hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能スクリーニング法を用いた塩生植物からの環境ストレス耐性団子群の単離と応用

本研究では環境ストレス耐性植物として、マングローブ植物(Bruguiera sexangula, Avicenia marina)、アカザ科植物(Suaeda japonica, Salsola komarovii)、そしてアイスプラント(Mesembryanthemum crystallinum)に着目し、大腸菌を用いた機能スクリーニング法で「環境ストレス耐性因子遺伝子」の探索を試みた。塩ストレス耐性に関与する遺伝子を探索した結果、大別して、浸透圧調節物質の合成系タンパク質(phosphoehanolamine N-methyl transferase)、シャペロニン等のヒートショックタンパク質(TCP-1)、イオン輸送タンパク質(H+ATP ase)、LEAタンパク等がコードされていると考えられるcDNAの他、上記の分類に属さない機能未知のタンパク質が多数得られた。特にBruguiera sexangulaから発見した新規耐塩性強化因子mangrinを発現した大腸菌は耐塩性の他、浸透圧耐性、耐熱性、凍結耐性が向上していることも確認された。さらに、マングリンcDNAを導入した酵母やタバコは耐塩性が向上していることが明らかになった。本研究ではその分子機構を解明するためにマングリンcDNAのデリーションクローンを作成し、その機能領域を解析した。その結果、N末端側の70アミノ酸からなる領域がマングリンが持つストレス耐性強化機能に対し、重要な役割を担っていることが明らかになった。
時間方向並列化と連成カプラーを用いた超高解像度・長期気候シミュレーションの革新

今日のスーパーコンピュータは計算機をたくさん並べて並列に計算することによって省電力・高速化を達成している。しかし、数百年にわたる気候シミュレーションを高空間分解能で、かつ高速に計算するために、空間方向の領域分割を用いた並列化を行うと、どんなに計算機の並列規模をあげてもそれ以上高速化しない限界が訪れる。本研究は時間方向並列化の手法を用いることにより、この速度限界を打破する階層型気候シミュレーション基盤を構築することを目的とする。
FDCDを利用した複合体中の特定有機化合物の選択的CD測定研究

小分子の絶対配置決定に有用であるCDスペクトルは蛍光を媒体としても観測することができ、それはFDCDと呼ばれている。FDCDは基礎的な部分で未解明な点が多いが、従来のCD法の利点に蛍光法の特徴である高い感度と選択性を付与できると期待されている。本研究では基礎研究として、CD励起子キラリティー法とFDCDの組み合わせを基本としながらモデル化合物を系統的に合成して、適した発色団の探索と選択的観測の試みについて検討した。適した発色団としてはクマリン骨格に注目した。特にレーザー色素クマリン343は比較的対称性の高いカルボン酸で、メチルエステルとなると蛍光量子収率が非常に高く異方性もほとんどないので、前に報告されたFDCD発色団の条件をよく満たす。ところがモデル化合物が与えるFDCD曲線は必ずしもCD曲線と一致せず、FDCD好適発色団の条件はこれまでの考え方では不十分であることが示唆された。一方、この発色団は主な吸収が長波長側にあるために紫外吸収を持つ化合物に導入しても離れた波長領域に明瞭な励起子カップリングが現われることから、透過光CDの新規発色団として非常に有用であることが明らかになった(投稿準備中)。選択的観測の試みとしては、二つの励起子カップリング系を同一分子内に組み込んでその各種スペクトルを測定した。前年に合成した糖骨格由来の基本ユニットは典型的な励起子系を一つ持ち、前にCD/FDCDについて報告されている現象を完全に再現でき、さらに目的別の誘導を可能にする側鎖を持つ。今回は蛍光性や非蛍光性の二つの基本ユニットを、様々な組み合わせで炭素鎖10のリンカーによって連結して一つの化合物とした。こうして化合物内の一方の系の立体情報のみを選択的に観測しようと考えたがそれは実現せず、これまでに例のないFDCDによるCD信号の増幅が見られた。本研究の目的は大きくは、ピコグラム程度の超高感度でのCD測定や、複合体中の特定化合物のCD測定など、これまでに例のない応用の可能性を秘めたFDCDの可能性を最大限に引き出すことにある。そのアプローチの一つとして、FDCDの適用限界を探るために適当なモデル化合物を用意して、FDCDの挙動を系統的に調査をする必要があると考えている。本年度は、モデル化合物による系統的な探索を行うための鍵化合物を設計、合成し、その各種蛍光データやCD/FDCDを測定することにより、それが探索ツールとして合目的であることを確認した。鍵化合物の基本として、その配座が固定されていることと、そのために典型的な励起子カップリングCDを示すことから、シクロヘキサン-1,2-ジオール骨格を選び、この骨格の側鎖部分を誘導化することを想定して、置換基交換の可能な側鎖を持つ糖類を出発原料に選んだ。実際には、D-グルコースとD-ガラクトースを出発原料として誘導化し、それぞれから実用的には問題ない収率で設計通りの1,2-trans-ジオールと1,2-cis-ジオールを合成的に得ることに成功した。次に、それらの鍵化合物が、CD/FDCDともに予想通りに発現することを、今回の申請により導入されたFDCD付属装置を用いた測定によって確認した。さらにそれらの各種の蛍光スペクトルデータは、CD/FDCDの挙動をよく説明しており、このことは申請者の前の報告(J.Am.Chem.Soc.1999,121,8681.)の内容ともよく一致する。なお、FDCDの測定には従来のCD測定装置に装着するFDCD付属装置を必要とするが、申請者の所属する広島大学にはそのための環境が十分ではないので、国税庁醸造研究所の施設を用いてその環境を整え、前述の鍵化合物のCDおよびFDCDを測定した。
遺伝情報収納のダイナミクス

細胞核における遺伝子・DNAの収納原理を探究した。最大の成果として、出芽酵母の間期染色体の構造を決定する主要な因子がDNA物性と細胞核の大きさであることを解明した。また、同一配列DNAを有するヌクレオソーム間の集合能は、互いに異なるDNAを有するヌクレオソーム間の集合能よりも強いことを見出した。以上から、遺伝子・DNAの核内収納において、DNA物性、ヌクレオソームの選択的集合能、細胞核のサイズが決定的に重要な因子であることが明らかになった。また、メチル化されるDNA配列のほとんどは、メチル化後、高次構造または物性の変化を示すことが分かり、DNAの核内収納におけるメチル化の関与も示唆された。本研究では、以下の目標を掲げた。(1)DNAの物理的性質を糸口にしてクロマチン・染色体の構築機構にメスをいれる。(2)生細胞蛍光イメージングの手法を用いて、DNA物性特異領域の核内(または染色体内)空間配置を可視化し、細胞周期および細胞分化に伴うゲノム折り畳みのダイナミクスを明らかにする。(3)酵母、線虫、ショウジョウバエ、メダカ、マウス、チンパンジーなどのゲノムに関しても機械的特性の解析を行うと共に、一部についてはゲノム折り畳みのダイナミクスを解析する。そして、これらの各研究成果を総合的に分析して、真核生物に共通したゲノム収納の分子基盤を解明する。本研究は、DNAの物理的特性やトポロジーに着目し、ゲノム・遺伝子の核内収納機構、クロマチン基盤構造構築の分子機構、ならびにそれらのダイナミクスを解明することを目的とする。我々は、これまでにヒトゲノム全長に渡る洲Aの柔軟性マップを完成させた。そして、ヒトゲノムには数Mbの周期で極めて柔軟な特性をもつ10kb程度の小領域(SPIKEと命名)が分布していることを発見した。SPIKEはヒトゲノムの収納機構に何らかの役割を果たしていると推察される。そこで本研究では、SPIKEを糸口にしてゲノムの収納機構にメスをいれることをひとつの"柱"にしている。今年度は、(1)各種真核生物ゲノムの柔軟性マップの作成、(2)三次元FISH法によるSPIKEの核内局在の解析、(3)SPIKEの生細胞内ダイナミクスの解析、の3項目の研究を進めたが、研究期間が実質4ヶ月間しかなかったこともあり、大きな進捗が見られたのは項目(1)のみであった。以下、項目別に進捗状況を報告する。(1)各種真核生物ゲノムの柔軟性マップの作成:ヒトゲノムの柔軟性マップを作成したときと同じ手法で、酵母、線虫、ショウジョウバエ、マウス、チンパンジー、シロイヌナズナの各ゲノムを対象として、D甑の柔軟性マップの"精密版"を完成させた。(2)三次元FISH法によるSPIKEの核内局在の解析:ヒト正常繊維芽細胞WI-38を用いて、21番染色体の17.3および33.6Mbの位置に存在するSPIKEを標的とした解析を行った。BACクローンからSPlKE配列を大量に調製し、蛍光標識した。これをプローブとして、常法により三次元FlSHを行い、間期細胞核内における各SPlKEの配置に関して、予備的なデータを得た。我々は、ヒトゲノムには数恥の周期で極めて柔軟な特性をもつ10kb程度の小領域(SPIKEと命名)が分布していることを数年前に発見した。そこで本年度はSPIKEの局在解析を精力的に進めたが、未解決問題である間期核内のクロマチン構造についても研究を進めた。それぞれの成果について述べる。SPIKEの局在解析:ヒト21番染色体内には11箇所にSPIKEが存在する。今回、ヒト正常繊維芽細胞WI-38を用いて、分裂期および間期におけるSPIKEの局在をFISH法により調べた。まだ予備的な結果ではあるが、分裂期染色体内では他の領域と比べてSPIKEは比較的近接して存在していることが示唆された。一方、間期においてはSPIKEと他の領域との違いは確認できなかった。従って、SPIKEは分裂期染色体の構築に何らかの役割を担っていることが強く示唆された。間期核内のクロマチン構造:出芽酵母の間期クロマチンを対象として構造モデリングを行った。柔軟性の異なる約500 bpのDNA断片を5種類用意し、DNAの柔軟性と持続長の関係を明らかにした。次に、この関係からクロマチン内のすべてのリンカーDMの持続長を算出した。そして、得られたデータとSegalらにより報告されたヌクレオソームの配置のデータ(Nature,2006)から、全染色体の間期クロマチン像をモデリングした。

得られた結果は、クロマチン内の2点間空間距離に関して、既に報告のある実験データとすべて良い一致を示すことが判明し、間期のクロマチン構造を忠実に反映していることが確認できた。なお、これらの研究に加え、SPIKEの生細胞内ダイナミクスの解析、各種真核生物ゲノムの柔軟性マップの作成、ヌクレオソームの自己集合能の解析、についてもそれぞれ研究を進めた。二つの大きな研究成果が得られた。(1)DNAの物理的性質と核の大きさによって間期染色体の基本的な構造が決まることをほぼ解明した。具体的には、DNAの物理的性質によりヌクレオソームの配置とリンカーDNAの拡がりが決まり、核の大きさによりリンカーDNAの拡がりの方向が決まることを解明した。また、この原理を用いて、出芽酵母の全染色体(16本)の間期核内構造を、10nmクロマチン繊維の折りたたみが識別できる分解能でモデル化した。さらに、全染色体が核内で共存している様子もモデル化した。なお、得られたモデルは2点間の空間距離に関して、これまでに報告されている全ての実験データとほぼ完全に一致し、その正確さが証明された。(2)ヌクレオソームに自己集合能があることが明らかになった。これまでに同じ塩基配列をもつDNA同士が選択的に相互作用すること(DNAが自己集合すること)を、我々のグループで解明していたが、今回、DNAがヌクレオソームを形成していても選択的相互作用が起きることが解明された。この現象は、原子間力顕微鏡を用いて明らかにされたものであるが、DNAの自己集合現象の場合と同様、生理的濃度のマグネシウムイオンの存在が必須であることも明らかになった。これらの成果は、いずれも遺伝情報がクロマチンという形をとって折り畳まれる際の基本原理または基本メカニズムに迫る内容であり、「遺伝情報場」の理解のために、当初計画した研究が順調に進捗していることを示している。当該年度は、以下の二つの研究を主に推進し、遺伝情報の収納と発現のダイナミクス、ならびにその作用因子について考察した。1[細胞核内イオン環境の変化と細胞分化]系のイオン濃度を変化させることでクロマチンの凝縮・脱凝縮を誘導することができる。そこで今回、各種濃度の塩水溶液をマイクロインジェクション法によってマウスES細胞の核に直接注入して細胞核内のイオン環境を変化させ、どのような影響が現れるかを調べた。その結果、特定の塩水溶液を注入すると、その溶液のイオン濃度によっては細胞分化が有意に促進されることが明らかになった。現在、この現象にクロマチンの局所的な凝縮が関与しているか否かについて継続的に解析を進めている。2[遺伝子の活性変化と核内局在]マウスES細胞の肝細胞への分化に伴う遺伝子の核内局在の変化についてFISH法を用いた解析を行った。対象は、未分化関連遺伝子(Oct4、Sox2、Klf4、Nanog)と肝細胞特異的遺伝子(Cyp7α1、Pck1、Tat、Tdo2)である。前者はいずれも分化誘導により発現が抑制され、後者は活性化する。解析の結果、肝細胞における遺伝子の核内配置は発現活性よりも遺伝子密度やGC含量によって規定されていることが強く示唆された。これは、今回解析対象とした特徴的な遺伝子でも、それらの核内配置を規定する主因子は、通常の遺伝子のそれと同様であることを意味している。
花バスの観賞的利用を高めるための栽培管理技術の開発

スイレンと並び称される代表的に水生の観賞植物である花バス(Nelumbo nucifera Gaertn.,N.lutea Pers.)は,花が大型,花容端正で観賞価値が高いが,大きな栽培容器の必要性,開花時期・時間の制約性の上から普及していないのが現状であり,その克服に係わる知見を得るための実験を行い,つぎのような成果を得た。1.ハスをL(2001),M(951),S(601),B(101)の容器で育成し,大型種では容器が小型化することにより生育が阻害,着花数・花径長が小とくなること,普通型種ではほぼM,Sを境に花茎長・花径長が小さくなること,小型種ではほぼS,Bを境に生育阻害でみられ,とくに着花数の減少が顕著になることが明らかになった。2.春,種レンコンを4°Cで保冷し,通常より遅らせ植え付けた栽培では,最初の開花がみられたのは植付後4489日(通常の場合は90日前後)で,植付を遅らせるほどその期間が短縮されること,植付時期を遅らせるほど花期が短く,着花数の減少する傾向がみられること,植付時期を7月中旬頃まで遅らせた場合,9月下旬頃に開花する品種もあることなどがわかった。3.秋,温室内に種レンコンを植え付け,補助照明を行い育成した栽培では,通常の場合より,最初の花芽の出現では2040日,最初の開花では2540日遅れること,花期は長くなるが着花数には大きな変化がなしことがわかり,上記2と温室での育成等との組み合わせにより,ハスの通年開花が可能であることが判明した。4.自然光の遮断,人工照明による照射等の実験を行い,自然光を遮断することにより花弁の開いた状態を長く持続させることができること,自然光を遮断し人工照明による照射を行うことによって所要の時間に開花させることのできる可能性のあることがわかった。スイレンと並び称される代表的な水生植物である花バスは観賞的価値が高いが,1)家庭などで水鉢(容器)を用いる場合,かなり大型なものが必要とみられていること,2)開花期が夏季に限られていること,3)開花の時間が早朝などに限られていること等の理由で敬遠され,その花の美しさの割に普及していないのが現状である。本研究はこれら制約条件について実験を行い,それをある程度のりこえていくための栽培管理上の知見を得ようとするものである。本年度得られた成果は次のようである。1.蓮根,草丈,花の大きさ等を勘案し数品種を選び,その蓮根を何段階かの大きさの栽培容器に植えつけ,生育状況におけるそれらの差異を観察し一定度の成果が得られた。なお,本実験は継続中である。2.開花抑制および促成処理による通年開花のための実験を行い一定度の成果が得られた。すなわち,抑制処理では,春期に蓮根を冷蔵庫で保冷し蓮根の発芽を抑制し,植え付けることにより,開花時期を通常より2ケ月程度遅らせることができた。また,促成処理では,秋冬期に水温・気温を上げ,人工照明により照明時間を長くし蓮根からの芽や茎葉の生長を促すことにより,2月の時点で花蕾を出現させるにいたっている(通常の場合より4ケ月程度はやい)。3.一日における開花の時間・リズムは,主として,光条件によって支配されると考えられるが,ビデオカメラにより自然的条件下における当該現象についての把握を行っている。

人工照明等による光条件の制御による開花制御については,なお,実験継続中である。花バスの栽培容器の大きさによる生育状況,開花時期・時間の制御に関する知見を得るため,前年度に引き続き実験を行い,つぎのような成果を得た。1.レンコンをL(2001),M(951),S(601),B(101)の大きさの容器で育成し,大型種では容器が小型化するほど生育が阻害され,着花数・花径長が小さくなること,普通型種ではL・M間ではほとんど差がないが,MとSの間で花径長が小さくなること,小型種ではM・S間ではほとんど差がないが,SとBとの間では生育阻害がみられること,中でも着花数の減少が顕著であることなどが明らかになった。2.秋,レンコン形成後,直ちに温室内に種レンコンを植え付け,補助照明を行い育成した栽培では,最初の花芽の出現は2040日,最初の開花は2540日,それぞれ,通常の場合より遅れること,花期は長くなるが着花数には大きな変化はないことなどがわかった。3.春,種レンコンを4°Cで保冷し,通常より遅らせ植え付けた栽培では,最初の開花がみられたのは植付後4489日(通常の場合は90日前後)で,植付を遅らせるほどその期間が短縮されること,植付時期を遅らせるほど花期は短く,着花数が減少する傾向がみられること,植付時期を7月中旬頃まで遅らせた場合,9月下旬頃に開花する品種もあることなどが明らかになった。4.自然光の遮断,人工照明による照射等の実験を行い,自然光を遮断することにより花弁の開いた状態を長く持続させることができること,自然光を遮断し人工照明による照射を行うことによって所要の時間に開花させることのできる可能性のあることなどがわかった。
原発事故復興支援および超高度自律制御型空中・地上ロボットシステムの総合的研究

本研究は、原発事故復興支援および超高度自律制御型空中・地上ロボットシステムの情報収集手段として、3Kg程度の小型空中ロボットと小型知能移動ロボットとを完全自律協調制御システムとして実現するための総合的研究を行った。具体的には、自動バッテリ交換ステーションを搭載したUGVの研究開発、3次元SLAMを用いた屋内での自律飛行制御とマッピング、動力系故障判断システムの設計と耐故障制御の研究を実施した。この結果、世界初の画期的・革新的な原発事故支援および超高度自律制御型空中・地上ロボットを確立した。本研究の成果は、原発事故放射線被災地エリアでの線量計測や原発事故建屋内での作業に適用して成功した。本研究は,福島原発事故被災地での建屋内飛行による未知環境での放射線量計測,ダストサンプリングなどに資する超高度情報収集可能なシステムとして,いつでもどこでも誰でも使用が可能となる,超小型カメラを始めとする様々なセンサを搭載した2Kg5kg程度の複数の超小型空中ロボット(UAVs)と小型知能移動ロボットや1トン程度の大型ロボット(UGVs)とを完全自律協調制御システムとして実現するための総合的研究を行った.とくに、1原発建屋内飛行が可能なプロペラガード付き機体の設計と製作,2FPVカメラ主導での半自律型遠隔操縦が可能な地上システム管制センターの確立,3SLAM技術を適用した自己位置同定と3次元マッピング技術の確立,4UAVsとUGVsが1つのタスクを実現するためのモーションキャプチャー技術を採用したバッテリ瞬時交換システムの研究を行った.これにより原発事故復興のための建屋内飛行の見通しがついた.さらに以上の成果をベースとして,多くの企業が注目するところとなり産業応用ヘリコプタとして,80機関以上から構成されるミニサーベイヤーコンソーシアムも活発に活動して,強力な産学関連携体制のもとで,早期の実用化へ道をつける体制も構築できた.さらには,経済産業省資源エネルギー庁のプロジェクトにも採択された.本研究は,福島原発事故被災地での建屋内飛行による未知環境での放射線量計測,ダストサンプリングなどに資する超高度情報収集可能なシステムとして,いつでもどこでも誰でも使用が可能となる,超小型カメラを始めとする様々なセンサを搭載した2Kg5kg程度の複数の超小型空中ロボット(UAVs)と小型知能移動ロボットや1トン程度の大型ロボット(UGVs)とを完全自律協調制御システムとして実現するための総合的研究を行った.とくに、1原発建屋内飛行が可能なプロペラガード付き機体の改良と軽量化,2FPVカメラ主導での半自律型遠隔操縦が可能な地上システム管制センターの確立と小型化,3SLAM技術を適用した自己位置同定と3次元マッピング技術の確立と信頼性向上,4UAVsとUGVsが1つのタスクを実現するためのSLAMを用いたバッテリ瞬時自動交換システムの研究, 5実際に福島第一原子力発電所5号機での実証試験を行った.実証試験はシナリオ通りにSLAMを用いた自己位置推定と3次元マッピングにより完璧に成功した.さらに,約140機関から構成されるミニサーベイヤーコンソーシアムも活発に活動して,強力な産学関連携体制のもとで,早期の実用化へ道をつける体制も構築できた.平成26年度は,科研費の成果を発展させるべく「革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)[タフロボット・チャレンジ]」の飛行ロボットチーム研究責任者で採択された.また,戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)[インフラ維持管理・更新・マネジメント技術],[次世代農林水産業創造技術]にも採択された.さらに,福島県のプロジェクトである「災害対応ロボット産業集積支援事業」にも採択された.本研究は、原発事故復旧支援及び超高度自律制御型空中・地上ロボットシステムとしての情報収集手段として、いつでもどこでも誰もが使用可能となる、超小型カメラや様々なセンサを搭載した3Kg程度の複数の小型空中ロボット(UAVs)と複数の小型知能移動ロボット(UGVs)とを完全自律強調制御システムとして実現する為の総合的な研究を行った。具体的には、原子力発電所建屋内部で飛行することを前提として、以下の項目における個別の研究開発を行った。1.低コストセンサによる屋内の自律飛行制御、2.自動バッテリー交換ステーションを搭載したUAVsとUGVsの研究開発、UAVsとUGVsによる3次元SLAMを用いた屋内での自律飛行制御とマッピング、3.オプティカルフローを用いた速度制御と自己位置推定、4.UAVsとUGVsによるリアルタイム誘導制御、5.動力計故障判断システムの設計と耐故障制御、6.パラシュート搭載による安全性の向上と自動作動そして、これらが一体の機体及び飛行システムとして機能する為の実証実験を繰り返し行い、調整した結果、世界初の画期的・革新的な原発事故支援及び超高度自律制御型空中・地上ロボットを確立した。今年度は特に、機体の制御ファームを抜本的に見直し修正を行い、強風の中でもより安定した飛行を可能とするシステムの改良を行った。また、フォルトトレラントにおいても、モータ停止時より安定した飛行を継続し安全に着陸する為の開発を行い、実験において連続したモータ停止現象からの回復を成功させた。

これまでの研究により,SLAM,バッテリ自動交換システムを利用した世界初の最先端屋内自律飛行システムが確立し,かつ,福島原発事故の原子炉建屋内実証試験も成功した.この技術は世界初であり,この技術を活用した様々な応用分野も浮上してきている.たとえば,インフラ点検ロボットとして,橋梁やトンネルの点検ロボットとして非GPS空間で,自律飛行や半自律飛行に資することができることである.また,製鉄所やプラント機械メーカーの施設設備点検がこの技術を適用して可能となり,大きな市場になることと予想される.コンソーシアムの産学官連携の体制が140社を擁して強力に推進していることも大きな成果である.以上が、おおむね順調に進展していることの理由である.27年度が最終年度であるため、記入しない。工学飛行ロボットはその大半がGPSを利用した屋外飛行で,本研究のような特殊な環境での屋内の自律飛行はこれまで内外でほとんどない。本研究を通じて長時間の屋内飛行の技術が確立したので、今後は様々な分野の実応用で威力を発揮すると確信する.特に,バッテリ自動交換システムを利用した無制限飛行を証明することが重要である。平成26年度は,科研費の成果を発展させるべく,「革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)[タフロボット・チャレンジ]」の飛行ロボットチーム研究責任者で採択され,また,戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)[インフラ維持管理・更新・マネジメント技術],[次世代農林水産業創造技術]に採択され,福島県のプロジェクトである「災害対応ロボット産業集積支援事業」に採択され,また,ふくしま医療福祉機器(救急・災害対応医療機器)開発事業費補助金「マルチコプタによる火山性災害における遭難者救援システム」に採択された.これらの研究を強力に推進することで本研究を発展させていく計画である.これまでの研究により、SLAMおよびモーションキャプチャー、バッテリ自動交換システムを利用した世界初の最先端屋内自律飛行システムが確立し、かつ、福島原発事故の原子炉建屋実運用に向けて、準備がかなり進捗した。また、この技術を活用した様々な応用分野も浮上してきた。たとえば、インフラ点検ロボットとして、橋梁やトンネルの点検ロボットとして非GPS空間で、自律飛行や半自律飛行に資することができることである。同時に、コンソーシアムの産学官連携の体制が80社を擁して強力に推進していることも成果である。以上が、おおむね順調に進展していることの理由である。27年度が最終年度であるため、記入しない。飛行ロボットはその大半がGPSを利用した屋外飛行で、本研究のような特殊な環境での屋内の自律飛行はこれまで内外でほとんどない。本研究を通じて長時間の屋内飛行の技術が確立したので、今後は実応用等で威力を発揮する。特に、バッテリ自動交換システムを利用した無制限飛行を証明することが重要である。そして、実際に福島第一原発事故建屋内に入って自律飛行、半自律飛行をすることである。
ガングリオシド糖鎖認識プローブの開発

複合糖質の糖鎖プローブとして、複合糖質の糖鎖そのもの、抗体、結合タンパク質、糖転移酵素、分解酵素の研究を行った。1。(1)デアミノノイラミン酸を含む全く新しいガングリオシドを発見し、構造を決定し、抗体による分布の検索を行った(井上)。(2)甲穀類、線虫類にマンノ脂質、ミミズにホスホコリンを含む新型のリン糖脂質が存在することを発見した(杉田)。(3)ヒト初乳からEーセレクチンに親和性の高いシアリルLe^a構造を持つオリゴ糖を分離し、血管内皮細胞との結合能を検討した。またヒト腸癌由来の培養細胞からシアリルLe^aを持つ糖タンパク質を得た(山科)。(4)培養癌細胞と活性化血管内皮細胞との接着実験から、シアリルSSEA-1は肺癌や卵巣癌の、シアリルLe^aは消化器癌の血行性転移に関与する結果を得た(神奈木)。2。精製ガングリオシドを免疫原とする効率の良い抗体作製法を開発し、抗NeuGc含有ガングリオシド抗体を作製した。この抗体で検索した結果、ヒトメラノーマ細胞はヌードマウスで増殖させた時と違って、無血清培地で培養するとNeuGc含有ガングリオシドは検出されなっかた(田井)。3。精製したエンドグリコセラミダーゼとそのアクチベーターを培養細胞に作用させると増殖抑制が観察された。EGF受容体に作用させると、受容体のリン酸化が阻害される(山形)。4。大腸菌のK99繊毛は先端のサブユニットadhesinがGM3(NeuGc)を認識している。ミュータントの検索から繊毛のEまたはFサブユニットがadhesinと考えられる結果を得た(内貴)。5。(1)アスパラギン結合糖鎖に作用し、3本鎖構造を生合成するβ1-6N-アセチルグルコサミン転移酵素をヒト肺小細胞癌培養上清から精製した(谷口)。(2)ガラクトース転移酵素が培養癌細胞のゴルジ野から細胞膜に移動し、細胞外に放出されることを明らかにした(飯田)。1。2。3。4。5。
口蓋裂治療のための遺伝子データベースの応用

本研究は、新しい口蓋裂の治療を開発するために、胎仔マウスの口蓋癒合に関わるメカニズムを明らかにすることを目標にしている。口蓋突起の癒合時期に合わせた遺伝子発現データベースを作製し、口蓋閉鎖に関与する可能性のある遺伝子群の発見に用いた。癒合中・癒合後に、Carcinoembryonic antigen-relatedcell adhesion molecule 1 (CEACAM1)の発現量の増加を認め、定量的real-time PCRを用いた遺伝子発現量の解析でも同様の増加が確認された。さらなるCEACAM1の口蓋癒合に対する機能解析によって将来的には新しい口蓋裂治療に発展させる予定である。1.口蓋閉鎖に関わる遺伝子のスクリーニング口蓋上皮から、閉鎖の初期段階に関する遺伝子を発見するために、胎生13日目のマウス胎児上顎を器官培養した。1口蓋突起が接近した段階(癒合前)、2口蓋突起が癒合している段階(癒合中)、3口蓋突起が癒合した段階(癒合後)で、上顎の組織切片を作製し、レーザーマイクロダイセクションを行い、細胞を採取した。マイクロアレーを用いて、それぞれ口蓋突起癒合時期における口蓋突起上皮に発現する遺伝子のプロファイルを作成した。遺伝子プロファイルをもとに、癒合中、癒合後に著しく発現が亢進する遺伝子を中心にリストアップしている。2.口蓋突起上皮に特異的に発現する遺伝子の発現量確認リストアップした遺伝子を中心に、RT-PCR法でmRNAレベルでの発現を確認しているところである。膨大な数の遺伝子が存在するため、口蓋閉鎖に関与する可能性のある遺伝子を網羅的に検索している。一部の遺伝子に関して、機能阻害抗体やsiRNAを用いたノックダウン実験を開始している。さらに、それらの遺伝子改変マウスが存在するか否か、様々な研究機関の情報を収集している。本研究では、口蓋癒合の分子機構を明らかにし、新しい口蓋裂治療法と予防法を確立することを目的とする。先行研究では、胎仔マウス口蓋形成をモデルとして用い、口蓋癒合時に口蓋突起に著しく発現する遺伝子群を同定した。このデータを有効に活用して、口蓋癒合時に発現が変化する遺伝子を中心に機能解析し、治療へのアプローチを探索している。将来的には、口蓋癒合のメカニズムを明らかにして、新しい治療法の開発へ応用していきたい。唇顎口蓋裂とは、口唇、歯槽部、口蓋などの口腔顎顔面領域に披裂を生じる先天異常であり、遺伝的要因と環境的要因の両者が複雑に関係していると言われている。代表研究者らは、大阪大学歯学部附属病院にて唇顎口蓋裂患者の一環治療を行っている。現在のところ、患者に対して、手術を行う治療法が主体である。新しい治療法が期待されているが、未だに発展していないのが現状である。口蓋の発生機序は両側の上顎突起より口蓋突起が発生し、癒合する際に、口蓋板の成長と水平転移または挙上、上皮細胞の接着と自己分解、間葉の癒合という段階を経ると言われているが、このうちのいずれかで障害が起こると口蓋裂が発生する。先行研究では、胎仔マウスをモデルとして用い、口蓋癒合時に口蓋突起に著しく発現する遺伝子群を同定した。本研究では、このデータベースを活用して、口蓋癒合のメカニズムを明らかにし、組織工学的に口蓋閉鎖をはかる、新しい口蓋裂治療法・予防法を探究することを目的としている。マウス口蓋の器官培養モデルを用いて、現在、口蓋癒合に関わる遺伝子を網羅的に同定し、機能評価を試みている。既知の口蓋癒合に関わる遺伝子と対比しながら、そのメカニズムを明らかにし、器官培養を用いた遺伝子導入実験により、新しい治療モデルの開発を試みていく予定である。

既知の口蓋癒合に関わる遺伝子と対比しながら、そのメカニズムを明らかにし、器官培養を用いた遺伝子導入実験により、新しい治療モデルの開発を試みていく予定である。本研究では、口蓋癒合の分子機構を明らかにし、新しい口蓋裂治療法と予防法を確立することを目的とする。唇顎口蓋裂とは、口唇、歯槽部、口蓋などの口腔顎顔面領域に披裂を生じる先天異常であり、遺伝的要因と環境的要因の両者が複雑に関係していると言われている。口蓋の発生機序は両側の上顎突起より口蓋突起が発生し、癒合する際に、口蓋板の成長と水平転移または挙上、上皮細胞の接着と自己分解、間葉の癒合という段階を経ると言われているが、このうちのいずれかで障害が起こると口蓋裂が発生する。胎仔マウス口蓋形成をモデルとして用い、口蓋癒合時に口蓋突起に著しく発現する遺伝子群を同定した。CEACAM1とCytokeratin13が癒合時に強く発現することが明らかになり、TGFbetaとの関連性が示唆された。これらのデータベースを有効に活用して、口蓋癒合時に発現が変化する遺伝子を中心に機能解析し、治療へのアプローチを探索している。将来的には、口蓋癒合のメカニズムを明らかにして、新しい治療法の開発へ応用していきたい。さらに、組織工学的に口蓋閉鎖をはかる、新しい口蓋裂治療法・予防法を探究する予定である。現在もマウス口蓋の器官培養モデルを用いて、さらに口蓋癒合に関わる遺伝子を網羅的に同定し、機能評価を試みている。本研究は、新しい口蓋裂の治療を開発するために、胎仔マウスの口蓋癒合に関わるメカニズムを明らかにすることを目標にしている。口蓋突起の癒合時期に合わせた遺伝子発現データベースを作製し、口蓋閉鎖に関与する可能性のある遺伝子群の発見に用いた。癒合中・癒合後に、Carcinoembryonic antigen-relatedcell adhesion molecule 1 (CEACAM1)の発現量の増加を認め、定量的real-time PCRを用いた遺伝子発現量の解析でも同様の増加が確認された。さらなるCEACAM1の口蓋癒合に対する機能解析によって将来的には新しい口蓋裂治療に発展させる予定である。1.口蓋閉鎖に関わる遺伝子のスクリーニング口蓋上皮から、閉鎖の初期段階に関する遺伝子を発見するために、胎生13日目のマウス胎児上顎を器官培養した。1口蓋突起が接近した段階(癒合前)、2口蓋突起が癒合している段階(癒合中)、3口蓋突起が癒合した段階(癒合後)で、上顎の組織切片を作製し、レーザーマイクロダイセクションを行い、細胞を採取した。マイクロアレーを用いて、それぞれ口蓋突起癒合時期における口蓋突起上皮に発現する遺伝子のプロファイルを作成した。遺伝子プロファイルをもとに、癒合中、癒合後に著しく発現が亢進する遺伝子を中心にリストアップしているが、膨大なデータであり、絞り込むのに苦慮しているため、時間を要している。2.口蓋突起上皮に特異的に発現する遺伝子の発現量確認リストアップした遺伝子を中心に、RT-PCR法でmRNAレベルでの発現を確認しているところである。膨大な数の遺伝子が存在するため、口蓋閉鎖に関与する可能性のある遺伝子を網羅的に検索していきたい。
ボルナ病ウイルスのヒトにおける存在状態および複製機構の解明

本研究は、生体内におけるBDVの存在状態に深く関わるウイルス側の要因として、感染細胞核におけるゲノムの複製という他の動物モノネガウイルスでは例を見ないBDVの特徴に着目し、複製に必須と考えられるNタンパク質やPタンパク質がウイルスゲノム複製の場である核に如何に移行するかを解明した。加えて、新たに真核細胞での発現に成功したBDVXタンパク質の細胞内分布、およびN、P、Xの各タンパク質の相互関係について検討した。BDVの複製機構の解析や生体内BDVを遺伝子レベルで解析するためには、ウイルスRNAゲノムの全長cDNAを調製する必要があり、その調製法として逆転写PCR増幅法を開発した。種々のプライマーの組み合わせおよび増幅条件を検討した結果、BDVゲノムのリーダー配列由来53-merプライマーとトレーラー配列由来25-merプライマーの組み合わせで、最小20ngの細胞RNAから8.9baseの全長cDNAが増幅された。本法は、生体内BDVの全長ゲノムの解析ばかりか、他のRNAウイルスの全長ゲノム解析にも応用可能であると考えられる。BDVNタンパク質は、他のBDVタンパク質に依存することなく、能動的にウイルスゲノム複製の場である核に移行することを明らかにした。また、その核移行には、NH_2末端近傍の9アミノ酸残基(3-PKRRLVDDA-11)が核移行シグナルとして働いており、特に、4-リジン・アルギニン・アルギニン-6は核移行活性に必須であった。BDVタンパク質は、ウイルスゲノム複製が行われる感染細胞核にアクティブ・トランスポートの機構によって移行することを見出した。種々の欠損Pタンパク質やPタンパク質の部分ペプチドの解析から、Pタンパク質は少なくとも2つの核移行シグナル(NH_2末端側18アミノ酸残基19-QTLRRERSGSPRPRKIPR-36およびCOOH末端側の12アミノ酸182-PRIYPQLPSAPT-193)を持つことが明らかになった。BDVXタンパク質は、抗Xタンパク質抗体を用いた間接蛍光抗体法で感染細胞の核でスポット状に検出された。また、抗Xタンパク質抗体と抗Nタンパク質抗体あるいは抗Pタンパク質抗体を併用した二重免疫蛍光染色法あるいは免疫沈降法で、Xタンパク質がNタンパク質あるいはPタンパク質と複合体を形成していることを見出した。一方、真核細胞での単独発現ではXタンパク質は主に細胞質にすることから、Xタンパク質がNタンパク質あるいはPタンパク質の核移行能に依存して核に移行することが示唆された。BDVのヒトにおける存在様式を明らかにすることを目的に、ヒト末梢血中BDV遺伝子の検出・解析を行い、加えて存在様式と密接に関係するウイルス複製機構の解明のため主要ウイルス抗原の核移行機構を検討した。ウイルスゲノム複製の最小単位であるリボヌクレオプロテイン複合体(RNP)の構成因子であり、複製の場である核に存在することが必須であるヌクレオプロテイン(p40)とRNAポリメラーゼ(Lタンパク質)の補助因子と目されるホスフォプロテイン(p24)の核移行機構を解明した。

即ち、p40は他のウイルス抗原の介在なしな塩基性アミノ酸に富む2つの核移行シグナル(NLS) (163-KKRFK-167と338-RYRRREISR-346)に依存して核移行すること、加えて、それぞれのNLSが独自に核移行に働いていることを見出した(BBRC, revision中)。同様にp24も単独で核に移行したが、それが予想されるNLSとしての塩基アミノ酸配列(RRERPGSPRPRK)に依存するかについては、現在p24変異体を用いて検討中である。一方、NLSを欠失したp40はp24存在下でのみ核に移行することから、これらのウイルス抗原は複合体を形成し核移行することが明らかになった(投稿準備中)。現在、真核細胞発現プラスミドでLタンパク質の発現を試みているが、今後、p40、p24、Lタンパク質およびゲノムRNAなどのRNP構成因子の相互関係や機能を分子レベルで解析し、BDV複製機構を解明する。また、生体試料で認められた多様な構造のウイルス抗原をin vitroウイルス複製系に導入し、生体内におけるウイルスの存在様式を検討する。本研究は、生体内におけるBDVの存在状態に深く関わるウイルス側の要因として、感染細胞核におけるゲノムの複製という他の動物モノネガウイルスでは例を見ないBDVの特徴に着目し、複製に必須と考えられるNタンパク質やPタンパク質がウイルスゲノム複製の場である核に如何に移行するかを解明した。加えて、新たに真核細胞での発現に成功したBDVXタンパク質の細胞内分布、およびN、P、Xの各タンパク質の相互関係について検討した。BDVの複製機構の解析や生体内BDVを遺伝子レベルで解析するためには、ウイルスRNAゲノムの全長cDNAを調製する必要があり、その調製法として逆転写PCR増幅法を開発した。種々のプライマーの組み合わせおよび増幅条件を検討した結果、BDVゲノムのリーダー配列由来53-merプライマーとトレーラー配列由来25-merプライマーの組み合わせで、最少20ngの細胞RNAから8.9baseの全長cDNAが増幅された。本法は、生体内BDVの全長ゲノムの解析ばかりか、他のRNAウイルスの全長ゲノム解析にも応用可能であると考えられる。BDV Nタンパク質は、他のBDVタンパク質に依存することなく、能動的にウイルスゲノム複製の場である核に移行することを明らかにした。また、その核移行には、NH_2末端近傍の9アミノ酸残基(3-PKRRLVDDA-11)が核移行シグナルとして働いており、特に、4-リジン・アルギニン・アルギニン-6は核移行活性に必須であった。BDV Pタンパク質は、ウイルスゲノム複製が行われる感染細胞核にアクティブ・トランスポートの機構によって移行することを見出した。種々の欠損Pタンパク質やPタンパク質の部分ペプチドの解析から、Pタンパク質は少なくとも2つの核移行シグナル(NH_2末端側18アミノ酸残基19-QTLRRERSGSPRPRKIPR-36およびCOOH末端側の12アミノ酸182-PRIYPQLPSAPT-193)を持つことが明らかになった。BDV Xタンパク質は、抗Xタンパク質抗体を用いた間接蛍光抗体法で感染細胞の核でスポット状に検出された。
言説闘争としての日本近代詩史を再編する昭和期モダニズム出版物の研究

春山行夫に代表される昭和期のモダニズムは、海外の芸術思想を引用して、独自の詩論を創り出す。それらの引用には、意図的なものと無意識のものがある。意図的には、ロシア未来派やフランスの純粋詩など、海外の新しい思潮が引用された。無意識には、同時期のマルクス主義と、同時代の歴史認識という文脈で接点を持った。モダニズムとマルクス主義は、表面的に対立したが、同時代文脈で共通する面があった。また、日本のモダニズムは、大衆文化と接点を持った。モダニズムと思想を共有する商業美術が、大衆と芸術を結ぶ理論を構築した。商業美術は、マルクス主義芸術と接点を持つ。本研究は、モダニズムに関わる複合的な引用関係を調査した。昭和期モダニズムに関わる要素のひとつ、商業美術について調査し考察した。商業美術は、濱田増治等により大正15(1926)年4月に結成された、商業美術家協会が提言する造語である。現代で言う商業デザインの領域を指す用語だが、単に美術を商業利用するのではなく、現代美術として積極的な意義が見出されていた。「商業美術家協会設立趣意」(1926.4)には、商業美術の特徴について、現代の産業及び大衆と結びつき、公共の場に設置され、かつ、商品の魅力を伝えるため実際的な効果が求められる、と述べられている。商業美術以前の芸術を、個人が贅沢を求めるブルジョア芸術として批判し、逆に、商業美術を、大衆に開かれ、その生活の維持に必要な生産行為を目的とする芸術として位置づけるのである。その思想的背景には、同時期の民衆思想、社会主義、構成主義があり、同時代のモダニズムと思想的基盤を共有している。また、モダニズムの志向である、形式の重視、大衆性、運動と速度、といった要素が、商業美術の表現には含まれている。商業美術において、これらの表現は主として視覚的効果の上に表されている。文学ジャンルでその視覚的表現は、書物装丁に反映されている。書物装丁は大衆に広く届けられる商業美術の一例として位置づけられるのである。そのため濱田増治は、同時期に出版され、粗悪な大量生産として批判された円本を、大衆に届ける実際的な効用において、肯定的に捉えている。このような発想が、従来文学ジャンルで活躍していた装丁家に反映する例も見られ、恩地孝四郎はその一人である。これらの成果は論文「昭和初期の書物装丁を支えた美意識ー円本・限定本・商業美術ー」(『京都ノートルダム女子大学研究紀要』第46号、2016.3)として発表した。平成27年度研究計画の要点は、1パスファインダー作成を念頭に置く資料収集と書誌情報の整理2春山行夫と『詩と詩論』周辺の詩観を裏づける資料の調査3調査成果のネットワーク上の公開、の3点だった。1については、モダニズムに関する、多岐にわたる間テクスト的連関を、ハイパーテキストなどのフォームに落とし込むための資料収集が目的である。先行研究をふまえながら、関連資料にあたり、特に視覚的表現に着目して、間テクスト的連関を考察した。その成果が、【研究実績の概要】に示したものである。一つの表現や言説が、視覚あるいは速度といった、異なるキーワードや概念に結びつく事実を見出し、これら複数文脈の連関を図式化するには、ハイパーテキストなどの形式に移し替える必要を確認した。2については、春山行夫の主張の中でも、特に音声否定の根拠に、同時期の視覚表現重視の傾向から及ぼされる影響があることを仮定し調査した。これに伴い、同時期に春山行夫と影響関係にあると思われる詩人の表現や言説を調査した。従来の研究にも指摘されるとおり、詩表現のレイアウトに視覚効果が用いられる例があり、同時期の視覚芸術の表現および思想が影響していることを確認した。3については、調査は進んでいるものの、インターネット上に資料公開する活動が進捗しておらず、予定よりも遅れている。文献の書誌情報を示すだけでなく、間テクスト的連関を表すことを構想しているが、その方法がいまだ確定できないためである。書誌情報だけでも公開していくか、検討中である。むしろ、インターネット上の情報交換よりも、直接対面して研究者より教示を得る場面が多い現状である。日本近代文学のモダニズム研究で、必ず名前があがる春山行夫について、その著作で取り上げられる用語や文献について調査し、具体的な文脈をいくつか明らかにした。今回は特に、春山が参照した、大正末から昭和初期の美術評論との関係を発見することができた。具体的には、春山行夫「日本近代象徴主義の終焉」(『詩と詩論』第一冊、1928.9)に現れる「Cubi-symbolisme」「Ego-symbolisme」という用語は、従来の研究で春山の造語と見なされていたが、昇曙夢『新ロシヤ文学の曙光期』(新潮社、1924.10)のロシア未来派の記述を参照したことがわかった。『新ロシヤ文学の曙光期』では、ロシアの未来派として「自我未来派(エゴ・フューチュリズム)」と「立体未来派(クポ・フューチュリズム)」があげられている。。『新ロシヤ文学の曙光期』は、春山行夫「純粋詩とフォリマリスム」(『世界新興芸術派叢書現代詩講座第三巻』金星堂、1929.12)に参考文献としてあげられている。

また、春山が使う「純粋詩」という言葉は、元はヴァレリーをふまえるものでありながら、原一郎『現代詩の諸問題』(興文社、1939.7)のように、同時期の文学者に理解されていない例もあった。それだけ「純粋」という語の同時代文脈での用例は広く、一定の理解を得ていたわけではなかった。また、春山自身が同時代の文脈の影響を受けて、ヴァレリーの用例から含意を広げて、シュルレアリスムへ接続させている面があることもわかった。これらの成果は、論文としてまとめ、「春山行夫と純粋詩」の題で、『京都ノートルダム女子大学研究紀要』第47号(2017.3)に発表した。平成28年度研究計画の要点は、1資料調査の持続、2研究成果の逐次公開と言説連関の相関図およびパスファインダーの試作、3調査対象の焦点化、である。1については、研究実績の概要に記したとおり、新興芸術論と呼ばれる大正、昭和初期の美術評論のジャンルに焦点をあてることで、春山行夫の言説に関わる間テクスト的連関を明らかにすることができた。平成28年度の「次年度使用計画」にあげていた、『海外新興芸術論叢書』22巻(ゆまに書房)に再録された文献を端緒として、周辺文献を探索した成果である。おかげで当初の計画とは異なる範囲に研究対象を広げる可能性を見出すことができた。この成果の一部は、「研究実績の概要」で示したとおり、論文にまとめ発表した。2について、パスファインダーの設計は、当初の計画に新しい要素を加える点はないが、実現が可能であることは確認した。また、論文発表をする際には、紙数の都合上、註釈などですべての間テクスト的連関を示すことが難しいことは、今回の論文発表でも確認した。ただし、資料のネット上の逐次公開は、資料の整理が遅れているため進められていない。パスファインダー形式で資料公開を目指すうえでも、どの程度の情報を記述するか、情報の選択について検討する必要がある。だが、所属大学図書館OPACで、購入した資料の基本情報は逐次公開しているため、本年も学外より資料の閲覧・複写依頼がある状況で、資料を公共の利用に供する目的は果たしている。3焦点化については、新興芸術論に着目することで、プロレタリア芸術とモダニズムの文脈の接点が明らかになることがわかった。平成27年度の研究成果を、さらに進めたことになる。春山行夫の言説を中心に、新興芸術論の文脈から、モダニズムの言説連関を整理していくことが、今後の課題となる。平成29年度の調査では、プロレタリア文学が、モダニズム文学と、歴史的視点を重んじる同時代思想の文脈で関わることを明らかにした。プロレタリア文学は、通例近代文学史で、モダニズム文学の系統に並べられない。しかし、歴史的な時間認識をふまえた理論を展開する点では、共通しているのである。昭和初期に、モダニズム文学、プロレタリア文学は共に、歴史的な視点から現在を批判し、未来を志向する理論を展開している。以上のような観点から、特にプロレタリア文学側の、歴史認識を調査した内容を論文としてまとめたものが、『京都ノートルダム女子大学研究紀要第48号』(2018.3)に掲載した「小宮山明敏と同時代文学」である。小宮山明敏は、プロレタリア文学理論家の中でも特に、具体的な歴史記述を志し、モダニズム文学を含むブルジョア文学の特質を積極的に分析した。そのブルジョア文学に対する批評の視点に、歴史を発展と位置づけるプロレタリア文学側の認識が現れている。
心不全発症に関わる新規骨代謝因子の解明

(1)ヒト心臓でのオステオプロテゲリン(OPG)の産生を検討した(n=56)ところ、冠循環で有意に増加することが明らかになった。この値と患者背景を比較したが、年齢、心内圧、左心機能、BNP値、腎機能等いずれのものとも明らかな相関関係を持たないことが分かった。(2)動物実験では2種類の高血圧モデルで左心室内のOPG遺伝子発現が亢進することがわかった。特に腎動脈上部の大動脈を結紮した圧負荷モデルを用いて検討したところ、心内腔が拡張した時期に最もOPG遺伝子発現が亢進していた。また、OPG遺伝子・蛋白発現の推移とp53、TRAIL発現、アポトーシスとの関連性を観察したところ、これらが圧負荷という心臓へのストレスに対して巧妙に時間依存性に調節されていることが明らかになり、心臓の構築やリモデリングに関与している可能性が示唆された。(3)培養細胞を用いてOPGの役割をさらに検討した。OPG遺伝子誘導にはアンジオテンシンIIが関わっていることが明らかとなった。また、心筋細胞、心線維芽細胞で発現するOPG遺伝子を特異的に抑制するといずれも細胞が死に至り、これらはアポトーシス関連蛋白の増減と関連していた。(4)現在、OPGノックアウトマウスを用いて検討しているところであり、内因性のOPGの役割を検討する。さらに今後、OPG製剤をこれらの動物モデルに投与する予定である。これらよりOPGが心血管リモデリングの進行に関わっている可能性が示唆され、調節機構ならびに病態生理学的意義を明らかにすることで、治療薬として臨床応用の可能性を探りたいと考えている。本研究は破骨細胞形成抑制因子であるオステオプロテゲリンの心肥大、心不全の発症への関与(役割)、さらに治療応用の基盤確立を目指したものである。まず、骨吸収抑制作用を有する骨代謝因子オステオプロテゲリンがヒト心臓において産生することが判明した。冠状動脈-冠静脈洞間でオステオプロテゲリンの分泌が増加することを観察し、現在、患者背景とオステオプロテゲリン濃度との関連性を調査中である。免疫染色法ではヒト心筋や心筋間質に広くオステオプロテゲリンの免疫活性が分布していた。動物モデルを用いた検討では心臓への圧負荷に伴い左室内のオステオプロテゲリンの遺伝子発現が著増することが判明した。一方、Receptor activator of NF-kappa B(RANKL)遺伝子発現はオステオプロテゲリンと相反するように著減することが明らかとなった。これらの遺伝子発現の時間的推移は炎症性サイトカインMCP-1やマトリックスメタロプロテアーゼ活性の動態の類似しており、また心肥大や線維化の程度と関連していた。培養心筋細胞や心線維芽細胞を用いた検討ではオステオプロテゲリンの産生は循環調節因子であるレニン・アンジオテンシン系と密接に関わっているようである。アンジオテンシンIIの添加に伴うオステオプロテゲリン遺伝子発現動態は心筋細胞ではほとんど認められないのに対して、心線維芽細胞でアンジオテンシンIIの1型受容体を介してオステオプロテゲイン遺伝子発現が調節されることを確認した。次年度の課題は培養細胞や動物モデルを用いて心肥大、心不全の発症におけるオステオプロテゲリンの病態生理学的役割を明らかにすることを目標とする。