hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低分子量ストレス蛋白質複合体ネットワークによる肝細胞癌進展の制御機構の解析

熱や化学物質をはじめとする種々のストレスに対して生体は迅速に反応し、ストレス蛋白質(HSP)と称される一群の蛋白質が誘導される。HSPは分子量が70 kDaのHSP70 (HSPA)、90 kDaのHSP90(HSPC)などと共に、分子量が10-30 kDaの一群の低分子量HSPがHSPBと総称され分類されている。HSPBのうちHSP27、HSP22、HSP20等は種々の臓器に恒常的に発現している。私共は、肝細胞癌の進行にHSP27のリン酸化レベル及びHSP20の発現レベルが逆相関することを見出し、作用機序としてこれらがERK及びAKTの細胞内情報伝達系を抑制し肝癌細胞の増殖を抑制することを既に明らかとしている。さらに、HSP20は肝癌細胞においてPI3 kinaseに結合してその活性を制御していること、リン酸化型HSP20が肝癌細胞の遊走、浸潤を抑制することを報告している。また最近、HSP22もPI3 kinaseに結合してAKTの活性を制御した結果、肝癌細胞の遊走・転移を抑制することを明らかとしている。HSPBは様々な蛋白質と複合体を形成して標的分子の機能を制御することが知られている。本研究では、肝細胞癌において発現が知られているHSPB同士がどのように複合体ネットワークを形成して作用を発現しているのかを検討するために、HSP27、HSP22およびHSP20の相互関係に注目した。ヒト肝癌の組織標本では明らかに発現しているが、肝癌細胞株では発現がみられないHSP20を肝癌細胞HuH-7に強制発現させ、複合体形成の有無を検討したところ、HSP27はHSP22およびHSP20とそれぞれ独立して複合体を形成していることを明らかとした。肝癌細胞においてHSPBのうちHSP20およびHSP22はそれぞれPI3Kに結合してそのシグナルを制御していることを既に明らかにしているが、今回、HSP20およびHSP22はそれぞれ独立してHSP27と複合体を形成していること、一方、HSP20とHSP22は複合体形成していないことを明らかにした。この結果から肝癌細胞内でHSPBはHSP20とHSP27の複合体及びHSP22とHSP27の複合体が独立してネットワークを形成し肝癌細胞の遊走を制御している可能性を示唆することができた。HSP20の複合体およびHSP22の複合体の肝癌細胞の遊走の制御における役割を検討し、これらの複合体ネットワークの標的分子を検討し、肝癌細胞の進展に対する制御機構の詳細を明らかにする。本研究では、肝細胞癌においてHSPBがHSP70およびHSP90と複合体ネットワークを形成して作用を発現している可能性を検討するために、肝癌細胞HuH-7の遊走能へのHSP70およびHSP90の関与を検討した。その結果、TGF-αおよびHGF刺激によるHuH-7の遊走はHSP70およびHSP90によって促進的に制御されることを明らかとした。TGF-αおよびHGF刺激による肝癌細胞HuH-7の遊走はHSPBにより抑制される。HSP70の阻害剤であるVER155008とYM-08が、およびHSP90の阻害剤であるgeldanamycinとonalespibが、このTGF-αおよびHGF刺激によるHuH-7の遊走をそれぞれ抑制することを明らかにした。この結果からHSPBがHSP70またはHSP90と複合体ネットワークを形成することで肝癌細胞遊走を制御している可能性を示唆することができた。

私共は、肝細胞癌の進行にHSP27のリン酸化レベル及びHSP20の発現レベルが逆相関することを見出し、作用機序としてこれらがERK及びAKTの細胞内情報伝達系を抑制し肝癌細胞の増殖を抑制することを既に明らかとしている。さらに、HSP20は肝癌細胞においてPI3 kinaseに結合してその活性を制御していること、リン酸化型HSP20が肝癌細胞の遊走、浸潤を抑制することを報告している。また最近、HSP22もPI3 kinaseに結合してAKTの活性を制御した結果、肝癌細胞の遊走・転移を抑制することを明らかとしている。HSPBは様々な蛋白質と複合体を形成して標的分子の機能を制御することが知られている。本研究では、肝細胞癌において発現が知られているHSPB同士がどのように複合体ネットワークを形成して作用を発現しているのかを検討するために、HSP27、HSP22およびHSP20の相互関係に注目した。ヒト肝癌の組織標本では明らかに発現しているが、肝癌細胞株では発現がみられないHSP20を肝癌細胞HuH-7に強制発現させ、複合体形成の有無を検討したところ、HSP27はHSP22およびHSP20とそれぞれ独立して複合体を形成していることを明らかとした。肝癌細胞においてHSPBのうちHSP20およびHSP22はそれぞれPI3Kに結合してそのシグナルを制御していることを既に明らかにしているが、今回、HSP20およびHSP22はそれぞれ独立してHSP27と複合体を形成していること、一方、HSP20とHSP22は複合体形成していないことを明らかにした。この結果から肝癌細胞内でHSPBはHSP20とHSP27の複合体及びHSP22とHSP27の複合体が独立してネットワークを形成し肝癌細胞の遊走を制御している可能性を示唆することができた。HSP70およびHSP90が肝癌細胞においてHSPBと複合体ネットワークを形成する分子であるかの検討を行う。さらにこの複合体ネットワークの標的分子を検討し、肝癌細胞の進展に対する制御機構の詳細を明らかにする。加えて、HSPBのリン酸化による修飾およびHSPB同士の相互作用がこのネットワークに与える影響についても検討を行う。HSP20の複合体およびHSP22の複合体の肝癌細胞の遊走の制御における役割を検討し、これらの複合体ネットワークの標的分子を検討し、肝癌細胞の進展に対する制御機構の詳細を明らかにする。
斎藤優遺稿集よりみる渤海半拉城址発掘史と近代東アジアの外交

(1)斎藤優遺稿の史料的価値は、半拉城址の発掘調査の経緯と在満組織の認識の違いを解明できる点、斎藤の報告書の作成過程を復元できる点、出土遺物の移管経緯を解明できる点、斎藤のその他の著作物には記述されていない斎藤の素直な感情・思考を読み取ることができる点、であると明らかにできた。(2)渤海半拉城址出土遺物が、発掘から現在の所蔵機関に移管されるまでの経緯を明らかにすることができた。(3)台湾国立故宮博物院及び早稲田大学會津八一記念博物館に日本未公開の渤海出土遺物が所蔵されている事実を突き止め、それら新出遺物の出土地の特定と、いかなる経緯でこれらの遺物が同館に所蔵されるに至ったのかを明らかにできた。平成24年度は、「斎藤優の遺稿集と報告書を中心として半拉城址発掘の過程と出土遺物の移管経緯を解明する」ことを目指し、研究実施計画に掲げた次の項目を行った。1.斎藤優遺稿集の分析。遺稿集を録文におこし、解読困難な文字の特定作業を行い、録文を完成させた。そして、斎藤の行動を時系列ごとに整理した。2.遺稿集より浮かび上がる半拉城址発掘の過程と遺物の移管経緯。遺稿集より新たに判明したことは、満州国建国10周年の記念事業として行われた半拉城址の発掘調査の終了後に、東京大学の駒井和愛等とともに、斎藤が再度半拉城址の調査を行っていたことである。これで斎藤は、記念事業の発掘とその前年に行った発掘とをあわせ、計3回半拉城址の調査を行ったことが明らかになった。出土遺物については、東京城址出土遺物は、昭和17年5月2日の段階では奉天博物館に所蔵されていたことが判明し、その記述を裏付ける史料を台湾中央研究院近代史研究所档案館で発見した。一方、半拉城址出土の遺物は、琿春県に移管された。その後、保存協会において復原修理をし、奉天博物館か新京の然るべき場所に陳列・保管することを、斎藤と琿春県公署、保存協会の三宅俊成の3者で約束したこと、そしてその後新京へ送付したことが判明した。3.斎藤優著『半拉城と他の史蹟』と遺稿集との関係。遺稿集の他に斎藤が半拉城発掘について書き残したものに『半拉城と他の史蹟』(半拉城史刊行会、1978)がある。この報告書の中の「附(一)発掘日誌」と「追想」並びに「あとがき」部分に発掘に関する記載がある。これらの記述と遺稿集の記述との関係は、分析の結果、時系列的なつながりとしては、「追想」(昭和16年7月16日昭和21年末)→「附(一)発掘日誌」(昭和17年3月10日同年4月28日)→遺稿集(昭和17年5月2日同年12月下旬)→「あとがき」(戦後)となることが判明した。平成25年度は、「半拉城址発掘史を同時代の東アジアの国際情勢のなかに位置付けて考え、あらためて『渤海半拉城址発掘とは何だったのか』という問いを明らかにする」ことを目標とした。そこで、米国立公文書館(NARA, ArchivesII)で主として米国務院関連資料の調査並びに昨年度末に行った台湾国立故宮博物院と台湾中央研究院近代史研究所档案館での調査で蒐集した資料の綿密な分析を行った。その結果、斎藤が渤海・半拉城址より発掘した遺物が、当時代の東アジアにおいてどのように政治的に扱われ移管されたのか、そして、日本の戦後賠償を主導したGHQ及び米国務院が渤海・半拉城址発掘を含む旧満洲国領土内で日本が行った発掘という営みとそこで出土した遺物をどのようにみていたのかを明らかにできる資料を発見した。また本年度は、本研究の最終年度であることから、斎藤優の遺稿を刊行し、学界に公表することを目標とし、その編集作業を行った。そのためにまず、斎藤優のご遺族と再度話し合いを重ね、2013年12月14日付で「著作物の利用に関する覚書」を書面にて締結し、本遺稿及びその他の斎藤家所蔵史料の研究利用における許諾を改めて得た。本遺稿は、本研究期間中に刊行することを予定していたが、研究の進捗状況から2014年の3月末日までに刊行できなかった。そのため現在、今年中の刊行を目指し、早急に作業を進めている。なお、その成果の一部は、2014年3月1日から2日に開催された「第15回北アジア調査研究報告会」にて「新出史料:渤海半拉城址発掘者

斎藤優の遺稿集についてーその史料的価値の考察を中心にー」の題目で報告し、本遺稿を学界に初めて公表した。今年度は、「研究実績の概要」欄に記載した項目の他に、斎藤優のその他の著作物を蒐集し分析することで、遺稿集をより複眼的に分析する一助とすることを目標としていた。しかし斎藤のその他の著作物を蒐集することは出来たが、それらを分析するところまで作業がおよばなかった。また、論文の発表や学会での発表にて、斎藤優遺稿集を学界に公開することも目標としていたが、まだ分析途中であるため論考とともに遺稿集を公開するには至らなかった。以上の理由から、研究の達成度は、「やや遅れている」と判断した。しかし、早稲田大学會津八一記念博物館に、渤海出土の遺物が所蔵されている情報をつかみ、実見するに至った。調査の結果、これらの遺物は渤海出土遺物である可能性が高く、服部和彦という実業家が戦後日本で古美術商から購入したものであることが判明した。これにより、渤海出土遺物は古美術商の手にも渡ったという遺物の移管経緯の一端が明らかになった。この成果は、「新出:渤海仏教遺物の基礎的整理ー早稲田大学會津八一記念博物館所蔵服部コレクションよりー」の題目で、第14回北アジア調査研究報告会(2013年2月9日、10日、石川県立歴史博物館にて)にて報告した。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、「半拉城址発掘史を同時代の東アジアの国際情勢のなかに位置付けて考え、あらためて『渤海半拉城址発掘とは何だったのか』という問いを明らかにする」ことを目標とする。この目標を完遂するために、具体的に以下の1.から4.までの作業を行う。1.「外務書記録」の分析。現在、日本の外務省外交史料館に所蔵されている「外務省記録」の分析は、渤海出土の遺物が東京大学に移管されるまでの経緯を明らかにするために有効である。とりわけ「文化財処理委員会」が創設された1946年前後を中心に分析を行う。2.米国議会図書館及び米国立公文書館での資料調査。1946年2年よりワシントン・ドキュメント・センター(W.D.C)に接収された日本資料は、その一部が1958年に当時の防衛庁防衛研修所戦史室に返還されたのを皮切りに、幾度か返還がなされたが、未だ全ての資料が日本に返還された訳ではない。よって、米国議会図書館及び米国立公文書館にて、「外務書記録」A門「対中国関係」文書をはじめとした未返還の日本資料の調査及び分析を行う。3.渤海東京城址の発掘との比較。渤海出土遺物の移管の経緯は、同じく渤海の京師である東京城址より出土した遺物の動向と半拉城址より出土した遺物のそれとに大きく二分化される。両遺跡は発掘の主催者や経緯等の違いから発掘行為そのものの性格を異にすることから、遺物の移管経緯も異なる。この相違点を分析することで、当時の歴史をより重層的に描く。4.斎藤優遺稿集の出版。2カ年の計画を完遂することで、斎藤優遺稿集の学問的価値の紹介を主とした報告書を作成し出版する。あわせて、論文の発表や学会での発表を行う。以上、4つの項目を遂行することで、2カ年の研究課題を完遂する。
非アロフェン質火山灰土のアルミニウムの平衡状態

本研究の目的は,非アロフェン質の火山灰土壌を用いて,従来の土壌の鉱物を中心としたアルミニウムの化学を,鉱物と有機物の混合系の土壌に展開しようとするものである.行った実験は,(1)土壌の無処理試料と種々の方法(KCl,塩化銅,ピロリン酸塩,酸性シュウ酸塩溶液処理)でAlを除去した試料についての,酸性緩衝溶液または塩類溶液で放出される単量体Alの定量,および(2)土壌と0.05M塩化カルシウム溶液との平衡溶液の分析から得られるAl溶解度の決定である.得られた結果は,(1)非アロフェン質アンディソルA層では酸性溶液によって多量のAlが放出されること,(2)放出されたAlの大部分は腐植複合体を形成するAlであること,(3)Alの放出は溶液のpHとイオン強度に大きく依存すること,(4)Al溶解度はギブサイトなどの水酸化Alの溶解度とは異なり,pAl/pHの傾きはAl(OH)_3鉱物のそれ(3.0)を大きく下回ること(pAl/pH=2.0-2.4),に要約された.また,非アロフェン質のAl-腐植複合体に富む土壌のいくつかでは,1MのKCl溶液による抽出法で交換性Alを厳密に評価していない場合があることが明らかになった.この1M-KCl抽出法は交換性Alを評価する方法として世界的に用いられている方法であるので,今後,本方法の適応性について十分検討する必要がある.本研究および既存の研究から,交換性AIと他の活性Alの関係を検討した.その結果,交換性Alと腐植複合体Al量には密接な正の相関があることが明らかになった.これらのことから,Al一腐植複合体に富む非アロフェン質アンディソルA層のアルミニウムのダイナミックスには,鉱物の溶解沈殿反応の関与は小さく,腐植の陰荷電上でのHイオンとAlイオンの交換反応が大きく影響することが明らかとなった.本研究の目的は,非アロフェン質の火山灰土壌を用いて,従来の土壌の鉱物を中心としたアルミニウムの化学を,鉱物と有機物の混合系の土壌に展開しようとするものである.行った実験は,(1)土壌の無処理試料と種々の方法(KCl,塩化銅,ピロリン酸塩,酸性シュウ酸塩溶液処理)でAlを除去した試料についての,酸性緩衝溶液または塩類溶液で放出される単量体Alの定量,および(2)土壌と0.05M塩化カルシウム溶液との平衡溶液の分析から得られるAl溶解度の決定である.得られた結果は,(1)非アロフェン質アンディソルA層では酸性溶液によって多量のAlが放出されること,(2)放出されたAlの大部分は腐植複合体を形成するAlであること,(3)Alの放出は溶液のpHとイオン強度に大きく依存すること,(4)Al溶解度はギブサイトなどの水酸化Alの溶解度とは異なり,pAl/pHの傾きはAl(OH)_3鉱物のそれ(3.0)を大きく下回ること(pAl/pH=2.0-2.4),に要約された.また,非アロフェン質のAl-腐植複合体に富む土壌のいくつかでは,1MのKCl溶液による抽出法で交換性Alを厳密に評価していない場合があることが明らかになった.この1M-KCl抽出法は交換性Alを評価する方法として世界的に用いられている方法であるので,今後,本方法の適応性について十分検討する必要がある.本研究および既存の研究から,交換性AIと他の活性Alの関係を検討した.その結果,交換性Alと腐植複合体Al量には密接な正の相関があることが明らかになった.これらのことから,Al一腐植複合体に富む非アロフェン質アンディソルA層のアルミニウムのダイナミックスには,鉱物の溶解沈殿反応の関与は小さく,腐植の陰荷電上でのHイオンとAlイオンの交換反応が大きく影響することが明らかとなった.本研究の目的は,非アロフェン質の火山灰土壌を用いて,従来の土壌の鉱物を中心としたアルミニウムの化学を,鉱物と有機物の混合系の土壌に展開しようとするものである.行った実験は,(1)典型的な非アロフェン質アンディソル,および対照のアロフェン質アンディソル腐植層の土壌固相の活性Al(KCl,塩化銅,ピロリン酸塩,酸性シュウ酸塩抽出のAl)の定量,および(2)土壌の無処理試料と前述の方法でAlを除去した試料について,酸性緩衝溶液または塩類溶液で放出される単量体Alの経時的な測定である.これまでに得られた結果は,(1)非アロフェン質アンディソルA層では酸性溶液によって多量のAlが放出されること,(2)放出されたALの大部分は腐植複合体を形成するAlであること,(3)Alの放出は溶液のpHとイオン強度に大きく依存することに要約された.このことから,Al-腐植複合体に富む非アロフェン質アンディソルA層のアルミニウムのダイナミックスには,鉱物の溶解沈殿反応だけではなく,腐植の陰荷電上でのHイオンとAlイオンの交換反応が大きく影響することが示唆された.今後,土壌と溶液との平衡実験において土壌Alの溶解性から,このことを確認する予定である.また,非アロフェン質のAl-腐植複合体に富む土壌の一部では,1MのKCl溶液による抽出法で交換性Alを厳密に評価できない可能性があることが明らかになった.この1M-KCl抽出法は交換性Alを評価する方法として世界的に用いられている方法である.この問題についても来年度以降に検討する.

本研究の目的は,非アロフェン質の火山灰土壌を用いて,従来の土壌の鉱物を中心としたアルミニウムの化学を,鉱物と有機物の混合系の土壌に展開しようとするものである.行った実験は,(1)土壌の無処理試料と種々の方法(KC1,塩化銅,ピロリン酸塩,酸牲シュウ酸塩溶液処理)でAlを除去した試料についての,酸性緩衝溶液または塩類溶液で放出される単量体Alの定量,および(2)土壌と0.05M塩化カルシウム溶液との平衡溶液の分析から得られるAl溶解度の決定である.これまでに得られた結果は,(1)非アロフェン質アンディソルA層では酸性溶液によって多量のAlが放出されること,(2)放出されたAlの大部分は腐植複合体を形成するAlであること,(3)Alの放出は溶液のpHイオン強度に大きく依存すること,(4)Al溶解度はギブサイトなどの水酸化Alの溶解度とは異なり,pAl/pHの傾きはAl(OH)_3鉱物のそれ(3.0)を大きく下回ること(pAl/pH=2.0-2.4),に要約された.このことから,Al-腐植複合体に富む非アロフェン質アンディソルA層のアルミニウムのダイナミックスには,鉱物の溶解沈殿反応の関与は小さく,腐植の陰荷電上でのHイオンとAlイオンの交換反応が大きく影響することが明らかとなった.また,非アロフェン質のAl-腐植複合体に富む土壌のいくつかでは,1MのKCl溶液による抽出法で交換性Alを厳密に評価していない場合があることが明らかになった.この1M-KCl抽出法は交換性Alを評価する方法として世界的に用いられている方法であるので,今後,本方法の適応性について十分検討する必要がある.本研究の目的は,非アロフェン質の火山灰土壌を用いて,従来の土壌の鉱物を中心としたアルミニウムの化学を,鉱物と有機物の混合系の土壌に展開しようとするものである.行った実験は,(1)土壌の無処理試料と種々の方法(KCl,塩化銅,ピロリン酸塩,酸性シュウ酸塩溶液処理)でAlを除去した試料についての,酸性緩衝溶液または塩類溶液で放出される単量体Alの定量,および(2)土壌と0.05M塩化カルシウム溶液との平衡溶液の分析から得られるAl溶解度の決定である.得られた結果は,(1)非アロフェン質アンディソルA層では酸性溶液によって多量のAlが放出されること,(2)放出されたAlの大部分は腐植複合体を形成するAlであること,(3)Alの放出は溶液のpHとイオン強度に大きく依存すること,(4)Al溶解度はギブサイトなどの水酸化Alの溶解度とは異なり,pAl/pHの傾きはAl(OH)_3鉱物のそれ(3.0)を大きく下回ること(pAl/pH=2.0-2.4),に要約された.また,非アロフェン質のAl-腐植複合体に富む土壌のいくつかでは,1MのKCl溶液による抽出法で交換性Alを厳密に評価していない場合があることが明らかになった.この1M-KCl抽出法は交換性Alを評価する方法として世界的に用いられている方法であるので,今後,本方法の適応性について十分検討する必要がある.本研究および既存の研究から,交換性Alと他の活性Alの関係を検討した.その結果,交換性Alと腐植複合体Al量には密接な正の相関があることが明らかになった.これらのことから,Al-腐植複合体に富む非アロフェン質アンディソルA層のアルミニウムのダイナミックスには,鉱物の溶解沈殿反応の関与は小さく,腐植の陰荷電上でのHイオンとAlイオンの交換反応が大きく影響することが明らかとなった.
ナノディスクを利用したミトコンドリア呼吸鎖における電子伝達機構の解析

呼吸鎖電子伝達系末端のシトクロムc酸化酵素(CcO)を、生体膜モデルであるナノディスクに埋め込み、界面活性剤可溶化系よりも生体内に近い環境下でのCcOの機能を検討するとともに、ドッキングシミュレーションにより、これまで実験的には検討できなかったCcO上のシトクロムc(Cyt c)相互作用部位についても、その構造化学的知見を得ることに成功した。さらに、電子伝達機構を制御するうえで重要な蛋白質の構造揺らぎについて検討を行い、Cyt cは構造揺らぎが抑制された部分でCcOと相互作用することが示された。以上の結果から、Cyt cからCcOへの電子伝達反応を制御する動的な構造要因について検討を行った。平成25年度の研究実績の概要は以下の通りである.1バクテリア型シトクロムc酸化酵素(CcO)を再構成したナノディスクの作成直径10 nmのナノディスクに挿入するため,ウシ由来のCcOよりも小さく,サブユニット数が3個,分子量が25万程度の紅色細菌(Rhodobacter spheroides)の精製を試みた.イリノイ大Gennis教授から提供された発現系を用いて,このCcOの発現・精製を試みたが,発現効率が悪く,十分量の試料を確保するまでには至ってはいない.しかし,培養条件の検討により,収量は上昇しており,十分量の試料の確保については目途が立っている.また,本研究の結果を元に,同じくバクテリアである無毒化コレラ菌(Vibrio Cholerae)由来のCcOについても,ナノディスク化が可能であるということが明らかとなり,その発現系の確立とナノディスク化を検討している.2拡張型MSPの作成と哺乳類型CcOのナノディスク化ウシ由来のCcOをナノディスクに挿入するため,一般的なナノディスク作成用の外枠蛋白質(MSP 1E3D1)をタンデムに連結したMSP (1E3D1)2を作成した.この拡張型MSP (1E3D1)2は標準型のMSP(1E3D1)に比べ発現効率は悪く,その安定性も高くないため,培養条件と精製手法の改良が必要である.また,ナノディスクに取り込む脂質についても検討を行い,本研究者により既にナノディスク化が確認されているハロロドプシンを用いたモデル実験において,鎖長や分岐個所の異なるいくつかの脂質を用いて検討を行った結果,疎水性鎖の分岐が少ないPOPCを用いた場合により天然に近い状態で蛋白質がナノディスクに取り込まれ,最も安定なナノディスクを形成することが明らかとなった.ナノディスク再構成シトクロム酸化酵素の機能評価シトクロム酸化酵素(CcO)をナノディスクに再構成するため,サブユニット数が少なく,分子サイズがウシのCcOよりも小さいコレラ菌由来のCcOの単離,精製を行った。その結果,十分量の精製タンパク質標品を得られる培養条件および,精製条件を確立することができた。一方,ナノディスク生成用のMSPタンパク質については,その精製方法をすでに確立しており,予備的なナノディスク再構成実験を行うことができた。Cyc-CcO電子伝達複合体の構造解析CycからCcOへの電子伝達機構を解明するため,本年度は特に電子伝達複合体形成時における相互作用,特にその複合体の構造を決定づける疎水性相互作用に注目して検討を行った。疎水性相互作用形成の追跡は容易ではないが,疎水性相互作用形成時に脱水和が生じることに注目し,この脱水和を電子伝達反応の浸透圧効果から見積もることで,どのアミノ酸残基が,電子伝達反応における疎水性相互作用形成に寄与しているのか,同定を試みた。電子伝達複合体の解離定数の浸透圧依存性から,Cyc-CcO電子伝達複合体形成時には,約17分子の水和水が放出されることが示され,Cyc-CcO電子伝達複合体の相互作用部位の部位特異的アミノ酸置換から,ヘム近傍に位置するIle81からの脱水和の寄与が最も大きく,この残基がCyc-CcO電子伝達複合体における主な疎水性相互作用を形成すると考えられた。さらに,このIle81は酸化還元中心であるCytcのヘム近傍に位置していることから,この残基による疎水性相互作用により,CycとCcOの酸化還元中心の相対的位置が電子伝達しやすい位置関係に固定されると考えられた。平成27年度も前年度に引き続き、シトクロムc酸化酵素(CcO)としてはそのサブユニット数が少なく、膜貫通面積の小さなコレラ菌由来のシトクロムc酸化酵素(VC-CcO)の大量発現、精製系の構築を試み、培養液1リットルあたり、VC-CcO精製標品1 mg程度の収量が再現性良く得られる発現・精製系を確立することができた。このようにして発現、単離、精製したVC-CcOと、既に平成26年度までにその発現、単離、精製手法を確立できたナノディスク化タンパク質MSPを用いて、ナノディスク再構成シトクロムc酸化酵素(ND-VC-CcO)の構築を試みた。種々の反応条件を検討した結果、詳細な構造解析を行うにはその収量は十分ではないものの、活性中心付近の構造解析や活性測定には十分な量のND-VC-CcO精製標品を得ることに成功した。このND-VC-CcOの活性中心であるヘム

近傍の構造は、紫外・可視吸収、共鳴ラマンスペクトルなどからは界面活性剤(n-Dodecyl β-D-maltoside)で可溶化した標品(DDM-CcO)と類似していることが示されたが、ナノディスク化することで酸素分子の親和性が上昇することが示唆され、膜に埋め込まれることで生理的機能の変化が示された。一方、VC-CcOの電子供与体であるシトクロムc4(Cyt c4)についても、その発現系を構築し、活性測定や構造解析に十分な収量(培養液1リットルあたり精製標品1.3 mg)が得られる発現、単離、精製手法を確立することができた。このCyt c4を用いて、VC-CcOへの電子伝達活性を測定したところ、ナノディスク化することにより、電子伝達活性が抑制されることが示された。このような抑制された電子伝達反応は、電子伝達反応に比べ大きな構造変化を伴う膜間のプロトン輸送との共役機構を考慮するうえで重要な知見である。呼吸鎖電子伝達系末端のシトクロムc酸化酵素(CcO)を、生体膜モデルであるナノディスクに埋め込み、界面活性剤可溶化系よりも生体内に近い環境下でのCcOの機能を検討するとともに、ドッキングシミュレーションにより、これまで実験的には検討できなかったCcO上のシトクロムc(Cyt c)相互作用部位についても、その構造化学的知見を得ることに成功した。さらに、電子伝達機構を制御するうえで重要な蛋白質の構造揺らぎについて検討を行い、Cyt cは構造揺らぎが抑制された部分でCcOと相互作用することが示された。以上の結果から、Cyt cからCcOへの電子伝達反応を制御する動的な構造要因について検討を行った。ナノディスク再構成シトクロム酸化酵素の機能評価シトクロム酸化酵素のナノディスク化については,再構成条件の最適化に予想より時間がかかり,予定していた構造解析については測定結果の再現性などについて問題があるため,十分とはいえない面もあった。しかし,この再現性の問題については,既に解決しており,次年度以降の実験等への影響は少ないと考えられる。Cyc-CcO電子伝達複合体の相互作用解析Cyc-CcO電子伝達複合体の相互作用解析に関しては,その浸透圧硬貨を用いた実験から,脱水和水分子の個数の決定やその脱水和部位の同定など,当初の予想を超える興味深い結果を得ることに成功した。以上,本年度全体としては,ほぼ順調に進展していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。生物無機化学シトクロム酸化酵素のナノディスク化における問題点については,再構成化条件の最適化とMSPタンパク質の精製過程にあることが明らかであり,本年度の研究の進展により,これらの点についてはほぼ解決できたと考えられる。平成25年度の研究計画に対する達成度は以下の通りである.1バクテリア型シトクロムc酸化酵素(CcO)を再構成したナノディスクの作成バクテリア型のCcOのナノディスク化は平成26年にも引き続いて行うことが想定されていたので,平成25年度中にはナノディスク化にまでは至らなかったものの,バクテリア型のCcOの単離・精製に一定の目途が立ったので,当初の目的はほぼ達成できている..2拡張型MSPの作成と哺乳類型CcOのナノディスク化予想通り,拡張型MSPはその構造安定性が低いことが明らかになったが,ナノディスク化条件の検討により,当初想定したよりは少ない収量ではあるものの,少量ではあるが,拡張型ナノディスクの単離精製にめどがついた.したがってこの項目も当初の目標をほぼ達成できたと考えられる.27年度が最終年度であるため、記入しない。
大英図書館蔵和漢古書籍及び東ドイツ学士院蔵トルファン出土資料の書誌学的研究

大英図書館・大英博物館蔵する全和漢書の調査を行い,書誌学的な審定を施して,蔵書目録と図録を作成公刊する.又,東西ベルリンの国立図書館蔵する,ドイツ探険隊が,中国トルファン地方から持ち帰った資料を調査し,なかんずく唐代の印刷物を精査して図録を作成する昭和59年度は,アーネスト・サトウ,ケンペル,アストンコレクション等の調査を行ったが,本年度(62年度)はシーボルトコレクション,館指定の貴重書,写本類等の調査を実施した.調査総数は約2500部であったが,主体は何といってもシーボルトコレクションであった.シーボルトコレクションの著しい特長は,従来いわれている歴史,地理,民俗の分野にとどまらず,彼が日本に滞在した幕末(文政・文久)の頃に出版された,当時のあらゆる分野,文学,芸能,言語,宗教,芸術,動植物,さらには自ら編集した独(蘭)日辞書,写山等々の書物が網羅されていることである.アーネスト・サトウのコレクションのように,善本稀書こそないが,幕末の日本文化総体を窺い知るためには欠かせないものばかりである.これ程にまとまった文化史資料群は,わが国内にも見当らない.また,過去二度にわたる調査は,大英図書館日本部の研究者が個人的に作成したコクレション別リストに従って進められた.しかしそれらは所蔵全古典籍の一部にすぎず,そのため本調査は調査採取と併行して,登録全蔵書カード(約20万部)のなかから古典籍を抽出する作業も行わねばならなかった.その結果,大英図書館が蔵する和漢古典籍の総数は約4500部(15000冊)であることが初めて判明した.ルコック将来のトルファン出土印刷物の調査は,東ベルリン国立図書館東アジア研究所で行われ,約300点の印刷物について調書がとられた.われわれの審定によれば,従来の審定とは大いに異なり,唐代の印刷物が多数含まれており,これによって,中国古代印刷史の謎を解く鍵が与えられたと思っている.大英図書館・大英博物館蔵する全和漢書の調査を行い,書誌学的な審定を施して,蔵書目録と図録を作成公刊する.又,東西ベルリンの国立図書館蔵する,ドイツ探険隊が,中国トルファン地方から持ち帰った資料を調査し,なかんずく唐代の印刷物を精査して図録を作成する昭和59年度は,アーネスト・サトウ,ケンペル,アストンコレクション等の調査を行ったが,本年度(62年度)はシーボルトコレクション,館指定の貴重書,写本類等の調査を実施した.調査総数は約2500部であったが,主体は何といってもシーボルトコレクションであった.シーボルトコレクションの著しい特長は,従来いわれている歴史,地理,民俗の分野にとどまらず,彼が日本に滞在した幕末(文政・文久)の頃に出版された,当時のあらゆる分野,文学,芸能,言語,宗教,芸術,動植物,さらには自ら編集した独(蘭)日辞書,写山等々の書物が網羅されていることである.アーネスト・サトウのコレクションのように,善本稀書こそないが,幕末の日本文化総体を窺い知るためには欠かせないものばかりである.これ程にまとまった文化史資料群は,わが国内にも見当らない.また,過去二度にわたる調査は,大英図書館日本部の研究者が個人的に作成したコクレション別リストに従って進められた.しかしそれらは所蔵全古典籍の一部にすぎず,そのため本調査は調査採取と併行して,登録全蔵書カード(約20万部)のなかから古典籍を抽出する作業も行わねばならなかった.その結果,大英図書館が蔵する和漢古典籍の総数は約4500部(15000冊)であることが初めて判明した.ルコック将来のトルファン出土印刷物の調査は,東ベルリン国立図書館東アジア研究所で行われ,約300点の印刷物について調書がとられた.われわれの審定によれば,従来の審定とは大いに異なり,唐代の印刷物が多数含まれており,これによって,中国古代印刷史の謎を解く鍵が与えられたと思っている.
ローカスワイドSNPハプロタイプ解析による代謝異常症候群疾患感受性遺伝子の探索

一塩基多型(SNP)を用いた疾患関連遺伝子探索に際しては、SNPの集団ごとの違い、物理的距離とSNP間相互の関係等に関する情報の集積を踏まえて、解析手法の改良と検証が必要である。本研究は代謝異常症候群の遺伝要因の解明を最終目標に、候補染色体・遺伝子領域について稠密なSNP解析を行い、SNP間相互の連鎖不平衡解析、SNPハプロタイプ形成、個々人のハプロタイプ決定により、疾患の遺伝素因としての遺伝子領域の同定を目的として検討をおこなった。今年度は、家系を用いた連鎖解析により代謝異常症候群に関係する種々の表現型との間に関連があることが示唆されている3q27領域について、SNPハプロタイプを用いた連鎖不平衡ブロックを検討し、この領域のマーカーSNPを用いて、糖尿病及び代謝異常症候群との関連解析ならびに種々の糖脂質代謝パラメーターとの相関解析を行った。また、ブロックごとのSNPハプロタイプを決定し、ハプロタイプと臨床型との相関解析を行った。糖尿病との関連解析では5ブロックに属する7SNPsが有意な相関を認め、このうち3SNPは、一般集団でも、空腹時インスリン値やHOMA-IR値との間に有意相関を認めた。他の2SNPは、BMI値との間に有意相関を認めた。この2SNPに関連する3SNPによりSNPハプロタイプの検討では、一般集団においてBMI値との間に有意な相関を示し、この領域が肥満に関連のあることが示唆された。さらに、leptin値とadiponectin値との有意な相関を認めるSNPもそれぞれ5SNPで認め、上記のSNPとは一致せず、別の機序での関与が示唆された。代謝異常症候群との関連解析では、5SNPで有意な相関を認め、1SNPはHOMA-IR値と間に有意な相関を認めた。以上より、3q27領域は、日本人においても、種々の代謝異常と関連することが明らかとなった。
ノックアウトマウスを用いた線虫感染防御機構の解析

平成8年・9年の2年にわたり、腸管寄生虫の感染に対する宿主の防御機構における機能分子について研究を行った.モデルとしてネズミ糞線虫(Strongyloides ratti以下Sr)感染ノックアウトマウス(CD45-exon6欠損マウス、以下CD45-/-)を用いて、感染経過に伴う線虫排除状況を追求し、また宿主に修飾を加えることでどのような効果が得られるかを検討した.線虫感染は第3期幼虫の皮下注射に基づき、感染動態は頭蓋部からの回収幼虫数と糞便内の虫卵数(EPG)とを指標にした.第1年度の成果は次の通りである.1)対照マウスに比べ、CD45-/-ではSrに対する防御機構が著しく低下しており、小腸内の感染期間も対照マウスに比べ長いことが示された.2)脾細胞移入後CD45-/-におけるSr感染の時間経過の観察から、CD45-/-におけるSrに対する防御機構の著しい低下はT細胞の機能不全に依るものだけではない可能性が示唆された.3)IL-3による粘膜型肥満細胞(MMC)の誘導とSr感染の時間経過の観察から、CD45-/-でIL-3投与によってMMCが誘導されるものの、Srが排除されないことからCD45-/-のMMCの機能不全がその原因である可能性が考えらた.次にT細胞とマクロファージの機能を検討した.その結果、4)Sr感染におけるMMC誘導とCD4+T細胞とCD8+T細胞の関与を単クローン抗体を用いたところ、Sr感染においてもCD8+T細胞は防御に重要ではないことが示された.次いで、5)防御に関わりのあるマクロファージに及ぼすSr感染マウスの性差、特にテストステロンの影響を検討した.マクロファージ機能のカーボンによる阻害はSrに対する感染防御を阻害した.テストステロン投与は阻害効果を促進した.この興味ある機構についてはさらに実験を重ね、検討中である.平成8年・9年の2年にわたり、腸管寄生虫の感染に対する宿主の防御機構における機能分子について研究を行った.モデルとしてネズミ糞線虫(Strongyloides ratti以下Sr)感染ノックアウトマウス(CD45-exon6欠損マウス、以下CD45-/-)を用いて、感染経過に伴う線虫排除状況を追求し、また宿主に修飾を加えることでどのような効果が得られるかを検討した.線虫感染は第3期幼虫の皮下注射に基づき、感染動態は頭蓋部からの回収幼虫数と糞便内の虫卵数(EPG)とを指標にした.第1年度の成果は次の通りである.1)対照マウスに比べ、CD45-/-ではSrに対する防御機構が著しく低下しており、小腸内の感染期間も対照マウスに比べ長いことが示された.2)脾細胞移入後CD45-/-におけるSr感染の時間経過の観察から、CD45-/-におけるSrに対する防御機構の著しい低下はT細胞の機能不全に依るものだけではない可能性が示唆された.3)IL-3による粘膜型肥満細胞(MMC)の誘導とSr感染の時間経過の観察から、CD45-/-でIL-3投与によってMMCが誘導されるものの、Srが排除されないことからCD45-/-のMMCの機能不全がその原因である可能性が考えらた.次にT細胞とマクロファージの機能を検討した.その結果、4)Sr感染におけるMMC誘導とCD4+T細胞とCD8+T細胞の関与を単クローン抗体を用いたところ、Sr感染においてもCD8+T細胞は防御に重要ではないことが示された.次いで、5)防御に関わりのあるマクロファージに及ぼすSr感染マウスの性差、特にテストステロンの影響を検討した.マクロファージ機能のカーボンによる阻害はSrに対する感染防御を阻害した.テストステロン投与は阻害効果を促進した.この興味ある機構についてはさらに実験を重ね、検討中である.CD45ノックアウトマウス(雄、9週令)にネズミ糞線虫(S.r.と略す)第3期幼虫(L3)2000を皮下接種し感染動向を排卵数(EPG)で検索した。対照としてC57B1/6マウス(雄、9週令)に同様の操作を行った。対照ではEPGは感染後68日後にピークとなり415×10^3/gに達し、1216日には完全に排虫された。これに対しノックアウトマウスではEPGはピークを示さずなだらかに増加し感染後22日前後に排虫された。EPGは0.53×10^3/gであった。ノックアウトマウスの1匹は感染後42日目まで感染が持続したものがあった。次に、予備実験ではノックアウトマウスではS.r.L3の小腸移行がかなり阻害されたためS.r.の成虫200匹をマウス十二指腸に直接接種しEPGの動向を追った。対照はC57B1/6マウスを用いた。対照では感染2日後にピークを示しEPGは440×10^3/gに達し感染後1012日前後に排虫された。ノックアウトマウスでは感染後初期にEPGはピークとなったが0.11×10^3/g程度であり感染後10日前後で排虫されている。感染2日において獲得免疫が作動しているとは考えにくくCD45ノックアウトマウスにおいてはS.r.の小腸移行が阻害されているだけでなく定着性も低下していることが見いだされた。

この機序を探るため、感染後のノックアウトマウスの小腸の切片を作成し対照マウスとの比較を行った。肥満細胞数の差はなかった。ノックアウトマウスではIgEを介した肥満細胞の脱顆粒が傷害されており、このため代償としてgoblet cell数の変化の可能性について観察した。goblet cell数に有意差はなかった。しかし小腸表面をおおうムチンの量はノックアウトマウスにおいて減少していた。このことがS.r.の成虫の定着及び排虫にどのように関与しているか解析中である。昨年に引き続きネズミ糞線虫に対する宿主の防御機構における機能分子についての研究を進めるためにネズミ糞線虫(Strongyloides ratti以下Sr)感染ノックアウトマウス(CD45-exon6欠損マウス、以下CD45-/-)モデルを用いて研究を行った.感染は第3期幼虫の皮下注射に基づき、感染動態は頭蓋部からの回収幼虫数と糞便内の虫卵数(EPG)とを指標にした.昨年度の研究でCD45-/-ではSrに対する防御機構が著しく低下しており、小腸内の感染期間も対照マウスに比べ長いことが示された.さらに脾細胞移入後CD45-/-におけるSr感染の時間経過の観察から、CD45-/-におけるSrに対する防御機構の著しい低下はT細胞の機能不全に依るものだけではない可能性が示唆された.そこで今年度はこの点に焦点を絞り、次の結果が得られた.1)IL-3による粘膜型肥満細胞(MMC)の誘導とSr感染の時間経過の観察から、CD45-/-でIL-3投与によってMMCが誘導されるものの、Srが排除されないことからCD45-/-のMMCの機能不全がその原因である可能性が考えらた.次に2)Sr感染におけるMMC誘導とCD4+T細胞とCD8+T細胞の関与を単クローン抗体を用いて検討した.その結果からSr感染においてもCD8+T細胞は防御に重要ではないことが示された。次いで、3)マクロファージに及ぼすSr感染マウスの性差、特にテストステロンの影響を検討した.マクロファージ機能のカーボンによる阻害はSrに対する感染防御を阻害した.テストステロン投与は阻害効果を促進した.
火山噴火の長期予測と災害軽減のための基礎科学

マグマプロセス解析装置の本格稼動で微小精密解析が進み、噴火履歴を正確に復元し,マグマ供給系の構造と噴火プロセスの長期的時間変遷の解明が進んだ。高爆発度の道南3火山、対極的な十勝岳三宅島などを対象とした。北海道駒ヶ岳は大噴火後に中小噴火が約五百年続く傾向があり、マグマ供給系の現状と総合すると、現在は活動末期の可能性がある。樽前山も同様であるが、有珠山の活動期は今後も続く可能性が高い。一方、過去約百年間の広域精密地殻変動データの吟味により、有珠山は静穏期に深部マグマの蓄積が、活動期には収縮が認められ、観測による中期予測に駒ヶ岳に続く成果が得られた。伊豆大島噴火20周年で「火山危機管理専門家支援サーバ」の野外実働試験が実施された。「火山危機管理担当者訓練のためのシナリオシュミレーション」は、富士山や十勝岳噴火を題材に行政職員、マスメディア、火山専門家などを被験者として実施した.これらの実験により、不確定性の高い現象での科学的判断の多様性と、困難克服の見通しが得られた。ハザードマップでは、住民や行政官の危険認識の実態調査を行い、統合型GIS利用の効果を確認した。火山防災の専門用語の問題点を評価し見直し提言を行った。また、火山爆発と関連した土砂災害や火山砂防の課題とその啓発活動のあり方を探った。科学者による噴火予測(直前予測・推移予測および終息の判断)と、それぞれの段階における科学的減災助言の実態を解明し、将来の困難に備える指針と必要なツール開発が提言された。また、住民避難や登山規制の解除における科学者の役割が論じられた。20世紀に6回発生した噴煙柱が成層圏に達する大規模爆発的噴火の比較研究から、準リアルタイムでどのような物理量が把握でき、減災支援で共有すべき情報はどのようなものかが議論され、過去6回の歴史的成果が次期の大爆発で試されるべきと提言がなされた。研究計画に記した5研究項目に沿って、実際の配当予定予算規模にあわせて全体計画の見直しを行い、研究を開始した。本年度の研究実績を、5研究項目毎に以下にまとめる。1.噴火履歴の精密・迅速解析手法の開発中川はH15年度導入予定の高速全自動火山噴出物分析装置の機種再検討を行い、機種を決定した。予備的作業に使用する実体顕微鏡を導入し、高速全自動火山噴出物分析装置の導入準備作業を開始した。2.マグマ供給系の時間変遷の研究とそれを用いた中長期噴火予測手法の開発中川は、利尻火山と三宅火山を対象に、噴出物データの詳細な解析により、それらの火山の発達史を長期的な地下のマグマ供給系の時間的変遷モデルを構築して説明した。また、研究協力者の吉本とともに20世紀日本最大級の火砕流噴火を行った北海道駒ヶ岳について、同様の方法の適用を開始した。3.火山災害の多様性に関する研究岡田と宇井は、過去の主な火山噴火と災害対応に関する時系列データや各種映像資料のデジタル化を進めデータベース化の準備を行った。森は火山災害のうち地殻変動災害について、有珠山1977-1982年活動の事例を解析した。4.災害予測図(ハザードマップ)作成手法の開発山村は、GIS・GPSモバイル装置を導入し、ハザードマップ分析の研究を進め、研究協力者の押谷の住民アンケート調査と連携し、次世代ハザードマップの作成手法を検討した。5.火山災害時における危機管理に関する研究小山は、災害情報専用サーバーの機器を導入し、ソフト面を含めた立ち上げ準備作業を行った。吉川は、社会心理学者の立場から住民参加型の危機管理のありかたを検討した。研究協力者の林は教育面における災害軽減科学のあり方について解析を進めた。研究協力者の中橋は、1986年伊豆大島噴火について、ゲーミングシミュレーションの手法で学生集団をシミュレーターとして解析検討を行った。1.高速全自動火山噴出物分析装置の導入により、膨大な資料の、迅速な全岩化学組成分析が可能になった。この結果、樽前山の歴史時代の噴出物が示す組成変化に対して、中川は、2種類のマグマ混合の変遷が深部成層マグマ溜りを規定したと考えた。現在は、デイサイト安山岩質マグマは枯渇した状態にあり、次期噴火予測の原点が明らかにされたことになる。2.IUGG総会やハワイの国際会議の場で、ハザードマップの活用・次世代の減災文化育成や土地利用などまで踏み込んだ、減災のための基礎科学について交流を図った。宇井・岡田の協力による英語版有珠山防災ビデオは、高い評価を得た。有珠山副読本計画、火山教育、次世代育成のためのビデオクリップ作成なども、国際的な関心事である。3.多方面からハザードマップの研究がなされた。山村らはGISシステムを用い住民活用型マップ分析を実施し、火山災害環境と社会災害環境の調和政策を念頭に、モデル規範適用理論による考察を行なった。小山らは、準備中の富士山のハザードマップについて、地元自治体の防災関係者を対象に意識調査分析を行い、長期間噴火がなかった地域での、減災活用における課題を明らかにした。4.噴火災害時の危機管理については、岡田等は、2000年有珠山噴火の前兆期と噴火対応初期について、報道ビデオなどをもとに、危機管理時系列の実態を明らかにした。特に火砕流発生の認知とその情報提供の詳細な実態は興味深い。また、1910年有珠山噴火の危機対応時系列表が完成し、避難解除の課題等が明らかになった。

小山らは、火山災害危機管理情報処理システムを構築し、本研究メンバーによる最近の研究成果をwebで活用するシステムの運用を開始している。5.吉川は、三宅島噴火の予知連議事録の解析により、集団浅慮など組織心理学からみた危機管理の課題を論じた。今後の比較研究が注目される。1.詳細噴火履歴の解析に基づくマグマ供給系の時間的変遷の研究については、平成16年では新たにマグマプロセス解析装置(LA-ICP-MS)を導入し、機器の調整を終え分析手法の確立に取り組んだ。北海道駒ケ岳ではマグマ供給系の時間的変遷の解析を終了した。9000年前の樽前山噴火や1663年有珠山噴火の解析も終了した。十勝岳では過去3000年間の噴火史を書き換えた。桜島や蔵王での解析も進んでいる。また、白頭山では新たな噴出を明らかにした。2.従来の地質・岩石学的手法に加え、広域精密水準測量の長期間再吟味により、駒ケ岳では1929年噴火後も深部のマグマ蓄積が継続していることが明らかになった。また、4回の有珠山噴火を統一的に説明する深部減圧・浅部増圧の力源モデルが導入された。3.火山危機管理専門家支援サーバーの基本設計と構築を行い、学会や研究会等での意見交換により現在改良が図られている。膨大なデジタルコンテンツを噴火危機管理でいかに有効に共有し、迅速で的確な判断を導くかという課題に対して、この支援サーバシステムはかなり実用段階に近づいたと考えられる。火山噴火予知連絡会のメンバー等から早期試用への強い期待が寄せられている。4.噴火危機やハザードマップの比較研究、危機当事者のヒヤリングを行い、基本的なデータベースの構築を進めた。また、GISシステムを用いた住民活用型マップの多パラメータ解析による分析で、有珠山のハザードマップ活用事例の課題を明らかにした。5.火山災害情報の受けて側の課題に注目し、火山危機シナリオワークショップ、ハザードマップ読み取り実験、学生の減災意識の課題収録、ゲーミングシュミレーション教材の開発を進めた。また、ハザードマップ研究会や公開シンポジウム、新聞やテレビを用いた長期予測や減災研究の成果の社会への還元を図った。(1)前年度導入したマグマプロセス解析装置(LA-ICP-MS)を本格運用し、火山噴出物の詳細な定量的分析により、マグマ供給系の評価を行った。その結果、駒ケ岳では想定されている規模の軽石噴火の確率は低く、有珠山では従来の単一マグマ系の進化という従来の考えに代わり、2回のマグマ系変遷を明らかにできた。十勝岳でも、噴火史は書き換えられ、次期噴火が溶岩流出タイプとなる確率が高いことが推測できた。白頭山及び桜島についてもデータ収集は終了した。(2)4回の有珠山噴火を対象に、火山災害の多様性と火山危機での詳細な時系列データファイルの構築、特に減災成功を支えた科学者の助言活動の実態などに関する膨大なデータの集積を進めた。この時系列データに加え、映像や音声クリップ、写真画像などのマルチメディアのファイル整備を図った。災害対策が乏しかった地元社会が、どのようなプロセスで減災を勝ち取ったか、世界の噴火研究のインパクトの実態や持続的な減災文化活動の重要性などが明らかになった。(3)&(4)ハザードマップが整った富士山では、マップの理解と活用に関する住民参加型の実態調査がなされ、また想定噴火危機にたいするシナリオシュミレーションを実施した。
尿路結石形成時の酸化ストレス発生機序の解明と遺伝子組み換えマウスを用いた機能解析

尿路結石の形成初期には酸化ストレスによる腎尿細管細胞傷害が重要であることを明らかにした。酸化ストレス発生の機序としてミトコンドリア傷害が示唆され、ミトコンドリア傷害の抑制剤により結石形成を抑制することができた。また、結石マトリクスであるオステオポンチンの機能部位の変異マウスを用い、そのRGD部位が結石形成開始時に、カルシウム結合領域が結石の成長に、関与していることが示唆された。尿路結石形成の初期には細胞障害が起こり、酸化ストレスがその原因になっていると考えられる。細胞内のミトコンドリアの損傷によって活性酸素が発生することが知られており、結石形成時にはシュウ酸による細胞障害→ミトコンドリアの損傷→活性酸素の発生→細胞障害のサイクルが発生していると推察される。また、細胞障害に対して、尿路結石関連遺伝子、マトリクスが発現し結石形成に影響を及ぼすと考えられる。結石形成時の細胞障害、ミトコンドリアの機能、マトリクス蛋白の機能について詳細に検討することで、結石形成機序を解明し、予防法の確立に活用することを目的とした。尿路結石モデルマウスを用いて、結石形成の初期段階での細胞内ミトコンドリアの変化を電子顕微鏡を用いて観察した。蓚酸前駆物質であるグリオキシル酸の投与6時間後にはミトコンドリアの崩壊が観察され、酸化ストレスマーカーの変化が確認された。ミトコンドリアの変化に伴い、微絨毛の崩壊も観察された。3日後にはミトコンドリアを含む結石形成が確認された。結石形成初期にはミトコンドリアの機能が重要であり、今後、酵素活性を測定する予定である。結石形成に重要な役割をしめすマトリクス蛋白オステオポンチン(OPN)の機能部位の解析を行うため、そのRGD配列をRGEに変換したOPN、カルシウム結合部位を欠損したOPNを発現するトランスジェニックマウスとOPNを交配し、遺伝子改変したOPNのみを発現するマウスを作成した。平成21年度に結石形成におよぼす影響を詳細に観察する予定である。細胞内のミトコンドリアの損傷によって活性酸素が発生することが知られており、結石形成時の細胞障害、ミトコンドリアの機能、マトリクス蛋白の機能について詳細に検討することで、結石形成機序を解明し、予防法の確立に活用することを目的とした。1.結石形成時の尿細管細胞微細構造の観察:結石形成時の尿細管微細構造の観察と尿路結石マトリクス蛋白であるオステオポンチン(OPN)蛋白の局在の変化について検討した。尿路結石モデルマウスとしてグリオキシル酸を腹腔内投与し、1, 3, 6, 9, 12, 24, 48時間後にsacrificeし、腎臓を摘出、透過型電子顕微鏡で観察し、尿細管微細構造、とくにミトコンドリアと細胞膜について経時的変化を観察した。2.結石形成時の酸化ストレスとミトコンドリア活性の測定:結石モデルラット薬剤負荷、1, 3, 6, 9, 12, 24, 48時間後に腎臓を摘出し、酸化ストレスの発現を見るために、superoxide dismutase(SOD)、malondialdehyde (MDA)について免疫染色を行った。培養腎尿細管細胞にシュウ酸カルシウム結晶を添加し、1, 2, 4, 12時間後に、ミトコンドリア膜貫通蛋白群(MPTP)の開口について検討した。3. OPNノックアウトマウスと変異OPN発現トランスジェニックマウスを用いたOPN機能部位の解析と酸化ストレスとの関係:OPN-KOマウスと変異OPNトランスジェニックマウスを交配し、wild type由来のOPNの発現はノックアウトされているものの、トランスジェニックマウス由来のそれぞれのOPNを発現する遺伝子組み換えマウスを作成した。蓚酸前駆物質であるグリオキシル酸100mgを腹腔内投与して結石形成を行い1, 3, 6, 9, 12, 24, 48時間後にsacrificeし、腎を摘出していた。結右形成とOPN発現の関係を明らかにする予定である。1.結石形成時の尿細管微細構造の観察と尿路結石マトリクス蛋白であるオステオポンチン(OPN)蛋白の局在の変化について尿細管細胞微細構造とくにミトコンドリアと細胞膜について、平成21年度より詳細に検討を行った。結石モデルラットとしてグリオキシル酸を腹腔内投与し、経時的にsacrificeし、摘出した腎臓を透過型電子顕微鏡で観察した。結石形成初期にミトコンドリアの崩壊と微絨毛の脱落が観察された。