hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アスペルギルスの気道内定着および周囲組織への侵入の機序に関する研究

肺アスペルギルス症モデルによるアスペルギルスの増殖形態とそれに伴う気道上皮傷害、気道周囲肺組織への進展の様式の検討は現在も継続中である。ヒト気管支粘膜上でのAspergillusfumigalus分生子の付着、上皮細胞内への侵入、さらには気道線毛上皮傷害と気管支粘膜下への菌糸の侵入に至る機序をヒト気管支粘膜Organ cultureを用いて超微形態学(走査型および透過型電顕)的に検討した。平成9年度から引き続く検討の結果、以下の知見を確認した。1)A.fumigatus分生子は、気管支粘膜Organ culture上に添加後16時間目には傷害された上皮細胞を中心に付着し、2)6時間目前後には上皮細胞間隙並びに線毛上皮細胞内へ侵入(上皮細胞内への取り込み像)、3)12時間目以降は時間経過とともに顕著な上皮傷害を生じ、4)18時間目以降は増生菌糸が著しい上皮傷害を生じながら上皮を貫いて気管支粘膜下組織へ伸展し同時に線毛細胞の著しい剥離脱落所見を呈した。平成10年度は上記の実験を繰り返し行うとともに、とくに6時間目以降に認められた分生子の上皮細胞内取り込みの機構に関する検討を新たに行い下記の成績を得た。1)気管支粘膜Organcultureをcolchicine(microtubule阻害物質)およびcytokalasin D(actin filament阻害物質)処理により、A.fumigatus分生子の上皮細胞内取り込みが有意に抑制され、A.fumigatus分生子の上皮細胞内侵入に上皮細胞のcytoskeleton機構の関与が示唆された。2)A.fumigatus分生子の加熱処理(65°C,90分)によって分生子の気管支上皮への付着、侵入が有意に抑制され、A.fumigatus分生子の上皮細胞への付着・侵入には、アスペルギルス分生子側の因子も関与していることが示された。以上はアスペルギルスに関して新たな知見であり、平成10年10月の日本医真菌学会総会および平成11年3月の日本呼吸器学会総会で報告した。また英文の原著論文として現在投稿中である。
潰瘍性大腸炎におけるIL-22/RegIα蛋白の粘膜保護作用

我々はこれまでRegenerating gene(Reg)蛋白が消化管粘膜再生に深く関与することを報告してきた.近年,複数の施設のマイクロアレイ解析の報告から,潰瘍性大腸炎(UC)においてRegが最も強発現する遺伝子であることがわかってきた.一方我々は,大腸上皮培養細胞に対してIL-22刺激を行い,マイクロアレイ解析を用いて検討した結果,IL-22がReg Iα遺伝子を極めて強く誘導することを見出した.そこで本研究では,UCにおけるIL-22,IL-22R1,Reg Iαの発現を調べ,IL-22によるReg Iα発現のメカニズムについて明らかにした.まずUCの生検と手術検体に対してreal-time RT-PCRおよび免疫染色を行ったところ,UCの大腸粘膜においてIL-22,IL-22R1,Reg Iα発現はいずれも著しく増強しており,、IL-22とReg Iα遺伝子発現は正の相関を示した.蛍光二重染色を用いた検討から,UCにおけるIL-22発現細胞は一部がCD3陽性,IL-17陽性であり,また一部がCD56陽性であることから,IL-22産生細胞はIL-17産生T細胞およびNK細胞である可能性が示唆された.また大腸癌培養細胞にIL-22を投与したところ,Reg Iαプロモーター活性と蛋白発現が著しく増強した.種々のシグナル伝達阻害剤やsiRNAを用いた解析から,IL-22によるReg Iα発現は主にSTAT3経路により制御されることが明らかになった.さらに,プロモーター領域のdeletion assay,EMSAによる検討から,IL-22によるReg Iα発現の責任領域がREG Iαプロモーター-142-134の領域に存在し,同部位にsTAT3が結合することを確認した.L-22/REG IαはUCにおいて著しく発現が増強しており,UCの病態において重要な役割を果たしている可能性が示唆された.我々はこれまでRegenerating gene(Reg)蛋白が消化管粘膜再生に深く関与することを報告してきた.近年,複数の施設のマイクロアレイ解析の報告から,潰瘍性大腸炎(UC)においてRegが最も強発現する遺伝子であることがわかってきた.一方我々は,大腸上皮培養細胞に対してIL-22刺激を行い,マイクロアレイ解析を用いて検討した結果,IL-22がReg Iα遺伝子を極めて強く誘導することを見出した.そこで本研究では,UCにおけるIL-22,IL-22R1,Reg Iαの発現を調べ,IL-22によるReg Iα発現のメカニズムについて明らかにした.まずUCの生検と手術検体に対してreal-time RT-PCRおよび免疫染色を行ったところ,UCの大腸粘膜においてIL-22,IL-22R1,Reg Iα発現はいずれも著しく増強しており,、IL-22とReg Iα遺伝子発現は正の相関を示した.蛍光二重染色を用いた検討から,UCにおけるIL-22発現細胞は一部がCD3陽性,IL-17陽性であり,また一部がCD56陽性であることから,IL-22産生細胞はIL-17産生T細胞およびNK細胞である可能性が示唆された.また大腸癌培養細胞にIL-22を投与したところ,Reg Iαプロモーター活性と蛋白発現が著しく増強した.種々のシグナル伝達阻害剤やsiRNAを用いた解析から,IL-22によるReg Iα発現は主にSTAT3経路により制御されることが明らかになった.さらに,プロモーター領域のdeletion assay,EMSAによる検討から,IL-22によるReg Iα発現の責任領域がREG Iαプロモーター-142-134の領域に存在し,同部位にsTAT3が結合することを確認した.L-22/REG IαはUCにおいて著しく発現が増強しており,UCの病態において重要な役割を果たしている可能性が示唆された.
皮膚分化過程にある細胞外マトリックスとインテグリンの発現……組織細胞化学的研究

皮膚分化過程において表皮と真皮との相互作用が重要であることが知られている。皮膚では表皮と真皮との境界に細胞外マトリックスの一つである基底膜が存在し、これによって両者は結合されると同時に仕切られている。また、インテグリンを介して細胞外マトリックスの情報が表皮に伝達される。今回、皮膚分化過程における細胞外マトリックスとインテグリンの発現との関係を調べる目的で、特に基底膜に注目しその構成成分[IV型-コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン、テネイシン、β-ガラクトシド結合性レクチン(ガレクチン)]、並びにインテグリンに対するそれぞれの特異抗体を用いて、ニワトリ胚脚部皮膚(in vivo)、培養皮膚(in vitro)におけるそれぞれの発現過程を免疫組織細胞化学的に検討した。皮膚が形成される孵卵5日目には、既にIV型-コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチンの発現が認められた。テネイシンは表皮が角化する孵卵17日以降に出現した。16kガレクチンは基底膜並びに真皮の細胞外マトリックスで発生初期に強く発現するが、表皮の角化に伴い次第に減少し、20日になるとほとんど認められなくなった。一方、14kガレクチンは13日まで発現は微弱であり、17日以降強く発現した。これに対し、β_1インテグリンは発生初期には表皮全層の細胞膜全周に発現するが、17日以降は基底細胞にのみ認められた。さらにガレクチン並びにβ_1インテグリンの作用を調べる目的で、これらに対する抗体存在下でニワトリ胚皮膚を培養すると表皮の角化は阻害され、且つ基底膜の表皮基底面からの剥離が観察された。以上より、細胞外マトリックスの変化は表皮分化過程に密接に関係することが明らかになった。さらにガレクチンやβ_1インテグリンは表皮と真皮との接着並びに表皮の角化に関与していることが示唆された。
海洋原生生物に共生する細菌多様性の実態解明

メタバーコーディング(MB)データにより海洋中の細菌多様性を評価する際、既知生物由来配列に類似性のないMB配列も数多く検出される。このような実態不明配列の大多数は未培養の自由生活性細菌に由来すると推測できるが、海洋中には放散虫や有孔虫など多様な原生生物と共生関係にある細菌も知られており、共生細菌に由来するMB配列も存在すると考えられる。しかし、海洋中の細菌多様性に占める共生細菌の実態(宿主特異性の有無や宿主生物との生理学的な関係性など)は、まだ十分に把握されていない。本研究では、太平洋と大西洋に棲息する系統的に広範な原生生物を対象として、その共生細菌の単離とゲノムシーケンスを行う。我々は日本を基点にした太平洋での解析を実施し、その比較対象として大西洋での解析をColumban de Vargas博士(フランス・ロスコフ研究所)と共同で行う。de Vargas博士との共同研究は、我々の大西洋でのサンプリング調査の基盤を提供するだけでなく、同博士が先導した全球規模の海洋生物多様性研究であるTara OceansプロジェクトからのMBデータ(とくに公開されていないデータ)へのアクセスを保証することになり、本研究に極めて大きく貢献すると考えられる。我々は共生細菌ドラフトゲノムデータを比較解析し、1海洋共生細菌の真の多様性の解明と、22海洋間で同一宿主細胞に共生する細菌(あるいは細菌群)が遺伝的に同一かの検証を行う。本研究の成果は、MB解析に対してより頑健な情報基盤を提供し、海洋中の細菌の多様性・進化・生態地理の統合的理解に大きく貢献できる。本研究では、1年次(2018年度)は2年次以降の海外サンプリング調査をふくむ一連の研究をのための準備期間と位置付け、2年次(2019年度)以降にフランス・ロスコフ海洋研究所・Columban de Vargas博士のグループと大西洋/地中海において共同サンプリング調査を計画している。そこで2019年1月に、稲垣(代表)と石谷(分担者)がロスコフ海洋研究所を訪問し、de Vargas博士と今後のサンプリング調査の場所、調査目的とする原生生物、調査の大まかな時期等について議論を行った。また日本近海でサンプリングされた放散虫、渦鞭毛藻等の原生生物を対象に、共生細菌を分離・ゲノムDNAサンプルを抽出するための予備実験を行った。2019年1月のフランス・ロスコフ海洋研究所・Columban de Vargas博士との議論で、同年9月にフランス・Villefranche-sur-Merにて共同サンプリング調査を行うことに決定した。、今後、先方と調査の詳細を詰め、予定に変更がなければ9月に調査を実施する。本研究の主な対象生物種に対する今後の研究は以下の方針で行ってゆく。放散虫は今のところ実験室内で培養ができていないが、沖縄で例年5月下旬から6月一杯にブルームを引き起こす。そこでこの期間にサンプリング調査を行い、実験材料とする。有孔虫については、筑波大学で維持培養しているAmmonia beccariのゲノムデータ中に共生細菌ゲノムを探索する。またフランスにおけるサンプリング調査でもAmmonia属有孔虫を採取し、実験を行う。渦鞭毛藻に共生する細菌については、フランス(地中海)と静岡県下田市沖でのサンプリング調査で宿主細胞を採取する。未発表であるが既にゲノムデータが取得された日本産Diplonema japonicumとその細菌共生体と比較するため、フランスでも同種を探索・採取し、培養株確立を目指す。

また日本近海でサンプリングされた放散虫、渦鞭毛藻等の原生生物を対象に、共生細菌を分離・ゲノムDNAサンプルを抽出するための予備実験を行った。2019年1月のフランス・ロスコフ海洋研究所・Columban de Vargas博士との議論で、同年9月にフランス・Villefranche-sur-Merにて共同サンプリング調査を行うことに決定した。、今後、先方と調査の詳細を詰め、予定に変更がなければ9月に調査を実施する。本研究の主な対象生物種に対する今後の研究は以下の方針で行ってゆく。放散虫は今のところ実験室内で培養ができていないが、沖縄で例年5月下旬から6月一杯にブルームを引き起こす。そこでこの期間にサンプリング調査を行い、実験材料とする。有孔虫については、筑波大学で維持培養しているAmmonia beccariのゲノムデータ中に共生細菌ゲノムを探索する。またフランスにおけるサンプリング調査でもAmmonia属有孔虫を採取し、実験を行う。渦鞭毛藻に共生する細菌については、フランス(地中海)と静岡県下田市沖でのサンプリング調査で宿主細胞を採取する。未発表であるが既にゲノムデータが取得された日本産Diplonema japonicumとその細菌共生体と比較するため、フランスでも同種を探索・採取し、培養株確立を目指す。
セミインタクト上皮細胞を用いた細胞間接着の裏打ちアクチン繊維の形成機構の解析

上皮細胞シートはわたしたち多細胞生物のからだの形態形成に重要な役割を果たしているが、上皮細胞が形態形成時の張力を伝達するために必要な細胞間接着部位の裏打ちアクチンがどうやって形成されるのか不明であった。本研究では、低分子量Gタンパク質RhoAのヌクレオチド交換因子ArhGEF11が細胞間接着部位に特異的に局在し、細胞間接着が形成される際に、接着方向と垂直なアクチン繊維を形成するのに働いていることを明らかにした。本研究では、細胞間接着の裏打ちアクチンの形成機構を調べることにより細胞間接着機構とアクチン細胞骨格の相互作用を解明することを目的としている。そのために、上皮細胞のアクチン形成を制御する因子を単離するために形質膜透過型細胞を作製した。さらに、形質膜透過型細胞の裏打ちアクチンを自由に操作することを試みたが、安定した系を構築するにはいたらなかった。そこで、本来の目的を達成するため、局在に着目した発現クローニング法を用いて細胞間接着部位に局在するアクチン制御因子を単離するアプローチを取った。その結果、低分子量Gタンパク質RhoAのヌクレオチド交換因子(GEF)の一種が細胞間接着部位に局在することを見出した。そとで、このRhoGEFに対する抗体を作製し、マウスの組織や培養細胞を用いた免疫染色法によって細胞間接着部位に局在することを確認した。また、RhoAはアクチン細胞骨格の再構成を司ることが知られているため、RhoAの活性化因子であるRhoGEFが細胞間接着の裏打ち領域においてアクチンの再構成を制御していることか想定される。実際に、ノックダウンによってこのRhoGEFの発現を抑制すると、細胞間接着形成時の細胞骨格再構成に変化が見られた。また、RhoGEF強制発現細胞では、細胞間にはたらく張力が増加しているような表現系が観察された。これらのことより、今回単離されたRhoGEFは、RhoAの活性化を介して細胞間接着部位のアクテン動態を制御している可能性が示唆された。本研究は、上皮細胞の細胞間接着部位近傍においてアクチン細胞骨格の構造や動態が制御される仕組みを解明することを目的とした。細胞間接着部位の近傍には、細胞間接着に平行な「裏打ちアクチン」と、直角な「ラディアルアクチン」が存在する。裏打ちアクチンは、細胞間接着に沿って細胞周囲を取り囲むように常に存在するのに対し、ラディアルアクチンは細胞間接着形成過程で一過的に形成される。今回、ラディアルアクチンの形成にはArhGEF11が必要であることを見出した。ArhGEF11は細胞間接着の中でも特にタイトジャンクション(密着結合)の裏打ち部位に局在し、低分子量Gタンパク質Rhoを活性化する役割を持つ。ArfGEF11を特異的にノックダウンした細胞では、カルシウムスイッチ実験系において細胞間接着が形成される過程でラディアルアクチンが形成されなかった。また、ArhGEF11を過剰発現すると上皮細胞のアピカル膜が収縮することから、ArhGEF11はアピカル膜張力を正に制御していることが分かった。この活性は、Rhoの活性化を介していた。Rhoの活性化はアクチンの重合、アクチン-ミオシン細胞骨格の収縮を引き起こすことから、ArfGEF11は、細胞間接着部位が形成される過程で、Rhoを活性化することでアクチン細胞骨格を形成し張力を発生させることによって、細胞と細胞の間の張力のバランスを制御していると考えられる。実際に、ラディアルアクチンには、収縮力を持つと考えられるリン酸化ミオシンが集積していることが確認された。
非平衡挙動解析に基づく蓄電池マルチスケール相界面反応の最適化

リチウムイオン電池は大型エネルギー貯蔵媒体として持続可能な社会の実現に向けて活発に研究開発が進められている。入出力特性のさらなる向上が不可欠であり、高速に反応が進行しうる電池材料設計・探索が研究機関の責務となる。動的な電気化学反応進行下ではイオンや電子が絶えず移動し、電極活物質の電子構造や結晶構造が連続的に変化する。系は非平衡状態にあり、非平衡時の構造変化に関する現象解明が必要である。二相系電極材料の格子体積変化を抑制すると、熱力学的には不安定だが速度論的には安定な別の反応経路を経由し高速充放電特性が向上することを、実際の電池作動下における時間分解X線回折法の適用により明らかにした。リチウムイオン二次電池の反応は、物質輸送が関わる数桁に及ぶ時間と空間の階層構造から成り立っている。本研究の目的は、これまで未解明な階層構造ごとの相界面動的挙動を解明して、蓄電デバイス設計のための基礎学理を構築することである。特に、ミリメートルセンチメートルオーダーの電極3次元構造が引き起こすイオン導電相/混合導電相界面の電極内反応分布挙動から、ナノメートルオーダーの電極活物質内界面移動反応までの各階層構造についての現象に焦点を当てた。本年度の実施状況について、下記の項目ごとに説明する。1)合剤電極設計のための、パラメータ制御した合材電極の構築を行った。リン酸鉄リチウムを正極にした合剤電極を作製し、プレス圧力を制御する事で、電極中の空隙率を制御可能な条件を決定した。合剤電極の空隙率が変化することでその放電特性が劇的に変化することを見いだした。本合剤電極は最適なモデルケースとして、放射光実験、伝導率測定へ供することが可能である。2)二次元検出器を用いることにより、反応分布を2次元方向で同時に測定可能なX線吸収分光法を開発した。本手法は今後1)で作製した合剤電極について順次適用し、反応分布解析を行う。3)合剤電極に6端子の電極を設置し、独立してその電位を制御させることにより、活物質が反応しない状態でイオン電流、電子電流の測定を行った。制御系およびモデル電極の作製を行い、合剤電極中のイオン電流、電子電流を同時に分離して測定する方法論を確立した。以上より、合剤電極の反応分布挙動解析とその反応因子を解析するための手法確立を完了させた。リチウムイオン二次電池の高性能化、新規高性能蓄電池を実現するためには、デバイス内で逐次的に進行する、空間・時間的に広範囲にわたる階層反応を理解する必要がある。リチウムイオン二次電池の反応では非平衡状態で進行するため、従来の蓄電池研究で使用されてきた解体分析では、反応速度の支配因子や劣化機構を的確に把握できないのが現状である。本研究では、これまで未解明な階層構造ごとの相界面動的挙動を解明して、蓄電デバイス設計のための基礎学理を構築する。特に本年度の研究では活物質の相変化挙動の動的挙動解析と温度依存性について注力し、相反応の律速因子の推定と高性能活物質の設計指針構築を図った。これまでに高速充放電反応時にはLiFePO4(LFP)-FePO4(FP)の二相反応中に準安定な中間相が生成することを見いだしている。本年度は中間相が熱力学的に安定して存在する230°Cでの充放電挙動を解析した。この結果、2つの電位平坦部を有する充放電曲線が得られ,中間相(LxFP相)を介した2種類の二相共存反応が進行していることを示した。また、レート特性の結果から、LFP相-LxFP相共存反応よりLxFP相-FP相共存反応の方が速度論的に有利であることを示した。充電中のoperando XRD測定により230°CにおけるLFPの相変化挙動を直接観察した。LFP相-LxFP相共存反応は典型的な二相共存反応で進行するのに対して、LxFP相-FP相共存反応では二相共存反応と同時にLxFP相の固溶反応が進行することを示した。この相変化挙動の違いが中間相を通した高速充放電の起源であることを明らかにした。リチウムイオン二次電池を代表とする蓄電デバイスの高性能化、新規高性能蓄電池を実現するためには、デバイス内で逐次的に進行する、空間・時間的に広範囲にわたる階層反応を理解する必要がある。リチウムイオン二次電池の反応では複数の現象が絡み合っており、なおかつ非平衡状態であるため、従来の蓄電池研究で使用されてきた解体分析では、反応速度の支配因子や劣化機構を的確に把握できないのが現状である。高速充放電下相変化では、平衡状態の相変化と異なった挙動が起こる可能性がある。従来は平衡状態での相状態、電子状態の解析を主として行われてきており、デバイスの性能に直接関わる非平衡構造変化の情報すら得られていないのが現状であった。その結果、二相系電極材料の格子体積変化を抑制すると、熱力学的には不安定だが速度論的には安定な別の反応経路を経由し高速充放電特性が向上することを、実際の電池作動下における時間分解X線回折法の適用により明らかにした。さらに、二相間の格子体積差を小さくすることで、合剤電極スケールにおけるクラック発生の低減により従来の6倍以上の電池寿命を達成した材料に着目し、この材料は相間のひずみが小さいため、速度論的に良好な特性を示すと予測した。実験の結果レート特性が向上しており、その要因を非平衡状態における結晶構造の解析から、相変化の速度論的な遅れにより反応の大部分が相分離せず単相で進行したためであると明らかにしている。

二相界面の整合性の上昇により界面エネルギーが低下し、相変化の駆動力であるGibbsエネルギー低下分が縮小したことが原因と考えられる。以上の知見は今後の二相系電池材料の設計において格子体積差が寿命と入出力特性のより一層の向上のためのキーファクターとなることを意味しているものであり、今後の高入出力リチウムイオン二次電池の正極開発の指針を与えるものである。リチウムイオン電池は今や小型電子機器用電源の枠を超え、大型エネルギー貯蔵媒体として持続可能な社会の実現に向けて活発に研究開発が進められている。特に自動車の動力源としてエンジンの代役となるためには入出力特性のさらなる向上が不可欠であり、高速に反応が進行しうる電池材料設計・探索が研究機関の責務となっている。この現状の問題を解決すべく、トポケミカル反応の速度論的解析を試み、動的な電気化学反応進行下ではイオンや電子が絶えず移動し、電極活物質の電子構造や結晶構造が連続的に変化しており、系は必ずしも熱力学的に予測されうる挙動を示すとは限らずむしろ非平衡状態にあり、その現象解明は電池性能向上の一助となることを示した。これは当初の計画通りである。さらに、二相系電極材料の格子体積変化を抑制すると、熱力学的には不安定だが速度論的には安定な別の反応経路を経由し高速充放電特性が向上することを、実際の電池作動下における時間分解X線回折法の適用により明らかにした。このように、機構解明にとどまらず、得られた知見から推測した材料設計指針に基づき、高性能な材料の開発に成功している。蓄電池の反応では複数の現象が絡み合っており、なおかつ非平衡状態であるため、従来の蓄電池研究で使用されてきた解体分析では、反応速度の支配因子や劣化機構を的確に把握できない。そのため、放射光を利用した蓄電池が作動している状態での、“オペランド計測"は、蓄電池開発のために極めて有効である。電極・電解質界面での反応の後、電極活物質中でのリチウムイオン挿入脱離反応が進行する。リチウムイオン二次電池の作動条件下では継続的なイオン・電子のやりとりにより、電極活物質が相変化し、特に、高速充放電下相変化では、平衡状態の相変化と異なった挙動が起こる可能性がある。本研究ではモデル材料としてLiFePO4を取り上げ、電極活物質の非平衡状態における相変化の経時変化を明らかにし、高速反応の起源の解明を試みた。本研究ではLiFePO4の高速充放電中において二相の中間の格子定数を有する新相LixFePO4相が生成することを初めて発見した。LixFePO4相の出現量は反応速度に比例し、二相の歪みを緩和するLixFePO4相が二相の中間に生成する事で反応が滞りなく進行する事が、LiFePO4が高速充放電特性を有する要因であると考えられる。時間分解測定によるLiFePO4の相転移挙動の研究は、今まで計算や定常状態の測定からの推測でしか議論されてこなかった非平衡状態の相挙動について直接的な観察を行い、未知の相転移現象を明らかにしたものであり、新規二相反応系電極の設計指針の構築に端緒を与える結果を得られた点で重要である。さらに、第一原理計算に基づき設計された格子体積差の小さいLi(Fe1-yZry)(P1-2ySi2y)O4を開発し、格子歪の抑制により準安定中間相の安定化に寄与してスムーズな相転移反応を実現し、高入出力化が可能であることを示した。
量子ドット構造を用いた全光スイッチに関する研究

量子ドットの研究においては、量子ドットの縮小・高密度化の成長条件についてまとめ、その後、均一化に向けた量子ドットの成長条件を検討した。そして、量子ドットの成長レートを低下することにより、(631)ファセットの出現した縦、横方向共に揺らぎが16%程度と均一な量子ドットを得た。次に、InPキャップ層の平坦化を行い、成長レート、V/III比に関する検討から表面平坦性を改善し、RMS値で0.4nm程度のラフネスに抑えることが出来た。この構造に関する光学特性の評価から、量子ドットの均一化の効果が実証され、量子ドットからの半値幅が40meVに減少したことを確認した。InPキャップ層による多層構造の作製においては、多層化の際に、GaInAs層の導入により、量子ドットへの下地層からのInのマイグレーションを抑えることが可能であることを示し、3、5層の量子ドット構造の作製を行い、その光学特性を評価した。このとき、5層のドットでは、発光強度の増加と波長のブルーシフトが確認された。これは、下層のドットからの歪み緩和の効果によるものと推測される。全光スイッチの研究においては、MOVPE選択成長導波路の導波損失係数、及び非線形屈折率の測定を行った。ファブリ・ペローエタロン法を用いた導波損失の測定では、波長1485nmの光に対してアクティブ領域では90cm^<-1>以上であるのに対し、境界領域及びパッシブ領域では40cm^<-1>以下となり、50cm^<-1>以上の差が得られることを確認した。また、マッハ・ツェンダー干渉計及びファブリ・ペローエタロン法を用いた非線形屈折率の測定では、非線形屈折率が見積もることに成功した。マッハ・ツェンダー干渉計においては全光スイッチング動作を実現し、波長1620nmの信号光に対し屈折率の変化量は0.025%と見積もられた。ファブリ・ペローエタロン法による測定では、MOVPE選択成長導波路においても遜色のない値が得られており、選択成長を用いて素子の作製を行うことによる非線形屈折率の悪化は観測されなかった。減圧MOVPE法を用いてInP(001)基板上にInAs量子ドットを作製されたサンプルに対し、温度、圧力、成長中断時間、原料供給量、V/III比といったパラメータを変化させたときの、量子ドットのサイズ、密度に対する傾向を考察した。そして量子ドットを用いた全光スイッチの実現を目指し、InAs量子ドット層にInPキャップを加える事を試みた。量子ドット層の最適条件と量子ドット層以外の成長の最適条件に異なり、量子ドット層の最適条件を用いてスペーサ層、バッファ層等の成長を行うと結晶品質を著しく悪化させるという問題と、成長界面が量子ドット層の歪を受け平坦でないという問題がある。量子ドット層の成長になるべく影響を与えない中でキャップ層を成長させるという条件を探索し、成長温度を540°Cとする事で結晶品質の良好なキャップ層を成長させる事ができる事を確認した。

更に、キャップ層をより平坦なものにする為に原料供給シーケンスを変更し、通常成長時での原料TMIn、tBPを同時に供給する方法(同時供給法)ではなく、TMInとtBPの供給と、成長中断としてtBPのみの供給という2つの供給形態を繰り返す方法(フラッシュ法)により、成長条件を変えることなく、同時供給法で140nmキャツプした時と比較しフラッシュ法では35nmのキャップにおいてより平坦性を実現した。また光学的評価としてPL強度・波長の評価を行い、良好な結晶品質が得られる540°C下では単層の量子ドットにおいて、1.52-1.62mm付近から量子ドット層からの発光を確認した。また全光スイッチとしては交差型と二モード干渉型のそれぞれの構造とスイッチ特性に関する比較検討を行った。量子ドットの研究においては、量子ドットの縮小・高密度化の成長条件についてまとめ、その後、均一化に向けた量子ドットの成長条件を検討した。そして、量子ドットの成長レートを低下することにより、(631)ファセットの出現した縦、横方向共に揺らぎが16%程度と均一な量子ドットを得た。次に、InPキャップ層の平坦化を行い、成長レート、V/III比に関する検討から表面平坦性を改善し、RMS値で0.4nm程度のラフネスに抑えることが出来た。この構造に関する光学特性の評価から、量子ドットの均一化の効果が実証され、量子ドットからの半値幅が40meVに減少したことを確認した。InPキャップ層による多層構造の作製においては、多層化の際に、GaInAs層の導入により、量子ドットへの下地層からのInのマイグレーションを抑えることが可能であることを示し、3、5層の量子ドット構造の作製を行い、その光学特性を評価した。このとき、5層のドットでは、発光強度の増加と波長のブルーシフトが確認された。これは、下層のドットからの歪み緩和の効果によるものと推測される。全光スイッチの研究においては、MOVPE選択成長導波路の導波損失係数、及び非線形屈折率の測定を行った。ファブリ・ペローエタロン法を用いた導波損失の測定では、波長1485nmの光に対してアクティブ領域では90cm^<-1>以上であるのに対し、境界領域及びパッシブ領域では40cm^<-1>以下となり、50cm^<-1>以上の差が得られることを確認した。また、マッハ・ツェンダー干渉計及びファブリ・ペローエタロン法を用いた非線形屈折率の測定では、非線形屈折率が見積もることに成功した。マッハ・ツェンダー干渉計においては全光スイッチング動作を実現し、波長1620nmの信号光に対し屈折率の変化量は0.025%と見積もられた。ファブリ・ペローエタロン法による測定では、MOVPE選択成長導波路においても遜色のない値が得られており、選択成長を用いて素子の作製を行うことによる非線形屈折率の悪化は観測されなかった。
F.V.ディキンズ研究（２）

F.V.ディキンズに関する初の評伝の完成に向けて、経歴のなかで欠落部分となっている時期について調査を行った。再来日中(1871-1879)については弁護士として辣腕を振るった「マリア・ルス号裁判」を中心に論じた。これまで不明となっていた帰国後からロンドン大学に就職するまでの足取りを追った他、晩年の地ウィルトシャー州シーンドでの日本研究の活動の日々を探った。版を重ねた浄瑠璃版『仮名手本忠臣蔵』の訳を検討し、ディキンズの翻訳が学術研究であったことを明らかにした。本研究はこれまでに行ったF.V.ディキンズ書簡研究を土台に、最終的にはディキンズに関する初の評伝をまとめることを目指している。これまで断片的に行ってきた伝記調査で空白となっている部分を集中的に調査し、全体像をつくり上げる予定である。初年度は、ディキンズの経歴のなかで空白となっていた1877年から1882年までの動向について、来日以来の友人であった外交官アーネスト・サトウとの交流を辿ることによって明らかにすることとした。サトウがディキンズに充てた書簡およびサトウによる日記を一次資料とし、さらに日本アジア協会に関する研究書などを二次資料として調査した。調査の結果、サトウによる『日本旅行日記』に対するディキンズの貢献が多大なものであったことや、1871年の再来日後のディキンズの活発な活動が跡づけられた。1879年1月に突然日本を離れた後のディキンズの足取りがつかめなかったが、サトウ書簡の記述を精査することで、ディキンズが日本研究を継続する一方、弁護士業を求めてロンドンと生まれ故郷マンチェスターを行き来しながら、エジプトの領事裁判所に短期間勤務していたことが突き止められた。上記の調査と併せて、英公文書館のEngland Censusを調査することで、ディキンズの家族構成を明らかにすることができた他、英国図書館のNewspaper Libraryによってディキンズの父親や兄弟、ディキンズ自身に関連する記事を収集することができた。これらの研究成果は、英学史学会関西支部『関西英学史研究』第8号(2014)に採択され現在、校正中である。本研究はこれまでに行ったF.V.ディキンズ書簡研究を土台に、最終的にはディキンズに関する初の評伝をまとめることを目標としている。これまで断片的に行ってきた伝記調査で空白となっている部分について調査を進め、全体像の構築に努めている。本年度は校務が多忙を極め、当初に予定していた「マリア・ルス号事件」関連の資料収集が実施できず、やむをえず研究計画を変更し、以下の二つの課題について研究し、学会において研究発表を行った。1シーンドにおけるF.V.ディキンズの活動(ロンドン大学を退職後、ウィルトシャー州のシーンドに隠居したディキンズは日本研究を本格化させた。死亡するまでの15年間の足跡を現地調査し明らかにし、その成果を日本英学史学会関西支部50周年記念大会で報告した。)2日本文学者としてのディキンズ(日本文学の翻訳家であったディキンズの初期の翻訳のうち、浄瑠璃の仮名手本忠臣蔵について検討し、ディキンズの日本文学への見方を考察し、日本英学史学会第51回全国大会で研究発表を行った。)発表ではミットフォードの英訳「四十七士」と比較し、ディキンズの学術研究をめざした翻訳の特徴を明らかにした。ディキンズの活動は博物学、植物学、歴史研究、日本語、日本文学など多岐にわたっており、それらをすべて網羅することは今期間中に完成することは困難であり、テーマを絞る必要を感じている。日本学者ディキンズの仕事として、日本文学の翻訳を重点に研究するという今後の方向生が見えてきた。本研究はF.V.ディキンズに関する初の評伝をまとめることを最終目的としている。これまでの伝記調査で空白となっている部分について調査を進め、全体像の構築に務めている。初年度は、1877年から1882年までの動向について、初来日以来の友人アーネスト・サトウの日記やディキンズ宛書簡、日本アジア協会会報、England Censusなどを調査した。その結果、サトウの『日本旅行日記』へのディキンズの大きな貢献、離日後の足取りなどが明らかになったほか、ディキンズの家族構成も判明した。二年目はディキンズの晩年を追った。ロンドン大学事務局長を定年退職後、ディキンズはウィルトシャー州シーンドに隠居し日本研究を本格化させた。この15年間に日本の中世古典文学の翻訳を完成した。現地取材によって屋敷や墓地の確認、死亡記事などを収集し、評伝のための情報を収集した。また、浄瑠璃『仮名手本忠臣蔵』の翻訳を検討し、彼の学術的な研究方法を検証した。最終年度ではディキンズの横浜での弁護士活動を中心に調査した。彼が弁護を務めたペルー船籍の苦力運搬船マリア・ルス号裁判について、二本の論文をまとめた。一本目は横浜居留地でこの事件がどのように報道されたかをJapan Weekly Mailを中心に追い、居留地での国際関係、苦力貿易廃止の世界世論、日本の対応など時代背景を明らかにした。二本目は国際法に知悉したディキンズの弁論が、初めての国際裁判を主催した日本政府によっていかに強敵であったかを示した。3年の研究期間中の2年間は校務が多忙を極め、十分な研究時間を確保できなかった。評伝の空白地帯は埋まってきているが、断片的な研究をつないで全体像を仕上げるには、なお時間を要する状態である。

次期の研究期間には、ディキンズの日本文学の翻訳を中心に論じて、総仕上げをする予定である。F.V.ディキンズに関する初の評伝の完成に向けて、経歴のなかで欠落部分となっている時期について調査を行った。再来日中(1871-1879)については弁護士として辣腕を振るった「マリア・ルス号裁判」を中心に論じた。これまで不明となっていた帰国後からロンドン大学に就職するまでの足取りを追った他、晩年の地ウィルトシャー州シーンドでの日本研究の活動の日々を探った。版を重ねた浄瑠璃版『仮名手本忠臣蔵』の訳を検討し、ディキンズの翻訳が学術研究であったことを明らかにした。前年に引き続き附属小学校長の業務が多忙を極め、さらに科研の研究課題以外にも研究課題を抱え、その対応に多くの時間を割かざるをえなかった。そのため、当初に予定していた「マリア・ルス号裁判」に関する調査が十分に進まなかったが、研究課題の順序を入れ替えて、すでに収集済みの資料を整理し今後の研究の方針を再検討した。雑多な業務の合間を縫って、本研究に関して論文を1本、研究発表を2回行った。なお、研究発表の原稿を大幅に加筆した上で、次年度に学会誌に投稿することを目指し作業を進めている。英文学本年度は、まずはじめに前年度に行った研究発表を土台に研究論文を完成させる。また、サトウ書簡との照合によってディキンズの行動の不明な部分の調査を継続したい。ディキンズの日本研究に関する活動は多岐にわたるが、もっとも重要なのは日本文学の翻訳紹介を先駆的に行ったことである。本年度は日本文学翻訳について重点的に研究を進めたい。また最終年度にあたるため、これまでの二期にわたる研究成果を冊子体にまとめることを検討する。研究の深化につれて、さらに追究したい課題が表れ来ており、評伝の完成にはなお時間がかかることが予想されるが、現段階で統合できる部分を発表することによって、今後への見通しをつけたい。初年度計画はこれまでの資料整理と評伝の構成案の作成を行い、はじめにディキンズの再来日期間(1871-79)について調査することを計画していた。調査項目の一つ目に、来日早々に弁護を担当することになったマリア・ルス号裁判におけるディキンズの役割を調査することをあげていた。二つ目に日本アジア協会における活動を調査することを予定していた。ところが、これらの関係資料を所有する横浜開港資料館が工事により長期にわたって休館し、資料の閲覧ができないことが判明した。そのため、次年度以降に予定していた、ディキンズの離日後の空白部分の動向についての調査を先行させ、サトウ書簡およびサトウ日記を主な資料として考察することとした。また引退後のディキンズが居住したウィルトシャー州シーンドに関する調査やディキンズの家族構成の調査なども行った。調査項目の順序の入れ替えはあったものの、初年度の研究成果は論文にまとめることができたので、全体計画についてはおおむね順調に進んでいると言える。(理由)校務が多忙のため、国外での資料収集にあてていた出張費用を使用できなかった。また校務繁多により時間の確保が難しく、国内の関連機関での資料収集や学会・研究会への出席が困難であった。初年度に予定されていた「マリア・ルス号裁判」「日本アジア協会」についての研究を行う。
脳腫瘍幹細胞における幹細胞性制御因子の解析

本研究では、脳腫瘍幹細胞(BCSC)における幹細胞制御分子の同定を目的として、分離BCSCを用いた網羅的な遺伝子発現比較解析を行った結果、新規のBCSC抗原KLRC2を同定した。さらに幹細胞制御分子スクリーニング解析を行った結果、BCSC増殖制御分子MIFを同定した。KLRC2およびMIFは、ともに正常脳組織で発現を認めず、一方、BCSCおよびグリオーマにおいて高発現しており、BCSCマーカーとして、さらにグリオーマ治療標的分子としてその有用性が期待される。幹細胞研究の進展に伴って、脳腫瘍幹細胞(brain cancer stem cell; BCSC)の存在が証明され、抗癌剤や放射線治療に抵抗性の細胞であるため、重要な治療標的として解析が急速に進められている。しかし、現在まで確立されたBCSC分離・精製法がないため、BCSCの分子制御機構の詳細は不明であり、またBCSC特異分子の発見には至っていない。そこで、本研究では、我々の同定したBCSC関連遺伝子とBCSC解析技術を基盤に、新たなBCSC分離・精製法を開発する。さらに、BCSC特異的遺伝子および未分化維持(幹細胞性)制御因子の同定を行い、新たな治療法への応用を目指す。本年度は、グリオーマ患者組織から長期培養可能な複数のBCSC細胞株を樹立し、BCSC高発現分子HOXD9の機能解析を行ない、HOXD9がBCSCの増殖に関与し、siRNAを用いてBCSCを細胞死へ誘導しうることを明らかにした。さらに得られたBCSCと神経幹細胞、グリオーマ、正常アストロサイトにおける網羅的遺伝子・タンパク発現比較解析を行ない、新規のBCSC高発現分子・KLRC2を同定した。KLRC2は、本来NK細胞に選択的に発現し、C型レクチンドメインを有する膜貫通タンパクであるが、正常脳組織では発現せず、グリオーマ組織およびBCSCにおいて高発現していることを明らかにした。また、幹細胞制御分子の発現を指標としたスクリーニングシステムを構築した。今後は、新規BCSC特異分子・KLRC2の機能解析およびBCSCマーカーとしての有用性の検討、さらにBCSC未分化維持制御分子の同定および機能解析を行なう予定である。幹細胞研究の進展に伴って、脳腫瘍幹細胞(brain cancer stem cell;BCSC)の存在が証明され、抗癌剤や放射線治療に抵抗性の細胞であるため、重要な治療標的として解析が急速に進められている。本年度は、昨年度に引き続きグリオーマ患者組織から長期培養可能な複数のBCSC細胞株を樹立し、神経幹細胞培養条件でのスフェア形成能、自己増殖能、多分化能を検証した。これまで本研究で同定したBCSC関連分子であるHOXD9およびKLRC2に関して、様々な脳腫瘍組織における遺伝子発現解析を行ったところ、ほとんどの神経膠腫でそれらの分子が高発現を呈していることが明らかになった。また幹細胞制御分子の発現を指標としたスクリーニングシステムを用いて、BCSCの未分化維持に関与する分子としてMacrophage migration inhibitory factor(MIF)を同定した。MIFは炎症を促進するcytokineとして知られているが、遺伝子発現解析の結果、正常脳組織での発現は低く、様々な脳腫瘍およびBCSCにおいて高発現を呈していることが明らかになった。本年度は、BCSCの未分化維持に関与する分子として同定されたMacrophage migration inhibitory factor (MIF)の発現解析および機能解析を行った。MIFは、炎症を促進するcytokineとして知られているが、正常脳組織と比較して、グリオーマおよびBCSCにおいて高発現を呈していた。siRNAおよびvirus vector用いてMIF発現を特異的にknockdownすることによる抗腫瘍効果を検討した結果、in vitroにおける細胞増殖抑制のみならず、in vivo(脳腫瘍モデル)においても抗腫瘍効果を示すことが明らかになった。

以上、MIFは正常脳組織と比較して脳腫瘍において高発現し、MIFの発現をknockdownすることにより抗腫瘍効果を示すことから、MIFを標的とした脳腫瘍に対する分子標的治療の可能性が示された。本研究の目的である脳腫瘍幹細胞の未分化維持に関与する遺伝子の同定に成功し、機能解析も進行している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、脳腫瘍幹細胞(BCSC)高発現分子(KLRC2)およびBCSC未分化維持関連分子(MIF)について、BCSCおよびグリオーマにおける機能解析を行なう予定である。
細胞内シグナル伝達ネットワークの光制御に向けた分子創成

本研究では、光遺伝学の新展開として「イオンを動かして細胞を興奮・抑制させる」から「細胞内シグナル伝達系を動かす」ツールの開発を目指した。1これまでのキメラばプロトン輸送型のロドプシンを鋳型としてきたが、より大きなイオンを運ぶ分子の方がヘリックスの開閉が大きく、Gsタンパク質が接近しやすくなると期待される。そこで、ナトリウムイオン輸送型およびクロライドイオン輸送型ロドプシンを鋳型とした新規キメラ分子を作製した。興味深いことに、活性の有無は鋳型として用いるロドプシンの種類に依存することが分かった。赤外分光測定の結果、活性の無いキメラでは振動強度が野生型とほぼ同じであったが、活性の有るキメラでは野生型よりもタンパク質骨格の変化が大きくなっていた。すなわち、ヘリックス大きな開閉により相互作用部位が露出し、光依存的なGs活性につながったと考えられる。これらの成果は論文発表しており、創成したキメラ分子は新しい光遺伝学ツールとして多くの疾患の発現メカニズムの研究にも応用できると期待される。2微生物型ロドプシンとホスホジエステラーゼ(PDE)が連なった新規酵素型ロドプシン(Rh-PDE)について、より詳細な酵素活性を評価した。基質濃度依存性を調べたところ、Rh-PDEの酵素反応はミカエリスメンテンの速度論に従うことが分かった。さらに、変異体解析によりレチナール近傍の嵩高いアミノ酸が光依存的な酵素活性を示すのに重要であることが明らかとなった。Rh-PDEは暗状態でも基質分解活性を持つため、ツールとして用いるにはこの構成活性の最小化が必要である。変異体スクリーニングを行ったところ、構成活性が有意に減少し、かつ光依存的なPDE活性を保持した変異体を創り出すことができた。より精密な光スイッチ機能の実現を目指すことで、細胞内シグナル伝達の光操作技術の応用に役立ち、生命現象の解明に役立つと期待される。29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Gタンパク質のシグナル伝達ネットワークを光で制御する分子をデザインし、オプトジェネティクスに有用なツールを開発することを目的としている。本年度の研究成果の概要を以下に記述する。1.これまでにGs活性型キメラタンパク質の構築のため、beta2-アドレナリン受容体(b2AR)の細胞質側ループを微生物型ロドプシンに組込んだ分子を作製し、それらがIn vitroの系で活性化能を持つことを示した。ツールとして用いるためには細胞内における活性化が必須である。そこで哺乳類の培養細胞を用いて、カルシウム蛍光指示薬による蛍光観察法の導入を試みた。Gsのシグナル伝達経路ではカルシウム濃度は直接的に上昇しないが、cAMP依存性カルシウムチャネルを共発現させることにより細胞外からカルシウムが流入するため蛍光観察が可能となった。実際にキメラタンパク質の細胞内活性評価を行ったところ、b2ARにアゴニスト刺激をした際の10分の1程度と弱いながらも活性が見られた。この活性はツールとして用いるにはまだ低いが、GPCRの極一部だけを配列に相同性のない微生物型ロドプシンに挿入しただけで得られたと考えると、GPCRと微生物型ロドプシンの構造変化の類似性を伺わせる結果である。この研究結果は現在論文にまとめている段階である。2. Gタンパク質は大きく4種のサブタイプに分けられており、様々な下流のシグナルを誘導する。Gsとは異なる種類のGタンパク質を活性化することを目指し、新たなコンストラクトを作製し、それらが培養細胞に発現することを確認した。今後、カルシウム蛍光観察により活性を評価していく。また、cAMP濃度依存的に発光強度が変化する改変型ルシフェラーゼから成るGloSensorを用いた発光観察の立ち上げもすでに完了しているので、直接的にcAMPの濃度変化を観察することでも活性を評価していく。本年度では細胞内活性化測定を行うための蛍光観察法の立ち上げに成功し、細胞内のカルシウム濃度変化をリアルタイムで捉えられるようになった。実際にin vitroで活性の見られたGs活性型のキメラタンパク質の細胞内活性を調べたところ、弱いながらもカルシウム濃度が増加するシグナルが得られた。さらに、cAMP濃度依存的に発光強度が変化する改変型ルシフェラーゼから成るGloSensorを用いた発光観察の立ち上げも完了しているので、直接的にcAMPの濃度変化を観察することが可能となった。また、様々な種類のGタンパク質を活性化することを目指した新たなコンストラクトを作製し、すでにそれらの細胞への発現を確認している。以上のように、細胞内Gタンパク質のシグナル伝達ネットワークを光で制御するツールの開発に向けた研究が順調に進んでいることが理由である。本研究では細胞内のシグナル伝達ネットワークを光で制御する分子をデザインし、オプトジェネティクスに有用なツールを開発することを目的としている。1.襟べん毛虫という微生物において、光受容体であるロドプシンと、ホスホジエステラーゼ(PDE)が連続した遺伝子コードをゲノム中に持つことに着目した。この新規酵素型ロドプシン(Rh-PDE)を哺乳類細胞に発現させ、酵素活性を調べたところ、光照射に伴って環状ヌクレオチドを加水分解することが分かった。さらに、cGMPに対する分解活性がcAMPに対する活性よりも10倍高いという基質特異性を示した。しかし、暗条件でも分解活性を示すため、応用に向けて光スイッチ機能を改良していく必要がある。

次にRh-PDE全長を精製し、光活性化のメカニズムを調べたところ、光照射により短波長に吸収を持つ中間体が生成し、数分かけて元の状態に戻ることが分かった。これらの成果はThe Journal of Biological Chemistry誌に掲載予定である。今後は過渡吸収測定や赤外分光測定などを用いて、より詳細に光反応メカニズムを解明していくとともに、光スイッチ機能の改善に向けた変異体の探索を行っていく。2.微生物型ロドプシンを鋳型としたGタンパク質活性型キメラタンパク質の研究では、活性化能を評価するためにcAMP依存性カルシウムチャネル(CNGA2)を細胞に発現させ、カルシウム蛍光イメージングを行った。しかし、CNGA2の発現効率が非常に低く、評価を行うには困難であった。今回、発現の改善を期待し細胞種を変更したところ、CHO-K1細胞で発現効率が増大した。今後は安定発現株を樹立し、キメラタンパク質の活性化能の評価を行うとともに、生体内への応用に向けて、更なる性質改良と安全性の向上を目標に、様々なデザインを検討していく。本年度において、以前より取り組んできたキメラタンパク質の研究では、評価系の確立を目指し、様々な条件を検討した。その中でも、細胞の種類を変更することで発現量が改善され、今後のキメラタンパク質の活性評価に大きな期待が持たれた。加えて、本年度から酵素型ロドプシンの研究にも着手した。酵素活性の評価系を新たに立ち上げ、最適な条件の確立を目指し、何度も試行錯誤を重ねた。その結果、実際に新規酵素ロドプシンが光により活性を示すことを明らかにした。さらに、酵素ロドプシン全長の単離精製を行い、分光測定により光による活性化メカニズムを調べた。可溶化率が非常に低いため、様々な界面活性剤を検討し最適条件を模索する必要があるものの、分光測定を行うためのタンパク質量を得ることができた。ここで、過去に報告されている酵素型ロドプシンは、全て酵素部位を除去したロドプシン部位のみでしか精製ができていなかったため、今回世界で初めてとなる酵素ロドプシン全長での精製に成功したといえる。これらの酵素活性と分光測定の結果を合わせて、本年度末には論文が査読を通過することができた。このように研究は期待以上に進展しており、今後の展開にも大きく貢献したことが理由である。本研究では、光遺伝学の新展開として「イオンを動かして細胞を興奮・抑制させる」から「細胞内シグナル伝達系を動かす」ツールの開発を目指した。1これまでのキメラばプロトン輸送型のロドプシンを鋳型としてきたが、より大きなイオンを運ぶ分子の方がヘリックスの開閉が大きく、Gsタンパク質が接近しやすくなると期待される。そこで、ナトリウムイオン輸送型およびクロライドイオン輸送型ロドプシンを鋳型とした新規キメラ分子を作製した。興味深いことに、活性の有無は鋳型として用いるロドプシンの種類に依存することが分かった。赤外分光測定の結果、活性の無いキメラでは振動強度が野生型とほぼ同じであったが、活性の有るキメラでは野生型よりもタンパク質骨格の変化が大きくなっていた。すなわち、ヘリックス
平安時代の物資流通に関する多角的基礎研究―須恵器・施釉陶器・中国陶磁を中心に―

本研究は日本の古代から中世への変容過程の解明を目指し、平安時代の考古学の側面から追究する。とりわけ物資流通の解明に重点目標を置き、考古資料として残りやすい国産の須恵器や施釉陶器、中国産の陶磁器といった焼物を中心としつつも、焼物以外の物資も視野に納めて基礎研究を深める。その研究に当たり、品質差や地域差などを視野に入れた独自の視点をもとに、新たな年代基準による検討を加え、各種の理化学的分析手法も採用して、さらに異分野の研究者による共同研究を開催することによって、日本列島が中国を範とする律令国家体制から離れて民族文化を形成する転換点に関して、再評価を試みることにしたい。
胃炎を背景とする胃癌の発生におけるPPARの関与についての分子生物学的研究

本研究の目的は分化型胃癌発生におけるPPARの意義を明らかにすることであり,既に提出した研究計画に基いて胃粘膜上皮のPPARα・PPARγの活性化〓COXの発現抑制〓アポトーシスの誘導〓胃癌の発生の抑制という経路が証明されることになれば,既に脂質・糖質代謝改善剤として使用されているbezafibrateなどのPPARαのリガンド・troglitazoneなどのPPARγのリガンドが胃癌の予防や治療に応用できる可能性も期待された.しかし免疫組織染色による内視鏡時の生検標本を用いた胃粘膜上皮でのPPAR,COX発現の検討において,正常胃粘膜・慢性活動性胃炎・萎縮性胃粘膜・腸上皮化生・分化型胃癌各段階での発現に差があるか否か検討したが,染色像に差は見られなかった.当初期待された結果が得られずこれ以上の検索は困難と判断した.そこでPPARと大腸癌・肝癌に関する報告が多数ある一方,報告がまだ数少ない肝炎(慢性C型肝炎・自己免疫性肝炎)との関わりについて調べることとした.本研究室にて作成した抗ヒトPPARα抗体・抗ヒトPPARγ抗体を用いた手術時切除肝・経皮的肝生検標本の免疫組織染色にて以下の結果を得た.PPARαの発現は肝細胞の細胞質に見られ,染色の度合はCH-C<AIH,陽性細胞はAIHはびまん性,CH-Cは門脈域近傍に存在する.一方PPARγの発現は肝細胞の細胞質よりも核に強く,染色の度合はCH-C=AIH,陽性細胞はいずれもびまん性で,門脈域あるいは脂肪細胞の分布とも関連はない.この結果の意味付けを今後の更なる研究で明らかにしていきたい.本研究の目的は分化型胃癌発生におけるPPARの意義を明らかにすることであり,既に提出した研究計画に基いて胃粘膜上皮のPPARα・PPARγの活性化〓COXの発現抑制〓アポトーシスの誘導〓胃癌の発生の抑制という経路が証明されることになれば,既に脂質・糖質代謝改善剤として使用されているbezafibrateなどのPPARαのリガンド・troglitazoneなどのPPARγのリガンドが胃癌の予防や治療に応用できる可能性も期待された.しかし免疫組織染色による内視鏡時の生検標本を用いた胃粘膜上皮でのPPAR,COX発現の検討において,正常胃粘膜・慢性活動性胃炎・萎縮性胃粘膜・腸上皮化生・分化型胃癌各段階での発現に差があるか否か検討したが,染色像に差は見られなかった.当初期待された結果が得られずこれ以上の検索は困難と判断した.そこでPPARと大腸癌・肝癌に関する報告が多数ある一方,報告がまだ数少ない肝炎(慢性C型肝炎・自己免疫性肝炎)との関わりについて調べることとした.本研究室にて作成した抗ヒトPPARα抗体・抗ヒトPPARγ抗体を用いた手術時切除肝・経皮的肝生検標本の免疫組織染色にて以下の結果を得た.PPARαの発現は肝細胞の細胞質に見られ,染色の度合はCH-C<AIH,陽性細胞はAIHはびまん性,CH-Cは門脈域近傍に存在する.一方PPARγの発現は肝細胞の細胞質よりも核に強く,染色の度合はCH-C=AIH,陽性細胞はいずれもびまん性で,門脈域あるいは脂肪細胞の分布とも関連はない.この結果の意味付けを今後の更なる研究で明らかにしていきたい.