hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小胞体における不安定糖タンパク質と構造異常糖タンパク質の分解メカニズムの解析

小胞体関連分解機構において、糖タンパク質の構造異常の度合いが低いと糖鎖依存分解経路のみで分解され、構造異常の度合いが高いと糖鎖依存、非依存分解経路の両者で分解される現象を発表した。今回その分子メカニズムの解析を行った。過去の報告より糖鎖依存分解経路から糖鎖非依存分解経路へtargetingする候補分子に着目し、遺伝子破壊株の作製を試みた。すると、細胞にとって非常に重要であるこの分子は、欠失すると細胞は死に至るため、この分子の変異体細胞を作出した。その変異体細胞では、少なくとも糖鎖非依存分解経路の分解が抑制されていた。現在も論文化に向けさらなる解析を続けている。小胞体内のタンパク質を分解する小胞体関連分解機構において、糖タンパク質は糖鎖依存分解経路で、非糖タンパク質は糖鎖非依存分解経路によって分解されると考えられてきた。しかし申請者らは、糖タンパク質の構造異常の度合いが低いと糖鎖依存分解経路のみで分解され、構造異常の度合いが高いと糖鎖依存、非依存分解経路の両者で分解される現象を発表した。その分子メカニズムの解析を行う。今回、構造異常の度合いの高いもしくは低い糖タンパク質とのそれぞれの相互作用分子を網羅的に同定するため、細胞内で近隣タンパク質のBiotin化を行う新規方法を試みようとしている。この方法では、長時間結合しているタンパク質だけでなく短時間のうちに結合するトランジェントな結合タンパク質の同定が期待出来る。またSILAC法と組み合わせることにより、より特異的に結合して来るタンパク質を同定出来ることが期待出来る。並行して他のグループから報告があった分子にも着目し、新規方法による遺伝子破壊株の作製を試みている。この分子は、構造異常と構造をとったタンパク質を見分けているという報告も有り、今回、糖鎖依存分解経路から糖鎖非依存分解経路へとtargetingするタンパク質の性質を持っていることを期待している。本研究により同定出来たタンパク質は、アルツハイマー病やパーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症などへの治療が期待できると考えられ、生命科学の基礎の知見として非常に重要な知見となる期待が持てる。構造異常の度合いの高いもしくは低い糖タンパク質とのそれぞれの相互作用分子を網羅的に同定するため、細胞内で近隣タンパク質のBiotin化を行う方法を試みた。最初は、Biotin化を行うドメインを分子に連結させると小胞体内に局在できなくなったが、プロモーターを削り発現量を減らすことで、小胞体での局在性を維持することができた。また網羅的タンパク質同定のための予備実験として、細胞内でBiotin化が本当に出来るかどうかも検証した。その結果、近隣タンパク質のBiotin化を確認出来た。今後はこの系を用いて近隣タンパク質の同定を行いたい。今回その分子メカニズムの解析を試みている。当初、構造異常の度合いの高いもしくは低い糖タンパク質との、それぞれの相互作用分子を網羅的に同定するため、細胞内で近隣タンパク質のBiotin化を行う新規方法を試みようと考えていた。並行して、過去の報告よりその候補分子にも着目し、PITCh法による遺伝子破壊株の作製を試みた。すると、細胞にとって非常に重要であるこの分子は、欠失すると細胞は死に至った。そこで、この分子の変異体細胞を作出した。その変異体細胞では、少なくとも糖鎖非依存分解経路の分解が顕著に抑制されていた。この分子は、構造異常と構造をとったタンパク質を見分けているという報告も有り、今回、糖鎖依存分解経路から糖鎖非依存分解経路へとtargetingするタンパク質の性質を持っていることを期待し現在も解析を続けている。本研究により同定出来たタンパク質は、アルツハイマー病やパーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症などへの治療が期待できると考えられ、生命科学の基礎の知見として非常に重要な知見となる。近隣タンパク質のBiotin化する系が立ち上がった。当初の計画通り、今後はこの系を用いて構造異常の度合いの高いタンパク質と低いタンパク質の近隣タンパク質の同定を行いたい。同定した分子が構造異常の度合いによって分解の仕方の違いに寄与しているかどうか、遺伝子破壊法などを用いて遺伝子破壊株を作製し、解析を続ける。また同定した分子は糖鎖非依存分解経路の中心因子としても機能している可能性が高いため、糖鎖非依存分解経路の基質の分解も検証して行く。並行して、他のグループから報告があった分子にも着目し、新規方法による遺伝子破壊株の作製を試みている。そしてPulse chase法などにより、分解への寄与を検証したい。細胞生物学
近代オスマン帝国における中央政府とアルメニア共同体：交渉と仲介者の分析から

オスマン帝国の非ムスリム統治をめぐる枠組みとしてかつて提唱されてきたミッレト制論を乗り越え、前近代においてムスリムの非ムスリムに対する優位のもとで後者がいかに共同体自治を享受してきたのかを正確に理解すべく、多くの研究がなされてきた。しかし、不平等のもとで存在したそうした共同体自治が、平等原則を採用した近代オスマン帝国にどのように受け継がれたのかについてはまだ解明されていなかった。本研究はこうした過程を、「特権」や「宗教」、「政治」といった概念が非ムスリム共同体自治の広がりと限界を論ずるための用語として用いられるにいたる過程として論じた。本研究は、19世紀のオスマン帝国における近代国家化過程において、近世以来の宗教的少数者統治の枠組みがいかに変容していったかのを、支配者としての中央政府と従属者としての宗教的少数者という一方向的な見方ではなく、両者の交渉と相互作用の観点から捉え直すことを目的とし、そのために、1850年代以降に急激に進展した変革のなかで、オスマン政府とキリスト教徒アルメニア人の利害が対立した諸局面において、いかに利害の調整が図られたのかを検討するものである。本年度は、1872年に生じたアルメニア人墓地接収問題について考察を進めた。具体的には、市域の拡大によって市街地に取り囲まれることになった墓地群の移転を目指すオスマン政府と、新たな墓地の割り当てを受けながらも旧墓地の譲渡を拒んだアルメニア人との駆け引きを追った。その結果、オスマン政府に対してアルメニア共同体を公式に代表した総主教と、オスマン政府とアルメニア共同体を非公式に仲介したアルメニア人オスマン官僚の役割が明らかにすることができた。加えて、墓地問題を19世紀の都市改革の過程に位置づけることで、こうした過程を単線的に描く傾向にあったこれまでの研究を見直し、都市の政治に注目しつつ、そのなかで各行為主体がどのような利害と背景のもとにそれぞれ行動したのかを分析した。墓地問題に関する成果を英文の論文としてまとめた後は、1860年代から1870年代に生じた政治的口上書禁止問題に取りかかった。そして、その過程でオスマン政府側とアルメニア人側がどのような論理に基づいて交渉を行っていたのかという点で、上述の墓地問題と通じる点があることを発見した。それは、両者が権利主張の根拠を「特権」や「宗教」、「政治」といった形で表現していたという点である。こうした側面は、オスマン帝国における非ムスリム統治の枠組みを明らかにする鍵になると考えられる。2014年度は、4月から5月にかけての時期と8月にイスタンブルにて史料調査を行い、1850年代から1870年代にかけてのオスマン帝国において、非ムスリムの領分をめぐる枠組みがどのような展開を遂げたのかを論ずるための史料を収集した。主に首相府オスマン文書館とアタテュルク図書館で調査を行い、前者ではオスマン帝国の行政文書を、後者ではアルメニア語刊行物を閲覧した。特に、8月の調査時には、首相府オスマン文書館では外務省文書の、アタテュルク図書館ではアルメニア語単行書の公開が進んでおり、そのなかには研究テーマに関わる新たな史料も多数含まれていた。こうしたこれまで利用されてこなかった貴重な史料を閲覧することができた意義は大きいが、その公開は予想外のことであり、両者ともに分量が少なくないため、今後も継続して調査する必要が生じた。2014年度には、日本語と英語で一度ずつ、それぞれ4月と9月に研究発表を行った。また、11月には英文で国際的な学術雑誌に論文を投稿し、2015年3月には英文論文が一点、刊行された。これらの研究成果は、オスマン帝国が近代国家化するなかで、非ムスリムの領分をめぐる枠組みがどのように形成され、機能していったのか、つまり、近代国家としてのオスマン帝国が近世的な秩序をいかに継承していったのかを明らかにすることに資するものであり、従来「ミッレト制」という枠組みのもので誤った理解が流布してきたオスマン帝国の非ムスリム統治方式を見直すことにつながる意義を持っている。26年度が最終年度であるため、記入しない。歴史学26年度が最終年度であるため、記入しない。上述のように、本研究は、19世紀のオスマン帝国における近代国家化過程において、近世以来の宗教的少数者統治の枠組みがいかに変容していったかを、支配者としての中央政府と従属者としての宗教的少数者という一方向的な見方ではなく、両者の交渉と相互作用の観点から捉え直すことを目的としている。そのために第一年目においては、文献の収集と史料の読解、墓地接収問題に関する成果発表および政治的口上書禁止問題の分析を行う予定だった。このうち、墓地接収問題に関しては、英文の論文をまとめることができたものの、それを掲載する予定の書籍の刊行が遅れている。その一方で、政治的口上書禁止問題に関しては、当初の予定を前倒しして研究発表を行うことができており、当初の計画におおむね沿う形で研究を進めることができていると言える。当初の予定において、次年度は、上述の二つの問題と、共同体首長序列問題を同列に扱う予定だった。

しかし、第一年目で明らかになった点の重要性に鑑み、政治的口上書禁止問題を中心に、それ以外の二つの問題の内容を盛り込んだ英文の論文をまとめることが有益であると考えるに至った。そのため、成果のとりまとめは、英文の投稿論文を中心に進めることを今後の方針とする。そのためには、イスタンブルの首相府文書館およびアンカラのトルコ歴史協会にて行う資料調査に十分な時間を割く必要があり、当初の予定と変更して、資料調査を4月末から5月初めと8月の二回にわけて、主にトルコで行うことにした。
コミュニティーで支える高齢者ヘルスケア・デザインー国際地域比較研究ー

高知県土佐町、フータンのサムテカン、カリン、タイ・コンケン、イントネシア・ハフア州において、高齢者ヘルスケア研究事業を展開した。対象は、それぞれの地域に居住する高齢者数百名である。各地域において、老年医学的総合健診を実施してハイリスク・グループの高齢者に対しては、生活習慣改善のための介入を実施して奏功していることを確認した。23年度は、高知県土佐町、ブータンの首都ティンプー、インドネシア・パブア州において、高齢者ヘルスケア事業を展開した。いずれも、老年医学的総合健診を実施して、高血圧、糖尿病、肥満などの生活習慣病の把握と、抑うつ、認知機能、運動機能、生活機能障害の評価を実施した。その地域の生態、文化の相違にしたがって、その地域固有の方策で、予防対策、健康増進プログラム、ケアーの質を向上させる取り組みを推進した。エチオピアについては、Ethical Clearane取得のための外交交渉を継続中である。(1)高知県土佐町町在住高齢者約300名の健診を実施して、糖尿病をはじめとする生活習慣病を早期発見し適切な管理につなげた。また、同時に介護予防として、運動教室、栄養指導教室などを開催した。(2)ブータン・ティンプーティンプー在住高齢者320名について老年医学的総合機能評価を実施した。高血圧の管理が不徹底であること、糖尿病の頻度が予想以上に多いことが判明したので、その対策に関してブータン保健省ならびにティンプー老人クラブと協議を開始した。(3)ニューギニア・パプアニューギニア・パプアの中央高地ソロバ地区において約120名、南部沿岸地域バデ地区において130名の住民を対象に健康診断を実施した。伝統的なライフスタイルを維持している中央高地ソロバでは、生活習慣病の頻度が少ないのに対して、沿岸部バデでは、生活習慣病が増加しつつあることが判明した。現地診療所と協働で、フォロー態勢を確立した。25年度は、高知県土佐町、ブータンのサムテガン、カリン、台湾・台南市大社町、インドネシア・パプア州において、高齢者ヘルスケア-事業を展開した。各地域において、老年医学的総合健診を実施して、高血圧、糖尿病、肥満などの生活習慣病の把握と、抑うつ、認知機能、運動機能、生活機能障害の評価を実施した。ハイリスク・グループの高齢者に対しては、生活習慣改善のための介入と介護予防対策を行っている。(1)高知県土佐町:町在住高齢者約300名の健診を実施して、糖尿病をはじめとする生活習慣病を早期発見し適切な管理につなげた。(2)ブータン:サムテガン、カリン在住高齢者170名、130名について老年医学的総合機能評価を実施した。高血圧の管理が不徹底であること、糖尿病の頻度に地域差があることが判明した。その対策に関してブータン保健省ならびに当該地域BHUと協議を行い、介入を継続した。(3)台湾・台南市大社町:大社町在住高齢者160名の2年後フォロアッアップを実施した。糖尿病患者に対する生活習慣改善の指導を実施した。(4)ニューギニア・パプア州:ニューギニア・パプア州の南部沿岸地域ケピ並びにバデ地区において160名の住民を対象に健康診断フォローを実施した。生活習慣改善介入が奏功していることを確認した。24年度は、高知県土佐町、ブータンの首都ティンプー、台湾・台南市大社町、インドネシア・パプア州において、高齢者ヘルスケア事業を展開した。(2)ブータン・ティンプー:ティンプー在住高齢者320名について老年医学的総合機能評価を実施した。(3)台湾・台南市大社町:大社町在住高齢者160名の1年後フォロアップを実施した。ニューギニア・パプア州:ニューギニア・パプアの南部沿岸地域バデ地区において20名の住民を対象に健康診断フォローを実施した。26年度は、高知県土佐町、ブータンのサムテガン、カリン、インドネシア・パプア州において、高齢者ヘルスケア-事業を展開した。

対象は、それぞれの地域に居住する高齢者数百名である。各地域において、老年医学的総合健診を実施して、高血圧、糖尿病、肥満などの生活習慣病の把握と、抑うつ、認知機能、運動機能、生活機能障害の評価を実施した。ハイリスク・グループの高齢者に対しては、生活習慣改善のための介入と介護予防対策を行っている。(1)高知県土佐町:町在住高齢者約300名の健診を実施して、糖尿病をはじめとする生活習慣病を早期発見し適切な管理につなげた。また、同時に介護予防として、運動教室、栄養指導教室などを開催した。(2)ブータン:サムテガン、カリン在住高齢者150名、180名について老年医学的総合機能評価を実施した。高血圧の管理が不徹底であること、糖尿病の頻度に地域差があることが判明した。その対策に関してブータン保健省ならびに当該地域BHUと協議を行い、介入を継続した。(3)ニューギニア・パプア州:ニューギニア・パプア州の南部沿岸地域ケピ並びにバデ地区において160名の住民を対象に健康診断フォローを実施した。生活習慣改善介入が奏功していることを確認した。26年度が最終年度であるため、記入しない。フィールド医学26年度が最終年度であるため、記入しない。24年度の所期の目的である本邦高知県土佐町、ブータンの調査は目的を十分に達成した。エティオピアの調査に関しては、Ethical Clearanceの交渉を継続中であり、伝統的な生活習慣を維持しているニューギニアについても調査を実施した。これらの成果は、査読付き原著論文14編に発表した。以上より、研究計画は、おおむね順調に進捗していると判断された。25年度の所期の目的である本邦高知県土佐町では、地域在住高齢者約300名の継続フォロー調査を実施した。また、ブータンのカリン調査では、地域在住高齢者120名を完全にフォローし、それ以外にサムテガン在住高齢者110名のフォローを終了し、目的を十分に達成した。本邦高知県との比較のもとに、東アジアの経済発展国でかつ介護保険の導入を検討している台湾のフォローを継続した。伝統的な生活習慣を維持しているニューギニアでも調査を実施した。以上より、本邦、ブータンに加えて台湾、ニューギニアにおける地域高齢者に対するヘルスケア・デザイン構築は、当初の計画通りに進展している。これらの成果は、査読付き英文原著論文12編、和文論文10編、著書2冊を刊行した。以上より、研究計画は当初の計画以上に進展していると考えられる。24年度の所期の目的である本邦高知県土佐町では地域在住高齢者約350名の継続フォロー調査を実施した。また、ブータンのカリン調査では、地域在住高齢者120名を完全にフォローし、それ以外にサムテガン在住高齢者110名、ティンプー在住高齢者300名の健診を終了した。は目的を十分に達成した。本邦高知県との比較のもとに、東アジアの経済発展国でかつ介護保険の導入を検討している台湾調査を加えて、より重層的な解析を実施した。エティオピアの調査に関しては、Ethical Clearanceの時間を要する可能性が高くなってきたので、対象地域を伝統的な生活習慣を維持しているニューギニアに転進して、調査を実施している。
小学校におけるAR技術を用いた「歴史の視覚化学習」による戦争・災害記憶の継承の研究

【研究の目的】本研究では、戦後71年が経過し人や町の被災・戦争記憶が失われる中、当時を知らない小学生が、校区の津波の被害調査を中心に調べ学習を行い、AR技術を活用した「歴史の視覚化学習」の取り組みが、歴史記憶の継承や防災・平和に対する意識の変容につながるかを検証することを目的とする。【研究の方法】本研究は、、次の様に行う。1「戦争についての基礎学習」(歴史の視覚化1)2「戦時中の津波被害写真探し」(歴史の視覚化2)3「戦時中の津波被害写真の撮影ポイント探し」(歴史の視覚化3)4ARアプリを利用した、「空間への被害写真掲載」(歴史の視覚化4)5「調べて分かった事実をまとめる活動」(歴史の視覚化5)6まとめの交流とアンケート形式による意識調査。7結果の考察。【研究の成果】本研究の成果は次の通り。(1)戦争に関する基礎用語や時代背景について画像や漫画を基に学習することで当時の様子をイメージしやすくなった。(2)学校創立100周年記念誌・被災45周年証言集から当時の写真を見つけ教材化することができた。(3)写真の撮影場所を実地に調べることで、地域の変化についての理解も深まった。(4)津波被害と空襲被害の様子を比べ、どちらも街を破壊する点は同じだが、自然災害と人間が起こす戦災の違いについて確認できた。(5)視覚化学習を通し、写真と現実を比較して考えることで、歴史学習を進める意欲に若干の向上が見られた。(6)タブレット端末・立体型スキャナー・音声認識ソフト等、簡便に使用できる機器・ソフトの活用により情報共有や教材作成が容易となり、歴史学習に対する理解と意欲の向上につなげることが期待できる。課題としては、(1)AR技術の安定的利用を可能にするコンテンツ開発と利用するための環境確保。(2)戦争や災害の記憶を継承していくための学習時間確保に向けたカリキュラム化が必要である。と考えられる。7結果の考察。と考えられる。
磁気共鳴を用いた新しい同位体濃縮の試み

1.同位体比測定法の確立:種々の反応で生成する散逸生成物およびケージ生成物に対して,エレクトロスプレーイオン化飛行時間質量分析計を用いて,13C /12C同位体比の高精度測定を試みた。磁気共鳴を用いた13Cの同位体濃縮では,濃縮に関わる炭素は主にラジカル中心の炭素である。よって,ラジカル中心以外に多くの炭素原子を持つ生成物では,同位体比測定が困難になることがわかった。そこで,TOF-MSのイオントラップ法を用いて親イオンをトラップし,さらに希ガス等との衝突によりフラグメント化させることで同位体比測定を検討した。2.選択的同位体濃縮:光反応により発生するラジカル対のうち,12Cもしくは13Cどちらか一方の同位体を含むラジカル対に共鳴するパルスマイクロ波を照射して,選択的同位体濃縮を行った。具体的には,13Cをラジカル中心にもつラジカル対は,I = 1/2なので共鳴位置は分裂し,12Cとは異なる。ここで,中心の12Cを含むラジカル対に選択的にマイクロ波を照射し,スピン緩和させる。生成した直後の三重項ラジカル対はT+1, T0, T- 1状態に等しく分布しているが,スピン変換(T0- S)が速い(10 ns)ので,反応ダイナミクスを制御すると,T0状態のラジカル対だけをケージ生成物に変換することができる。ここで,12Cを含むラジカル対のT+1, T-1状態に共鳴するパルスマイクロ波を照射し,選択的にT0状態にスピン緩和させると,同様にケージ生成物に変換される。結果として,13Cを含むラジカル対は散逸生成物になるので,散逸生成物中に13Cが濃縮される。本研究ではマイクロ波効果を最適化した反応について,共鳴パルスマイクロ波で選択的同位体濃縮を行い,得られた生成物の同位体比をESI-TOF-MSで測定を試みた。従来の同位体濃縮法(遠心分離,ガス拡散,蒸留など)の多くは,同位体の質量数の差によっている。本研究では同位体濃縮には一見関係ないと考えられる,同位体の磁気的性質の差に着目し,同位体濃縮に挑戦した。すなわち,これまでに例のない磁気共鳴を用い,(1)磁場中での共鳴パルスマイクロ波による選択的なスピン緩和と,(2)特異なナノ反応場(イオン液体,メソポーラスシリカMCM-41など)による反応ダイナミクスの制御によって,13C, 29Si,および33Sなどの同位体濃縮の実現を目指した。平成28年度は,基本原理を確立するために,13Cの同位体濃縮に関する以下の研究を主に行った。(1)反応系の探索:共鳴パルスマイクロ波によって生成物の収率が変化しなければ,磁気共鳴を用いた同位体濃縮は実現できない。そこでまず,マイクロ波効果が観測される反応系を探索した。候補としてはこれまでの研究で磁場効果が観測された,励起三重項ベンゾフェノンやキサントンのミセル(ドデシル硫酸ナトリウム(SDS),Brij35等)中の反応(Bull. Chem. Soc. Jpn., 74, 773 (2001))を取りあげた。前者の反応ではマイクロ波によってケージ生成物の収率が大幅に増加することがわかった。さらに,マイクロ波効果はマイクロ波の強度(=スピン反転の程度)に依存することも見いだした。(2)特異なナノ反応場を用いた反応ダイナミクスの制御:SDSなどのミセルはケージ効果が大きく,内部粘性(20 cP)も高いので,一重項ラジカル対の反応が遅くなるだけでなく,マイクロ波に共鳴しないラジカル対のスピン緩和も起こりやすくなる。そこで,種々のイオン液体およびメソポーラスシリカMCM-41の特異なナノ反応場を利用して,ケージの強さ,大きさ,および内部粘性を変化させ反応ダイナミクスを制御するを試みた。ナノ秒パルスNd:YAGレーザー(10mJ/pulse, 10 Hz)用いて,電子スピン共鳴装置(Bruker ELEXSYS 580パルスESR,既存)の共振器中に設置した,石英フローセル中の試料を光照射して反応を行った。発生するラジカル対(存在比が大きい12Cを含む)に共鳴するパルスマイクロ波を,1 kWのTWT(進行波管)で増幅し,レーザー光と同期させながら照射した後,散逸生成物およびケージ生成物の収率をGPCカラムクロマト(カラムを本研究で購入)で求めた。励起三重項ベンゾフェノンの反応では,マイクロ波によってケージ生成物の収率が21%増加することがわかった。さらに,ケージ生成物の収率はマイクロ波の強度によって8-21%と変化することも分かった。特異なナノ反応場を用いた反応ダイナミクスの制御:SDSなどのミセルはケージ効果が大きく,内部粘性(20 cP)も高いので,一重項ラジカル対の反応が遅くなるだけでなく,マイクロ波に共鳴しないラジカル対のスピン緩和も起こりやすくなる。そこで本年度は,粘度は低いがケージ効果を有するイオン液体を利用して,ケージの強さ,大きさ,および内部粘性に注目してベンゾフェノンの反応に対する磁場効果とマイクロ波効果を検討した。4級アンモニウムをカチオン,TFSAをアニオンとするイオン液体は,4級アンモニウムの4つのアルキル基の長さによって,ケージの強さを自在に変えることができる。

さらに興味深いことに,磁場効果をプローブにした我々の研究結果から,内部粘性はアルキル基の鎖長を変えてもあまり変化せず25 cPを保つことがわかっている。そこで,TMPATFSAを用いて,BPとフェノール(PhOH)の反応に対する磁場効果をまず試みた。その結果,生成するベンゾフェノンケチルラジカルの散逸収量は大きな磁場効果を示すことがわかった。次にに,散逸生成物であるBenzopinacolの収量に対する磁場効果を調べたところ,磁場効果は示すが,その大きさはケチルラジカルに比べて小さいことがわかった。これは,散逸したケチルラジカルの反応が遅いためによると考えられる。これらのことより,散逸ラジカルの反応性についても考慮して反応系を選択する必要があることがわかった。さらに,この反応に対するマイクロ波効果についても検討した。ナノ秒パルスNd:YAGレーザー(10mJ/pulse, 10 Hz)用いて,電子スピン共鳴装置(Bruker ELEXSYS 580パルスESR,既存)の共振器中に設置した,石英フローセル中の試料を光照射して反応を行った。Brij35をミセルとして用いた場合,発生するラジカル対(存在比が大きい12Cを含む)に共鳴するパルスマイクロ波を,1 kWのTWT(進行波管)で増幅し,レーザー光と同期させながら照射した後,散逸生成物およびケージ生成物の収率をGPCカラムクロマト(カラムを本研究で購入)で求めた。励起三重項ベンゾフェノンの反応では,マイクロ波によってケージ生成物の収率が21%増加することがわかった。さらに,ケージ生成物の収率はマイクロ波の強度によって8-21%と変化することも分かった。生成物を分取,濃縮し,炭素のNMRを用いて,生成物中の炭素13/炭素12の同位体比を調べたところ,予備的実験として,共鳴マイクロ波によって同位体比が変化するこがわかった。ただ,ラジカル対の反応が遅いために,スピン緩和が起きており,その変化は予想していたものより小さかった。さらに,イオン液体を用いた反応系についても磁場効果とマイクロ波効果を検討した。1.同位体比測定法の確立:種々の反応で生成する散逸生成物およびケージ生成物に対して,エレクトロスプレーイオン化飛行時間質量分析計を用いて,13C /12C同位体比の高精度測定を試みた。磁気共鳴を用いた13Cの同位体濃縮では,濃縮に関わる炭素は主にラジカル中心の炭素である。よって,ラジカル中心以外に多くの炭素原子を持つ生成物では,同位体比測定が困難になることがわかった。そこで,TOF-MSのイオントラップ法を用いて親イオンをトラップし,さらに希ガス等との衝突によりフラグメント化させることで同位体比測定を検討した。2.選択的同位体濃縮:光反応により発生するラジカル対のうち,12Cもしくは13Cどちらか一方の同位体を含むラジカル対に共鳴するパルスマイクロ波を照射して,選択的同位体濃縮を行った。具体的には,13Cをラジカル中心にもつラジカル対は,I = 1/2なので共鳴位置は分裂し,12Cとは異なる。ここで,中心の12Cを含むラジカル対に選択的にマイクロ波を照射し,スピン緩和させる。生成した直後の三重項ラジカル対はT+1, T0, T- 1状態に等しく分布しているが,スピン変換(T0- S)が速い(10 ns)ので,反応ダイナミクスを制御すると,T0状態のラジカル対だけをケージ生成物に変換することができる。ここで,12Cを含むラジカル対のT+1, T-1状態に共鳴するパルスマイクロ波を照射し,選択的にT0状態にスピン緩和させると,同様にケージ生成物に変換される。
構造不況下における農業・農村の雇用創出研究

本研究では、長野県伊那谷地域、秋田県横手市、北海道石狩川流域地域を対象地としながら、地域労働市場の構造と関連づけつつ、それぞれの地域の農業構造動態を解析し、農業における就業機会拡大の可能性を展望した。伊那谷では、比較的良好な労働市場条件下、両極分解的な農家階層分化が見られた。そして、2類型の農業生産法人が現われ、農業就業機会を提供していた。横手市では、恵まれない労働市場条件下、中間的な規模階層の農家が厚く存在する。そこでは、政策的に形成される集落営農組織は、経営体としての内実に乏しいものであった。石狩川流域では、狭隘な労働市場条件下、土地持ち高齢一世代世帯による農地貸し出しが増えている。H25年度は本研究課題の調査地の一つである、長野県上伊那地方にて農家労働力の雇用先の一つである土地利用型の農業法人の調査を実施した。対象地は「近畿型地域労働市場」の中山間地域と特徴づけられるところである。「近畿型地域労働市場」とは、「農家の青壮年男子の農外就業先に『切り売り労賃層』と呼ばれる低賃金・不安定就業部分を層としては検出しがたい地域」としている。調査結果の分析を通じて、対象地には、2類型の土地利用型農業法人が存在することが明らかとなった。一方の「中核的な法人」は、土地利用型農業における生産力の担い手として、高収益を追求しながら、他産業との労働力の引き合いを巡る競争を勝ち抜くために、構成員に対して賃金を始めとする高い就業条件を提供している。だが、「近畿型」の農業生産力の担い手が越えなくてはならないハードルは、働いている者に対して高い就業条件を提供しなくてはならない分だけ高くならざるをえない。その結果、どうしても高収益部門を中心とした経営となる。こういった状況は、地域の土地の守り手ということと時に齟齬をきたすこととなる。特に、上伊那地方のような中山間地域で条件の良くない土地が多いところでは、平地農村と較べて、地域の農地を守るということと、農業で高い収益を上げることとの乖離が大きくなる。かくして、「近畿型」の中山間では、「中核的な法人」と対になる形で、地域の条件の悪い農地を耕作しながらそれを維持する農業法人が、「中核的な法人」を補完する役割を客観的に担う形で、他方で形成される必然性がある。これが「衛星的な法人」である。その労働力は、賃金等の就業条件を度外視しながら働きうる、いわば社会的労働日の枠外にある労働力が適しており、そのため「衛星的な法人」は、典型的には年金生活を送っている高齢者の就業の場となる。H26年度は、本研究課題と関わって、1.長野県上伊那地方の宮田村と飯島町、2.秋田県横手市雄物川地区、3.北海道当麻町において、地域労働市場、農業関係諸機関、農家を対象とした調査研究を継続した。このうち、上伊那地方を対象とした研究成果は、H27年3月に、1.星勉・山崎亮一編著『伊那谷の地域農業システム:宮田方式と飯島方式』としてとりまとめて、筑波書房より出版した。また、本研究課題全体と関わる理論的考察の成果については、H26年12月に、2.山崎亮一著『グローバリゼーション下の農業構造動態:本源的蓄積の諸類型』としてとりまとめて、御茶の水書房より出版したところである。著作1においては、前年度の研究実績概要のところで提示した「近畿型中山間」の概念をさらに精緻なものにして展開した。ここで「近畿型」とは、青壮年男子農家労働力の農外兼業先に、従来「切り売り労賃」と呼ばれてきた不安定・低賃金な労働条件のもとにある単純労働の職場を層としては検出することができない地域のことである。別に言うならば、青壮年男子農家労働力の農外兼業先では、年功賃金体系のもとにある複雑労働の職場が、今や支配的となっている地域である。こういう農外労働市場の状況が、地域の農業構造の展開(農家階層分化)や、農業生産組織、地域農業システム(宮田方式、飯島方式)、農業生産の担い手像のあり方にどのように影響・反映しているかを考察したのがこの本である。著作2ではベトナム、サブサハラアフリカ、日本を対象として、「本源的蓄積」の概念を用いながら、それぞれの地域の農業の展開を理論的に整理しようとしている。日本について述べるならば、1980年代を転換期としながら、日本経済は、原蓄期からポスト原蓄期へと移行したのであるが、そのことが農業政策や農業構造のあり方に影響・反映している状況を描写している。本研究課題においては、長野県伊那谷地方、秋田県横手市、北海道石狩川流域地方を対象地としながら、地域労働市場の構造や動向と関連づけながら、それぞれの地域の農業構造の動向を解析し、農業における就業機会創出の現状と可能性を検討した。伊那谷地方においては、青壮年男子の農外就業先が主に複雑労働の職場で、したがって単純労働が層としては検出されない労働市場状況下(近畿型地域労働市場)、両極分解的、あるいは全層落層的な農家階層分化が見られた。そして、こうした農業構造変動の波頭に農業生産法人が地域の農業生産の担い手として登場してきていた。さらに、農業生産法人には2類型が検出された。農業就業した青壮年が高い農業所得を追及する「中核法人」と、それを補完しながら農地の維持・保全に注力する、高齢者により主宰される「衛星的な法人」である。

最終年度に主に解析を行なった横手市においては、青壮年男子の農外就業先においても未だ単純労働の職場が相当の比重を占め(東北型地域労働市場)、また、高齢者の農外就業や年金受給の状況も老後の生活を充分に保証するものとはなっていない。こうした下、高齢者が老後の生活の糧を得るための営農継続意志を持ち、中間的な規模階層の農家が厚く存在する農業構造が存在する。こうした状況を反映して高額借地料が継続し、また、地域で政策的に形成される「集落営農組織」は、経営体としての内実に乏しいものとなっていた。石狩川流域地方では、狭隘な地域労働市場条件下、近年は、子弟が都会に流出した農家の高齢化に伴う、土地持ち一世代世帯による農地貸し出しが増えてきている。そしてこうした状況は、規模拡大のかつての中心であった下流域よりも、むしろその動きが相対的に弱かった上流域において顕著である。また、供給される農地を受ける担い手が不足する状況があるために、雇用の受け皿となる法人育成も地域で取り組まれている。本研究では、長野県伊那谷地域、秋田県横手市、北海道石狩川流域地域を対象地としながら、地域労働市場の構造と関連づけつつ、それぞれの地域の農業構造動態を解析し、農業における就業機会拡大の可能性を展望した。伊那谷では、比較的良好な労働市場条件下、両極分解的な農家階層分化が見られた。そして、2類型の農業生産法人が現われ、農業就業機会を提供していた。横手市では、恵まれない労働市場条件下、中間的な規模階層の農家が厚く存在する。そこでは、政策的に形成される集落営農組織は、経営体としての内実に乏しいものであった。石狩川流域では、狭隘な労働市場条件下、土地持ち高齢一世代世帯による農地貸し出しが増えている。当初の予定では「安定兼業」地域として長野県・宮田村の農家と農業関係機関を対象とした調査研究を行う予定であったが、調査地域を拡張して、宮田村とともに、そこに近接する飯島町においても農家と農業関係機関を対象とした調査研究を行っている。飯島町は宮田村とともに独創的な地域農業システムを有する自治体であり、世上、それぞれ、「飯島方式」「宮田方式」と並び称されている。これら町村の農業を対象とした調査研究は、「研究実績の概要」のところで既述のように、H27年3月に星勉・山崎亮一編著『伊那谷の地域農業システム:宮田方式と飯島方式』としてとりまとめて、筑波書房より出版しており、この点に関しては、研究は「当初の計画以上に進展している」と言えるかもしれない。また、本研究課題全体と関わる理論的考察の成果については、これも、「研究実績の概要」のところで既述のように、H26年12月に、(2)山崎亮一著『グローバリゼーション下の農業構造動態:本源的蓄積の諸類型』としてとりまとめて、科学研究費出版助成を得ながら、御茶の水書房より出版したところであり、この点についても、研究は「当初の計画以上に進展している」と言えるかもしれない。他方で、「不安定兼業」地域を対象とした調査研究は当初予定していた北海道当麻町を対象とした調査研究の地に、秋田県横手市雄物川地区を対象とした調査研究としても取り組んでいる。この方面での研究成果は、今のところ、研究代表者が指導を行なっている博士課程院生の2015年日本農業経済学会個別報告である(曲木若葉「東北水田地帯における農家就業構造の変化と農業構造:秋田県旧雄物川町を事例に」)。以上をふまえ、本研究課題の現在までの達成度を「(2)おおむね順調に進展している」とした。農業経済学本年度は本研究課題の最終年度である。
実条件下でのトリチウム表面汚染メカニズムの解明と能動除染制御

1.拡散反射法を用いた赤外吸収法により、雰囲気制御下でss316,Cr_2O_3,NiOの表面水酸基のO-D伸縮振動を観察したところ、吸着状態は一様でないことがわかった。特に高波数に吸収が現れる吸着状態は、吸着力が強く脱離が遅かった。紫外線照射除染法を行うと、この高波数側の脱離促進が起きていることを示唆する結果が得られた。この促進効果は放射強度よりも、光子のもつエネルギーに依存性があることがわかった。2.透過法を用いた赤外吸収法により欠陥が存在するLi_2O内のO-D伸縮振動を観察した。O-Dによる赤外吸収ピークは、試料中の酸素空孔の影響により低波数側にシフトすることがわかった。またアニールにより消滅するピークと強度の増すピークが観察された。これは加熱により不安定な位置にあるO-Hがより安定な位置へと移行したためと考えられる。3.原子間力顕微鏡を用いて、大気圧下における水滴吸脱着のその場観察に成功した。グラファイト劈開面において、ステップサイトとテラスサイトで水の付着挙動に違いがあることがわかった。金属酸化物においては表面酸化物に欠陥が多いほど、水滴の吸着が起こりやすくなることがわかった。また酸化物の安定性が低いと、表面に付着した水と酸化物の電気化学的作用が原因と考えられる形状変化が起きうることが観察できた。4.光電子分光法により、純水を吸脱着させた時の酸化鉄の電子状態を測定した。XPSの結果からは、酸素IS領域に複数のピークが親察され、その帰属を行った。また鉄2pのスペクトルの観測より、スパッタリングすると酸素欠陥が多くできて鉄の還元が進むことがわかった。また欠陥が多い酸化物表面には水が吸着しやすかった。さらにUPSを用いると、XPSでは観察できなかった電子状態の変化を観察することができた。5.量子化学計算により金属酸化物としては最も単純な系である酸化リチウム表面での水や水素分子の吸着挙動の解析を試みた。その結果、吸着分子と表面との間の電子の授受が、解離反応中の表面イオンの緩和や、表面欠陥の存在によって促進されることが明らかとなった。また、酸素空孔の影響を受けた水酸基の伸縮振動が、欠陥等の影響のない場合よりも低波数側に現れることが説明できた。実条件下での水同位体の付着挙動を解明するためには、FT-IR、原子間力顕微鏡、光電子分光法、量子化学計算といった分析・解析手法の組合わせにより、より詳しい知見が得られるという道筋を示すことができた。1フーリエ変換型赤外吸収光度分析器(FT-IR)による酸化物表面上でのD_2O吸着・脱離の研究FT-IRは試料表面に赤外線を照射し、その吸収スペクトルを得ることによって試料表面の状態をその場観察することができる。

さらに拡散反射法を使用することによって粉末試料の観察が可能となる。そこで拡散反射法を用いたFT-IRにより、温度、D_2Oの分圧、雰囲気を制御しながらステンレス構成材料の酸化物粉末試料表面上におけるD_2O吸着・脱離の観察を行った。その結果、吸着が試料表面上で均一に起きるわけではなく、高波数の振動を与える成分の吸着や脱離の速度は遅いことがわかった。このことは複数の吸着サイトが存在する可能性を示唆していると考えている。2ステンレス粉末表面に吸着したD_2Oの光励起脱離の研究D_2Oと接種させた試料に紫外線を照射しながら、D_2Oの脱離量を質量分析器(QMS)で測定する装置の設計・製作を行った。この装置の製作はほぼ終わり、来年度よりの実験に向けて予備実験を兼ねた調整段階に入った。現在のところ吸着量が少ない場合、紫外光を照射すると脱離速度が速くなるという知見を得た。光を照射しながらFT-IRで観察を可能にするための装置の設計・製作を行った。来年度より、紫外線及び可視光の照射効果を詳しく調べる。4原子間力顕微鏡によるD_2Oが吸着した試料表面の研究試料と表面吸着分子を原子レベルで観察することが可能な原子間力顕微鏡を今年度購入し、標準試料を用いた装置・試料の調整を行った。来年度はこの装置で温度と雰囲気の制御が出来るように環境を整えながら、試料表面上の吸着分子の様子を観察し、吸着・脱離現象の相関について知見を得る。1.ステンレス鋼やその構成成分の酸化物資料表面上に吸着したD_2Oの光励起脱離の研究D_2Oと接触させた試料に紫外線及び可視光を照射して、光による脱離促進効果について質量分析器を用いて研究をした。数ケ月間にわたって重水蒸気の吸着・脱離を繰り返し行ったCr_2O_3粉末は、180°Cで乾燥脱離が平衡状態に達した後に250nmの紫外光を照射すると再びD_2OとHDOの脱離量が増加をした。一方、初期のCr_2O_3粉末ではこのような現象は見られず、試料表面の変質が原因で挙動に差が生じたと考えている。NiO粉末、カーボン板では、数日間の実験では光照射による脱離促進効果は見られなかった。より微量の脱離量増加を測定できるように、今年度末、サンプルハウスのコンパクト化、光の利用効率を増加等の装置の改造に着手した。今年度中には調整・整備が終わり、実験に入れる予定である。2.フーリエ変換型赤外分光光度計(FT-IR)による酸化物表面上に吸着したD_2Oの光照射脱離の研究D_2Oを吸着させたCr_2O_3試料を乾燥させる際に、O-D伸縮振動の赤外線吸収スペクトルを観察しながら外部からの紫外光等を照射した時の脱離挙動を調べた。250nmの光を入射した場合、22002700cm^<-1>に現れた幅広いピークのうち高波数側に振動を与えている成分の脱離速度が増加した。高波数側成分は通常の乾燥脱離の際には、中・低波数側成分よりも脱離速度が遅いことから結合エネルギーが大きいと考えている。光の照射は、結合エネルギーの大きい吸着D_2O分子の脱離を促進していると考えられる。また400nm,700nmでは高・中・低波数において脱離促進効果は見られなかった。3.原子間力顕微鏡(AFM)による試料表面の観察SS304の板をアルミナ粉末で研磨した後、電気炉で400°C、144時間加熱し、加熱前後の試料表面の状態をAFM及びXRDで観察した。
強誘電体薄膜の圧電特性評価

多元スパッタリングにより作製した(Pb,La)TiO_3(PLT)薄膜の電界誘起歪みを走査型プローブ顕微鏡(SPM)とダブルビームレーザー干渉計により評価した。電気的特性(分極、比誘電率)から電界誘起歪みを計算した。測定結果と計算結果は定性的な一致をみた。Laを17%置換した試料では典型的な歪みのヒステリシスである蝶型のループが得られた。全般的に歪みのループ形状は分極ヒステリシスの形状を反映したものとなっていることがわかる。Laを22%置換した試料では、電界に対して線型に応答する細いループが得られた。また、ここで示した薄膜の圧電定数と電気的特性からの計算結果が比較的良い一致をみたことは、今回使用したような薄膜では単結晶シングルドメインと同様な状況すなわち非180度ドメインの回転が歪みに寄与しない状況が起きていることを示している。また、SPMの圧電振動モード測定を化学溶液塗布法(CSD)により作製したPb(Zr,Ti)O_3(PZT)薄膜について行った。分極反転疲労した試料を微小領域ごとに測定したところ、疲労前と変化ない圧電ヒステリシスループを描く「健康な」領域と、分極が固定化され、外部電界を加えても圧電定数の符号が変化しない「病んだ」領域に分かれることが分かった。これは分極反転疲労がミクロに見ると平均的に劣化する現象ではなく、劣化した領域が統計的に増えていく過程であることを示している。また、ここで得られた結果は、強誘電体不揮発メモリのセルサイズに下限があることを示している。その他、得られた結果としては、CSDで作製したPbZrO_3(PZ)薄膜における電界誘起相転移の観測、AlドープTINのバリア材料としての特性評価、CSDで作製したMnもしくはNbを添加したBi_4Ti_3O_<12>薄膜の特性評価、がある。化学溶液塗布法(CSD)もしくは有機金属化学気相成長法(MOCVD)により作製したPb(Zr,Ti)O_3(PZT)薄膜の圧電特性を評価した。走査型プローブ顕微鏡(SPM)とダブルビームレーザー干渉計により、薄膜の圧電定数を測定するとともに、電気的特性(分極、比誘電率)から圧電定数を計算した。計算に当たっては比誘電率から180度分域の影響を排除する方法を提案し、実行した。測定結果と計算結果は妥当な一致をみた。MPB組成付近の50/50組成で圧電定数が最大となることが予想されたが、SPMによる測定結果はその予想とは異なり、正方晶組成30/70で最大となった。また、ヒステリシスループの形状から考えても配向した薄膜試料においては正方晶組成が応用には好適と考えられる。さらに、測定法としてはSPMとダブルビームレーザー干渉計の二つの方法を比較した。SPMはドメインの分布状態などの微細領域の圧電特性にアクセスできる利点を有する。また、ダブルビームレーザー干渉計はより広い領域の圧電特性を精度良く求めることができる。両方の特徴をそれぞれ合い補う形で使用していくのが、現状では重要であると結論できた。また、ここで示した薄膜の圧電定数と電気的特性からの計算結果が比較的良い一致をみることは、今回使用したような膜厚200-540nmの薄膜では単結晶シングルドメインと同様な状況すなわち非180度ドメインの回転が歪みに寄与しない状況が起きていることを示している。
造血関連因子Runx1の骨軟骨組織における新規生物作用の解明

ヒト白血病発症において高頻度に遺伝子変異の標的となる転写制御関連分子としてRunx1(AML1)が知られている。本研究では、骨格系形成細胞におけるRunx1に特異的な新規機能を明らかにするために、組織特異的Runx1遺伝子欠損マウス(Prx1-Cre : Runx1^<flox/flox>:)を作製し、これらマウスの解析をおこなった。その結果、10週齢Runx1-cKOの海綿骨の骨密度は、野生型と比較して有意に減少していることが明らかとなった。また、Runx1は間葉系幹細胞において、骨関連因子Osterixの発現制御を介して骨芽細胞分化メカニズムに何らかの関与を有する可能性が示唆された。ヒト白血病発症において高頻度に遺伝子変異の標的となる転写制御関連分子としてRunx1(AML1)がよく知られている。疾病発症のメカニズムの理解にはRunx1分子の生体内での正常な機能の理解が不可欠で、これまでに遺伝子破壊個体の作出などでアプローチされてきた。こうした状況の下、本研究ではこれまでのRunx1機能低下型変異マウスの解析によって蓄積された情報を足掛かりに、まずはRunxファミリーに焦点を絞って、Runx1の骨形成における特異的機能とRunxファミリー分子間の補償性の有無を明らかにすることを試みた。ファミリー分子間の機能補償性やRunx1の新規機能などを明らかにするためには、シンプルな遺伝子破壊だけでなく、組織特異的・誘導的遺伝子標的実験などによる遺伝学的手法、すなわち異なった視点からのより複合的なアプローチによる解析が重要であると考えられる。よって、骨格系形成細胞におけるRunx1に特異的な新規機能を明らかにするために、Cre-loxPシステムを用いた間葉系細胞特異的Runx1遺伝子欠損マウス(Prx1-Cre : Runx1^<flox/flox> : Runx1-cKO)を作製し、これらマウスの表現型の解析をおこなった。その結果、生後3週齢までのRunx1-cKOの胸骨剣状突起における形体異常と骨化遅延が明らかとなってきた。さらに、Runx1-cKOから調製した骨髄間葉系幹細胞では、骨芽細胞への分化が著明に減弱するなど、Runx1機能低下マウスの解析のよって、Runx1が間葉系幹細胞から骨芽細胞への分化を制御している可能性が示唆された。平成22年度に続き、本年度は間葉系組織におけるRunx1の新規機能を明らかにするために、Cre-loxPシステムを用いたRunx1遺伝子欠損マウス(Prx1-Cre:Runx1^<flox/flox>;Runx1-cKO)の表現型の解析を行った。X線CT装置を用いた骨密度測定の結果、10週齢Runx1-cKOの皮質骨、海綿骨の骨密度は、野生型と比較して有為に減少していることが明らかとなった。続いて、間葉系幹細細胞に発現するRunx1の機能的役割を検討する目的で、骨髄由来間葉系幹細胞をRunx1^<flox/flox>マウスから調製し、組換えアデノウイルスを用いてCreリコンビナーゼを強制的に過剰発現させ、in vitroにおける誘導的Runx1機能低下システムを構築し、定量的RT-PCRによる解析を行った結果、骨関連遺伝子であるOsterix、オステオポンチンの低下が確認された。さらに、Runx1-cKOから調製した骨髄間葉系幹細胞では、野生型から調製した細胞と比べて、骨芽細胞への分化能の低下観察されるなど、Runx1が間葉系幹細胞から骨芽細胞への細胞分化を制御している可能性が示唆された。次に、間葉系幹細胞におけるRunx1の標的分子の同定を目指した。具体的には、骨髄由来間葉系幹細胞において誘導的にRunx1の機能を低下したときの遺伝子の変動をDNAマイクロアレイを用いて解析した。その結果、骨関連遺伝子であるosterix、periostin、osteoglycinの低下が観察された。また、間葉系幹細胞におけるRunx1の強制過剰発現によってosterixの発現が有為に上昇することを確認した。以上の結果より、Runx1は骨髄由来間葉系幹細胞において、osterixの発現制御を介して骨芽細胞分化メカニズムに何らかの関与を有する可能性が示唆される。
上皮組織構築における細胞接着－細胞骨格インターフェースの機能解析

本研究は、正常な上皮の形成・維持を担う分子メカニズムの解明、ならびに、分子メカニズムの変化によって細胞および組織に生じる異常や疾患との関連性を明らかにすることを目的として、上皮の細胞間接着と細胞骨格をつなぐインターフェースとなる分子に焦点をあて、解析を行うものである。なかでも、タイトジャンクションとその構成分子ZO-1およびZO-2を中心とした解析に取り組んでいる。【組織構造と機能に関する解析】体内生理環境の恒常性を調節する腎臓にあって糸球体は濾過機能を有し、血液浄化・尿生成を司る必要不可欠なユニットである。濾過機能の主体と成る糸球体上皮細胞の足突起・スリット膜は非常に特殊な上皮バリア構造と考えられるが、その分子制御機構には不明な点が多く残されている。そこで、糸球体上皮細胞特異的にZO-1、ZO-2、および両分子を欠損するマウスを作製し、糸球体の構造と機能に及ぼす影響について解析を行った。【癌細胞転移に関する解析】上皮癌の転移には浸潤能の獲得が必要であり、これには上皮間葉転換EMTが関与するとされている。原発腫瘍内の癌細胞の一部が、分化上皮の特徴である細胞間接着や極性をEMTによって喪失して線維芽細胞様となり、脈管侵襲を経て臓器転移する。分子レベルでは、E-cadherinなど上皮特有な分子の転写が抑制され、間葉系細胞で発現する分子の転写が上昇する。また、EMTに際しては細胞骨格の配向も、上皮構造を維持するための細胞間接着に適した状態から浸潤運動に適したファイバー状に変化する。しかし、この現象がどのような分子メカニズムを介して生じているのか十分に明らかとなってはいない。この課題を解明するため、上皮接着に関わるアクチン細胞骨格調節因子として先行研究で同定したRho活性化分子ARHGEF11の癌細胞における性質と機能について解析を行った。【組織構造と機能に関する解析】糸球体上皮細胞においてZO-1を欠損させた場合、マウス個体は生後早期よりタンパク尿を呈し、成長が著しく障害され、4週齢前後に死亡してしまった。一方、ZO-2を欠損させた場合は、タンパク尿を発症することなく、成長・生存もコントロールマウスと有意な差を示さなかったが、ZO-1とZO-2の両方を欠損させると、ZO-1単独欠損に比較して発症時期および症状の程度がより悪化していた。また、糸球体上皮細胞の微細形態を電子顕微鏡にて解析したところ、足突起の変性状態と個体症状に相関関係が認められた。したがって、腎糸球体の正常な構築と機能において、ZO-1は必須な存在であり、ZO-2は補助的に関与することが示唆された。【癌細胞転移に関する解析】乳癌サンプルの網羅的RNA-seqデータベースの解析から、乳癌に発現するARHGEF11には2つのisoformが存在することを見いだした。PCR解析および自ら作製したisoform特異的抗体を用いた解析により、浸潤性乳癌細胞には38番目のエクソンを含むisoformが発現し、非浸潤性乳癌細胞では当該エクソンを含まないisoformが発現することが明らかになった。2種類の異なるisoformの分子機能の違いについて生化学的に検討したところ、Rho活性化能などには差がなかったが、浸潤性癌細胞に発現するisoformでは細胞間タイト結合の構成分子ZO-1への結合能が失われており、そのために細胞間接着部位において細胞骨格を制御できないことが示唆された。浸潤性乳癌細胞に発現するisoformを欠損させたところ、細胞骨格の状態が変化して細胞突起の形成が抑制され、線維芽細胞様の形態も上皮様に変化し、浸潤能の低下を認めた。またヌードマウス皮下に移植したところ、in vivoにおける癌細胞の生存増殖能が抑制された。【組織構造と機能に関する解析】糸球体上皮におけるZO-1、ZO-2、および両分子の欠損が、分子レベルで具体的にどのような変化を誘発し、組織の構造と機能に影響を及ぼすのか明らかにするため、遺伝子改変マウスの糸球体を単離精製して、トランスクリプトーム解析およびプロテオーム解析を行いたい。【癌細胞転移に関する解析】癌細胞の浸潤・転移の過程にARHGEF11分子のアイソフォーム変化が機能的に関与しうることを、培養細胞ならびにマウスへの移植実験によって確かめることができたが、実際にヒト癌で起きているか、またどのステージで起きるのか、癌の種類・由来する臓器によって違いがあるか、等々の点について今後検討したいと考えている。また、ARHGEF11分子のアイソフォーム変化が細胞内でどのような分子経路に作用し、さらには協調して、浸潤・転移能に影響を与えているのか詳しく明らかにするため、樹立したARHGEF11遺伝子破壊細胞の遺伝子発現パターンの網羅的解析を行う。あわせて、非転移性癌細胞および転移性癌細胞各々に発現するアイソフォームごとに特有な結合タンパク質の同定を試みる。これらの解析を通じて、癌細胞が転移能を獲得する際に起きるアイソフォーム変化が、分子レベルでどのような経路を通じて細胞に影響を及ぼすのか、より具体的に明らかにし、癌の診断ならびに治療への応用の可能性を探っていきたい。本研究は、正常な上皮組織の形成・維持のメカニズム、ならびに、メカニズムの変化・破綻によって生じる疾患に関し、上皮細胞間接着と細胞骨格をつなぐインターフェースとして機能する分子に着目して解明を進めることを目的としている。当該年度においては、上皮が深く関わる代表的疾患である癌を対象とした解析に取り組んだ。