hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ブルーカーボン生態系モデルの構築と都市浅海域における炭素貯留・隔離機能の解明

微細構造を表現することで堆積物続成過程を明らかにすると同時に,貧酸素化と炭素貯留能の関係性を表現したこと等である.開発されたモデルは東京湾に適用され,通年計算(1年間の計算)が実施された.モデルの検証は,計算値と観測値を比較し,その再現性をもって行った.比較した項目は,植物プランクトン,デトリタス,アンモニア態窒素,硝酸態窒素,リン酸態リン,溶存酸素,大気ー海面間のCO2フラックス,堆積有機物の埋没フラックス等である.モデルは概ね観測値を再現するに至った.生態系モデルの開発において,浮遊生態系ー底生生態系の相互作用,食物網のモデリング等は,申請者が過去に開発した内湾複合生態系モデルの技術を活用/適用しつつ,更なる改良をすることで順調に遂行した.特に,浮遊生態系ー底生生態系の相互作用においては,本モデルで着目する生物代謝の鉛直方向の変化に関する空間分解能が,浮遊系はmスケール,底生生態系は0.1mmスケールと大きく異なる.今回は,これら空間分解能を同時に表現しつつ,浮遊生態系ー底生生態系の相互作用を解析する新しい計算スキームを考案し,更なる計算速度と精度の向上を図ることに成功した.沿岸生態系の気候変動緩和能を予測・評価する上で重要と考えられる生物・化学・物理過程とその相互作用の組み合わせの検討・考案においては,想定よりも数多くの試行パターンを検討し,当初の想定よりも多くの時間を費やした.特に,炭酸化学理論の導入においては,全アルカリ度(TA)と溶存性無機炭素(DIC)の2変数に,生物・化学過程が及ぼす影響を組み込んだが,(1)生物・化学過程が,全アルカリ度を変化させる仕組み,さらには,(2)溶存性無機態炭素と全アルカリ度からpH,pCO2を安定的に解析する仕組みについては,当初想定よりも時間をかけて検討を行い,そのモデル化に成功した.こうした全体の状況に鑑み,本研究はおおむね順調に進展していると判断した.これまでの研究を通じて,炭酸化学理論を組み込んだ新しい生態系モデルが開発された.また,開発されたモデルは東京湾に適用され,東京湾生態系の動態についてのモデル検証が行われた.今後は,検証を終えたモデルを用い,海域の炭素の隔離・貯留能の直接的な評価につながる(1)大気ー海洋間のCO2吸収スラックス,(2)生物生産によるCO2の有機物・炭酸カルシウムとしての固定(隔離),(3)固定化された炭素の永久堆積層への埋没(貯留),ならびに,(4)河川・陸域からの炭素流入,(5)流れ(移流・拡散)による沖合での炭素輸送の時空間変化を明らかにする。また,これまでの研究を通じ,当初,想定されていなかった生物・化学過程による大気ー海洋間のCO2吸収スラックスの影響が大きい可能性が見出された.こうした状況に鑑み,大気ー海洋間のCO2吸収スラックスを支配している生物・化学過程の抽出に焦点をあて,感度解析を実施する.また,貧酸素化と炭素貯留能の関係,生物生産と炭素貯留能の関係についても,構築した生態系モデルを用いた多角的解析から明らかにすることを試みる.国際会議での発表を予定していたが,論文執筆に時間を割き,昨年度は実施しなかった.また,入力・出力データ処理の作業について外注を見積もっていたが,昨年度は外注しなかった.これら予算は,国際会議での旅費,論文の英文校閲,ワークステーション購入,入力・出力データ処理の発注に活用する予定である.
新規ヒト腎炎モデルマウスの病態解析及びTh1/Th2転写制御による治療の試み

免疫異常を呈するflaky skin(fsn)ホモ変異マウスは、糸球体腎炎を呈するほか、ヒト乾癬に類似した皮膚炎を呈することが報告されており、新たなヒト腎症関連モデルマウスとなりうることが期待される。また、本マウスが呈する乾癬およびIgE高値は、ヘルパーT細胞のTh1型及びTh2型それぞれの表現型であり、ヒト腎炎でも、Th1/Th2の表現型が論じられているが、しばしば両者の混在が認められることからも、fsnマウスの解析は新たな知見が得られる可能性が高い。本研究では、fsnマウスの評価の他、このマウスと研究代表者が作製したTh1/Th2制御関連転写因子を過剰発現するトランスジェニックマウス(Th1、VA-T-betマウス;Th2、VA-GATA-3マウス)とを掛け合わせ、腎炎の病態に変化が生じるか否かを検討した。本件研究期間中に以下の点を明らかにした。1.fsnマウスのリンパ球解析では、T細胞の分化異常が認められた。2.腎機能評価において、血清クレアチニン測定では、fsnマウスにT-bet、GATA-3を導入することにより、顕著な改善および増悪を確認することはできなかった。一方、尿蛋白に関しては、T-betの導入により、軽減している可能性が示されたが、検体数が少数のため、データのさらなる蓄積が必要であった。3.Th1/Th2のサブセット解析では、fsnマウスはTh2優位の免疫状態にあった。4.T-betやGATA-3の導入により、Th1/Th2の誘導が確認できた。VA-GATA-3 fsnマウスとfsnマウスのTh1/Th2サブセット結果が同程度であったこと、VA-T-bet fsnマウスにてTh1優位な結果を示したことから、fsn自体には、より強いTh2誘導の活性は無いと考えられる。5.Th1/Th2のシフトに係らず、fsnマウスの寿命の延長効果は認められなかった。このことからfsnマウスの寿命には、Th1/Th2はあまり関与せず、免疫疾患以外の要因、おそらくは造血異常により規定されている可能性が示唆された。本研究期間2年間においては、解析が一部に止まったものもあるが、前記の幾つかの新たな知見を確認することができた。今後の課題として、Th1/Th2バランスとfsnマウスで認められる疾患病態との関連、特に皮膚病変、糸球体腎炎との発症時期、程度など病態を中心に、より具体的に検証していく必要があると考えられる。また、造血異常が直接の死因であると予想されるため、コロニーアッセイや造血サイトカインに対する反応性の解析も病態解明につながるものと思われる。最近、免疫異常を呈するflaky skin(fsn)

ホモ変異マウスが注目され、糸球体に免疫複合体の沈着が生じ、糸球体腎炎を呈するほか、ヒト乾癬に類似した皮膚炎、血清免疫グロブリンIgG1、IgE、IgAおよび抗核抗体の上昇が報告されている。このマウスは糸球体腎炎のほか、しばしばヒトIgA腎症でも合併する乾癬を呈するため、今まで報告されている腎炎のモデルマウスとは異なり、新たなヒトIgA腎症関連モデルマウスとなりうることが期待される。また、本マウスが呈する乾癬およびIgE高値は、ヘルパーT細胞のTh1型及びTh2型それぞれの表現型であり、ヒト腎炎でも、Th1/Th2の表現型が論じられているが、しばしば両者の混在が認められることからも、fsnマウスの解析は新たな知見が得られる可能性が高い。さらに、このマウスと研究代表者が作製したTh1/Th2制御関連転写因子を過剰発現するトランスジェニックマウスとを掛け合わせることにより、腎炎が改善されるかどうかを検討するほか、腎炎におけるTh1/Th2制御による治療応用への可能性についても検討することを本実験は目的とする。平成17年度において、以下の研究結果を得た。1、腎炎解析:腎炎の正確な発症時期の特定を行うため、生後8週、12週、16週の蓄尿及び血清を検討し、腎機能の評価を計画した。交配によりfsnマウス18匹を得ることができ、腎炎の評価では、血清クレアチリン値の8週と12週時点では有意な差は認められていない(8週、fsn:0.30±0.04、野生型:0.34±0.04;12週fsn:0.28±0.02、野生型:0.32±0.10(mg/dl))。16週以降にてfsnマウスの死亡率が高まることから、今後16週のも含め、尿蛋白、腎機能(クレアチニンクリアランス)測定及び腎組織(光顕、蛍光、電顕)の評価を行う予定である。また、腎疾患増悪の原因と考えられる血清免疫グロブリン、及び血清抗核抗体(dsDNA)も週齢ごとに測定する予定である。2、リンパ球解析:fsnマウスの原因遺伝子として同定されたTtc7遺伝子は造血幹細胞やB細胞、脾臓、胸腺等で発現が認められ、fsnマウスは脾臓の肥大が認められることから、16週令の胸腺と脾臓において、FACSによってTリンパ球の分化マーカー(CD3,CD4,CD8など)を確認した。その結果、胸腺においてfsnマウスはCD4^+CD8^+細胞が野生型に比べ極端に少なく、Tリンパ球の分化異常が認められた。今後はTリンパ球の分化異常における詳細な解析も同時に行う予定である。3、VA-T-betマウスおよびVA-GATA-3マウスとの掛け合わせ:fsnマウスの病態解析のため、Th1及びTh2転写因子のT-betとGATA-3をT細胞に発現するVA-T-betマウスおよびVA-GATA-3マウスとの掛け合わせを行っている。今後はマウスの誕生を待って、腎障害およびT細胞サブセット(Th1/Th2の細胞内サイトカイン産生)を含めたリンパ球解析を行う予定である。免疫異常を呈するflaky skin (fsn)ホモ変異マウスは,糸球体腎炎を呈するほか,ヒト乾癬に類似した皮膚炎を呈することが報告されており・新たなヒト腎症関連モデルマウスとなりうることが期待される.また,本マウスが呈する乾癬およびIgE高値は,ヘルパーT細胞のTh1型及びTh2型それぞれの表現型であり,ヒト腎炎でも,Th1/Th2の表現型が論じられているが,しばしば両者の混在が認められることからも,fsnマウスの解析は新たな知見が得られる可能性が高い.
フレキシブル透明導電膜の低視認性高品位レーザ加工

情報化社会において重要なインターフェースのフレキシブル化に貢献できる銀ナノワイヤ透明導電膜に対する近赤外パルスレーザによる高品位除去加工を目指して,試料の光学特性の評価,レーザ照射系のセットアップを実施した後,基礎的な加工特性を評価した.照射されたレーザ光のうち反射および透過することなく材料に吸収されるレーザ光が加工プロセスに主に寄与する.そこで積分球を備えた分光光度計を用いて,銀ナノワイヤ導電膜,PET,ハードコート層,銀ナノワイヤを保持しているアクリル系樹脂のみの透過率,および反射率を計測することにより吸収率を算出したところ,波長1umでは光吸収率は数パーセント程度であった.次に,レーザ光スポット内における均一的な材料除去を目指してレーザ光強度分布の均一化を行った.ナノ秒パルスレーザにおいては,出力されたレーザ光を50um角コアの光ファイバへ入射させて集光することで,矩形で均一な強度分布を得た.一方,ピコ秒とフェムト秒パルスレーザではマスクを用いた結像光学系を用いることで,矩形で均一な強度分布のレーザ光を得た.そして,作製した光学系を用いてパルス痕が重ならない条件において,200fs,1ps,10ps,10ns,100ns,500ns程度のパルス幅による銀ナノワイヤの基礎的な加工特性を評価した.測定電圧DC25Vで抵抗値が20MΩ以上となるような絶縁特性が得られる照射条件においては,パルス幅が短い方が熱的な影響は少なくなるものの,オーバーコート層に存在する直径100nm程度の銀ナノワイヤが除去された後の除去痕が顕在化し,視覚的に認識されやすくなった.この視認性を評価するために,色差(未加工部と加工部の差)を色差計により,透過光の拡散性を示すヘーズ(Haze)をヘーズメータによって評価したところ,視覚的な傾向を数値として評価できる可能性が示唆された.2018年度の実施計画である「光学特性評価」,「強度分布の変換」を実施し,「近赤外光による加工特性の解明」に取り組んだ.そして,「レーザ光照射条件が除去形態に及ぼす影響」,「絶縁状態評価」,「視認性評価」の評価の一部を計画に沿って実施することができた.それにより,近赤外光による銀ナノワイヤ透明導電膜のレーザ除去加工特性の議論を進めることができ,次年度以降の計画内容を予定通り実施できる体制を整えることができた.2018年度においては,おおむね順調に研究計画を遂行できたことから,2019年度は当初の計画通り,2018年度に引き続き,「加工特性の解明」として「レーザ光照射条件が除去形態に及ぼす影響」,「絶縁状態評価」,「視認性評価」を進めるとともに,「加工メカニズムの検討」のために,「偏光と加工特性」ならびに「電磁場温度解析」を実施遂行する.情報化社会において重要なインターフェースのフレキシブル化に貢献できる銀ナノワイヤ透明導電膜に対する近赤外パルスレーザによる高品位除去加工を目指して,試料の光学特性の評価,レーザ照射系のセットアップを実施した後,基礎的な加工特性を評価した.照射されたレーザ光のうち反射および透過することなく材料に吸収されるレーザ光が加工プロセスに主に寄与する.そこで積分球を備えた分光光度計を用いて,銀ナノワイヤ導電膜,PET,ハードコート層,銀ナノワイヤを保持しているアクリル系樹脂のみの透過率,および反射率を計測することにより吸収率を算出したところ,波長1umでは光吸収率は数パーセント程度であった.次に,レーザ光スポット内における均一的な材料除去を目指してレーザ光強度分布の均一化を行った.ナノ秒パルスレーザにおいては,出力されたレーザ光を50um角コアの光ファイバへ入射させて集光することで,矩形で均一な強度分布を得た.一方,ピコ秒とフェムト秒パルスレーザではマスクを用いた結像光学系を用いることで,矩形で均一な強度分布のレーザ光を得た.そして,作製した光学系を用いてパルス痕が重ならない条件において,200fs,1ps,10ps,10ns,100ns,500ns程度のパルス幅による銀ナノワイヤの基礎的な加工特性を評価した.測定電圧DC25Vで抵抗値が20MΩ以上となるような絶縁特性が得られる照射条件においては,パルス幅が短い方が熱的な影響は少なくなるものの,オーバーコート層に存在する直径100nm程度の銀ナノワイヤが除去された後の除去痕が顕在化し,視覚的に認識されやすくなった.この視認性を評価するために,色差(未加工部と加工部の差)を色差計により,透過光の拡散性を示すヘーズ(Haze)をヘーズメータによって評価したところ,視覚的な傾向を数値として評価できる可能性が示唆された.2018年度の実施計画である「光学特性評価」,「強度分布の変換」を実施し,「近赤外光による加工特性の解明」に取り組んだ.そして,「レーザ光照射条件が除去形態に及ぼす影響」,「絶縁状態評価」,「視認性評価」の評価の一部を計画に沿って実施することができた.

それにより,近赤外光による銀ナノワイヤ透明導電膜のレーザ除去加工特性の議論を進めることができ,次年度以降の計画内容を予定通り実施できる体制を整えることができた.2018年度においては,おおむね順調に研究計画を遂行できたことから,2019年度は当初の計画通り,2018年度に引き続き,「加工特性の解明」として「レーザ光照射条件が除去形態に及ぼす影響」,「絶縁状態評価」,「視認性評価」を進めるとともに,「加工メカニズムの検討」のために,「偏光と加工特性」ならびに「電磁場温度解析」を実施遂行する.
ナノスケール分極配向制御による高分子系の新光機能創成の理論

ナノスケールの分極配向が生み出す新しい光機能探索として,前半は主に以下の2種のモデルに対する光学応答の計算を行った.1.誘起高分子や生体分子に見られる螺旋状の分極配向を想定し、点双極子と近似した一軸性分子がその分極方向を螺旋状に変化させていく一次元鎖に閉じこめられたFrenkel励起子を考察した.この一次元鎖が束となったできた薄膜に対して線形、非線型応答を計算し,(1)量子化準位に対する線形応答の選択則に螺旋形状特有のものが現れ,螺旋ピッチや膜厚に従って変化する,(2)螺旋ピッチと膜厚により,非線形応答の大きさと輻射緩和時間の速さが通常の場合より良く両立する条件が存在する,等のことが明らかになった.2.光捕集型アンテナ分子に見られる環状分極配向を想定し、点双極子で近似された分子によるナノスケール環状分子が複数個集まった系の光学応答を調べた.その結果,分子配列の端より近接場により非放射モードを励起するすれば,光学的に許容なモードを励起した場合に比べ圧倒的に効率よく反対側にあるプローブヘエネルギー伝達されるなど,この系特有の効果が明らかになった.後半ではナノスケールな距離を置いて配置された複数量子ドットの電子的準位に共鳴する光を入射した場合を想定し,ドットに誘起される分極偏光の空間構造と,ドット問の力学的相互作用の関係について調べた.その結果,二つのドットを結ぶ直線に垂直に分極を誘起した場合と,平行に誘起した場合とで力の向きが変わり,2原子分子の結合状態,反結合状態に対応する新しいドット間の結合状態を誘起できることが分かった.また,光の入射方向を制御することで,非双極子的な分極パターンを励起でき,ピーク値の大きなカのスペクトルが得られることが分かった.これらの結果は,複数ドットに誘起するナノ分極空間構造によりドット集団に対する光マニピュレーションが可能であることを示すものである.ナノスケールの分極配向が生み出す新しい光機能探索として,前半は主に以下の2種のモデルに対する光学応答の計算を行った.1.誘起高分子や生体分子に見られる螺旋状の分極配向を想定し、点双極子と近似した一軸性分子がその分極方向を螺旋状に変化させていく一次元鎖に閉じこめられたFrenkel励起子を考察した.この一次元鎖が束となったできた薄膜に対して線形、非線型応答を計算し,(1)量子化準位に対する線形応答の選択則に螺旋形状特有のものが現れ,螺旋ピッチや膜厚に従って変化する,(2)螺旋ピッチと膜厚により,非線形応答の大きさと輻射緩和時間の速さが通常の場合より良く両立する条件が存在する,等のことが明らかになった.2.光捕集型アンテナ分子に見られる環状分極配向を想定し、点双極子で近似された分子によるナノスケール環状分子が複数個集まった系の光学応答を調べた.その結果,分子配列の端より近接場により非放射モードを励起するすれば,光学的に許容なモードを励起した場合に比べ圧倒的に効率よく反対側にあるプローブヘエネルギー伝達されるなど,この系特有の効果が明らかになった.後半ではナノスケールな距離を置いて配置された複数量子ドットの電子的準位に共鳴する光を入射した場合を想定し,ドットに誘起される分極偏光の空間構造と,ドット問の力学的相互作用の関係について調べた.その結果,二つのドットを結ぶ直線に垂直に分極を誘起した場合と,平行に誘起した場合とで力の向きが変わり,2原子分子の結合状態,反結合状態に対応する新しいドット間の結合状態を誘起できることが分かった.また,光の入射方向を制御することで,非双極子的な分極パターンを励起でき,ピーク値の大きなカのスペクトルが得られることが分かった.これらの結果は,複数ドットに誘起するナノ分極空間構造によりドット集団に対する光マニピュレーションが可能であることを示すものである.ナノスケールの分極配向が生み出す新しい光機能探索の第一歩として、本年度は以下の3種のモデルに対する光学応答の計算を行った。1.誘起高分子や生体分子において天然に存在しやすい形態である螺旋状の分極配向を想定し、点双極子と近似した一軸性分子がその分極方向を螺旋状に変化させていく一次元鎖に閉じこめられたFrenkel励起子を考えた。この一次元鎖が束となって薄膜を形成するとして、この膜の線形、非線型応答を計算し、次の結果を得た。(1)量子化準位に対する線形応答の選択則は螺旋形状特有のものが現れ、螺旋ピッチや膜厚に従って変化する。(2)比較的薄い膜厚においても高次の量子化準位の寄与が大きく現れる。(3)螺旋ピッチと膜厚をパラメーターとして非線形応答の大きさと輻射緩和時間の速さが通常の場合より良く両立する条件を探索可能。(4)直線偏光のみの入射光においても四光波混合などの非線形信号が純粋な円偏光を持って生じる条件がある。2.上述の薄膜がDBRなどの高反射率鏡と接している場合、或いはDBRに挟まれ微小共振器モードと結合している場合に内部電場へのフィードバック効果が強く働き、螺旋特有の光学応答がより強調される可能性を探った。その結果、(1)片側DBRの場合に反射光の偏光がナノ薄膜であってもほぼ完全に90度回転する条件がある。

(2共振器モードと量子化準位の結合が螺旋周期や膜厚で様々に変化する。3.光捕集型アンテナ分子に見られる環状分極配向を想定し、点双極子で近似された分子によるナノスケールの環状分子が複数個集まった場合の光学応答を調べている。光学的インプットが環状分子集合系に隣接した励起した点双極子である場合に光学的許容準位や非許容準位が励起されるが、その励起パターンを調べ、特に非許容準位を通して空間的に離れたプローブへ励起エネルギーを伝播できる可能性について検討している。ナノスケールの分極配向が生み出す新しい光機能探索として本年は次のような研究を行った.1.ナノ分極配向構造を持つ分子系の光学応答の分布型ブラッグ共振器(DBR)による制御.この項目では分極がらせん状に配向した薄膜のモデルとDBRとの複合ナノ構造の光学特性を微視的非局所応答理論を用いて解析した.その結果,らせん周期によって励起子のエネルギー準位と共振器モードとの結合の選択則が変わることが分かり,らせんの周期が有効な自由度であることを示唆した。また,らせん型分極配向モデルの片側にDBRを配した系での光学応答を調べるため,30nm程度の厚さを持つ薄膜モデルおいて非局所性を考慮した理論によって計算を行い、特定の膜厚・周期に対して、x偏光のみの入射光がほぼy方向に偏光する現象を示した。このスイッチ現象はナノスケールな空間構造においても偏光を制御できる可能性を示唆し、今後の新しい光機能の応用として期待できる結果となった。2.複数量子ドット間の力学的相互作用の偏光による操作の理論研究ナノスケールな距離を置いて配置された複数量子ドットに,ドットの電子的準位に共鳴する光を入射した場合に,ドットに誘起される分極偏光の空間構造と,ドット間の力学的相互作用の関係について理論的に調べた.その結果,二つのドットを結ぶ直線に垂直に分極を誘起した場合と,平行に誘起した場合とで力の向きが変わり,2原子分子の結合状態,反結合状態に対応する新しいドット間の結合状態を誘起できることが分かった.また,光の入射方向を制御することで,非双極子的な分極パターンを励起でき,線幅の細い,すなわちピーク値の大きな力のスペクトルが得られることが分かった.これらの結果は,複数ドットに誘起する分極のナノ空間構造によりドット集団に対する光マニピュレーションが可能となることを示すものである.
ブタ心房組織に存在する新規循環調節ペプチドの系統的探索

本研究代表者等は1993年にヒト褐色細胞種組織より、アドレノメデュリン(AM)を強力な降圧作用を有する新規生理活性ペプチドとして発見(Kitamura K. et al. Biochem Biophys Res Commun. 192, 553-560, 1993)した。さらに、AM前駆体よりProadrenomedullin N-terminal 20 Peptide(PAMP)が降圧作用を有する新たな生理活性ペプチドとして生合成されることを明らかにした(Kitamura K. et al. FEBS Lett. 351: 35-37, 1994)。AMとPAMPはヒト副腎髄質由来の褐色細胞腫より発見されたものであるが、現在AMとPAMPが重要な生理活性ペプチドとして生体内調節や各種病態で重要な役割を果たしていることが明らかにされてきた。また、最近ではアンジオテンシンII(AngII)のN末を認識するラジオイムノアッセイ(RIA)を用いて、ヒト尿中よりビッグアンジオテンシン-25(Bang-25)を内在性のペプチドとして発見(Nagata S. et al. Biochem Biophys Res Commun. 441, 757-62,2013)し、レニンアンジオテンシン系の研究分野で大きな反響を得ている。このように未知の生理活性ペプチドを単離し、構造を明らかにする研究は医学・循環器病学の発展のために極めて重要である。本研究の目的は、我々が独自に開発した次の3つの検索法を駆使して、ブタ心房のペプチド分画より生理活性ペプチドの系統的かつ網羅的検索を行い、AMや心房性ナトリウム利尿ペプチドに続く新たな内在性の循環調節ペプチドを発見することにある。(1)ラット血小板のcAMP増加作用を有するペプチドの検索。(2) C末端アミド構造を有したペプチドの系統的検索。(3)アンジオテンシン関連ペプチドの系統的検索。我々は1993年にヒト褐色細胞種組織より、AMを強力な降圧作用を有する新規生理活性ペプチドとして発見した。さらに、AM前駆体よりPAMPが降圧作用を有する新たな生理活性ペプチドとして生合成されることを明らかにした。AMとPAMPはヒト副腎髄質由来の褐色細胞腫より発見されたものであるが、現在AMとPAMPが重要な生理活性ペプチドとして生体内調節や各種病態で重要な役割を果たしていることが明らかになった。また、最近ではアンジオテンシンII(AngII)のN末を認識するラジオイムノアッセイ(RIA)を用いて、ヒト尿中よりビッグアンジオテンシン-25を内在性のペプチドとして発見し、レニンアンジオテンシン系の研究分野で大きな反響を得ている。このように未知の生理活性ペプチドを単離し構造を明らかにする研究は医学・循環器病学の発展のために極めて重要である。本研究の目的は、我々が独自に開発した次の3つの検索法を駆使して、ブタ心房のペプチド分画より生理活性ペプチドの系統的かつ網羅的検索を行い、AMや心房性ナトリウム利尿ペプチドに続く新たな内在性の循環調節ペプチド発見をめざして研究を推進している。(1)ラット血小板のcAMP増加作用を有するペプチドの検索:ラット血小板のcAMP増加を指標にしたアッセイ法を用い、新規生理活性ペプチドの探索を進めており、すでにいくつかのペプチドを精製し構造解析を決定した。(2)C末端アミド構造を有したペプチドの系統的検索:心房には高濃度のアミド化酵素が含まれていることから、C末のアミド化された未知の生理活性ペプチドが存在すると考えられるので、我々が独自に考案した方法でペプチドの系統的検索をすすめている。(3)アンジオテンシン関連ペプチドの系統的検索:AngIIのN末に特異的なRIAを用い、ブタ心房ペプチド分画より新たな関連ペプチドを単離し、現在構造解析中である。微量な生理活性ペプチドの単離・構造決定にはある程度の量が必要なため、1kgのブタ心房組織を目標にペプチド分画を調製した。ペプチドの抽出法は、中性条件で煮沸後に抽出することでブタ心房組織中のペプチドを存在するままのかたちで取り出し、かつ安定化させることができる。脱塩・除蛋白後のペプチド分画をSP-Sephadexを用いて、弱塩基性ペプチド分画(SP-II)と強塩基性ペプチド分画(SP-III)に分け、平成28年度は主にSP-III分画を次の3通りの方法で生理活性ペプチドの系統的検索を推進した。(1)血小板のcAMP増加作用を有するペプチドの検索:ラット血小板を用い、ブタ心房組織のペプチド分画におけるcAMP増加活性を指標に系統的に精製し、構造解析を行った。数十種類のペプチドの単離を行い、現在質量分析で解析を進めている。(2)C末端アミド構造を有したペプチドの系統的検索:現在までに発見されている生理活性ペプチドの半数以上のC末端がアミド化されている。V8プロテアーゼ(AspとGluのC末側を特異的に切断)でペプチドを限定分解すると、C末端にアミド構造を含むペプチド以外は、すべてカルボキシル基を有するペプチドになることを利用し、C末端がアミド化されたペプチドのみを選択的に単離できる方法を確立した。この方法を用いて、ブタ心房組織のペプチド分画における系統的に精製し構造解析を行っている。(3)アンジオテンシン関連ペプチドの系統的

検索:AngIIのN末に特異的なラジオイムノアッセイ(RIA)でブタ心房ペプチド分画より単離し、質量分析装置(LC/MS/MS)とプロテインシークエンサーにて精製したペプチドのアミノ酸配列を決定を進めている。すでに数種類の新規化合物を精製しており、糖鎖部分の構造も含めて解析を進めている。我々は1993年にヒト褐色細胞種組織より、アドレノメデュリン(AM)を強力な降圧作用を有する新規生理活性ペプチドとして発見した。さらに、AM前駆体よりPAMPが降圧作用を有する新たな生理活性ペプチドとして生合成されることを明らかにした。AMとPAMPはヒト副腎髄質由来の褐色細胞腫より発見されたものであるが、現在AMとPAMPが重要な生理活性ペプチドとして生体内調節や各種病態で重要な役割を果たしていることが明らかにされてきた。また、最近ではAngIIのN末を認識するRIAを用いて、ヒト尿中よりビッグアンジオテンシン-25を内在性のペプチドとして発見し、レニンアンジオテンシン系の研究分野で大きな反響を得ている。このように未知の生理活性ペプチドを単離し、構造を明らかにする研究は医学・循環器病学の発展のために極めて重要である。本研究の目的は、我々が独自に開発した次の3つの検索法を駆使して、ブタ心房のペプチド分画より生理活性ペプチドの系統的かつ網羅的検索を行い、AMや心房性ナトリウム利尿ペプチドに続く新たな内在性の循環調節ペプチド発見をめざして研究を推進している。(1)ラット血小板のcAMP増加作用を有するペプチドの検索。ラット血小板のcAMP増加を指標にしたアッセイ法を用い、新規生理活性ペプチドの探索を進めており、いくつかのペプチドを精製し構造解析を決定した。(2)C末端アミド構造を有したペプチドの系統的検索。心房には高濃度のアミド化酵素が含まれていることから、C末のアミド化された未知の生理活性ペプチドが存在すると考えられるので、我々が独自に考案した方法でペプチドの系統的検索をすすめている。(3)アンジオテンシン関連ペプチドの系統的検索。AngIIのN末に特異的なRIAを用いて、ブタ心房ペプチド分画より新たなアンジオテンシン関連ペプチドを単離し、現在構造解析中である。ブタ心房のペプチド分画の調製:微量な生理活性ペプチドの単離・構造決定にはある程度の量が必要なため、1kgのブタ心房組織を目標にペプチド分画を調製した。ペプチドの抽出法は、中性条件で煮沸後に抽出することでブタ心房組織中のペプチドを存在するままの分子型で取り出し、かつ安定化させることができる。脱塩・除蛋白後のペプチド分画をSP-Sephadexを用いて、弱塩基性ペプチド分画(SP-II)と強塩基性ペプチド分画(SP-III)に分け、平成29年度は主にSP-II分画を次の3通りの方法で生理活性ペプチドの系統的検索を推進した。(1)血小板のcAMP増加作用を有するペプチドの検索:ラット血小板を用い、ブタ心房組織のペプチド分画におけるcAMP増加活性を指標に系統的に精製し、構造解析を行った。数種類のペプチドの単離を行い構造を決定した。しかし、既知のものであり新規ペプチドは発見できなかった。(2)C末端アミド構造を有したペプチドの系統的検索:現在までに発見されている生理活性ペプチドの半数以上のC末端がアミド化されている。
北方有用植物資源の評価と保全‐マルチステークホルダー参加型アプローチ-

本研究の目的は,有用な植物資源の効果的な利用と保全に関する調査研究を通じて,生態系サービスのひとつである植物資源の価値を評価することである.そのために北方有用植物データベースの構築および検証を行った.またステークホルダー参加型アプローチを採用することで非市場価値を含めた生態系サービスの統合的評価手法について検討した.その結果,市場価値のみによる評価は限界があり,生態系指標と関連する新たな評価指標の開発が必要であることが示された.本研究の目的は,有用な植物資源の効果的な利用と保全に関する調査研究を通じて,生態系サービスのひとつである植物資源の価値を評価することである.そのために北方有用植物データベースの構築および検証を行った.またステークホルダー参加型アプローチを採用することで非市場価値を含めた生態系サービスの統合的評価手法について検討した.その結果,市場価値のみによる評価は限界があり,生態系指標と関連する新たな評価指標の開発が必要であることが示された.本研究の目的は、有用な植物資源の効果的な利用と保全に関する調査研究を通じて生態系サービスのひとつである植物資源の価値を評価し、国内の環境政策制度の課題を明示することである。2009年4月から12月にかけて、北海道内に生育する経済的価値の高い植物(薬用植物)のデータベース作成を行った。また生態系サービス評価の調査対象域として釧路地域を選択し、聞き取り調査およびステークホルダー会議を9月に開催した。会議では過去50年間の環境や酪農システムの変化について議論が行われ、生態系サービスとの関連について考察した。主な議論は地域の自然環境と酪農システムの変化についてであった。特に酪農システムは大規模化に対応した効率化が急速に図られ、放牧の減少や機械化などより自然資源とは離れた営みへと変化した。一方で,多くの参加者が河川水位の変動や動植物個体数の増減など自然環境の変化に言及し人間活動との関連性を考察していた。ステークホルダー会議の結果から、住民視点の生態系サービスについての考察を試みた。生態系サービスは土壌形成などの基盤サービス,食糧や木材,燃料などの供給サービス,気候・洪水調整などの調整サービス,文化的サービスに分類される(Millemium Ecosystem Assessment 2005)。対象地域では供給サービスに関する情報のみならず、調整サービスやその他の基盤サービスはより重要な生態系サービスとして考えられた。また今後は生態系の炭素隔離機能の定量化やまた生態系サービスを提供する生物多様性との関連について科学的な指標を用いて評価し,情報を提供することが資源管理において有効であることが示唆された。本研究の目的は,有用な植物資源の効果的な利用と保全に関する調査研究を通じて,生態系サービスのひとつである植物資源の価値を評価することである.平成22年度は有用植物データベースと土地利用・被覆データを用いた統合的な評価によって,非市場価値を含めたサービスの定量化について検討した.具体的な内容は以下のとおりである.1.有用資源植物データベースの検証平成21年度に作成した有用植物データベースについて,土地利用と関連して種の生育範囲などの検証を行い,生態系サービス評価に供するデータベースの構築を行った.2.生態系サービス評価手法の検討社会調査の結果から,(1)非市場価値および(2)生態系サービスを提供する生物多様性と関連する指標の開発が必要であることが示された.(1)に関しては再度,社会調査データを検証し,生態系サービスの市場価値と非市場価値の分類を行った.(2)に関しては土地利用・被覆分類による種多様性指標と生態系機能の関連および他の指標(バイオマス)との関係性について解析を行った.3.成果の取りまとめ1.において作成したデータベースを2.で検討した生態系サービス評価に取り入れる際の課題について整理した.特にステークホルダーからの具体的な情報を科学的評価に供する場合の課題点について整理し成果を取りまとめ,学会等で成果報告を行った.本研究の結果から統合評価に必要なデータベース作成の意義と新たな課題が明らかになった.
ヘテロアラインの酸化還元変換による反応位置制御法の開発

シリル基を配向基として用いることによって3,4-ピリダインとフラン類のDiels-Alder反応が位置選択的に進行した。更に、得られた環化付加生成物における1,4-エポキシ環の開環と、配向基として利用したシリル基の変換によって、イソキノリンを合成することができた。本法は、多彩なイソキノリン類を選択的に合成する新手法となった。イソキノリン類は様々な生物活性物質に見出される重要な複素環化合物であり、その合成法は古くから盛んに研究されてきた。中でも、3,4-ピリダインと置換フランとのDiels-Alder反応は、イソキノリン骨格を一挙に構築できる魅力的な反応であるが、その位置選択性に問題があった。一方、当研究室ではシリルベンザインと置換フランのDiels-Alder反応がシリル基によって高位置選択的に進行することを見出し、ナフタレン骨格の有用な構築法を開発した。まず、2位にトリアルキルシリル基又はトリアルキルスタニル基を有する3,4-ピリダインをデザインし、その発生法の開発に取り組んだ。ピリダイン前駆体及び反応条件を種々検討した結果、3-ブロモピリジンから2工程で収率良く合成した前駆体を置換フラン存在下、MeCN中60 °CでCsFと反応させると、3,4-ピリダインが発生し、すぐにDiels-Alder反応を起こし、環化体distal-付加体を選択的かつ収率よく与えた。また、フラン2位の置換基がかさ高くなると位置選択性が顕著に向上し、distal-付加体のみを与えた。一方、同条件下、2位無置換3,4-ピリダインを発生させた場合には、2種の位置異性体を1 : 1の比で生じ、また、低収率であった。従って、シリル基やスタニル基は位置選択性だけでなく収率の向上にも寄与していることがわかった。続いて、distal-付加体にFe2(CO)9やTMSOTfと反応させて芳香化を行い、イソキノリンを得た。また、シリル基を利用する変換によって、1位に多様な官能基を有するイソキノリンを合成することができた。多置換イソキノリンの新規合成法である本法は、今後、様々な応用が期待できる。本申請研究は、ヘテロアライン(環内に三重結合を有するヘテロ芳香族化合物)への環状付加反応や求核付加反応などの反応位置を、制御するための新手法を開発することを目的としている。本年度は、ヘテロアラインの位置選択性に関する基礎的なデータを収集するために、特にピリダインの環化付加反応に関して位置選択性を制御する研究を行った。ピリダインの環化付加反応は一挙に新たな多環式ヘテロ環を合成できる魅力的な反応であるが、収率や位置選択性が低いことが問題である。そこで、3,4-ピリダインの2位の置換基を種々検討し、位置選択的に縮合ヘテロ環を構築することを目的として最初の研究を行なった。種々のピリダイン前駆体及びブチルフランのアセトニトリル溶液に、60 °CでCsFを加えたところ、ピリダインが発生し、ピリダインとブチルフランとの間でDiels-Alder反応が進行した環化体を与えた。2位が無置換のピリダインを発生させた場合には、環化体の収率は極めて低く、また選択性は全く発現しなかった。一方、2位にシリル基やスタニル基を有する3,4-ピリダインを発生させた場合には、位置選択的に反応が進行することが分かった。フラン2位の置換基がアルキル基の場合、アルキル鎖が嵩高いほど選択性が高く、ピリジン環2位の置換基とフラン2位の置換基が離れたアンチ体を高選択的に与えた。一方、電子吸引基が、フラン2位に置換した場合も同様にアンチ環化体が選択的に得られることから、選択性は主に置換基どうしの立体反発によって生じているものと考えられる。また、シリル基やスタニル基のピリジン環上2位置換基効果によって環化体の収率が格段に向上することも明らかとなった。上記の反応によって、得られた環化体はルイス酸によって開環することでイソキノリンへと変換することができる。以上、本法はイソキノリン誘導体の新しい位置選択的合成法となった。1)ピリダインの効率的発生法の開発我々は、合成容易かつ温和な条件においてピリダインを発生させることができる新規ピリダイン前駆体を開発することに成功した。2)ケイ素及びホウ素官能基を用いたピリダインの位置選択性制御法の開発上記発生法を利用して2ーシリル又はスタニルピリダインを発生させ、通常位置選択性を発現させるのが極めて困難な、環化付加反応を位置選択的に行うことができた。上記の平成23年度の実施計画は順調に進行しており、既にピリダインの環化付加反応を用いた位置選択的なイソキノリン合成法を開発することに成功している。平成23年度は順調に実施計画が進行しているため、平成24年度も継続してその発展研究を行う((1))また、当初の計画通り(2)(3)の研究を推進する。

(1)昨年度の研究のまとめ及びその発展研究2,3ピリダインン及びイソキノライン、キノライン、インドライン等その他ヘテロアラインについても平成23年度と同様の検討を行い、新たなヘテロ環の位置選択的構築法として開発する。(2)ピリダイン及びピリダインN-オキシドの求核付加反応及び環状付加反応における位置選択性制御例えば、2,3-ピリダインと2,3-ピリダインN-オキシドに対するアミンの求核付加及びフラン(又はピロール)とのDiels-Alder反応を詳細に検討し、位置選択性制御法を確立する。更に、3,4-ピリダイン等、その他のヘテロアラインに対しても同様に酸化還元状態を変えることによる位置選択性の自在制御法を確立する。(3)Heteroaryneの位置選択的環状付加反応を用いた天然物の全合成上記の検討から得られた知見を生かし、heteroaryneの反応を多環式アルカロイドの合成に応用し、本法の実用性を示す。例えば、抗菌・抗炎症・中枢抑制・血圧降下など多様な作用を有するberberine誘導体を位置選択的Diels-Alder反応を活用して全合成する。この手法では多様な誘導体を容易に作り分けることが可能である。平成23年度は、ヘテロアラインの中でも、ピリダインの環化付加反応に特化して研究を推進してきた。その為、予定よりも必要な試薬代がかからなかった。今年度はさらに多様なヘテロアライン及び反応に適用するため、新規に試薬を多く購入する必要がある。従って、昨年度からの繰越金は殆ど消耗品として使用する予定である。当初予定していた平成24年度の研究費については予定通りの使用計画である。以下にその概算を記載する。物品費:1,839,174円旅費:108,110円人件費・謝金:0円その他:0円
新規膵β細胞特異的遺伝子(BRG1)の構造と機能に関する研究

本研究の課題1では、膵β細胞において高発現を示し、グルコースに応答性を示す新規遺伝子、BRG1(beta-related gene 1)の構造と機能を解明することを目的とした。BRG1は、マウス膵β細胞株やラット膵島で発現し、グルコースに応答して発現の増強する遺伝子である。BRG1遺伝子発現の組織分布をみると、様々な臓器でubiquitousに発現し、特に睾丸において発現が高かった。BRG1遺伝子は、cDNAで14kbで、BRG1蛋白は4,400個のアミノ酸から成る。BRG1遺伝子のアミノ酸構造は線虫からヒトまで、特にC末端側の半分は動物の種を越えて保存されていた。モチーフ解析の結果は、N末端側から、DNA結合蛋白を示唆するZnフィンガー、ATP/GTP結合、インスリン受容体によるリン酸化部位、Tubファミリー(肥満糖尿病マウスTubby関連)、核局在化シグナルといった各モチーフ配列がみられた。本研究経過中に、線虫におけるBRG1ホモログの断片について、カルモジュリン結合蛋白の1つとして報告された。また、BRG1はマウス第4染色体テロメア側NODマウスの糖尿病感受性遺伝子Idd11に非常に近い領域にマップされており、興味深いと考えられた。最終的にBRG1遺伝子と糖尿病の発症機構との関連をみるために、日本人の糖尿病患者のゲノムDNA検体を収集した。そこで、課題2では、136人の1型糖尿病患者と300人の対照者において、TNF-α遺伝子の5'側鎖領域の多型と1型糖尿病の相関を検討した。その結果、TNF-α遺伝子TNFP-DアリルやTNFP-BアリルはHLAクラスIやクラスIIアリルとの連鎖不平衡で相関していた。一方、HLA-BとDRB1は、互いに1型糖尿病の独立した危険因子となっていることが判明した。膵β細胞において細胞特異的に発現し、グルコースに応答性を示す新規遺伝子を発見し、その機能を解明するのが本研究の目的である。我々はDifferential display法を用いて、マウス膵β細胞に特異的に発現し、グルコースに反応して発現の増加する遺伝子の断片を単離した。現在得られているcDNAクローンは遺伝子の3'端より約7kbである。今年度は、このうち最も5'端にあるシークエンスをプローブにして、MIN6 cDNAライブラリーをスクリーニングした。この過程を繰り返すことによって、BRG1 cDNAの全長の単離を目指した。新しく得られた領域の塩基配列については、BLASTなどで遺伝子の機能を予測させるドメインなどがないかを再度検討したが、一部にZnフィンガー様の構造はあるものの、特に既知の蛋白を類推させるものではなかった。年度末において、ほぼ90%の遺伝子構造を明らかにした。また、今年度はスピードコンジェニック法によるNODコンジェニックマウスの作製も開始した。現在、backcrossの4世代目に到達している。今後、得られたBRG1全長のクローンより、アミノ酸配列を推定し、このアミノ酸配列のうち、特に抗原として適当な領域よりペプチドを合成し、家兎に免疫してポリクローナル抗体を作製する。得られた抗体を使って、マウス膵島の免疫染色を行い、膵β細胞に特異的に染色されるか否かを検討する。また、in situ hybrodizationによって、膵臓や全身の各臓器における発現の有無を調べる。

我々はDifferential display法を用いて、マウス膵β細胞に特異的に発現し、グルコースに反応して発現の増加する遺伝子の単離に成功し、BRG1と命名した。今年度は5'端のシークエンスをプローブにして、MIN6cDNAライブラリーをスクリーニングすることにより、BRG1cDNAクローンの全長をほぼ単離することができた。新しく得られた領域の塩基配列について、BLASTで検討したところ、やはりBRG1は既知のどの遺伝子ともはっきりとしたホモロジーを持たない新規遺伝子であることが判明した。また、5'側に膜貫通領域を1カ所有する膜蛋白であることも判明した。この遺伝子はマウス第4染色体テロメア側にマップされている。この領域にはインスリン依存型糖尿病モデルであるNODマウスの糖尿病感受性遺伝子Idd9およびIdd11が存在する。BRG1蛋白の抗体については、現在作成中である。また、スピードコンジェニック法によるNODコンジェニックマウスの作製も進行中である。今後は、抗体を使って、マウス膵島の免疫染色を行い、膵β細胞に特異的に染色されるか否かを検討する。また、in situ hybrodizationによって、膵臓や全身の各臓器における発現の有無を調べる。また、BRG1蛋白のインスリン分泌との関係について、in vitroの解析を進める。膵β細胞において高発現を示し、グルコースに応答性を示す新規遺伝子、BRG1の構造と機能を解明するのが本研究の目的である。これまでの検討により、以下のことが判明した。1)BRG1は、マウス膵β細胞やラット膵島で高発現しており、グルゴースに応答して発現の増強する遺伝子である。しかし、感度の高いノーザンブロットによる詳細な解析では、発現はマウスのいろいろな組織で発現されていた。マウス組織での発現は、特に睾丸において高かった。2)BRG1遺伝子は、約14kbの遺伝子で、BRG1蛋白は約4,400個のアミノ酸から成る。塩基配列データベースからBRG1遺伝子の機能を推定した。アミノ酸は線虫からヒトまで、特にC末端側の半分は動物の種を越えて保存されていた。N末端側から、DNA結合蛋白を示唆するZnフィンガーモチーフ、ATP/GTP結合、インスリン受容体によるリン酸化部位、Tubファミリー(肥満糖尿病マウスTubby関連)、核局在化シグナルといった配列がみられた。また、本研究年度中に、線虫におけるBRG1ホモログの断片についての報告がなされ、カルモジュリン結合蛋白の1つである可能性が報告された。このような構造予測から、BRG1は細胞内においてCaイオンのセカンドメッセンジャーであるカルモジュリンに結合活性を示す蛋白であると考えられる。3)BRG1はマウス第4染色体の糖尿病感受性遺伝子Idd11に非常に近い領域にマップされた。4)BRG1の抗原として適当な領域よりペプチドを合成し、家兎に免疫してポリクローナル抗体を作製した。ELISAでは、非常にHigh titerの抗体が得られた。
体内埋込型無線式リアルタイムマイクロ線量計の開発-放射線治療事故防止への応用

本研究では放射線治療装置から体内に照射されるX線量を常時モニタ測定出来る"放射線シンチレーターを用いた体内埋め込み型マイクロ線量計システム"を開発してきた。その結果、最大厚7cmの動物肉内に埋め込んだシンチレーターから出る光は170cm離れた所の検出器で検出でき、さらに検出光の強度と、X線強度の関係は肉厚4cmまではリニアであることが確認され、信頼性の高い線量計システムになり得ることが実証された。本研究の目的は、放射線治療事故防止のため、放射線治療装置からのターケットへの線量をリアルタイムで測定するシステムを開発する事である。具体的なシステムの原理であるが、放射線が治療装置から患者さんの体内に埋め込んであるsensor(シンチレーター)に照射されると蛍光を発する→その蛍光を体外のDetectorで検出し、Detector内の回路で蛍光強度に変換する→患者さん体外の蛍光検出器により無線で情報を受け取ることにより、リアルタイムで治療装置から照射されるsensorへの線量情報が得られる、というものである。昨年度は、人体を模した肉ファントムから出る蛍光を光電子増倍管を通して検出する事に成功した。検出感度に関しては今まで行ってきたCCDカメラと比較しても、今までは検出できなかった、より微量の蛍光を検出する事に成功しているので、今後は光電子増倍管での検出方をメインにして実験を行って行きたいと考えている。バックグラウンド光の除去であるが、作成した鉛箱によりかなりの除去効果が確認できた。また、部位別の肉ファントムを作成し、各ファントムより出てくる蛍光強度と、肉の種類(肝臓、肺、骨、筋肉など)との間に何らかの相関性があるのか否かを調べ始めており、各ファントムのCT値と蛍光強度に関連性がありそうなデータが得られている。しかしこれはまだまだ再試験を繰り返しデータを安定させる必要があるため、今年度のメインのテーマの一つにしたいと考えている。昨年度の結果より、本研究は実現可能なプロジェクトであることが示唆された。これが開発されれば、放射線治療事故防止に非常に役立つものと考えられる。我々は放射線治療装置から体内に照射されるX線量を常時モニタ測定出来る"放射線シンチレーターを用いた体内埋め込み型マイクロ線量計システム"を開発する事を目的としている。交付期間内に実験動物体内に埋め込んだシンチレータをLINAC稼動下においてリアルタイムで無線モニタリングが来るまでにしたいと考えている。本年度では(1)シンチレーターからの蛍光の体内での減衰を調べる(2)今までの結果を元に小型化したシンチレーター(マイクロドジメーター)を作成する。(3)シンチレーターの周りに蛍光に影響がないような物質でのコーティングを行う(4)動物実験を予定していたが、(1)シンチレーターからの蛍光の体内での減衰を調べることが非常に難儀した。が、現在までに光電子増倍管で肉厚7cmを透過した光を無線の状態で検出する事に成功した。検出光の強度と、X線強度の関係はリニアになっていることが確認され、信頼性の高い線量計システムになり得ることが実証された。しかし、骨と肉を通した光の強度、各種内臓を通しての光の強度になると、なかなか単一組織部位のようなきれいなデータになっていない。したがって、各種組織を組み合わせた際の、透過光強度と照射線量との関係がまだ全くわかっていない状況である。現在は、肉、骨、内臓を組み合わせた場合の透過光強度をCT値と比較する事で予測できないかと考え、実験を進めている。現在までの成果をRSNA2008(北米放射線学会)に一般演題で発表した。我々は放射線治療装置から体内に照射されるX線量を常時モニタ測定出来る"放射線シンチレーターを用いた体内埋め込み型マイクロ線量計システム"を開発する事を目的としており研究開発を続けてきた。交付期間内に実験動物体内に埋め込んだシンチレータをLINAC稼動下においてリアルタイムで無線モニタリングが来るまでにしたいと考えて開発を進めてきたわけであるが、本年度では(1)シンチレーターからの蛍光の体内での減衰を調べる(2)今までの結果を元に体内埋め込み可能な程度に小型化したシンチレーター(マイクロドジメーター直径2mm×数cmが目標)を作成する。(3)シンチレーターの周りに蛍光に影響がないような、且つ体内毒性の少ない物質でのコーティングを行う(4)動物実験を予定していたが、(1)シンチレーターからの蛍光の体内での減衰を調べることが非常に難儀し現在も研究中である。現在までに検出光の強度と、X線強度の関係はリニアになっていることが確認され、信頼性の高い線量計システムになり得ることが実証されたが、4cm以上になると値がリニアではなくなってしまうことが大きな問題であった。そのため本年度は4cm以上の肉厚でも光を検出できるシステムを考案し、肉組織において透過光強度の減弱を理論式にまとめるための研究を行ってきた。

現在そのシステムの理論値を計算すると、指数関数的に減弱する相関係数R^2=0.9707という非常に強い相関を持つ近似式で近似することに成功した。この結果より、肉厚が10cm程度であれば十分弁別できるカウントを得ることが可能と見られる。
個体恒常性を制御する天然変性タンパク質ナルディライジンの機能解明

我々はメタロエンドペプチダーゼnardilysin(NRDc)が、細胞内局在に依存した多機能性(細胞外:シェディング活性化、核:転写調節)を有することを明らかにしてきた。この多機能性が成長障害や行動異常など、多岐にわたるNRDc欠損マウス(NRDc-/-)の表現型発現の原因になっていると推測される。NRDcはM16ファミリーに属するが、他のメンバーと比較して際だつ特徴は、そのプロテアーゼドメイン(M16ドメイン)に高度酸性ドメインが挿入されていることであり、同領域は典型的な天然変性(ID)領域と考えられる。既報の多くのNRDc結合タンパク質がID領域に結合することから、NRDcの機能発現にID領域が重要な働きをしていることが示唆された。したがって、本研究では、NRDcのID領域の役割の解明を目的とした。NRDcのID領域の機能解明に向け、以下の2つを検討した。1)シェディング活性化におけるNRDcのID領域の意義;COS7細胞にTNF-αなどの膜タンパク質と、野生型およびID領域を欠失した変異型NRDc(NRDc-⊿ID)を共発現し、シェディングアッセイを行ったところ、野生型NRDcに比べてNRDc-⊿IDではシェディングが減弱する傾向が見られたものの有意差は見られなかった。2)転写調節におけるNRDcのID領域の意義;GAL4-UASレポーターシステムを用いて、PGC-1αなどの転写調節因子と野生型およびNRDc-⊿IDを共発現し、ルシフェラーゼアッセイを行ったところ、野生型NRDcでは転写活性の抑制が見られたものの、NRDc-⊿IDでは抑制効果が見られなかったものもあることから、NRDcのID領域が一部の転写調節因子の活性制御に寄与している可能性が示唆された。25年度が最終年度であるため、記入しない。我々はこれまでにメタロエンドペプチダーゼnardilysin(NRDc)が、細胞内局在に依存した多機能性(細胞外:シェディング増強、核内:転写調節)を有することを明らかにしてきた。既報の多くのNRDc結合タンパク質の多くがID領域に結合することから、NRDcの機能発現にID領域が重要な働きをしていることが示唆された。したがって、本研究では、『NRDcがID領域を介して、状況依存性に多種多様なタンパク質と結合し、多機能性を発揮している』という作業仮説の実証を目的とする。NRDcのID領域の機能解明に向け、1) in vitroでのNRDcのID領域の機能解明、2) in vivoでのNRDcのID領域の機能解明、3)NRDcと標的タンパク質複合体の結晶構造解析、の3つを具体的な目的とし、本年度は目的1を中心に研究を行った。本年度は、NRDcのID領域の機能解明に向け、目的1) in vitroでのNRDcのID領域の機能解明、を中心に研究を行った。1ID領域のNRDc細胞内局在における意義の解明;NRDc-/-由来のマウス胎仔