hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
TiAl金属間化合物の機械的性質向上のためのラメラ配向制御法の確立

反応焼結プロセスについては、予備接合、昇温中のアルミニウムの溶解を防ぐためのアルミニウムの化合物化処理、チタニウム基合金相のα→β変態を抑制するためのチタニウム内でのアルミニウムの富化処理、α単相化処理、二相化処理等の様々なステップで構成されるプロセスによって、配向が制御された二相の表記金属間化合物の創製が可能であることを認識した。しかし、現状では配向の制御の度合いは機械的性質を大きく向上させるには不十分であり、この方法の改良が必要であることも判明した。本研究は、高比強度高温構造材料として注目されているTiAl金属間化合物の実用化を実現するための二相ラメラ組織の配向を制御する技術を確立することを目的としている。本年は昨年見出したこの系の状態図の特徴に注目し、先鋭な集合組織を有するチタニウム箔とアルミニウム箔の積層材の拡散反応によってチタニウム中のアルミニウム濃度を富化し、最終的にチタニウムの集合組織を反映したα単相状態を実現した後に二相化するプロセスについて、プロセスを構成する種々の段階の物理的内容を明確にすることを目的として研究を進めた。予備接合後のアルミニウムの溶解を防ぐためのアルミニウムの化合物化処理ではチタニウムの集合組織は変化しないが、チタニウム基合金相のα→β変態を抑制するために設けられていた熱処理は従来の条件では不十分でβ化によるチタニウムの集合組織変化が相当量生じており、加熱時間を長くする必要があることが分かった。α単相化処理の時間を適切にすると、所望の方位の頻度が正常粒成長によって増大することが判明した。さらにアルミニウムの集合組織の活用の可能性について、アルミニウム相を起点とする様々な化合物相の結晶方位をEBSP法によって評価した結果、ラメラ組織の配向制御にアルミニウム相の集合組織も利用できることが見出された。以上により、配向の制御度を向上させるためのプロセス改善についていくつかの可能性が見出された。本研究は組織制御によって優れた特性を付与することが可能であることが知られながら、製造技術の開発が遅れているために本格的な実用化には至っていないTiAl二相金属間化合物を対象に、高温加工と熱処理の組み合わせ、ならびに発達した集合組織を有するチタニウム箔とアルミニウム箔を出発材とする反応拡散による組織制御技術を構築することを目的とするものである。対象をTi-43mol%Alを対象とした加工熱処理による配向制御法、Ti-47mol%Alを対象組成とした反応拡散による組織制御法の開発を進めた。前年度見出したα単相域での加工とそれに引き続く二相状態での加工による配向制御法の開発研究では、α単相域での加工量と、二相状態での加工量の組み合わせを種々変化させて、最も配向制御に有効な組み合わせ加工量を把握した。二相状態での加工量を多くしすぎると変形中に再結晶が生じ、微細なα単相粒とγ単相粒が形成され、配向制御には適さないことが判明した。反応拡散に基づくプロセスでは、α単相化の過程でのα→β変態を確実に抑制するための加熱プロセスの確定をこころみた。出発材のチタニウムの集合組織を継承させることにより、最終的に板面から20°以内に二相ラメラ組織の50%60%を配向させることことができた。これらの成果から、両者の組み合わせプロセス、すなわち反応拡散により集合組織を有するα単相状態を実現した上で、二相状態での加工することによって、配向が十分制御されたTiAl二相金属間化合物の製造が可能になると結論できる。
Nrf2活性化によるカルボニルストレスの抑制と、その治療抵抗性統合失調症への応用

統合失調症患者の脳内ではグルタチオン(GSH)濃度が減少していることが報告されている。本研究ではNrf2によって濃度が制御されているGSHとMGの相関を知るために老齢マウスを用いた検討を行った。蛍光HPLC法で脳内GSHを測定したところ、老齢マウスでは若齢マウスに比べて20%程度GSH濃度が減少していることを確認した。本研究では脳内MG濃度を測定するにあたり、脳を6部位に分画した(前頭皮質、海馬、側坐核、線条体、脳幹、小脳)。この6部位においてMG濃度を測定したところ、前頭皮質のMG濃度が最も低く、脳幹のMG濃度が最も高いことが分かり、MG濃度は脳の部位毎に大きく異なっていることが分かった。6部位毎で老齢マウスと若齢マウスのMG濃度を比較したところ、全ての部位において老齢マウスの方が若齢マウスに比べてMG濃度が低いことが分かったが、肝臓や血清ではこの減少は認められなかった。また、若齢マウスにおいてMG代謝酵素であるグリオキサラーゼ1のタンパク質発現量はMG濃度と正の相関性があることが分かったが、その相関性は老齢マウスでは認められなかった。一方で、MGから産生される終末糖化産物(AGEs)の蓄積は老齢マウスと若齢マウスの間に差はなかった。また、MGをマウス腹腔内に投与する実験や組織ホモジネートを用いた検討により、過剰に産生されたMGは亢進した代謝機構によって速やかに代謝されるかまたはAGEs化し、一時的に消失することが分かった。さら統合失調症モデルマウスの前頭皮質、海馬、線条体では野生型マウスに比べてMG濃度が高値を示すことも明らかにした。脳内では過剰にMGが産生された場合、代謝系が亢進し、GSHは消費され、カルボニルストレスに脆弱になっていると思われる。従って、Nrf2活性化剤がこの脆弱性を改善させる可能性がある。ヒト神経芽細胞腫であるSH-SY5Y細胞を用いた研究で、メチルグリオキサール(MG)を神経細胞に添加すると、終末糖化産物(AGEs)の一種であるMG-H1、カルボキシエチルリジン、アルグピリミジンがMG濃度、処理時間依存的に蓄積することを明らかにした。また、転写因子Nrf2の活性化剤であるカルノシン酸とCDDOを前処理しておくとAGEs群の蓄積を顕著に抑制した。一方で、グルタチオン(GSH)合成阻害剤の処理により、Nrf2活性化剤の効果は消失した。本研究よりMGによって誘導されるカルボニルストレスに対してNrf2活性化に伴うGSH濃度の上昇が有効であることが分かった。カルボニルストレスを呈する統合失調症患者の血漿中ではAGEs群の一種であるペントシジン値が上昇している。本研究では、この統合失調症の病態に対するモデルマウスを作製することを目的として、マウスの腹腔内にMGを投与した。MG投与マウスにおけるMG濃度を測定したところ、投与後30分から脳内においてMG濃度が上昇することが分かった。また、投与後数時間の脳では一部タンパク質のMG-H1化も確認された。さらに、低濃度のMGを5日間連続で腹腔内投与した場合、特に線条体や海馬において慢性的にMG濃度が上昇することも分かり、マウスへのMGの腹腔内投与が脳においてカルボニルストレスを誘導することを示した。また、MG投与により脳内のGSH濃度がわずかに減少することも分かったが、これは過剰量のMGの解毒のためにGSHが一時的に消費されたものと考えられる。すなわち本研究で行ったin vitro及びin vivoの実験から、中枢神経系におけるカルボニルストレスに対する防御機構としてGSHが重要な役割を担っていることが分かり、GSHの生合成を制御しているNrf2の活性化が脳におけるカルボニルストレスを低減させる可能性を示唆した。神経細胞におけるカルボニルストレスに対してNrf2活性化剤が有効であることを明らかにし、これがグルタチオン濃度の上昇によるものであることを示した。また、マウスにMGを腹腔内投与することによって脳内におけるMG濃度の上昇とAGEs群の蓄積を確認し、MG由来のカルボニルストレスをマウス脳に負荷させることに成功した。

また、MGをマウス腹腔内に投与する実験や組織ホモジネートを用いた検討により、過剰に産生されたMGは亢進した代謝機構によって速やかに代謝されるかまたはAGEs化し、一時的に消失することが分かった。さら統合失調症モデルマウスの前頭皮質、海馬、線条体では野生型マウスに比べてMG濃度が高値を示すことも明らかにした。脳内では過剰にMGが産生された場合、代謝系が亢進し、GSHは消費され、カルボニルストレスに脆弱になっていると思われる。従って、Nrf2活性化剤がこの脆弱性を改善させる可能性がある。MGを腹腔内投与したマウスに対しカルノシン酸などのNrf2活性化剤を経口投与することによって、脳内のカルボニルストレスが軽減するか否かを明らかにする。また、カルボニルストレスモデルマウスの評価として行動実験も行う予定である。29年度に得られた結果からマウスを用いた実験を行うため、オーダーメード飼料の依頼と購入をする予定であり、これに対して前年度未使用額含めて予算を執行する。
日本における唐律令・礼の継受と展開

講談社の『日本の歴史』シリーズのなかで、第6巻「道長と宮廷社会」を執筆して、日本の古代国家の形成のなかで、東アジア世界で中国文明を吸収して文明化をとげたが、その到達点が10-11世紀の藤原道長に代表される摂関政治にあることを解明し、江戸時代まで続く宮廷社会の成立の歴史的意味を考えた。律令制が変質して、律令国家の第二段階となるだけでなく、白氏文集に代表される漢文学の流行、作文など漢詩の作成をうけて『源氏物語』『枕草子』などの王朝文学が花開き、藤原行成など三跡が和様書道を完成させ、藤原公任が『和漢朗詠集』を編み、漢詩と和歌のアンソロジイを作り、日本の古典的な美意識を規定した。日本における古典とは、一義的には中国における儒教の経典であるが、それが律令国家の展開の中で日本で吸収定着するなかで、この時代に日本にも古典と呼びうる独自な作品や美が生まれたのである。また編集も兼ねる第8巻では天皇制についての多角的な議論を行っている。調査としては、中国寧波の天一閣で発見された北宋天聖令の田令・賦役令の比較研究を進め、具体的な唐令の復原作業を進めている。また龍谷大学所蔵の大谷探検隊が西域より将来した大谷文書のうち、唐西州の退田文書、欠田文書、給田文書からなる均田制関係文書群について、副葬時に四神に青龍の形をなして七枚以上張りあわされていたことを解明し、多くの断簡接続を発見した。大谷文書の整理に貢献しているだけでなく、唐律令制の土地・民衆支配が解明され、日本の田令の特質も明らかになるであろう。古代の天皇制をめぐる研究書をまとめ、律令法に規定された奈良時代の天皇のあり方は、実際には大化前代あるいは古墳時代以来の固有なあり方、氏姓制度のあり方を継承しているものであることを明らかにした。しかし当初継受できなかった中国的な律令法について、八世紀中葉以降、礼の受容による唐風化という形で天皇制の変化がすすみ、弘仁年間に儀礼が中国的な形に改められ、貞観年間に唐風化の到達点をみる。これは八世紀以来律令制が段階的に継受されたということができ、天皇制は奈良時代にはなお濃厚に残していた神話的秩序からようやく脱する。この日本の天皇制は江戸時代までつづく「古典的国制」であるが、その成立は唐の律令や礼の継受の結果であったことを解明した。調査としては、中国寧波の天一閣で発見された北宋天聖令の写本の研究を進め、具体的な唐令の復原作業を進めた。また籠谷大学所蔵の大谷探検隊が西域より将来した大谷文書のうち、唐西州の退田文書、欠田文書、給田文書からなる一連の均田制関連文書について、精力的に復原研究を進め、多くの断簡接続を発見し、大谷文書の整理に貢献している。これにより唐律令制の土地支配・民衆支配が解明され、日本の田令との差異が明らかになるだろう。またソウル国立中央博物館所蔵の大谷探検隊将来アンペラ文書については、写真を入手し、接続を補訂し釈文を作成し、唐財政の一面を解明した。今後の原本調査を期待している。
解析的構造と擬極小体のモデル理論

成果は2つあげられる.代数幾何で有名な「Chowの定理」に対応する定理が,解析的ザリスキー幾何で成り立つことをオックスフォード大学のPeatfield博士とZilber教授が証明したが,彼らの結果の一般形が成り立つことを示した.二番目は,複素数体における「Richardsonの定理」をKexと呼ばれる代数的閉体に一般化した.すなわち,有限個の指数関数を含む代数的な方程式を「代数的指数関数方程式」とよび,代数的指数関数方程式の有限個の連立方程式の解集合の既約分解をKexで行った.成果は2つあげられる.代数幾何で有名な「Chowの定理」に対応する定理が,解析的ザリスキー幾何で成り立つことをオックスフォード大学のPeatfield博士とZilber教授が証明したが,彼らの結果の一般形が成り立つことを示した.二番目は,複素数体における「Richardsonの定理」をKexと呼ばれる代数的閉体に一般化した.すなわち,有限個の指数関数を含む代数的な方程式を「代数的指数関数方程式」とよび,代数的指数関数方程式の有限個の連立方程式の解集合の既約分解をKexで行った.解析的構造のモデル理論として、解析的ザリスキー幾何の研究を中心に行った。英国オックスフォード大学のジルバー教授とその弟子であるピートフィールド博士によって提唱された、「解析的ザリスキー幾何」のモデル理論的公理系を詳細に解析した。ヘブライ大学(イスラエル)のフルショフスキー教授の提唱した「ジェネリック構造構成法」を用いて、彼らは「解析的ザリスキー構造」を構成したが,この構造の性質を研究した。前述した公理系の解析とともに、これら2つの内容をまとめて、京都大学数理解析研究所の講究録に論文として報告した。ジルバー教授は、解析的ザリスキー構造以外にも、「非代数的ザリスキー構造」も研究している。そのいくつかの例について詳細に分析し、やはり数理解析研究所の別の講究録に論文として報告した。現在、「ザリスキー構造」に抽象的な「解析関数」を添加した構造を考え、その新たな構造を「解析的ザリスキー構造」と解釈する方法を開発中である。この手法を用いて、ジルバー教授の「非代数的ザリスキー構造」から「解席的ザりスキー構造」を構成し、さらにコンパクト化した構造を考え、その構造において「大域的に定義可能な」集合の性質を考察する準備的研究を行っている。2008年2月末日から3月10日まで、オックスフォード大にジルバー教授を訪ね、解析的ザリスキー構造の研究に関して討議を行い、今後の研究課題・方針について意見を交換した。1)解析的構造のモデル理論的枠組みとしては,「解析的ザリスキー構造」がよく知られている.その1つの例として,ZilberとPeatfieldによって構成された構造があるが,この構造において大域的な解析的集合の特徴付けとしてChowの定理が成り立っている.彼らの論法を一般化した「一般的Chowの定理」について,京都大学数理解析研究所の講究録に発表した.2)擬極小体の一つである,「擬指数関数付き代数的閉体」(以下Kexと書く)をモデル理論的に考察する方法として,PQF位相と呼ばれる位相を導入し,その位相に関する「解析的集合」の性質について考察を行った.このPQF位相における,「解析的集合」の候補に相応しい集合の,「既約成分分解」に対応する定理が成り立つことがわかる。しかしながら,PQF位相では,擬指数関数の解析的性質を表現するには貧弱であることも知られている.(Zilberの注意)Kexをモデル理論的に扱う第一歩として,解析的ザリスキー構造とみなすことが可能かという,Zilber予想と呼ばれる問題がある.この問題に対する肯定的解答を与えるには,したがってPQF位相より強い,すなわち閉集合がより多い位相を定義しなければならない.上述の知見を,平成21年3月末に駒場東大キャンパスで開催された,日本数学科年会基礎論分科会において報告した.解析的構造のモデル理論として,解析的ザリスキー幾何についての研究を継続した.本研究計画の最終年度として解析集合の性質をモデル理論的見地から研究するために,「無限小」の概念に着目した.当初,「ひとつの解析的ザリスキー構造の初等拡大は再び解析的ザリスキー構造になる」との結果がすでに他の研究者によって得られているとして,「無限小」概念の研究に着手した.しかし,前述の結果が得られている訳ではなく,また前述の主張は一般的には正しくないことも判明した.このような事態により,研究計画そのものの進捗が大幅に遅れてしまったが,否定的事実にせよ判明したのは今後のことを考えると,それなりの意味はあったものと言えよう.年度末に向けて,「量子2-トーラスと呼ばれる数学的構造が解析的ザリスキー構造になる」というB.Zilber教授の予想の証明に向けて研究を集中させている.残念ながら,年度末までに終了させることは出来なかったが,上記失敗例とは異なり,オックスフォード大学の研究者との共同研究として結実させる予定である.量子2-トーラスが解析的ザリスキー構造であることが証明されれば,非可換な解析的ザリスキー構造の非常に重要な例になっている.
誤嚥防止に寄与する口腔感覚の意義

近年、誤嚥に起因する誤嚥性肺炎が高齢者にとって重要な問題になっているが、「嚥下」の実態はまだ不明な点が多く、誤嚥の機序を明らかにすることは難しい。本研究では誤嚥防止に寄与する口腔感覚の意義を追求するために、まず正常嚥下について、ヒト口腔咽頭・喉頭部への刺激が随意性嚥下にどのような影響を及ぼすのかを調べた。刺激溶液を咽頭・喉頭部へ挿入したチューブを通じて限局して与えた実験から、水刺激によって随意性嚥下の嚥下間隔が短くなる部位が咽頭・喉頭部に限局していることがわかった。一方、舌後部ではNaCl溶液刺激によって嚥下が促進され、水刺激では嚥下を促進しなかった。本実験から、舌後部と咽頭・喉頭部では異なる感覚受容器が嚥下誘発に関わっていることを示すことが出来た。被験者間の嚥下遂行能力には個人差があった。随意性嚥下の嚥下間隔時間の長い被験者ほど、咽頭・喉頭部において水刺激による随意性嚥下を促進する効果が大きかった。このことから嚥下間隔時間の長い、いわゆる嚥下能力の低いヒトにとって口腔内感覚入力が非常に重要であることがわかった。さらに、口腔内からの感覚入力が誤嚥防止の要因につながる可能性が示唆された。以下、その結果を報告する。嚥下は随意的にも反射性にも起こすことが出来る。嚥下は上位中枢からの入力と口腔粘膜からの末梢性感覚入力が延髄にある嚥下中枢で統合され、その活動性がある閾レベルにまで高まると関連する運動神経核が一定のパターンで活動して起こる。しかし、嚥下における上位入力と末梢性感覚入力の両者の関連はよくわかっていない。今年度、ヒトにおける嚥下能力と口腔感覚の関係について関連する感覚受容器の効果を調べた。各健常若年被験者は直立座位にて椅子に座った。口腔側から咽頭喉頭部へ向かい直径1.0mmのシリコンチューブを通し、それを通じて水および食塩水を注入した。被験者には刺激液を注入している問、出来るだけ繰り返し嚥下するよう指示した。各被験者の嚥下はオトガイ下の表面筋電図記録にて行い、唾液の影響を避けた最初の数回を除く連続した5回の嚥下間隔時間の平均値(SI)を、嚥下の能力の指標とした。結果はどの被験者においても、咽頭喉頭部での水刺激のSIは短くなり、ヒトの咽頭喉頭部への水刺激が嚥下の促進に有効であることがわかった。また、食塩水刺激ではSIが延長し、嚥下に有効でないことがわかった。これは水受容器の興奮が食塩水刺激によって抑制されたためである。刺激液を通すチューブを口腔側へ移動させると、水刺激時のSIは延長し嚥下に有効では無くなった。一方食塩水刺激では塩味を感じ始める舌後部から、SIが短くなり、咽頭部での水刺激時と同程度の嚥下促進効果が得られた。このことは、ヒトには嚥下促進に有効な水受容器が咽頭喉頭部に局在し、Na味覚受容器は舌後部に存在することを示す。またSIには著しい個人差力現られ、SIの大きい被験者ほど水刺激による嚥下促進の効果は大きく、SIの小さい被験者ほど感覚刺激の嚥下促進効果は小さかった。本実験から感覚入力は随意嚥下能力が低い被験者の嚥下困難性に対し、補償する重要な役割のあることが初めて明らかになった。

本研究では誤嚥防止に寄与する口腔感覚の意義を追求するために、まず正常嚥下について、ヒト口腔咽頭・喉頭部への刺激が随意性嚥下にどのような影響を及ぼすのかを調べた。刺激溶液を咽頭・喉頭部へ挿入したチューブを通じて限局して与えた実験から、水刺激によって随意性嚥下の嚥下間隔が短くなる部位が咽頭・喉頭部に限局していることがわかった。一方、舌後部ではNaCl溶液刺激によって嚥下が促進され、水刺激では嚥下を促進しなかった。本実験から、舌後部と咽頭・喉頭部では異なる感覚受容器が嚥下誘発に関わっていることを示すことが出来た。被験者間の嚥下遂行能力には個人差があった。随意性嚥下の嚥下間隔時間の長い被験者ほど、咽頭・喉頭部において水刺激による随意性嚥下を促進する効果が大きかった。このことから嚥下間隔時間の長い、いわゆる嚥下能力の低いヒトにとって口腔内感覚入力が非常に重要であることがわかった。さらに、口腔内からの感覚入力が誤嚥防止の要因につながる可能性が示唆された。
栄養素の選択的摂取行動と代謝に及ぼす視床下部室傍核AMPキナーゼの調節作用

AMPキナーゼ(AMPK)は、細胞内AMP濃度上昇によって活性化し、グルコースや脂肪の利用、遺伝子発現、蛋白合成を調節してATPを回復させる酵素であり、"metabolic sensor"、"fuelgauge"として知られている。視床下部室傍核は古くから摂食行動調節に重要な神経核として知られている。そこで本研究では、レンチウイルスを用いて活性型AMPKをマウス視床下部室傍核の神経細胞に選択的・恒常的に発現させ、摂食量と体重の変化を調べた。その結果、室傍核に活性型AMPKを発現させたマウスは過食となり肥満することが判った。興味深いことにこのマウスは、炭水化物食を好み高脂肪食を嫌うことを見出した。さらにこのような食餌嗜好性の変化が、AMPKによる室傍核での脂肪酸酸化の変化によることを見出した。次に、高脂肪食と炭水化物食に対する嗜好性が肥満動物ではどのように変化しているのか、また、室傍核AMPKとどのような関連にあるかを調べた。その結果、高脂肪食による肥満、KKAy肥満マウスでは脂肪に対する嗜好性が亢進することを見出した。さらに、室傍核AMPK活性及び脂肪酸酸化が低下していた。これらの実験結果は、室傍核AMPK-脂肪酸酸化機構が肥満動物の食餌嗜好性にも調節作用を営むことを示唆する。AMPキナーゼ(AMPK)は、細胞内AMP濃度上昇によって活性化し、グルコースや脂肪の利用、遺伝子発現、蛋白合成を調節してATPを回復させる酵素であり、"metabohc sensor"、"fuelgauge"として知られている。私どもは、AMPKが、細胞内エネルギー代謝を調節するだけでなく、レプチンやアディポネクチンの細胞内シグナル伝達分子として摂食行動、代謝を調節することを報告した(Nature,2002,2004)。レプチンを投与すると視床下部神経核のうち、弓状核と室傍核において選択的にAM:PK活性が低下する。また、室傍核は古くから摂食行動調節に重要な神経核として知られている。興味深いことにこのマウスは、炭水化物食を好み高脂肪食を嫌うことをみいだした。さらにこのような食餌嗜好性の変化は、AMPKによる室傍核での脂肪酸酸化の変化によることも見出した。室傍核AMPKによる食餌嗜好性の調節機構が生理的にどのような意義を有するかを明らかにする目的で、室傍核AMPKを活性化させる絶食の効果を調べた。その結果、正常なマウスを一昼夜絶食してから再摂食させると、マウスは炭水化物食を多く摂取することがわかった。絶食後の再摂食においてマウスが炭水化物食を好んで摂取するのは、脳の糖代謝を速やかに正常に戻すためと考えられる。また、この効果は室傍核に脂肪酸酸化の特異的阻害剤であるetomoxirによって完全に抑制された。以上の事から、室傍核AMPKは脂肪酸酸化を介して炭水化物と脂肪の食餌嗜好性を調節することが明らかとなった。レプチンを投与すると視床下部神経核のうち、弓状核と室傍核において選択的にAMPK活性が低下する。

興味深いことにこのマウスは、炭水化物食を好み高脂肪食を嫌うことをみいだした。さらにこのような食餌嗜好性の変化は、AMPKによる室傍核での脂肪酸酸化の変化によることも見出した。さらに本年度は、肥満動物において、高脂肪食と炭水化物食に対する嗜好性がどのように変化しているのか、また室傍核AMPKとどのような関連にあるのかを調べた。その結果、高脂肪食による肥満、KKay肥満マウスにおいて脂肪に対する嗜好性が亢進することを見出した。また、室傍核AMPK活性、脂肪酸酸化は低下していた。AMPK-脂肪酸酸化が低下すると、脂肪に対する嗜好性が亢進することから、本研究結果は、室傍核AMPK-脂肪酸酸化機構が肥満動物における嗜好性の変化に関わることが示唆される。
凝集誘起発光イメージングで「観る」プリオンタンパク質オリゴマーの形成・伝播機構

プリオン病はプリオンタンパク質(PrP)が異常重合し脳内に凝集体が蓄積することで発症するが,その感染・発症機構は不明である.従来,多数のPrPが凝集したアミロイド線維の沈着が病態の中心だと考えられてきたが,近年,少数のPrPが重合したオリゴマーがより強い細胞毒性と感染性を持ち,プリオン病病態機序で中心的な役割を果たすという説が有力である.しかし従来の方法ではPrPオリゴマーを可視化することはできない.本研究では,PrPオリゴマーの動態を生きた細胞内で「観る」ため,抗プリオン化合物と凝集誘起発光(Aggregation Induced Emission; AIE)色素を融合した新しい蛍光プローブを開発し,AIEイメージングを用いてプリオン病とPrPオリゴマーの因果関係を解析する.本研究で得られる成果はプリオン病の診断・治療法開発への貢献が期待できる.本研究はAIE現象を利用してタンパク質凝集体の分子イメージング技術を確立するものであり,AIEメカニズムの理解が不可欠である.平成30年度は,昨年度に引き続き,タンパク質凝集体の分子イメージング技術を確立するための基礎として,最も代表的なAIE分子であるシアノスチルベン誘導体CN-MBEおよびテトラフェニルエチレンTPEの発光メカニズムについて,分子シミュレーションを用いた理論的解析に取り組んだ.その結果,これまで不明であったCN-MBEとTPEのAIEメカニズムを明らかにし,AIE現象を利用した分子設計をおこなうための基礎を確立することに成功した.そこで,CN-MBEとTPEのAIEメカニズムの解析結果に基づき,「PrPを特異的に標識する選択的結合性」と「結合したタンパク質同士が凝集する場合にのみ蛍光性がオンとなる凝集誘起発光性」を併せ持つPrP凝集体プローブのパイロットモデル分子を合成し,物性評価をおこなった.平成30年度は,昨年度に引き続き,抗プリオン剤とAIE色素を融合したPrP凝集体プローブを設計・合成し,AIE特性の検証,PrPとの相互作用解析をおこなうことを目的とした.タンパク質凝集体の分子イメージング技術を確立するための基礎として,最も代表的なAIE分子であるシアノスチルベン誘導体CN-MBEとテトラフェニルエチレンTPEの発光メカニズムについて,分子シミュレーションを用いた理論的解析に取り組んだ.その結果,これまで不明であったCN-MBEとTPEのAIEメカニズムを明らかにし,AIE現象を利用した分子設計をおこなうための基礎を確立することに成功した.CN-MBEとTPEのAIEメカニズムの解析結果に基づき,PrP凝集体プローブのパイロットモデル分子TPE-Trehaを合成し,基本物性の評価をおこなった.TPE-TrehaをTHFと水の混合溶液中に溶解し,THF/水の割合を変化させながら蛍光測定をおこなった。その結果,TPE-Trehaは,水の割合が少なく(THFの割合が大きく)溶液中に分散しているときには蛍光を示さないが,水の割合が大きく(THFの割合が少なく)溶液中で凝集して微粒子を形成しているときには強く発光することが明らかになった.つまり,TPE-Trehaは顕著なAIE特性を示すことが明らかになった.このTPE-Trehaを細胞中に添加し蛍光顕微鏡観察をおこなったところ,死細胞のみが蛍光を示し,選択的にイメージングできることが明らかになった.現在,TPE-TrehaとPrPの相互作用解析,および,PrP凝集体にTPE-Trehaを添加したときの蛍光測定について準備を進めている状況である.以上の進捗状況から,本研究はおおむね順調に進展していると判断した.平成30年度は,昨年度に引き続き,「PrPを特異的に標識する(他の生体分子には結合しない・結合しにくい)選択的結合性」と「結合したタンパク質同士が凝集する場合にのみ蛍光性がオンとなる凝集誘起発光性」を併せ持つPrP凝集体プローブのTPE-Trehaを合成し,水・THF混合溶液中における蛍光測定など,AIE特性についての物性評価をおこなった.その結果,TPE-Trehaは水・THF混合溶液中において顕著なAIE特性を示すことから,PrP凝集体を選択的・高感度に分子イメージングするための蛍光プローブとして有望なシードであることが検証実験により明らかになった.今後,昨年度中に設計したGN8-AIEとあわせて,凝集体プローブとしてのPrP結合能・AIE特性を向上させるための最適化に取り組む.GN8-AIEおよびTPE-Trehaを用いて確立したAIEイメージング技術を用いてPrPオリゴマーの蛍光測定をおこない,その動態を明らかにする予定である.さらに,PrPオリゴマーの構造をモデル化し,分子シミュレーションをおこなうことで,その形成・伝播の詳細なメカニズムを分子レベルでも明らかにする予定である.プリオン病はプリオンタンパク質(PrP)が異常重合し脳内に凝集体が蓄積することで発症するが,その感染・発症機構は不明である.

従来,多数のPrPが凝集したアミロイド線維の沈着が病態の中心だと考えられてきたが,近年,少数のPrPが重合したオリゴマーがより強い細胞毒性と感染性を持ち,プリオン病病態機序で中心的な役割を果たすという説が有力である.しかし従来の方法ではPrPオリゴマーを可視化することはできない.本研究では,PrPオリゴマーの動態を生きた細胞内で「観る」ため,抗プリオン化合物と凝集誘起発光(Aggregation Induced Emission; AIE)色素を融合した新しい蛍光プローブを開発し,AIEイメージングを用いてプリオン病とPrPオリゴマーの因果関係を解析する.本研究で得られる成果はプリオン病の診断・治療法開発への貢献が期待できる.本研究はAIE現象を利用してタンパク質凝集体の分子イメージング技術を確立するものであり,AIEメカニズムの理解が不可欠である.そこで平成29年度は,タンパク質凝集体の分子イメージング技術を確立するための基礎として,最も代表的なAIE分子であるシアノスチルベン誘導体CN-MBEの発光メカニズムについて,分子シミュレーションを用いた理論的解析に取り組んだ.その結果,これまで不明であったCN-MBEのAIEメカニズムを明らかにし,AIE現象を利用した分子設計をおこなうための基礎を確立することに成功した.そこで,シアノスチルベン誘導体のAIEメカニズムの解析結果に基づき,「PrPを特異的に標識する(他の生体分子には結合しない・結合しにくい)選択的結合性」と「結合したタンパク質同士が凝集する場合にのみ蛍光性がオンとなる凝集誘起発光性」を併せ持つPrP凝集体プローブのパイロットモデル分子GN8-AIEを合成し,基本物性の評価をおこなった.平成29年度は,抗プリオン剤とAIE色素を融合したPrP凝集体プローブを設計・合成し,AIE特性の検証,PrPとの相互作用解析をおこなうことを目的とした.はじめに,タンパク質凝集体の分子イメージング技術を確立するための基礎として,最も代表的なAIE分子であるシアノスチルベン誘導体CN-MBEの発光メカニズムについて,分子シミュレーションを用いた理論的解析に取り組んだ.その結果,これまで不明であったCN-MBEのAIEメカニズムを明らかにし,AIE現象を利用した分子設計をおこなうための基礎を確立することに成功した.シアノスチルベン誘導体のAIEメカニズムの解析結果に基づき,PrP凝集体プローブのパイロットモデル分子GN8-AIEを合成し,基本物性の評価をおこなった.GN8-TPEとPrPのドッキング・シミュレーションをおこない,その結合構造を解析した結果,GN8-AIEはPrPの特定部位に結合することが明らかになった.したがってGN8-AIEは,様々な分子が多数混在する体内においても,標的とするPrPを選択的に標識して結合する傾向を持つことが明らかになった.GN8-AIEをTHFと水の混合溶液中に溶解し,GN8-AIEのみの場合,PrPの単量体を添加した場合,PrP凝集体を添加した場合のそれぞれについて,蛍光スペクトルを測定した.その結果,PrPの単量体を添加した場合は,GN8-AIEのみで測定した場合とほぼ同程度の蛍光強度を示した。一方,凝集体を添加した場合は,GN8-AIEのみ,単量体を添加した場合に比べて,より強い蛍光強度を示すことが明らかになった.したがってGN8-AIEは,PrP凝集体を選択的・高感度に分子イメージングするための蛍光プローブとして有望なシードであることが検証実験により明らかになった.以上の進捗状況から,本研究はおおむね順調に進展していると判断した.プリオン病はプリオンタンパク質(PrP)が異常重合し脳内に凝集体が蓄積することで発症するが,その感染・発症機構は不明である.
水蒸気爆発に関する研究(溶融金属の落下条件の影響)

水蒸気爆発は高温溶融体が水に接触して起こる爆発的な現象である。水の急激な相変化は高温溶融体と水との直接接触熱伝達によってもたらされるが、通常大気に開放した雰囲気で高温溶融体が水中に落下する際には空気をまきこみ、直接接触熱伝達を阻害する可能性がある。空気を排除して水温の飽和圧力状態になると現象はどう変わるか、水は容器内圧力に対して飽和温度よりも低いサブクール状態でなければ本現象は発生しないかを見極めることを目的とした。水蒸気爆発であるか否かの判断、水中の水面近く、底、両者の中間、いずれで爆発が起こるかの観測が必要なため、水の容器は可視化し、かつ20Torr程度の真空状態を保持し、高温用融体の落下を容易に制御できねばならなかった。失敗を重ね、時間はかかったが、目標に達した。圧力変化はピエゾ型センサーで検出し、高速度ビデオの画像と同期して記録できた。圧力パルスの発生により水蒸気爆発の発生を判断できた。比較的低温で溶融するスズおよびハンダ(スズ・鉛合金)を取り上げ、従来の研究と比較した。亜鉛が爆発しにくい点は未だに分かっていない。30°C前後の水に、圧力が飽和圧に近い空間を介して380°C程度の高温融体が落下しても水蒸気爆発は発生しなかったが、落下空間の圧力が200Torrになると発生する。高温溶融体には過熱度、水にはサブクールが必要であることなどを確認した。純金属と合金で現象の性質に違いがあるのかは今後の課題である。熱力学的なデータが乏しいが、合金について考察を続ける。水蒸気爆発の新しいモデル化を試みる。水槽は一辺200mmの立方体状の容器(I)であり、真鍮枠の四面にパイレックスガラスが張られている。半田などの金属を融解する内径20mmの容器(II)の周りを電気ヒーターで囲んで加熱し、電磁弁を開閉して溶融金属の流出を制御する構造とする。これを水槽の上蓋に取り付けて容器(I)を真空ポンプで引いて減圧したが不充分だったので、さらにその上部を真鍮容器(III)で覆い、容器(I)と容器(III)の空間を別々に真空ポンプで引いて減圧し実験した。融解金属が落ちる水の飽和圧力(例えば、25°Cで3kPa)までの減圧には至っていないので、熱電対、ヒーター導線の容器貫通部、温度差による熱膨張、噴出孔の耐久性、接着剤の使用を避けることなどを考慮して装置を改良中である。これとは別に水槽と金属蓋との熱膨張の違いを避ける構造を持つ水槽を透明アクリル板で作成する。これまでの知見により水中での凝固形態は線状と海綿状に大別される。水蒸気爆発が起こると後者の形態になる。溶融金属の噴出流速が増すにつれ噴流は平滑流、波状流、噴霧流となり、水中で爆発する傾向が強まる。同じ条件に設定したつもりでも爆発が起こる場合、起こらぬ場合があるなど現象には不確定な面があるので実験条件を一層明確にしたい。水面上の圧力(真空度)を変えるのも溶融金属と水の間の熱伝達を制御するためである。今後、テスト容器を早急に改良し、落下条件など所定の条件下で実験を行い、高速ビデオによる現象の可視化、圧力変動の周波数分析などを行う。また(財)原子力発電技術機構の委員会で報告を受けた国際協力による安全研究、UO_2等の混合物(3000°C程度)による水蒸気爆発の有無を調べる実験等、の結果に注目して、我々の実験の考察に反映していきたい。本研究では水蒸気爆発の発生と水の温度、サブクール度等との関係を求めるに際し、溶融金属が真空(20°C前後の水の飽和蒸気圧程度)中を落下する場合、空気層を通って水中に落下する場合とを比較して検討を行う。

装置を平成14年度の経験を踏まえて新しく作成し、真空度の保持、実験の操作性を向上することが出来た。電磁弁全体を容器内に設置するに当り、高温による弁駆動コイルの破損防止、配線の壁貫通部を改善した。水槽容器はおよそ5リットルで主材はアクリル板である。実験条件は、金属:ハンダ(組成Sn63Pb37:溶融点183°C)、溶融ハンダの温度範囲は400440°C、水温:1530°C、容器内圧力1.7kPa大気圧、落下距離:15cm。真空中の落下において溶融温度が440°Cでは爆発にいたる割合が約70%であるのに対し、400°Cでは10%程度に低下した。爆発は水中を落下中、あるいは水槽の底に達したときに起こっている。大気中の落下では水面近傍で起こる場合があった。電磁弁の一回の開操作で、複数の場所で爆発が起こることも観測された。爆発割合、爆発場所等について一般的な結論を導くには実験回数が不十分であり、今後継続して実験を行う必要がある。圧力変動の測定にはダイヤフラム型センサー、ピエゾ型圧力センサーを使い分けている。現象は圧力変化記録と同期をとって高速度ビデオカメラで撮影した。爆発に至ったか、急激な相変化にとどまったかの判別は圧力変化、ビデオ撮影の結果により可能である。底に残る固化した金属の形状を金属顕微鏡により観察し、現象を推察した。今後、溶存空気の少ない水を使用し、実験回数を重ねて水蒸気爆発の限界条件を考察する。
含フッ素アミノ酸ライブラリーの構築

本研究は、医薬分野で有用視されながらも、一般的な合成法がないため系統的な構造と活性の相関関係などを含め解明が遅れている含フッ素アミノ酸、とりわけ、ジフルオロアミノ酸の一般的な合成方法を確立することを目的としている。予備実験により、2-シリルアミノジフルオロアクリレートに対し親電子剤であるアリルパラジウムおよび塩化チオールを作用させジフルオログルタミン酸誘導体およびジフルオロシステイン誘導体の合成に成功している。しかしながら、求核剤であるアルキル金属種では、addition-eliminationが進行するためジフルオロメチル基の増炭反応は困難であることがすでに知られている。そこで、もっとも基本的な骨格であるα,α,α-トリフルオロ-β-ヨードアルキルに対し様々な金属をもちい、halogen-metal交換により、α-トリフルオロメチルアニオンを発生させ、安定金属アニオン種のスクリーニングを行った。その結果、亜鉛、インジウムによって、α-トリフルオロメチルアニオン活性種の生成が確認でき、更に、インジウム活性種においては室温、THFまたはDMF中において脱フッ素することなく、α-トリフルオロメチルアニオン活性種が化学量論的に存在することが確認できた。この活性種に対し様々な親電子剤、ラジカル補足剤、また、反応性を上げるため、酸化剤、還元剤、ルイス酸、ルイス塩基を作用させたが反応は進行しなかった。しかしながら、酸性条件下においてプロトン化の進行は確認でき、α-トリフルオロインジウムアニオン活性種は非常に安定であるが反応性に乏しいことがわかった。そこで、2-シリルアミノ-ジフルオロアクリレートに対し求核剤であるアリルインジウムを作用させα-ジフルオロメチルインジウムアニオン種の生成を試みた。現在、条件検討を行っているがまだ求核的アリル化に成功しておらず更なる検討が必要である。
国際バルク貨物輸送における最適輸送手段選択問題のミクロ計量分析

同時方程式モデルによりバルク貨物の輸送手段選択要因を分析した.分析の結果,1コンテナ化率の高い品目では,海上輸送量増がコンテナ化率上昇につながっていないこと,2相対運賃のコンテナ化率への影響は,コンテナ化が進んでいない品目を除き負であること,3輸入国側のコンテナ港湾整備は,コンテナ化率の低い品目でコンテナ化率を上げるが,コンテナ化率の高い品目でコンテナ化率を下げる可能性もあること,4輸出国側の輸出費用引き下げはコンテナ輸送を促す可能性があること,5輸入国側の輸入費用引き下げもコンテナ輸送を促す可能性があること,6運賃負担力の高い品目がコンテナ輸送される傾向にあること,が明らかとなった.本年度は,東アジア域内を対象にバルク貨物のコンテナ化の要因分析を行った.クラスター分析より,以下の1から4の考察が得られた.1東アジア域内では2007年を境にコンテナ化の進行が止まっており,個別品目に突出した傾向はない.2平均コンテナ化率の高い品目は平均輸送量が小さく単価が高い傾向があり,平均コンテナ化率の中程度から低い品目は単価が低い傾向がある.3平均コンテナ化率の低い品目は安価で重い貨物を効率的に輸送すべくばら積み輸送が多く用いられたため,2007年より前でもコンテナ化が進んでいない.4コンテナ化率が低いクラスターに属する品目でも航路によってはコンテナ貨物で多く運ばれている品目がある.クラスター分析で分割したクラスター別に,コンテナ貨物の比率(コンテナ化率)の要因を同時方程式モデルにより分析した.結果としては,以下の1から7の考察が得られた.1比較的コンテナ化率の高い品目であっても海上輸送量が増えるとばら積み輸送が用いられるようになる.2コンテナ化の進展していない品目を除くと,コンテナ運賃の上昇はコンテナ化率を下げる可能性がある.3コンテナ港湾整備は,輸入国側でコンテナ化率の低い品目のコンテナ化率を上げる可能性があるものの,ばら積み輸送の設備も同時に整備されることから,比較的コンテナ化率の高い品目などでコンテナ輸送の割合を減らしてしまう可能性がある.5コンテナ化率の低い品目を中心に輸出国側の輸出コストの引き下げはコンテナ輸送を促進するうえで効果を持つ可能性がある.6輸入国側の輸入コストの引き下げもコンテナ輸送を促進するうえで効果を持つ可能性がある.7運賃負担力の高い品目がコンテナ輸送される傾向にあること,6コンテナ化率の高い品目は主要方面で運ばれているが,コンテナ化率の低い品目の主要航路でない方面(backhaul)でコンテナ輸送されている.当初の目的である東アジア域内のコンテナ化の要因はある程度特定できた.そのため,「おおむね順調に進展している」とした.日本ASEANの海上輸送を対象として,従来コンテナ船により輸送されていないバルク貨物に着目し,同時方程式モデルを用いて輸送手段選択の要因分析を実施した.分析の結果,以下18の考察が得られた.1海上輸送量のコンテナ化率への影響は,コンテナ化率が中程度の品目でプラス,低い品目ではマイナス,コンテナ化率の高い品目では,海上輸送量増がコンテナ化率上昇につながっていないこと,2相対運賃のコンテナ化率への影響は,コンテナ化が進んでいない品目を除きマイナスであること,3輸入国側のコンテナ港湾整備は,コンテナ化率の低い品目でコンテナ化率を上げる可能性があるが,ばら積み輸送設備が同時に整備されるため,コンテナ化率の高い品目でコンテナ化率を下げる可能性もあること,4コンテナ化率の低い品目を中心に輸出国側の輸出費用引き下げはコンテナ輸送を促す可能性があること,5輸入国側の輸入費用引き下げもコンテナ輸送を促す可能性があること,6運賃負担力の高い品目がコンテナ輸送される傾向にあること,7一部バルク貨物のコンテナ化はインバランス解消の有用な手段となりうること,8一部バルク貨物ではコンテナ化がインバランスの解消方向に進まずこれら品目でコンテナ化をどう進めるかが課題であること,である.コンテナ化率の低い品目のコンテナ輸送を促す観点からは,港湾インフラや陸上インフラの整備に加え,港湾に輸送費用と陸揚げ以降の費用,通関手続など輸出入手続費用の削減も重要になることが示された.インバランス解消の観点からもこれらの施策は重要である.ただし,具体的施策の検討は今後の課題である.また,本研究課題では近海航路でのバルク貨物コンテナ化を分析したが,海運会社・荷主双方にとって重要な基幹航路のバルク貨物コンテナ化についても検討が必要である.これらは今後の課題である.同時方程式モデルによりバルク貨物の輸送手段選択要因を分析した.分析の結果,1コンテナ化率の高い品目では,海上輸送量増がコンテナ化率上昇につながっていないこと,2相対運賃のコンテナ化率への影響は,コンテナ化が進んでいない品目を除き負であること,3輸入国側のコンテナ港湾整備は,コンテナ化率の低い品目でコンテナ化率を上げるが,コンテナ化率の高い品目でコンテナ化率を下げる可能性もあること,4輸出国側の輸出費用引き下げはコンテナ輸送を促す可能性があること,5輸入国側の輸入費用引き下げもコンテナ輸送を促す可能性があること,6運賃負担力の高い品目がコンテナ輸送される傾向にあること,が明らかとなった.H28年度は東アジア域内を対象としたが,船会社および社会的ニーズの高い航路はアジア米国間の基幹航路である.来年度はこの基幹航路を対象としてコンテナ化のメカニズムを解明する予定である.港湾計画
持続的嗅覚刺激が大脳辺縁系に及ぼす影響に関する機能形態学的研究

匂いは様々な情報を動物にもたらし、この刺激を受けとるいわゆる嗅脳と呼ばれる領域と、これと密接な関係をもつ大脳辺縁系の発達とを促してきた。一般に、動物は匂いに慣れやすく、同一の嗅覚刺激が継続すると、それに感じなくなるという。このためこれまでの研究は、短時間一過性の刺激に対する応答を見るものが大部分であった。そこで本研究は、持続的に嗅覚刺激を与え、これを長期間継続することにより、特に情動脳とも呼ばれる大脳辺縁系にいかなる影響が及ぼされるのかを解明することを目的として、以下の2種類の実験をおこなった。実験1:持続的単一刺激継続実験;材料として、若齢期のウィスター系雄ラットを用いた。これらのラットを離乳直後から性成熟に達するまで、敷きわらの一部に発情期の雌の尿がしみこんだ敷きわらを混入させることにより、尿中に含まれるフェロモンを常に吸引しつつ成長するようにさせた。これらのラットは、成熟後その性行動を動物行動学的に観察した。その後安楽死せしめ、大脳辺縁系を含む脳組織を剖出し、組織学的検索ならびにレクチン組織化学的検索に供した。実験2:嗅覚刺激除去実験;持続的刺激の結果、匂いに慣れてこれを感じなくなることから、持続刺激は逆に無刺激に通じるものがあるかもしれない、という考えのもとに、嗅覚を感じなくする実験を行った。ラット鼻腔内に1%硫酸亜鉛を噴霧することにより、嗅上皮を破壊し、その後、実験1と同一の観察をおこなった。その結果、実験1に関しては、対照群と比較して、有意な差を認めなかった。実験1の結果については、刺激の与え方が不十分であった可能性も考えられた。実験2に関しては、術後肺炎を併発して死亡するラットが相次ぎ、生存したラットが少数しか得られず、特徴的な形態も見られなかった。こめため、今後さらに嗅上皮破壊方法を改善し、観察をすすめる必要があると考えられた。
血小板におけるヌクレオチド蓄積機構の解明

血小板の濃染顆粒内には、高濃度のADPやATPが蓄積されており、これらが開口放出されることが血液凝固の第一ステップである。しかしながら、どのようにしてこれらのヌクレオチドが濃染顆粒内に蓄積されるのか、そのメカニズムは明らかにされていなかった。当研究室は2008年に、SLC17A9が、小胞内にヌクレオチドの蓄積を担う、vesicular nucleotide transporter(VNUT)であることを明らかにした。そこで私は、VNUTこそが血小板の濃染顆粒内へのヌクレオチドの蓄積を担っているのではないかと考え、実証を試みた。1VNUTは血小板の濃染顆粒に発現していること、2VNUTは血小板において機能していること、3VNUTのmRNA量の低下に比例して、タンパク量、ATP輸送活性、ATP、ADP放出量が低下していることを見いだした。さらに、4VNUTの特異的阻害剤であるグリオキシレートにより、血小板及びMEG-01細胞のATP輸送及び放出は阻害された。以上のことから、VNUTは血小板の濃染顆粒に局在し、ヌクレオチドの蓄積を担っていると結論し、2014年にPhysiological Reportsに発表した。さらに、血小板凝集を濁度の変化で評価する系を確立し、VNUT特異的阻害剤やVNUTノックアウトマウスを用いて、血小板凝集能について解析した。現在、その結果の論文化を進めている。濃染顆粒には、細胞質内に豊富にあるATPではなく、ADPが高濃度に蓄積されている。新しい血液凝固の初発因子として注目されているポリリン酸が、ADP蓄積の機構を解く鍵分子であると考え、ポリリン酸の定量及びポリリン酸合成酵素の同定を試みた。27年度が最終年度であるため、記入しない。しかし、顆粒内にこれらのヌクレオチドが蓄積されるメカニズムはこれまで明らかにされていなかった。当時研究室は、2008年に、SLC17ファミリーの9番目のメンバー(SLC17A9)が小胞型ヌクレオチドトランスポーター(VNUT)として機能すること発見した(PNAS, 105, 5683・6, 2008)。VNUTは分泌顆粒内にATPやADPなどのヌクレオチドを、膜電位を駆動力として輸送する。私は、VNurこそが血小板の濃染顆粒内へのヌクレオチドの蓄積を担っているのではないかと考え、以下の項目について明らかにした。1.ヒト血小板におけるVNUTの発現部位を、細胞分画と免疫組織学的手法を用い、VNUTは濃染顆粒に局在することを見いだした。また、ヒト血小板膜小胞を用いてATP輸送活性を測定した結果、以前当研究しゆ室で明らかにした精製VNUTのATP輸送活性と同様の結果を示した。2.ヒト血小板の前駆細胞である巨核芽球をライン化したMEG-01細胞を用いて、VNUTの発現と機能を調べた。この細胞にhVNUTに特異的なsiRNAを導入した結果、遣伝子レベル及びタンパクレベルでVNUTの発現のみが低下していることを確認した。このとき、VNUTの発現量の低下に比例して、ATP輸送活性及びATP、ADP放出量が低下していることを見いだした。3.ヒト血小板及びMEG・01細胞のATP輸送及び放出について、VNUTの特異的阻害剤であるグリオキシレートにより抑制されることを明らかにした。以上のことから、VNUTは血小板の濃染顆粒に局在し、ヌクレオチドの蓄積を担っていると結論した。本研究により、長年未解決であった血小板のヌクレオチド蓄積機構を解決することができた。血小板の濃染顆粒内には高濃度のADPやATPが蓄積されており、これらが開口放出されることが血液凝固の最初のステップである。しかしながら、顆粒内にどのようにしてヌクレオチドが蓄積されるのか、そのメカニズムは明らかにされていなかった。当研究室は、2008年にSLC17A9が、小胞内にヌクレオチドの蓄積を担う、vesicular nucleotide transporter (VNUT)であることを発見した。私は、VNUTこそが血小板の濃染顆粒内へのヌクレオチドの蓄積を担っているのではないかと考え、実証を試みた。以下の項目について明らかにした。1.VNUTは血小板の濃染顆粒に局在している。2.VNUTは血小板において機能している。3.巨核芽球のライン化細胞であるMEG-01細胞にて、VNUTの発現抑制により、ATPの輸送及び分泌が抑制された。4.VNUTの特異的阻害剤であるグリオキシレートにより、血小板及びMEG-01細胞のATP輸送及び放出が抑制された。以上のことから、VNUTは血小板の濃染顆粒に局在し、ヌクレオチドの蓄積を担っていると結論し、Physiological Reportに発表した。本研究により、長年未解決であった血小板のヌクレオチド蓄積機構解明することができた。現在、VNUTノックアウトマウスにおける血小板凝集能を解析している。濃染顆粒にはATPではなくADPが多く蓄積されている。

生理的条件下では、VNUTにより輸送されるのは、ATPであると考えられる。しかしながら、なぜATPではなくADPが濃染顆粒内に蓄積されるのかは明らかにされていない。血小板には高濃度のポリリン酸が含まれており、新しい血液凝固の初発因子として注目されている。ポリリン酸は濃染顆粒内で合成されており、ポリリン酸合成酵素(キナーゼの一種)が存在すると予測し、実証を試みている。VNUTノックアウトマウス血小板におけるポリリン酸を定量し、現在検証中である。また、ポリリン酸合成酵素の候補物質も同定しつつある。血小板の濃染顆粒内には、高濃度のADPやATPが蓄積されており、これらが開口放出されることが血液凝固の第一ステップである。しかしながら、どのようにしてこれらのヌクレオチドが濃染顆粒内に蓄積されるのか、そのメカニズムは明らかにされていなかった。当研究室は2008年に、SLC17A9が、小胞内にヌクレオチドの蓄積を担う、vesicular nucleotide transporter(VNUT)であることを明らかにした。そこで私は、VNUTこそが血小板の濃染顆粒内へのヌクレオチドの蓄積を担っているのではないかと考え、実証を試みた。1VNUTは血小板の濃染顆粒に発現していること、2VNUTは血小板において機能していること、3VNUTのmRNA量の低下に比例して、タンパク量、ATP輸送活性、ATP、ADP放出量が低下していることを見いだした。さらに、4VNUTの特異的阻害剤であるグリオキシレートにより、血小板及びMEG-01細胞のATP輸送及び放出は阻害された。以上のことから、VNUTは血小板の濃染顆粒に局在し、ヌクレオチドの蓄積を担っていると結論し、2014年にPhysiological Reportsに発表した。さらに、血小板凝集を濁度の変化で評価する系を確立し、VNUT特異的阻害剤やVNUTノックアウトマウスを用いて、血小板凝集能について解析した。現在、その結果の論文化を進めている。濃染顆粒には、細胞質内に豊富にあるATPではなく、ADPが高濃度に蓄積されている。新しい血液凝固の初発因子として注目されているポリリン酸が、ADP蓄積の機構を解く鍵分子であると考え、ポリリン酸の定量及びポリリン酸合成酵素の同定を試みた。VNUTは血小板の濃染顆粒に局在し、ヌクレオチドの蓄積を担っていると結論し、Physiological Reportsに発表した。この成果をもとに、VNUTノックアウトマウスの血小板凝集能の解析を進行中である。また、濃染顆粒内におけるADP高蓄積のメカニズムを解明するためのポリリン酸測定系は既に確立し、血小板におけるポリリン酸を定量した。さらに、ポリリン酸合成酵素の候補物質も同定しつつある。27年度が最終年度であるため、記入しない。VNUTノックアウトマウスの血小板におけるポリリン酸量がどのように変化しているのか、さらに詳細に調べる。ADPを分泌するMEG-01細胞にはポリリン酸を合成する酵素活性があることを予備的に認めている。そこで、ADPとポリリン酸生成を指標としてこの酵素を精製する。タンパク質の配列から酵素を特定し、cDNAをクローン化する。また、合成酵素の特異抗体を調製し、血小板におけるポリリン酸合成酵素の存在及び局在を確認する。さらに、精製したポリリン酸合成酵素とVNUTの共再構成系を構築し、ADPとポリリン酸が合成される過程を実証する。
成人形成期において父子アタッチメント関係が果たす独自の役割

父親とのアタッチメント関係が,卒業後の就労などへの移行において,社会適応が順調に行われることに影響を与えるのかどうかについて明らかにすることが本研究の目的である。昨今では,父親との関係性が子どもの心理社会的な適応に影響が高いことが明確になっている。その中でも,成人形成期は最も重要な過度期であり社会の変化の影響を受けやすい。自分を支えられる力をどのように培ってきたのかに関しては,その心理的土台となるアタッチメントの要因を検討することが必要だろう。学業から就労への移行をアタッチメントの観点で検証することは,キャリア支援という現実的な援助領域についても情報を提供していく研究となるだろう。