hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
立体規則性およびキラル置換ポリアセチレンの創製と特性の解明

本年度は、置換ポリアセチレンを基本骨格とする新規らせんポリマーの設計、合成および機能開発を主な目的として検討を行った。具体的には、光学活性な置換基をもつポリ(プロピオール酸エステル)とポリ(ジフェニルアセチレン)を合成し、その構造の解明と機能評価を行った。プロピオール酸エステルの重合においては、種々の光学活性エステル基[(-)-Mcnthyl、(+)-Isomenthyl,、(-)-Myrtcnyl,、(-)-Myrtanyl、(-)-Citronellyl、(-)-2-methyl-1-butyl基]をもつモノマーを用いて検討した。いずれのモノマーからもRh触媒を用いることによって大きな旋光度と強いCD効果を示すポリマーが得られ、生成ポリマーがらせん構造を有していることが明らかになった。特筆すべきは、(-)-Menthyl基をもつポリマーのCD強度は、温度の上昇によってもほとんど変化しない点である。すなわち、本研究で得られたポリマーのらせん構造は、熱的に極めて安定であることが分かった。ジフェニルアセチレンの重合においては、光学活性置換基として(-)-ピナニル基を含有するモノマーをTa触媒で重合することによって、極めて大きな旋光度とCD強度をもつポリマーが得られた。また、生成ポリマーは主鎖のキラリティーに基づき、光学分割膜としての特性を示すことを明らかにした。すなわち、生成ポリマーの自立膜はトリプトファンのR体を優先的に透過することが分かった。
数論的D加群を用いたp進Hodge理論の研究

p進体上の良い還元をもつ固有非特異代数多様体上のp進perverse層のp進Hodge理論について研究し,局所系の場合のG. Faltingsのcrystalline層の概念を特異点集合が正規交叉因子となるperverse層へ拡張した.またD加群のnearby cyclesの観点から構成したp進コホモロジーの重さスペクトル系列について研究し,関手性や,双対性, Frobenius自己同型,代数的対応との両立性を証明した.p進体上の良い還元をもつ固有非特異代数多様体上のp進perverse層のp進Hodge理論について研究し,局所系の場合のG. Faltingsのcrystalline層の概念を特異点集合が正規交叉因子となるperverse層へ拡張した.またD加群のnearby cyclesの観点から構成したp進コホモロジーの重さスペクトル系列について研究し,関手性や,双対性, Frobenius自己同型,代数的対応との両立性を証明した.良い還元もつ代数曲線上の特異点集合が「良い還元」をもつp進perverse層へ,crystalline層の理論を一般化した.Crystalline層の理論を拡張する上での第一の困難は,普遍環Acrysをperverse層でも利用な形にうまく層化できない点にあった.曲線上のp進perverse層は,各特異点でのnearby cyclesを用いて完全にとらえられることに着目することによりこの困難を克服した.特異点集合が「良い還元」をもつp進perverse層にcrystalline層の概念を導入し,filtered F-D加群の圏への忠実充満関手を構成した.さらにcrystalline p進perverse層のコホモロジーの,対応するfiltered F-D加群を用いた局所的な記述も与えた.特異点集合が「悪い還元」をもつ場合の研究の準備として,log crystalline cohomologyの兵藤・加藤同型が,数論的D加群のレベルで成り立つかについても研究し,分岐が小さいp進体上の曲線上では局所的に成立していることを証明した.半安定還元をもつ代数多様体のD加群のnearby cyclesの観点から構成したp進重さスペクトル系列についても研究し,重さスペクトル系列の関手性双対性とのcompatibilityおよびFrobenius自己同型とのcompatibilityを証明した.関手性の証明にはD.Caroの局所コホモロジーの理論を用いた.p進体上半安定還元を持つ完備非特異代数多様体のp進コホモロジーのD加群のnearby cyclesの観点からの研究について,平成22年度は特にp進重さスペクトル系列と代数的対応とのcompatibilityの証明に成功した.これで数年来の一連の研究がほぼ完成した.D加群のコホモロジーではcup積が捉えにくい点が主な問題であった.Cycle類のcup積から得られる射は,係数層の間のcrystalの導来圏内での射から誘導される点に着目し,後者より重さfiltration付きのp進nearby cycles D加群の間のfiltration付きD加群の導来圏内での射が誘導されることを示すことが鍵となった.6月のフランス,ボルドー大学での研究集会において,この結果を含むp進nearby cycles D加群についての今までの研究成果について発表した.また虚2次体のL関数,p進L関数への応用を目標に,crystalline p進層とsyntomicコホモロジーの基礎理論とそのp進楕円polylog層への適用に関する論文の執筆を進め,前者の基礎理論に関する部分はほぼ完成した.その過程で,これまでのp進Hodge理論の研究で重要な役割を担ってきていたp進エタール・コホモロジー,p進nearby cyclesとsyntomicコホモロジー,syntomic複体を結びつける写像が,Faltings siteを少し修正したものを導入することにより簡明に構成できることが明らかになった.コホモロジー論の自然な操作のみで構成されるため,写像の性質を調べるのが容易になった.p進整数環上のスムース・スキーム上で,p進perverse層と数論的D加群(Frebenius自己同型とfiltrationの付加構造つき)の対応について,「局所系」に分解するstratificationが単純正規交叉因子になっている場合に研究した.局所系の場合のFaltingsのcrystalline層の理論は基本群のp進表現の理論を基礎としている.p進perverse層と数論的D加群(+付加構造)を,正規交叉因子の各既約成分及びそれらの交わり上のlog p進エタール局所系と可積分log接続付きベクトル束を用いてとらえることにより,crystalline層の概念の一般化やcrystalline p進perverse層に伴う数論的D加群(+付加構造)の構成を与えた.p進perverse層については,, A.Galligo, M.Granger, Ph.Maisonobeの複素の場合の結果の類似として,p進perverse層のある種のlog etale purityを示すことが鍵となった.数論的D加群については正規交叉因子の各既約成分及びそれらの交わり上の可積分log接続付きベクトル束を用いたコホモロジーの記述も与えた.これは今後p進perverse層のエタール・コホモロジーを対応する数論的D加群のコホモロジーを用いて調べる際に役立つことが期待される.これらの結果は平成21年度の曲線上の場合の研究の高次元のスムース・スキーム(+単純正規交叉因子)への一般化である.6月のドイツのOberwolfachでの研究集会(Algebraische Zahlentheorie)において,これらの研究成果の一部について発表した.
唾液を用いたB型・C型肝炎ウイルス各種マーカーとHIV抗体測定法の確立

血清HCV抗体陽性者とHBs抗原陽性者の唾液HCV抗体とB型肝炎ウイルス検査について昨年と同様に唾液採取を唾液採取キットのOraSure^<【○!R】>(Epitope Inc.,USA)で行い、唾液HCV抗体をEIA法のHCV・EIAII(アボット)で測定した。。HCV検査に関して症例数を増加させていったところ、血清HCV抗体陽性者での唾液HCV抗体陽性率と血清HCV抗体陰性者での唾液HCV抗体陰性率の一致率は95%程度であったが数%に血清と唾液でのHCV抗体値の不一致が見られた。唾液でHCV抗体を判定する時に臨床的に不都合が生じる可能性が大であるため不一致の原因を検討した。不一致の原因としてまず血清HCVの抗体価、HCV-RNA値、血清GOT、GPT、γ-GTPの肝機能を考え検討したがいずれも群間に差を認めず不一致の原因とは考えられなかった。次に入れ歯接着剤による影響を考え無処置者と接着剤のライオデント、タフグリップ、ポリグリップ、ポリデント使用者での唾液HCV抗体価を比較したが無処置者に比較して各群に有意差を認めなかった。以上から、唾液HCV抗体と血清HCV抗体の定性反応の一致率は95%と良好であったが一部に不一致者が存在し現時点ではその原因が何であるか分からなかった。唾液だけでHCV抗体の有無を判定するには今後の検討が必要である。次にHBs抗原陽性者のB型肝炎ウイルスをHBVリアルタイムPCR法で血清、唾液双方の材料を用いて測定した。HBVコピー数2×10^2未満を陰性とすると17例中11例が血清だけでなく唾液でも陽性でB型肝炎ウイルスは唾液中にも存在する事が分かった。血清でのHBVコピー数値が大であるほど唾液中のHBV検出率が上昇する傾向が認められた。なお、C型肝炎ウイルスは唾液中にはいずれの検体にも認められず、B型肝炎ウイルスの方がC型肝炎ウイルスよりも歯科治療中に感染しやすいことが再確認できた。血清HBs抗原陽性者(10名)と陰性者(10名)を対象として唾液採取キットのOraSure^<【○!R】>(Epitope Inc.,USA)とSaliva Collector^<【○!R】>(カイノス、東京)を用いて唾液を採取した。AxSYMアナライザー(ダイナボット)を用いてサンドイッチ法によるEIAで唾液HBs抗原を測定した。カットオフ値をエクルーシス、ルミスポット、ダイナパックの3つの検査試薬で検討した。OraSure^<【○!R】>で採取した唾液陰性検体の平均±SDはエクルーシス0.6172±0.0693、ルミスポット2.406±0.797、ダイナパック10.53±5.79であり、平均+3SDをカットオフ値とすると、エクルーシス0.825、ルミスポット4.797、ダイナパック27.90となった。同様にSaliva Collector^<【○!R】>で採取した唾液陰性検体のHBs抗原カットオフ値はエクルーシス1.276、ルミスポット2.723、ダイナパック20.08であった。さらに血清HBs抗原陽性者の唾液を用い唾液HBs抗原の検査感度をエクルーシス、ルミスポット、ダイナパックに加え、ダイナスクリン、エスプライン、クイックチェイサの6種類の試薬で検討したところ、唾液採取キットOraSure^<【○!R】>、Saliva Collector^<【○!R】>共にエクルーシス試薬が最も感度良好であった。OraSure^<【○!R】>で採取した検体を同時期にエクルーシス試薬を用い唾液HBs抗原を10回測定し再現性を検討したところ、陰性検体(平均値0.579、SD0.0241、CV%4.17)、弱陽性検体(平均値2.436、SD0.0540、CV%2.22)、陽性検体(平均値74.423、SD1.22、CV%1.64)と良好であった。また、唾液を室温で1日から8日間放置し測定した。陰性検体、陽性検体共に再現性良好であった。次に、OraSure^<【○!R】>でHCV抗体陰性者の唾液を採取し唾液HCV抗体をEIA法のHCV・EIAII(アボット)で測定した。カットオフ値は0.0から0.7までに分布した。血清HCV抗体陰性、弱陽性、陽性者の唾液検体HCV抗体の同時測定再現性はいずれも良好であった。唾液室温保存4週間、8週間でも唾液HCV抗体測定の安定性を確認した。さらに、唾液HCV抗体測定においてコーヒー、ニコチン、ハミガキコ、アルコール、口紅、のど薬の影響も検討したがいずれも認められなかった。以上のように、唾液HBs抗原と唾液HCV抗体測定の感受性、特異性、再現性などを検討し良好な結果を得た。今後は検体数を増やし唾液HBs抗原と唾液HCV抗体測定法の有用性をさらに検討したい。。

HCV検査に関して症例数を増加させていったところ、血清HCV抗体陽性者での唾液HCV抗体陽性率と血清HCV抗体陰性者での唾液HCV抗体陰性率の一致率は95%程度であったが数%に血清と唾液でのHCV抗体値の不一致が見られた。唾液でHCV抗体を判定する時に臨床的に不都合が生じる可能性が大であるため不一致の原因を検討した。不一致の原因としてまず血清HCVの抗体価、HCV-RNA値、血清GOT、GPT、γ-GTPの肝機能を考え検討したがいずれも群間に差を認めず不一致の原因とは考えられなかった。次に入れ歯接着剤による影響を考え無処置者と接着剤のライオデント、タフグリップ、ポリグリップ、ポリデント使用者での唾液HCV抗体価を比較したが無処置者に比較して各群に有意差を認めなかった。以上から、唾液HCV抗体と血清HCV抗体の定性反応の一致率は95%と良好であったが一部に不一致者が存在し現時点ではその原因が何であるか分からなかった。唾液だけでHCV抗体の有無を判定するには今後の検討が必要である。次にHBs抗原陽性者のB型肝炎ウイルスをHBVリアルタイムPCR法で血清、唾液双方の材料を用いて測定した。HBVコピー数2×10^2未満を陰性とすると17例中11例が血清だけでなく唾液でも陽性でB型肝炎ウイルスは唾液中にも存在する事が分かった。血清でのHBVコピー数値が大であるほど唾液中のHBV検出率が上昇する傾向が認められた。なお、C型肝炎ウイルスは唾液中にはいずれの検体にも認められず、B型肝炎ウイルスの方がC型肝炎ウイルスよりも歯科治療中に感染しやすいことが再確認できた。
地球中心核の物質と進化の解明

最も重要な成果は、コアの熱伝導率と熱史、及びコアの温度と組成に関するものである。コアの主成分である鉄の電気伝導度を、静的圧縮実験としては世界で初めて、コアの高圧高温下で測定することに成功した。電気伝導度から計算される熱伝導率は、従来の見積りの3倍近く大きい。この結果はコアが急速に冷えており、内核の年齢が若いことを示唆する。また、マントル最下部の融解温度が過去の実験結果に比べてかなり低いことがわかった。従って、コアの温度も低く、外核には大量の水素が含まれている必要がある。今年度は、液体鉄-硫黄合金(Fe, Ni)-25atm%SのX線非弾性散乱スペクトルを約40万気圧下まで取得し、縦波速度を決定することに成功した。加えて、液体鉄-炭素合金Fe-16atm%Cの測定も8万気圧まで進んだ。液体窒素型モノクロメータの導入により、試料上におけるX線ビームがすでに1ミクロン以下に集光され、また強度が約20倍増加した。これによって温度精度の高い実験、さらにはサブ秒での高速X線回折測定が可能となった。Fe-16atm%Siについて内核に相当する超高圧・超高温実験を行い、hcp相が内核中で安定であることを確かめた。後者については407万気圧・5960KにおけるX線回折データの取得に成功し、静的高圧高温実験の世界記録を塗り替えることに成功した。続いて鉄-硫黄合金ついては、Fe3S相が250万気圧以上で分解すること、ゆえに内核には存在し得ないことを明らかにした。収束イオンビーム装置を用いて、Fe-FeSi系の融解相関係を130万気圧まで決定した。またFe-FeO系についても80万気圧までの融解実験を行い、共融点組成が高圧下では酸素に富んでいくことがわかった。高温下における鉄の電気抵抗の飽和現象を実際に確かめることができた。またMgOの高圧/室温の熱拡散率を下部マントルの圧力全域にわたって測定に成功した。放射光X線を用いた高解像度のトモグラフィ画像を基に、微量な融解液の確認に成功した。その結果CMB圧力におけるマントルのソリダス温度が従来の見積りより500Kも低いという結果を得た。このことから、コア最上部の温度は3600K以下と比較的低温であること、低温にも関わらず外核が液体であるためには大量の水素が含まれている必要があることがわかった。本研究は、主に超高圧実験によって鉄合金の結晶構造と物性を決定し、地球コアの化学組成やダイナミクスを理解することを主眼としている。今年度は、X線非弾性散乱に基づく液体鉄-炭素合金および鉄-ニッケル-硫黄合金の縦波速度の決定に世界で初めて70万気圧まで成功し、液体鉄合金の速度に関する過去の静的圧縮法による実験(10万気圧以下)を大きく更新することができた。その結果、炭素が地球コアの主要な軽元素ではないことを明らかにした。実験と相補的な第一原理計算も行い、われわれの実験結果と調和的な、液体鉄-硫黄合金の縦波速度を得て、硫黄もコアの支配的な不純物ではないことを示すことができた。一方、高圧下におけるFe-N合金の状態図を調べ、40万気圧以上では窒素に最も乏しいFe-N合金となる、β-Fe7N3相を発見した。内核のポアソン比をうまく説明することから、Fe7C3相が内核の主要構成相との主張が最近相次いでいるが、β-Fe7N3相はこのFe7C3相と同じ構造を持ち圧縮特性もよく似ていることから、内核中でFe7C3相と固溶体を形成している可能性がある。また、純鉄の電気伝導度をコアに相当する高圧と高温まで測定することにも初めて成功した。その結果、理論的に予測されている電子同士の散乱に起因する電気抵抗の上昇は観察されず、逆に抵抗値の飽和の効果により、従来の推定値に比べてコアの電気伝導度は低い(熱伝導率は高い)ことを、静的圧縮法による高圧実験から直接明らかにすることができた。本研究では、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた高圧高温実験により、コアとマントル深部物質の物性をあきらかにしつつある。SPring-8のビームラインBL35XUにて、外部抵抗加熱式DACを用いた液体鉄合金(Fe,Ni)-25atm%SのX線非弾性散乱測定を行い、15万気圧まで縦波速度決定に成功した。同じくビームラインBL10XUにX線集光光学系を設計・導入し、X線ビームを試料上で数ミクロンにまで集光することに成功した。Fe-10atm%Niの結晶構造を内核の圧力温度に相当する340万気圧・4700 Kまで調べ、六方最密充填hcp構造が安定であることを報告した。Fe-FeS系のサブソリダスの相関係を調べた結果、Fe3S相が250万気圧以上で分解することがわかった。純鉄の電気抵抗率を100万気圧まで、Fe-Si合金については70万気圧まで決定することに成功した。また抵抗率の飽和を考慮したモデルを初めてたて、Wiedemann-Franzの法則に基づいて電気抵抗率から熱伝導率を求めたところ、コア最上部では90W/m/K以上と、従来の3倍以上高い値が得られた。

このことはコアの冷却速度が速いこと、内核が10億年より新しい時代に誕生したこと、コアーマントル境界の熱流量が10TW以上であることなどを意味する。また、溶融金属鉄ーシリケイト間の親石元素の分配実験を138万気圧・5500 Kまで行い、コアにカリウムはほとんど入らないことを明らかにした。コアの高圧高温下における液体の鉄-水素合金につき、第一原理計算によって密度と速度を明らかにした。その結果、水素を1.0wt.%含む液体鉄は密度と速度ともに、地震波観測と整合的であることがわかった。さらに、超高圧下での鉄-シリコン-水素合金の密度測定を放射光施設SPring-8で行い、これもコアの観測値をよく説明することを明らかにして、水素がコアの重要な軽元素であることを示した。一方、鉄の電気抵抗率を、レーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセルを用いた静的高圧実験としては初めて、コアの超高圧高温下で実測することに成功し、熱伝導率を得た。電気抵抗率が高温で飽和することを確認し、コアの熱伝導率が従来の値の3倍程度高いことを明らかにした。また、エックス線非弾性散乱測定によって液体鉄合金の縦波速度を70万気圧の超高圧下まで決定することに、これも静的高圧実験としては初めて成功した。その結果、炭素が含まれることによって液体鉄の速度が上がること、鉄-炭素合金ではコアの密度と速度を同時に説明できないこと、を明らかにした。マントル深部の圧力まで、FeO-Si02の2成分系の融解実験を行い、共融点温度はFeO端成分の融点に近いこと、つまり共融点組成はFeO端成分にとても近いことがわかった。このことはマントル最深部でシリケイトメルトの分別結晶作用が起こると組成はFeOに近づいていき、少なくともおよそ3500度まで液体のまま存在することを意味している。最も重要な成果は、コアの熱伝導率と熱史、及びコアの温度と組成に関するものである。コアの主成分である鉄の電気伝導度を、静的圧縮実験としては世界で初めて、コアの高圧高温下で測定することに成功した。電気伝導度から計算される熱伝導率は、従来の見積りの3倍近く大きい。この結果はコアが急速に冷えており、内核の年齢が若いことを示唆する。また、マントル最下部の融解温度が過去の実験結果に比べてかなり低いことがわかった。従って、コアの温度も低く、外核には大量の水素が含まれている必要がある。本研究計画は8つの研究課題と1つの技術開発課題からなり、コアの化学組成の決定とダイナミクスの理解を目的としている。これら9つの課題すべてについて実験が行われ、計画が順調に進んでいる。中でも以下の4点については、予想以上に大きな成果が挙がっている。1)コアの高い熱伝導率と急速な冷却内核誕生以前における地球の磁場形成には液体コア中の熱対流が必要であることを考えると、コアの熱伝導率はコアが失ってきた熱量の下限値を与える。コアの電気抵抗率(金属の熱伝導率は電気抵抗率から導出される)は従来200-500μΩcmとされていたが、コアの環境下で直接測定されたことはなかった。本研究では、まず鉄および鉄-シリコン合金の電気伝導度を、静的圧縮実験としては世界で初めて、室温で100万気圧まで測定することに成功した(Gomi et al., 2013)。さらに、金属物理学ではよく知られた「抵抗率の飽和」現象を、コアの電気伝導度のモデリングに初めて取り入れ、その結果コアの電気抵抗率はコア最上部で90μΩcmと従来の半分以下と推定した。さらに最近、コアの超高圧と超高温まで、純鉄の電気伝導度の直接測定に初めて成功し、この推定値が正しいことを実証した(Ohta et al.,投稿中)。
糖尿病における魚食の有効性に関する研究

fish食およびcontrol食各4週間のクロスオーバー法による検討より、ω-3系多価不飽和脂肪酸の摂取量および血中濃度はfish食後増加し、control食後減少した。また、中性脂肪値はfish食後減少を認め、control食後には増加した。一方、血管拡張機能の指標である最大血流増加率、血管拡張持続時間および内皮機能指標はfish食後いずれも有意な改善を認め、この効果はcontrol食後にも持続していた。以上の結果から、糖尿病において魚食が血管拡張機能を改善し、その効果は持続することが明らかとなった魚食の動脈硬化予防効果は魚に多く含有されるω-3系多価不飽和脂肪酸(ω-3 PUFA)によるものと考えられているが、詳細な分子機構は不明である。我々は、健常者において魚食介入により血管拡張機能が改善し、この効果が介入終了後も持続することを見出した。本研究では、糖尿病患者を対象とした魚食介入を行い、健常者と同様の効果が得られるかどうかを検討するとともに血管拡張機能改善に関連する因子を同定することを目的とした。2型糖尿病患者23名を対象とし、摂取エネルギー28kcal/kg、魚摂取(F)期間(魚由来ω-3 PUFA 3g/day)およびコントロール(C)期間(ω-3 PUFA制限)を各々4週間継続するクロスオーバー試験を行い検討した。対象者はA群(F期間→C期間)またはB群(C期間→F期間)に割り当てた。両群ともに、試験期間中を通してエネルギー摂取量は変化しなかったが、ω-3PUFA摂取量および血中ω-3PUFA濃度は試験前に比べF期間後有意に上昇し、C期間後に減少した。対象者23名の各期間前後を比較すると、F期間後にT-choおよびTGの減少を認めた。また、血管拡張機能の評価項目である最大血流増加率、血管拡張持続時間、血管内皮機能の指標であるFDRは両群ともにF期間後にのみ有意に改善した。さらにA群においてC期間後である8週まで血管機能の改善効果は持続した。血管機能と関連すると考えられる炎症、酸化ストレスおよび末梢血単球M1M2マーカー等の期間中の変化は両群ともに認めなかった。試験期間中に変化を認めた脂肪酸およびその代謝産物、脂質代謝いずれにおいても、血管機能の変化との間に関連を認めなかった。以上の結果から、糖尿病において魚食が血管機能を改善し、その効果は持続することが明らかとなった。血管機能改善因子については、動物・細胞実験を組み合わせ、さらなる検討が必要と考えられる。我々は、健常ボランティアにおいて魚食介入により血管拡張機能が改善し、この効果が介入終了後も持続することを見出した。本研究では、動脈硬化リスクの高い糖尿病患者を対象とした魚食介入を行い、健常者と同様の効果が得られるかどうかを検討するとともに血管拡張機能改善に関連する因子を同定することを目的とした。2型糖尿病患者23名を対象とし、摂取エネルギー28kcal/kg、魚摂取期間(魚由来ω-3 PUFA 3g/day)およびコントロール期間(ω-3PUFA制限)を各々4週間継続する無作為割当てクロスオーバー試験を行い検討した。対象者はA群(魚摂取期間→コントロール期間)またはB群(コントロール期間→魚摂取期間)に割り当てた。両群ともに、試験期間中を通してエネルギー摂取量は変化しなかったが、ω-3PUFA摂取量および血中ω-3PUFA濃度は試験前に比べ魚摂取期間後有意に上昇し、コントロール期間後に減少した。対象者23名の各期間前後を比較すると、魚摂取期間後にT-choおよびTGの減少を認めた。また、血管拡張機能の評価項目である最大血流増加率、血管拡張持続時間、血管内皮機能の指標であるFDRは両群ともに魚摂取期間後にのみ有意に改善した。さらにA群において8週まで血管機能の改善効果は持続した。今後は、得られた血液・尿における種々のマーカーを測定し、血管拡張機能との関連因子を検討する。当研究室には、過去に研究実績のある優秀な研究者が多数在籍しており、研究を進める際の助言を得ることができ、実際の進捗状況に関して毎週開かれる研究カンファレンスにて適宜修正を加えながら実験を進めることが可能な環境が整っているため、本研究はおおむね順調に進展している。また、研究協力者として研究代表者の実験をサポート、補完する人員として実験助手が数名在籍しており、適宜助力を得ながら研究を進行中である。現在までの結果より、糖尿病患者においても魚食介入により血管拡張機能の改善を認めるとともに、レガシーエフェクトも観察された。しかし、血管拡張機能の改善に関連する因子は見出せていない。

今後は、従来より報告のある炎症マーカーや酸化ストレスマーカーに加え、末梢血単球機能、ADMA(Asymmetric Dimethylarginine)の測定やリピドローム解析を行い、血管拡張機能との関連を検討する予定である。平成23年度の研究で被験者様より採取した血液・尿を用い様々な因子の測定を行う。このうち、炎症マーカーや酸化ストレスマーカーは委託検査会社に依頼し、この検査費が研究費の大部分を占める。その他の項目の測定に必要な解析機器は、研究室にすでに整備されており、研究経費は、主に消耗品代として使用する。ELISA kit、抗体、RNA精製試薬、RT-PCR用試薬など抗体類と試薬代の比重が大きい。費用の計算は一般的な検査費および納入価から計算しており概ね妥当と考える。
臨床場面における描画法の理論的・実証的研究-画像データベース・システムの「視点探索ツール」開発とその発展的利用を通じて-

視点探索ツールとして開発されたデータベースへ新しい描画を蓄積する作業を継続するとともに、蓄積された描画を心理臨床家数名により丹念に一枚ずつ検討する場を持つことにより、描画を見る視点を培った。そのデータベースを用いて、バウムテストの幹先端処理に関する研究を行った。特に、幹先端の枝分かれの仕方に着目し、それを「分化」と名付けて分類を試みた。分類作業を進める中で、「分化」が形態だけでなく、流れや働き、力動的なものをも含み込んだ視点であることが明確化され、その定義を「如何に幹先端の開放状態を解消・処理し、幹のエネルギーを方向付け伸ばしていくか」とした。さらに、「分化」の特徴と描き手の症状・主訴・病態水準との関連についても検討を行った。また、幹先端処理のもう一つの方略として考えられる「包冠」についての検討を行った。幹先端や包冠線の開閉に注目した既存の視点を超えて、包冠線も含めて幹先端を包んでいる領域として捉える視点を生成し、それを「エリア」と名づけた。そして、そのエリアがバウムにとってどのような機能を持ち得るかについて考察を深めた。その成果については、日本心理臨床学会20回大会、21回大会にて、発表を終えている。まず、視点探索ツールの開発にむけた試みとして、データベース上に新たに、"コメント"欄を設け、各臨床素材について、それを眺めた臨床家の視点を残し蓄積していくことができるようデータベース・システムを改変した。さらに、データベース上に蓄積されている数百枚に及ぶ画像データを、心理臨床家数名により一枚ずつ丹念に見る場を継続的に設け、その場で起こったディシカッションの内容(その絵を見た者の気づきや感想、また、解釈の視点に関しての連想など)を"コメント"欄に書き込んでいった。これらのコメントを蓄積してくことは、他の臨床家が後から参照できる点で有意義であると同時に、キーワード検索が可能であり、今後、研究のための視点を発掘する土壌となると思われる。視点探索ツールについては、来年度以降、さらにどのような形が望ましいか検討を重ねていく。また、視点探索ツールを用いたバウムテストの研究を行なった。バウムテストの描画をデータベース上で蓄積していく重要な分類指標として、「幹先端処理」を設けているが、指標化作業を続ける内に、あいまいで分類困難な点が見出されてきた。そこで、視点探索ツールを用い、幹の先端に注目してデータベース上に蓄積された描画をもとに、臨床上有用な新たな視点を探索することとなった。まず我々は、枝の分かれ方の違いによる(臨床家側の抱く)印象の変化に注目し、枝の分かれ方を「分化」と名づけた。また「分化」の機能を幹先端の「開放」を解消・処理する機能として定義し、特に力動的な見地から「根からたどるエネルギーの処理・分配の仕方」と定義しながら「分化」という視点自体を精錬させていった。それらの成果については、来年度の心理臨床学会において発表予定である。来年度は、風景構成法について同様に研究を深めるとともに、心身症圏、内科疾患領域の調査を行なっていく中でさらに視点を多様化・深化することを目指したい。また、データベースを用いたバウムテストの研究を行った。バウムテストに描かれた木の幹先端に注目し、枝の分かれ方の違いにより、絵を見る側の印象の違いに注目して枝の分かれ方を「分化」と名付け、「分化」とは「根からのエネルギーの処理、分配の仕方」という捉え方から描画を検討し、さらに「分化」という視点自体を精錬させていった。その内容は「バウムテストの幹先端処理に関する研究I・II」として心理臨床学会において発表した。また、幹先端処理のもう一つの方略である「包冠」については、来年度の心理臨床学会において発表する予定である。一方、糖尿病を持つ方に面接での語りと描画(風景構成法・自由画・糖尿病についてのイメージ画))の調査によって「糖尿病を生きるとはどういうことか」「どのような糖尿病のイメージを抱いているか」という点についての研究を行った。その成果については来年度の心理臨床学会で発表の予定である。

風景構成法に関しては、作品を理解する新たな方法を模索するため、個々の作品を検討する機会を重ねているところである。視点探索ツールとして開発されたデータベースへ新しい描画を蓄積する作業を継続するとともに、蓄積された描画を心理臨床家数名により丹念に一枚ずつ検討する場を持つことにより、描画を見る視点を培った。昨年度に引き続きデータベースを用いたバウムテストの研究を行った。特に今年度は、幹先端処理のもう一つの方略として考えられる「包冠」についての検討を行った。われわれは包冠線も含めて幹先端を包んでいる領域を「エリア」と名づけ、そのエリアがバウムにとってどのような機能を持ちうるかについて議論を重ね、それと同時に「包冠」という視点を通じたバウムへのコミットメントを深めていった。その成果については、日本心理臨床学会第21回大会にて発表を終えている。一方、糖尿病を持つ方に面接での語りと描画(風景構成法・自由画・糖尿病についてのイメージ画))の調査によって「糖尿病を生きるとはどういうことか」「どのような糖尿病のイメージを抱いているか」という点についての研究を行った。その成果についても日本心理臨床学会第21回大会にて発表を終えている。風景構成法に関しては、作品を理解する新たな方法を模索するため、個々の作品を検討する機会を重ねてきた。その成果について来年度の日本心理臨床学会にて発表する予定である。
終末期にある子どもと家族の在宅療養を推進・支援する訪問看護実践の同定

終末期の子どもにとって残された時間を家族と共に家で過ごすことの意味は大きい。しかし、親はわが子が幼くして亡くなる不条理さや延命への期待があり、終末期であることを受け入れ難く、積極的治療の中止や在宅療養への移行にためらいや不安が生じやすい。そのため、子どもと家族を支える看護師は非常に重要となる。しかし、先行研究は乏しく、看護も確立されているとは言い難い。本研究では、1訪問看護ステーションを対象に終末期を在宅で療養する子どもと家族、訪問看護の実態、2訪問看護師を対象に看護師の認識と看護実践、3終末期を在宅で療養した子どもの遺族(親)を対象に子どもと家族の体験を明らかにする。
低アレルゲンソバ育成のための種子貯蔵タンパク質遺伝子の多型解析

普通ソバにおける主要アレルゲンの一つであり、アナフィラキシー反応の原因物質と考えられている2Sアルブミンに関し、その遺伝子多様性を解析した。その上で、有用な対立遺伝子を単離し、集積することで、2Sアルブミンの蓄積量削減または組成の改変をし、低アレルゲン化を図ることを目的とした。具体的には、2016年に解明された全ゲノム概要配列データベースにある5つの2Sアルブミン遺伝子g03, g13, g28, g11, g14のうち、偽遺伝子であるg03を除く4種について解析を進めた。g13, g28については、申請者らのグループにより見出されたヌル対立遺伝子の集積を試み、g13についてはヌル対立遺伝子のホモ接合体を得た。また、g28についてはヌル対立遺伝子の遺伝子頻度の高い集団を得た。一方g11, g14については、ヌル対立遺伝子または機能変化した対立遺伝子を探索し、利用することを試みた。以上の有用対立遺伝子の集積が、2Sアルブミンの蓄積量や機能に及ぼす影響を解析し、低アレルゲン化の効果を検証している。一方、平成30年度は大腸菌発現系を構築し、組換え2Sアルブミンの機能解析を進めた。大腸菌宿主を変えて発現量と溶解性を調べた上で、最適な発現条件を明らかにした。発現させた組換え2Sアルブミンを精製し、その高次構造、トリプシン消化性の解析を進めている。平成29年度までに、2Sアルブミン遺伝子g13, g28のヌル対立遺伝子を有するソバ個体を単離し、隔離温室内で自然交配させ、増殖種子を得た。平成30年度は、この増殖種子の中から、ホモ接合体を探索し、g13についてはホモ接合体を得た。g28については、ホモ接合体を得られなかったものの、その対立遺伝子頻度の高い集団を得た。本年度は、引き続き、自然交配と遺伝子型決定を繰り返すことで後代種子においてヌル対立遺伝子ホモ接合体を得ることを試みる。また、g13, g28タンパク質をそれぞれ特異的に認識する抗体を調製し、ホモ接合体種子におけるg13, g28タンパク質蓄積量がそれぞれ低減化していることを確認する。一方g11, g14については、ヌル対立遺伝子を見出すことは出来なかったものの、トリプシン消化性が向上していることが期待される対立遺伝子を見出した。平成31年度は、これら機能変化した対立遺伝子を有するソバ個体を単離、増殖し、ホモ接合体を得ることを目指す。本年度も、引き続き組換えタンパク質の解析を進める。

平成31年度は、これら機能変化した対立遺伝子を有するソバ個体を単離、増殖し、ホモ接合体を得ることを目指す。一方、平成30年度は大腸菌発現系を構築し、組換え2Sアルブミンの機能解析を進めた。本年度も、引き続き組換えタンパク質の解析を進める。
原子・分子の集合化による構造修飾と反応制御

集合化(clustering)によって気相反応試剤を修飾することが反応メカニズムにどのような影響を及ぼすかを調べ,気相反応の断面積・分岐比等を制御するためのストラテジーを開発することを目的として以下の研究を行った.1.気相反応試剤の構造修飾と評価気相反応試剤となる負イオンの周囲に溶媒和環境を造り,電子構造・幾何構造の修飾の様子を光電子分光実験およびab initio計算によって評価した.特に,短寿命のラジカル負イオン種・CO^-_2の合成等価体と考えられる(CO_2)^-_n,(CO_2)^-_m(H_2O)_n,(CO_2)^-_m(CH_3OH)_nの構造を調べ,CO_2の還元活性化に関与する電子構造異性化(electronic isomerization)の過程を明らかにした.2.光解離における単分子溶媒和効果の研究気相における電子過剰型ポリハロゲンI^-_3の光吸収スペクトル,光解離質量スペクトル,フラグメントの速度・角度分布を系統的に測定し,光解離の分岐比に極めて顕著かつ系統的な単分子溶媒効果(唯ひとつの分子が溶媒和したことによって引き起こされる溶媒効果)を見出した.さらに,SOCI計算によって複数のPESが関与したI^-_3解離過程の非断熱ダイナミクスを解明しつつある.これらの結果は,凝縮相におけるI^-_3の光解離メカニズムに対して分子レベルの情報を与えると共に,溶媒効果による光解離の制御に繋がるものである.3.クラスター負イオン-分子衝突反応装置の開発集合化した気相反応試剤,特に気相クラスター負イオンを対象とした詳細な衝突反応実験を行なうために,クラスター負イオン源,タンデム型質量選別装置,衝突反応装置,レーザー光電子分光計から構成される装置を設計・製作し,有効衝突エネルギー数eV数10eVの範囲でクラスター負イオン-分子衝突の実験が可能となった.集合化(clustering)によって気相反応試剤を修飾することが反応メカニズムにどのような影響を及ぼすかを調べ,気相反応の断面積・分岐比等を制御するためのストラテジーを開発することを目的として以下の研究を行った.1.気相反応試剤の構造修飾と評価気相反応試剤となる負イオンの周囲に溶媒和環境を造り,電子構造・幾何構造の修飾の様子を光電子分光実験およびab initio計算によって評価した.特に,短寿命のラジカル負イオン種・CO^-_2の合成等価体と考えられる(CO_2)^-_n,(CO_2)^-_m(H_2O)_n,(CO_2)^-_m(CH_3OH)_nの構造を調べ,CO_2の還元活性化に関与する電子構造異性化(electronic isomerization)の過程を明らかにした.2.光解離における単分子溶媒和効果の研究気相における電子過剰型ポリハロゲンI^-_3の光吸収スペクトル,光解離質量スペクトル,フラグメントの速度・角度分布を系統的に測定し,光解離の分岐比に極めて顕著かつ系統的な単分子溶媒効果(唯ひとつの分子が溶媒和したことによって引き起こされる溶媒効果)を見出した.さらに,SOCI計算によって複数のPESが関与したI^-_3解離過程の非断熱ダイナミクスを解明しつつある.これらの結果は,凝縮相におけるI^-_3の光解離メカニズムに対して分子レベルの情報を与えると共に,溶媒効果による光解離の制御に繋がるものである.3.クラスター負イオン-分子衝突反応装置の開発集合化した気相反応試剤,特に気相クラスター負イオンを対象とした詳細な衝突反応実験を行なうために,クラスター負イオン源,タンデム型質量選別装置,衝突反応装置,レーザー光電子分光計から構成される装置を設計・製作し,有効衝突エネルギー数eV数10eVの範囲でクラスター負イオン-分子衝突の実験が可能となった.本研究では,(1)気相の反応試剤を「集合化」によって修飾することにより,反応のメカニズムがどのように変化するかを調べ,(2)「集合化」を用いて気相反応の断面積・分岐比を制御するためのストラテジーを開発することを目的とし,以下の研究を行なった.1.装置の開発集合化した気相反応試剤,特に気相クラスター負イオンを対象とした詳細な衝突反応実験を行なうために,、クラスター負イオン源,タンデム型質量選別装置,衝突反応装置,レーザー光電子分光計,レーザー光解離分光計から構成される装置を設計・製作した.さらに,光パラメトリック発振レーザーシステムを整備・拡充し,レーザー光電子分光法,光解離分光法の感度の向上を図った.2.反応試剤の構造修飾と評価反応試剤となる負イオンの周囲に溶媒和環境を造り,電子構造・幾何構造の修飾の様子を評価した.例えば,(CO_2)_n^-,(CO_2)_m^-(H_2O)_n(CH_3OH)_k,O^-(NO)_nについて光電子スペクトルを測定し,その電子構造を評価した.また,ab initio計算を併用し,反応試剤の幾何構造・電子構造に関する情報を得た.3.単分子溶媒和系の光解離気相における電子過剰型ポリハロゲンI_3^-の光吸収スペクトル,光解離質量スペクトルを測定し,光解離の分岐比に極めて顕著かつ系統的な単分子溶媒効果(唯ひとつの分子が溶媒和したことによって引き起こされる溶媒効果)を見出した.この結果は,凝縮相におけるI_3^-の光解離メカニズムに対して分子レベルの情報を与えると共に,溶媒効果による光解離の制御に繋がるものである.

4.クラスター内ラジカル反応(CO_2)_n^-とアクリロニトリルとの反応によって,クラスター内ラジカル重合の開始剤として有効に作用するdistonic radical anion^-O_2CCH_2-CHCNが生成するプロセスを見出した.本研究では,(1)気相の反応試剤を「集合化(クラスター化)」によって修飾することにより,反応のメカニズムがどのように変化するかを調べ,(2)「集合化」を用いて気相反応の断面積・分岐比を制御するためのストラテジーを開発することを目的とし,以下の研究を行なった.1.クラスター負イオン-分子衝突反応装置の開発集合化した気相反応試剤として質量選別・速度制御したクラスター負イオンビームを用い,分子との詳細な衝突反応実験を行なうために,クラスター負イオン源,質量選別・速度制御系,イオンガイド,質量分析系から構成されるクラスター負イオン-分子衝突反応装置装置を製作した.これまでの調整により,有効衝突エネルギー数eV数10 eVの範囲でクラスター負イオン-分子衝突の実験が可能となった.2.単分子溶媒和系の光解離気相における電子過剰型ポリハロゲンI_3^-およびその単分子溶媒和系(唯ひとつの分子が溶媒和した系)の光吸収スペクトル,光解離質量スペクトルを2.74.6eVの波長範囲で系統的に測定し,光解離断面積および生成物分岐比を決定した.この結果,プロトン性溶媒がI_3^-の特定の電子状態に対して顕著な溶媒効果を示し,非断熱遷移を含む光解離反応の分岐比を大きく変化させることを見出した.この成果は,凝縮相におけるI_3^-の光解離メカニズムに関する分子レベルの情報を与え,溶媒効果による光解離反応制御の設計に繋がるものと考えられる.3.反応試剤の構造修飾と評価集合化によって修飾された気相の求核反応試剤として我々が実験的に見いだした(CO_2)_n^-の電子構造と幾何構造をMP2/6-31Gレベルのab initio計算によって評価した.集合化(clustering)による気相反応試剤の修飾が反応メカニズムにどのような影響を及ぼすかを調べ,気相反応の断面積・分岐比等を制御するためのストラテジーを開発することを目的として,本年度は以下の研究を行った.1.気相反応試剤としての(CO_2)_n^-の動的構造短寿命のラジカル負イオン種・CO_2^-の合成等価体である(CO_2)_n^-の構造をab initio計算によって調べた.(CO_2)_2^-の異性化に関わるポテンシャルエネルギー曲面を求め,CO_2の還元活性化に関与する電子構造異性化(electronic isomerization)の過程を明らかにした.2.気相I_3^-の光解離ダイナミクスI_3^-の光解離過程における生成物分岐比に対する単分子溶媒効果のメカニズムを解明するために,SOCI計算によってI_3^-のポテンシャルエネルギー曲面(PES)を求めた.この結果,複数のPESが関与し非断熱ダイナミクスに強く支配された解離過程の抽像が得られた.実験では画像観測法によってI_3^-の光解離フラグメントの並進エネルギーおよび角度分布を測定し,各解離チャンネルへの部分断面積を求めた.
接触皮膚炎における細胞接着分子の関与

既にβ7インテグリン欠損マウスでは接触反膚炎が減弱しており、その原因はαEβ7インテグリンではなく、α4β7インテグリンの欠損であることが明らかとなっている。また、DNFBで感作したβ7インテグリン欠損マウスもしくは野生型マウスの所属リンパ節より分離したT細胞を野生型マウスもしくはβ7インテグリン欠損マウスにadoptive transferし、recipientマウスの耳介にDNFBを塗布すると、β7インテグリン欠損マウス由来のT細胞を静注された群では、野生型マウス由来のT細胞を静注された群に比較してrecipientマウスの耳介腫脹が減弱することが示されている。一方、接触皮膚炎の惹起相においては、活性化T細胞が抗原塗布部皮膚に移動すると考えられている。そこでβ7インテグリンが欠損すると、T細胞の抗原塗布部への移動が障害されると予想された。この仮説を実証するために、DNFBで感作した野生型マウスもしくはβ7インテグリン欠損マウスの所属リンパ節より分離したT細胞をCFSEで標識後に野生型マウスにadoptive transferし、recipientマウスの耳介にDNFBを塗布した際の、recipientマウス体内でのCFSE陽性T細胞の分布を検討した。具体的には、recipientマウスの耳介、末梢血、脾臓、末梢リンパ節中に存在する全T細胞に占めるCFSE陽性細胞の割合を検討した。その結果,末梢血中に存在するCFSE陽性細胞の比率は両群でほぼ等しかったが、耳介部のCFSE陽性細胞の比率はβ7インテグリンが欠損したT細胞を静注された群で少なく、逆に脾臓と末梢リンパ節中に存在するCFSE陽性細胞の割合はβ7インテグリンが欠損したT細胞を静注された群で高かった。以上より、β7インテグリンが欠損すると惹起部皮膚へのT細胞の移動が障害されていることを明らかにできた。
ＥＲＫ，　Ａｋｔのシグナル動態によるＳ／Ｇ２／Ｍ期進行の制御機構の解明

本研究では細胞内シグナル伝達分子のERKおよびAktの活性の動的変化が細胞周期の進行に及ぼす寄与を明らかにすることを目的とした。1.細胞周期を通じたERKとAktのシグナル活性の動的変化の観察と定量MCF10A細胞を用いて細胞周期の進行過程のERK活性、Akt活性の変化を観察するとともに、細胞周期マーカーを用いた各細胞周期段階の定量を行った。細胞周期の状態の可視化には昨年度用いていたSLBPに変えてPIP-tagと呼ばれるマーカーを使用した(Grant et al., Cell Cycle,2018)。通常の細胞培養条件でのイメージングとともに、血清や細胞増殖因子を取り除いた培地を用いて細胞周期をG1期で停止させ、EGF濃度の違いがもたらす細胞周期の進行への影響を定量化した。また、細胞周期が進行している過程で、MEK, PI3K, Aktなどの阻害剤を加え、細胞周期進行の遅れや特定の段階での停止などを定量した。2.細胞周期操作のための光遺伝学の導入光遺伝学的手法を用いた人為的な細胞周期進行の操作を試みた。光刺激を行うにあたり、先行研究で用いられていた機械の作製に取り組んだ(Bugaj et al., Science, 2018)。血清と細胞増殖因子を含まない細胞培養用の培地でMCF10A細胞をG1期にとどめ、ERK活性のみ、Akt活性のみ、ERK, Aktの双方を活性化させる条件で細胞がS期に入る割合を定量した。シグナルの活性化には青色光に応答するCRY2-CIBNの系を利用した。その結果、ERK, Aktの双方のシグナル活性を光刺激によって活性化させた条件では、片方のシグナル活性を上げた場合より高い割合で細胞がG1/S期のチェックポイントを通過することが可能になった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では細胞内シグナル伝達分子のERKおよびAktの活性の動的変化がS/G2/M期の進行に及ぼす寄与を明らかにすることを目的とした。平成29年度は1.細胞周期を通じたERKとAktのシグナル活性の動的変化の観察、2.画像解析によるシグナル活性の定量化、3.細胞周期操作のための光遺伝学の導入を行った。"細胞周期を通じたERKとAktのシグナル活性の動的変化の観察"においては、前年度に確立したシグナル活性と細胞周期進行の同時測定系を改良するため、G1/S期の細胞周期マーカーであるSLBPを測定系に導入し、細胞がG1期・S期・G2期・M期のどの状態であるかを区別することを可能にした。この実験系とステージトップインキュベーターを備えた顕微鏡を用いることで細胞周期を通じたシグナル動態を観察した。また、観察対象の細胞が観察中に視野外へ移動することを防ぐため、観察用ディッシュにマイクロパターン加工を施す技術を導入し、細胞を視野内に閉じ込めることにも成功した。"画像解析によるシグナル活性の定量化"では、画像解析ツールのCellTK (Kudo et al., Nat. Protoc., 2017)を使用し、細胞の追跡とシグナル活性の定量化を行った。シグナル活性阻害剤を添加した細胞と通常の培養条件下の細胞とを比較すると、G1期やS期の長さに違いが生じることが観察され、シグナル活性の状態が細胞周期の長さを決定していることが示唆された。より詳細なシグナル動態と細胞周期の関係に関しては現在解析中である。"細胞周期操作のための光遺伝学の導入"では、Akt活性を青色光照射で制御するための実験系の構築に取り組み、一過的な活性化パターンをつくることに成功した。2種類の細胞周期レポーターを併用することにより、G1/S/G2/M期、それぞれの細胞周期段階におけるERK, Aktの活性状態のより詳細な解析が可能になった。これらの細胞動態の解析を画像解析プログラミングを用いて行うことにより、これまで1細胞ずつタイムポイントごとに計測していた蛍光輝度情報をハイスループットに得ることができるようになった。シグナル活性阻害剤の有無やそのターゲットにより細胞周期の進行の様子に違いが見られた。特に、PI3K-Akt経路の阻害により、S期の期間が伸びることや、G1/Sのチェックポイントを通過できなくなることがわかってきた。これらはAktはアポトーシスや細胞生存において重要な役割を果たすといった、これまでの通説に新たな知見を付け加えることができると考えられる。また、これらの定量データと細胞の表現型を関連付けた統計モデルの妥当性を裏付けるための光遺伝学を用いたAkt活性の操作技術の確立にも取り組み、こちらも高い再現性で活性操作が可能になっている。

また、細胞周期が進行している過程で、MEK, PI3K, Aktなどの阻害剤を加え、細胞周期進行の遅れや特定の段階での停止などを定量した。2.細胞周期操作のための光遺伝学の導入光遺伝学的手法を用いた人為的な細胞周期進行の操作を試みた。光刺激を行うにあたり、先行研究で用いられていた機械の作製に取り組んだ(Bugaj et al., Science, 2018)。血清と細胞増殖因子を含まない細胞培養用の培地でMCF10A細胞をG1期にとどめ、ERK活性のみ、Akt活性のみ、ERK, Aktの双方を活性化させる条件で細胞がS期に入る割合を定量した。シグナルの活性化には青色光に応答するCRY2-CIBNの系を利用した。その結果、ERK, Aktの双方のシグナル活性を光刺激によって活性化させた条件では、片方のシグナル活性を上げた場合より高い割合で細胞がG1/S期のチェックポイントを通過することが可能になった。これまでに取得した定量データからシグナル動態と細胞周期進行の統計モデルを作成し、ERKとAktの細胞周期進行における寄与を明らかにする。これらの寄与を検証するために、光遺伝学の技術を用いてERK, Aktの活性の操作を行う。ERK, Aktの活性が阻害され、細胞周期が延びた状態の細胞中のERK, Aktの活性を操作し、S期の時間の短縮やG1/Sのチェックポイントの通過が誘導されるかを確認する。また、PI3K-Akt経路の阻害による、S期の期間が伸びることや、G1/Sのチェックポイントを通過できなくなるという現象がどの分子を介して起きているのかを調べるために、PI3K-Akt系路の下流の分子によって発現が制御されているとされている細胞周期抑制因子のp21やp27をCRISPR/Cas9法を用いてノックアウトする。これらの細胞でPI3K-Akt経路の阻害下においてS期の長さやチェックポイント通過に影響があるかを調べる。以上の情報をもとに数理モデルを構築し、実験から推察された分子メカニズムが妥当であるかの検証も行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。