子宮および卵巣の重量に差はなかった。LPS投与により、病巣組織中の細胞増殖能を示すKi-67および血管新生能を表すPECAM陽性細胞比率は上昇し、T細胞とマクロファージの集簇を表すCD3およびF4/80の染色性の増強を認めた。LPS投与群で、Cox-2、VegfおよびIl-6mRNAの発現が有意に亢進した。子宮内膜症モデルマウスにおいて、LPSが炎症反応を促し、細胞増殖に関与していることを確かめた。細菌性エンドトキシンが骨盤内炎症を惹起することで内膜症病巣形成を促進することが示唆された。これらの成績の一部は、国内外の学会で発表した。細菌性エンドトキシンの一種であるLipopolysaccharide(LPS)は、マクロファージを介して炎症反応を惹起する。月経血や腹水中のエンドトキシン濃度の上昇と子宮内膜症の病態との関連が示唆されている。LPSの子宮内膜症病巣形成に及ぼす影響を検討した。LPS投与4週後の子宮内膜症様病巣について評価し、マウスあたりの病巣の個数、総重量、表面積について検討した。病巣組織の細胞増殖能、血管新生および炎症反応について、免疫組織化学染色法(Ki-67、PECAM、CD3、F4/80)およびRT-PCR(Cox-2、Vegf、Il-6、CCl2 )を用いて比較した。LPS投与で病巣個数は増加した。病巣総重量および表面積も増加した。LPS投与により、病巣組織中のKi-67およびPECAM陽性細胞比率は上昇し、CD3およびF4/80の染色性に増強を認めた。LPS投与群で、炎症関連遺伝子の発現が亢進した。これらの効果は抗炎症剤(デキサメサゾン)あるいはNFkB阻害剤(パルテノライド)の併用投与により抑制された。また、病巣組織において、LPS投与により、NFkBの主要な構成因子であるp65の発現亢進を認めた。子宮内膜症モデルマウスにおいて、LPSが炎症反応を活性化させて細胞増殖を促進することを確認した。細菌性エンドトキシンがNFkB経路を介して、骨盤内炎症を惹起することで内膜症病巣形成を促すことが示唆された。昨年度までに得られたデータを発展させて、より確実な成績が得られた。子宮内膜症合併不妊の多くは難治性であるが、炎症性サイトカインをはじめとする炎症関連物質や卵巣ホルモンが複合的に関与していることが知られている。特に、子宮内膜症による骨盤内炎症が、生殖年齢女性の卵巣機能低下の原因となっている可能性が示唆されている。月経血や腹水中の細菌性エンドトキシン濃度の上昇と子宮内膜症の病態との関連が示唆されている。ヒト子宮内膜症間質細胞への細菌性エンドトキシン・リポポリサッカライド(LPS)添加がシクロオキシゲナーゼ-2遺伝子およびプロスタグランジンE2(PGE2)産生を促進し、細胞増殖と浸潤を促すことを明らかにした。LPS投与は、マウスあたりの病巣個数、総重量および表面積を増加させた。LPSによる病巣形成は、NF-κB阻害剤であるパルテノライドあるいは抗炎症剤デキサメサゾン投与により抑制された。病巣組織中の細胞増殖能や炎症反応強度を表すマーカーの免疫染色を行った。LPS投与により、それらの陽性細胞率は上昇し、リン酸化NF-κBの染色強度も増強した。LPS投与群では、疼痛の指標あるいは代表的な炎症性サイトカインの遺伝子群の発現が増加した。

子宮内膜症モデルマウスにおいて、細菌性エンドトキシンは骨盤内炎症を惹起することでNF-κBの活性化を介して、子宮内膜症の初期病巣形成を促進することが示唆された。マウス卵胞体外培培養システムを構築し検討したが、当初の計画に合致したデータが得られないことから、抗炎症作用のある新規薬剤とモデルマウスを用いて、同様の検討を行った。鎮痛効果をみる行動学実験も行った。本研究成績は、子宮内膜症合併不妊の新たな治療戦略の分子基盤の一助になると考えられた。子宮内膜症による骨盤内炎症は、生殖年齢女性の妊孕能低下の原因となる。月経血や腹水中の細菌性エンドトキシン(リポポリサッカライド:LPS)濃度の上昇と子宮内膜症の病態との関連が示唆されている。本研究では、子宮内膜症モデルマウスを用いて、LPS投与が子宮内膜症病巣形成に及ぼす影響について検討した。細菌性エンドトキシンは骨盤内炎症を惹起することでNFκBの活性化を介して、子宮内膜症の初期病巣形成を促進することが示唆された。NFkB阻害剤が病巣形成と炎症反応を抑制することを確認した。マウス卵胞培養系に着手しているが、容易な手技ではないことから、得られるデータがまだ未熟である。マウス痛覚試験を開始し、データも得られており概ね順調である。さらに実験を追加することで、炎症と子宮内膜症病巣増殖に関するより確固たるデータを確立し、本疾患の病態解明に迫る。マウス卵胞培養系とLPSの関与をみる実験系は、容易ではないが、確実な実験系を確立する。産婦人科学他の薬剤(抗炎症作用を有する)による実験も並行しており、マウスモデルにおける影響を検討する。マウス体外卵胞培養系を確実な実験系にする。前年度に消耗品を購入していたために、本年度使用の必要がなかった。次年度に繰り越して購入予定である。学会参加の交通費および、実験に必要な試薬、動物費用に用いる予定である。
Ras-Raf-ERK/MAPK経路抑制による炎症・がん制御の分子機構

本研究課題では、Ras-Raf-ERK/MAPKとその内因性抑制因子Spred-2に焦点をあて各種動物モデルを用いて、ERK経路抑制による炎症とがんの制御機構を明らかにした。検討結果から、Spred-2は種々のモデルで炎症制御に中心的な役割を担うことが明らかとなり、抗炎症の新規ターゲットになると考えられた。また、ヒトがん組織に発現するSpred-2は、細胞のがん化とがん進展に密接に関係する事が示唆された。さらに、炎症反応を制御するSpred-2は、がん細胞及び間質細胞の共存する微小炎症環境で、がんの増殖・進展に関わる可能性を見いだした。本年度は、炎症モデル動物でのERK経路により免疫制御機構を、その内因性抑制因子Spred-2の役割を中心に解析してきた。敗血症モデルでの解析の結果、Spred-2は自然免疫に負の影響を及ぼすことが判明した。感染性肺血症モデルにおける生存率は、Spred2欠損マウスは野生型に比して有意に高かった。Spred2欠損マクロファージの貪食能は野生型と比較して有意に亢進しており、マクロファージ上の補体レセプターの発現は亢進していた。ConA誘導劇症肝炎モデルでの肝傷害はSpred-2欠損マウスで増悪し、血中IFNgレベルの上昇と肝臓中のT細胞、NKT細胞数の増加を認めた。これらのサイトカイン産生は、クッパー細胞依存性であることを明らかにした。一方、Spred-2欠損マウスにH1N1を感染させると、肺炎は増悪しマウス死亡率は有意に上昇した。このとき、肺内ウイルス量やIFN、IL-6産生量も上昇した。Spred-2欠損マウスにU0126(MAPK阻害剤)を投与すると、H1N1感染後のERK活性化は減少し、サイトカイン産生とウイルス量の減少がみられ、マウス死亡率は改善した。OVA喘息モデルでは、Spred-2KOマウスの気道抵抗性は減少し、病態に関わるサイトカインレベルが減少していることを見いだした。以上の結果は、シグナル伝達抑制による免疫機構の解明は、難治性炎症疾患、炎症免疫疾患、炎症発がんの新たな治療戦略に繋がる可能性がある。現在、組織特異的Spred-2欠損マウスの作成を進めるとともに、過剰発現マウスも作成しており、さらに詳細なメカニズムを解析する予定である。炎症モデルを用いた検討により、ERK-MAPK経路による免疫制御機構を、その内因性抑制因子Spred-2に焦点を絞って解析した。1)ARDSモデル:マウス気道内にLPSを投与して誘導するARDSモデルを用いて解析した。WTに比べSpred-2KOマウスでは急性肺炎は増悪し、局所でのサイトカイン、ケモカインは上昇していた。この時、ERKの過活性化は肺胞上皮細胞と炎症マクロファージに見られ、Spred-2KOで見られた炎症増悪はU0126で抑制された。次に、MLE-12細胞(肺胞上皮細胞)とRAW264.7細胞(マクロファージ)にSpred-2 si-RNAを導入してLPSで刺激したところ、サイトカイン・ケモカイン産生は増加し、逆にSpred-2発現プラスミドを導入したところ、その産生量は低下した。以上より、Spred-2は肺胞上皮および肺胞マクロファージにおけるサイトカイン・ケモカイン産生を抑制し、炎症制御に働くことが示された。2)DDS腸炎モデル:マウスにDDSを経口投与して腸炎を誘導した。Spred-2KOマウスでは腸炎発症は有意に低下した。このとき、炎症重篤度に差はないもののSpred-2KOマウスでは創傷治癒が早く、腺上皮の再生が促進されていることが判明した。骨髄キメラマウスを作成して解析した結果、創傷治癒促進は腺上皮に依存した現象であることが確認できた。MLE-12細胞のスクラッチテストでも、Spred-2 siRNA導入により上皮の増殖は促進され、Spred-2発現プラスミドの導入で上皮の増殖は抑制された。以上より、腺上皮の修復にSpred-2が重要な役割を担うことを見出した。3)遺伝子改変マウスの作成:昨年度より作成したSpred-2 flox/floxマウスの交配は進み、胚凍結の確保ののちに細胞特異的Spred-2欠損マウスの作成に着手した。一方、Spred-2過剰発現マウスも繁殖を進めている。1)昨年度作成した、Spred-2 flox/floxマウスについは順調に増えており、組織特異的欠損マウス作成にむけ、種々のプロモーター遺伝子発現マウスと交配を始めている。2)Spred-2発現マウスを用いて、腸炎疾患モデルの解析を始めている。Spred-2欠損マウスでは腸炎の回復が早かったことから、過剰発現マウスでは回復が遅くなるかどうか、検証している。3)Spred-2欠損マウスの皮下組織に肺癌細胞(LLC)を接種し、WTとの比較検討を行った。その結果、局所の腫瘍細胞の成長速度に変化はなかった。肺や肝臓への転移についても、有意な差が得られなかった。腫瘍特性により変化があることが予想されるため、次に、メラノーマ細胞を皮下に埋植して比較検討を始めた。4)ヒト癌組織でのSpred-2の発現を免疫組織的に解析した。種々の癌について検討したところ、膀胱癌について、新しい知見を得ている。