hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規Nodal標的転写因子によるFGFシグナル抑制の分子機構と胚葉形成制御の研究

XSPR-2b遺伝子は、形態形成転写因子FAST-1の標的遺伝子の一つとしてアフリカツメガエルより得られた。予定外胚葉を用いた実験では、XSPR-2p遺伝子はNodal/FAST-1シグナル、およびFGFシグナルにより発現が誘導された。この遺伝子は転写因子をコードし、初期発生の過程では中胚葉領域で強く発現しており、その発現領域はXbra遺伝子と非常によく一致している。またXSPR-2b遺伝子を胚で過剰に発現させることにより、Xbra遺伝子の異所的な発現が誘導された。そこで両者の間に何らかの機能的な関連があるのではないかと考え、その可能性を調べた。Xbra遺伝子を単独でアニマルキャップへ発現させると、標的遺伝子(Bix.1、Xwnt11など)の発現が誘導される。XSPR-2b遺伝子にはそのような誘導活性はないが、Xbra遺伝子と共発現させると、Xbra遺伝子の発現誘導活性を高めることが観察された。しかし、Xbra遺伝子が誘導できない遺伝子(Chd、Gscなど)の発現が誘導されることはなかった。このことから、XSPR-2b遺伝子はXbra遺伝子の発現量を高める、ことで、Xbra遺伝子の標的遺伝子の誘導活性を変化させていることが示唆された。また、レポーター遺伝子を用いた実験から、野生型のXSPR-2b遺伝子は転写の活性化因子と機能していることが示された。現在、XSPR2b遺伝子がどのようなメカニズムでXbra遺伝子の発現を誘導しているのかということを中心に研究を行なっている。この遺伝子は転写因子をコードし、初期発生の過程では中胚葉や神経外胚葉の領域で強く発現していた。予定外胚葉を用いた実験では、XSPR-2b遺伝子はNodal/FAST-1およびFGFシグナルにより発現が誘導された。またFGFシグナルを抑制することにより、胚の中胚葉誘導を阻害することが示された。本研究では、このFGFシグナルの抑制機構の研究を当初計画していたが、その後XSPR-2b遺伝子の全長が得られていないことがあきらかとなった。そこで完全長のcDNAを取り初期胚で発現させると、今度は中胚葉遺伝子の異所的な発現が誘導された。しかしながら予定外胚葉を用いた実験では発現が誘導されなかった。そこでこの遺伝子は中胚葉遺伝子を直接誘導しているのではなく、内在性の中胚葉誘導因子(FGF、Nodalなど)の下流因子として中胚葉誘導に関与していることが考えられた。また転写の活性化型あるいは抑制化型に改変したXSPR-2b遺伝子の実験から、野生型のXSPR-2b遺伝子は転写の抑制化因子として、短いXSPR-2b遺伝子は活性化因子として機能していることが示された。これらの結果から、当初の短いXSPR-2b遺伝子は、野生型の機能阻害的に働いていたことが示唆された。野生型のXSPR-2b遺伝子による中胚葉遺伝子の発現誘導の機能メカニズムを調べるために、XSPR-2b遺伝子の標的遺伝子のスクリーニングをcDNAアレイを用いて行ない、約150の標的遺伝子を得た。このうち約130の遺伝子の胚での発現パターンを現在までに調べている。今後はXSPR-2b遺伝子のFGFやNodalなどの中胚葉誘導シグナルとの関係、中胚葉形成における機能をあきらかにしていきたい。予定外胚葉を用いた実験では、XSPR-2b遺伝子はNodal/FAST-1シグナル、およびFGFシグナルにより発現が誘導された。

そこで両者の間に何らかの機能的な関連があるのではないかと考え、その可能性を調べた。Xbra遺伝子を単独でアニマルキャップへ発現させると、標的遺伝子(Bix.1、Xwnt11など)の発現が誘導される。XSPR-2b遺伝子にはそのような誘導活性はないが、Xbra遺伝子と共発現させると、Xbra遺伝子の発現誘導活性を高めることが観察された。しかし、Xbra遺伝子が誘導できない遺伝子(Chd、Gscなど)の発現が誘導されることはなかった。このことから、XSPR-2b遺伝子はXbra遺伝子の発現量を高めることで、Xbra遺伝子の標的遺伝子の誘導活性を変化させていることが示唆された。また、レポーター遺伝子を用いた実験から、野生型のXSPR-2b遺伝子は転写の活性化因子と機能していることが示された。
高齢者のアクティブ・ライフに及ぼす要因と予防的方策に関する研究

【目的】健康管理や社会生活の状況が地域で生活を営む高齢者の健康に及ぼす影響を検討する。【対象と方法】大阪府S市において平成4年10月の一次調査で健康管理、支障度、社会生活の状況などが把握できた65歳以上の高齢者1,405人を観察コホートとして、平成7年11月30日までの38か月間の転帰を観察した。この観察コホートの中で転出した者80人を除く、1,325人(94.3%)の転帰が確認され、死亡した者は154人、生存の者は1,171人であった。【結果と考察】カプラン・マイヤー法を用いて健康管理の状況別に生存率をみると、健康診断を「60歳未満で受診」していた者の生存率は93.7%で最も高く、ついで「60歳から受診」の者の90.8%、「受診せず」の者の78.6%の順であった。基本健康診査・がん検診の受診状況別には、「両方とも受診」していた者の生存率は95.4%であり、「一方のみ受診」の者、「いずれも受診せず」の者はそれぞれ90.7%、86.1%であった。健康づくりの実施状況別には、「60歳未満で実施」していた者は95.2%で最も高く、ついで「60歳から実施」の者が91.6%、「実施せず」の者が86.6%であった。コックス比例ハザードモデルを用いて健康管理の状況が生存に及ぼす効果を検討すると、性(男)、年齢(75歳以上)、支障度、社会活動(なし)、生きがい(とくにない)などの死亡と有意に関連する要因の影響を除いても、健康診断の受診と健康づくりの実施はいずれも死亡と有意な負の関連をみとめ、ハザード比(95%信頼区間)はそれぞれ0.65(0.52-0.81)、0.67(0.51-0.88)であった。基本健康診査を軸とする健康診査の受診や健康づくりの実践は、高齢者の死亡を抑制する可能性を示しており、地域で実践されている保健予防活動が高齢者のアクティブ・ライフの保持・増進に寄与するものと考えられる。大阪府S市において平成4年10月の第1次調査において設定した1,405人を観察コホートとして、平成6年9月30日までの2年間の予後を観察した。この観察コホートの中で2年間に死亡した者は90人、転出した者は64人であった。死亡者の中で循環系の疾患(ICD-9分類:B41B49)で死亡した者は47人であった。死亡と関連する要因の分析は、コホート内症例対照研究を用いた。対照者の選択では死亡者1人に対して、交絡因子と考えられる地区、性、年齢(±2年)をマッチさせた生存者2人を無作為に抽出し、対照者とした。

単変量のマッチド解析(死亡者1:対照者2)における健康管理、および社会生活の状況別オッズ比をみると、60歳代前の健康診断、基本健康診査、およびがん検診の受診、健康づくりの実践の各項目(いずれも、1:「なし」、2:「あり」)では、「あり」の群のオッズ比はいずれもと1よりも低い値を示した。とくに基本健康診査とがん検診(1:「両方とも受診」、2:「いずれも受診せず」)では「両方とも受診」していた群のオッズ比は0.40と最も低かった。また社会活動への参加「あり」の群のオッズ比は0.45で有意に低く、生きがい「あり」の群も0.49と低い傾向を示した。Multiple Logistic Modelを用いた多変量解析でも単変量解析でみたのと同様、基本健康診査とがん検診の受診、健康づくりの実施、社会活動への参加の相対危険は1より低い傾向を示した。また病型別には循環系疾患で死亡した者ではその他の疾病で死亡した者よりも、健康管理と社会生活影響をより大きく強くを受けていることが示された。がん検診を含む基本健康診査の受診や健康づくりの実践は、社会活動への積極的な参加、生きがい感の保有とともに高齢者の身体的・精神的な機能の低下を予防し、死亡をも抑制する可能性が示された。【目的】地域住民を対象に実践されている保健予防活動が高齢者の健康に及ぼす効果を検討する。【対象と方法】大阪府S市において平成4年10月に設定した65歳以上の1,405人を観察コホートとして、平成7年11月30日までの38か月間の転帰を観察した。この観察コホートの中で転出した者80人を除く、1,325人(94.3%)の転帰が確認され、38か月間に死亡した者は154人、生存人は1,171人であった。【結果と考察】カプラン・マイヤー法を用いて健康管理の状況別に生存率をみると、健康診断を「60歳未満で受診」していた者の生存率は93.7%で最も高く、ついで「60歳から受診」の者の90.8%、「受診せず」の者の78.6%の順であった。基本健康診査・がん検診の受診状況別には、「両方とも受診」していた者の生存率は95.4%であり、「一方のみ受診」していた者、「いずれも受診せず」の者はそれぞれ90.7%、86.1%であった。健康づくりの実施状況別には、「60歳未満で実施」していた者は95.2%で最も高く、ついで「60歳から実施」の者が91.6%、「実施せず」の者が86.6%であった。コックス比例ハザードモデルを用いて生存に及ぼす予後因子を検討すると、性、年齢、支障、および社会活動、生きがいなどの社会的・精神的要因を取り除いても、健康診断の受診と健康づくりの実施はいずれも死亡と有意な関連をみとめ、ハザード比(95%信頼区間)はそれぞれ0.65(0.52-0.81)、0.67(0.51-0.88)であった。基本健康診査を基本とする健康診査の受診や健康づくりの実践は、高齢者の死亡を抑制する可能性を示しており、超高齢社会を迎えて積極的な健康診断の受診勧奨や健康づくりの推進と、健全な社会環境の整備を基盤とした総合的な保健事業の展開をはかる必要がある。
低品位熱改質用ケミカルヒ-トポンプの開発

1.利用しにくい80°C程度の排熱から2ープロパノ-ル液相脱水素の反応熱と蒸発熱を吸い上げ,生成するアセトンと水素の反応熱を200°C程度に昇温するケミカルヒ-トポンプの開発を研究目的としている。2.この熱機関は優れた触媒があってはじめて成立する。特に,低温吸熱過程を受けもつ2ープロパノ-ル液相脱水素触媒は,高い活性・選択性と,低い生成アセトン阻害能をあわせてもつことが要求される。炭素担持ルテニウム触媒の高い脱水素活性と,炭素担持白金触媒の低いアセトン阻害能を複合させるため高表面積活性炭(KOH賦活)を用い,金属塩水溶液の水素化ホウ素化ナトリウム還元によって2nm以下の微粒金属種を調製したところ,期待した通り,現在までに最も高活性の炭素担持ルテニウム触媒を大きくうわまる活性が得られ,透過型電子顕微鏡とX線回析解析から,ほぼ均一な粒径および空間分布と,金属としての格子形成のあることが確かめられた。3.担持貴金属触媒による2ープロパネ-ル脱水素反応の作用機構を明らかにするため,メチン基あるいは水酸基だけを重水素置換した2ープロパノ-ルを用い,反応速度同位体効果および生成水素と液相成分の重水素分布について解析した。炭素担持白金触媒はメチン基水素に関する同位体効果が大きく,またその値から,脱水素反応の律速段階はメチン基水素開裂過程であると結論された。メチン基重水素置換体から得られる水素は,驚くべきことにほとんど全てがH_2であり,D_2はなく,少量のHDを含むのみであった。2ープロパノ-ルは白金触媒上,水酸基で解離吸着し,表面水素種が充分多量に存在するうえ容易に表面移動し,水素分子となって脱離すると推論された。炭素担持ルテニウム触媒は水素分子の形成脱離過程が律速的と結論され,メチン基CーH結合開裂は容易であった。複合効果は容易に進む2過程の組合から可能になるのである。
大脳皮質形成の分子機構の解明

遺伝的に大脳皮質形成異常を示すマウス(リ-ラ-)においては、神経芽細胞の移動障害が認められ、脳内のガラクトシルトランスフェラ-ゼ活性は野生型の半分程度に減少していると報告されたため、我々は、リ-ラ-脳内の糖鎖構造の解析を試みた。しかしながらマウス全脳の糖蛋白質糖鎖の構造を解析する方法は知られていなかったため、精製糖蛋白質の糖鎖解析法として確立された方法を用いることを試みた。マウス脳を凍結乾燥しヒドラジン分解により糖鎖を切り出し、アセチル化した後、還元末端をピリジルアミノ化した。シアル酸残基を完全に除去した後2次元HPLCにて分析した。また、別々の個体からとった試料について同様の操作で糖鎖の解析を行ったところ、個体間で糖蛋白質糖鎖のパタ-ンに差のないこと、また、オリゴマンノ-ス型糖鎖がマウス脳内に多いことが明らかとなった。この方法を用いてリ-ラ-マウス脳内の糖鎖構造の解析を行ったが、野生型と有意な差を見いだすことはできなかった。次に大脳皮質を形成する神経細胞の移動に対する糖鎖の影響についてin vitroで検討した。まず、妊娠マウス尾静脈よりBrdUrdを注入し、胎仔脳内のDNA合成期にある神経上皮細胞を標識した。2時間後胎仔から取り出した脳をマイクロスライサ-にて厚さ200μmの切片にし、大脳皮質を培養カップ上で静置培養した。経時的に切片をカップ上で固定し、抗BrdUrd抗体を用いた免疫蛍光法を行った後、倒立型共焦点レ-ザ-蛍光顕微鏡により厚い切片のままで標識細胞を検出したところ神経芽細胞はin vivoと極めて近い様子で移動することが明らかとなった。また、用いた培養液も0.4mlであり大幅に培養液を減らすことができ、解析に要する時間も大幅に短縮することができた。今後、in vitroで神経芽細胞の移動に対して阻害効果のある糖鎖構造を探索して行きたい。
非整数階微分モデルを用いた地殻構造の効率的推定と地殻エネルギーシステムの最適設計

本研究は、地熱の持続性維持のための最適な還元井の設計の方法論の構築を目指す。達成するためには、地下構造の第一次・第二次推定および還元井の最適条件の算出を実行可能にしなければならない。1.非整数階微分を含む物質移動モデル構成パラメータに基づく大局的な地下構造推定法の構築物質移動モデルの構成パラメータと地下構造との関係を明らかにすることによって、地下構造パラメータ(ここでは、フラクタル次元)をfADEパラメータによって推定する式を導出した.トレーサー応答と熱応答との相関を定量化し、トレーサー応答に基づく熱応答推定を可能に増す.2.地層温度分布に基づく局所的な地下構造の決定坑井から得られる温度データを補間し、3次元の温度分布を得た.このとき、データ位置の偏りが帆簡易及ぼす影響を評価している.また、定常状態の温度分布をもとに、逆解析シミュレータiTOUGH2を用いて感度解析二取り組んだ。定常状態の温度分布は、浸透率に対して感度が低く、境界条件に左右される事がわかった.3.流体・熱移動解析による還元井設計の方法論の構築fADEに基づく熱移動モデルを導出し、トレーサー応答に基づく熱移動推定を行った.断層領域におけるトレーサー応答、熱移動を解析し、fADEならびに熱移動モデルの構成パラメータを決定した.その後、重回帰分析により、fADEパラメータによって、熱移動モデルのパラメータを推定する回帰式を導出した.数値解析により導出した式の妥当性を検証した.(抄録なし)本研究は、地熱の持続性維持のための最適な還元井の設計の方法論の構築を目指す。研究課題(1)非整数階微分を含む物質移動モデル構成パラメータに基づく大局的な地下構造推定法の構築物質移動モデルの構成パラメータと地下構造との関係を明らかにすることによって、大局的な地下構造の分類ができるようになる。fADE構成パラメータのうちPeは、貯留層から得られるデータで決定できる可能性が示唆された。これは既存研究で報告されている傾向と同様の傾向であり、地下における物質移動現象の説明に役立てられると考えられる。研究課題(2)地層温度分布に基づく局所的な地下構造の決定応答と地下構造との関係を明らかにすることによって、局所的な地下構造の推定ができるようになる。iTOUGH2を導入し、熱流体のシミュレーションが実施できるほか、感度解析、パラメータ推定等が実行可能となった。このシミュレータをき裂ネットワークモデルと組み合わせることによって、き裂ネットワークモデルの逆解析を実施する。研究課題(3)流体・熱移動解析による還元井設計の方法論の構築き裂型貯留層モデルを対象とした流動・熱移動解析のシミュレーションコードを作成し、所要の期間において持続可能な地熱抽出を行うための還元条件を最適化する手法を提案する。fADEモデルを用いることによって、坑井間距離を変化させた場合のトレーサー応答を従来モデルよりも精度よく推定することが可能なことを定量的に示すことができた。研究課題(1)非整数階微分を含む物質移動モデル構成パラメータに基づく大局的な地下構造推定法の構築数値解析により、non-Fickian挙動がき裂寸法のフラクタル性に起因していることを明らかにし、fADE構成パラメータとフラクタル次元との関係を明らかにした。さらには、多変量解析を実施することによりfADE構成パラメータによってフラクタル次元を定式化することに成功した。これにより、トレーサー応答に基づいてフラクタル次元を推定できることが示唆され、地下構造推定が可能となる。研究課題(2)地層温度分布に基づく局所的な地下構造の決定温度検層データを用いて対象領域の温度データの補間をすることにより、逆解析に必要な連続的な温度分布を取得する。実際のフィールドの温度検層データに適用し、妥当な補間法についての検討を行った。つづいて、き裂ネットワークモデルと熱応答の計算を組み合わせたプログラムコードの作成を行った。現在は、き裂ネットワークモデルの逆解析を実施している段階であり、地層温度分布に基づく地下構造の推定手法の構築を着実に進めることができている。研究課題(3)流体・熱移動解析による還元井設計の方法論の構築fADEモデルを用いることによって、坑井間距離を変化させた場合のトレーサー応答を従来モデルよりも精度よく推定することが可能となることを示した。この結果は,複雑なき裂分布を有する貯留層であったとしても,その分布の特徴が対象領域内で同じであれば,fADEモデルを用いることによって,スケールに依らずに物質移動挙動を表現できることを示唆している。さらには、トレーサー応答に基づいた温度応答予測モデルを導出することにより、断裂型貯留層における熱移動を表現可能となった。1.非整数階微分を含む物質移動モデル構成パラメータに基づく大局的な地下構造推定法の構築

物質移動モデルの構成パラメータと地下構造との関係を明らかにすることによって、地下構造パラメータ(ここでは、フラクタル次元)をfADEパラメータによって推定する式を導出した.トレーサー応答と熱応答との相関を定量化し、トレーサー応答に基づく熱応答推定を可能に増す.2.地層温度分布に基づく局所的な地下構造の決定坑井から得られる温度データを補間し、3次元の温度分布を得た.このとき、データ位置の偏りが帆簡易及ぼす影響を評価している.また、定常状態の温度分布をもとに、逆解析シミュレータiTOUGH2を用いて感度解析二取り組んだ。定常状態の温度分布は、浸透率に対して感度が低く、境界条件に左右される事がわかった.3.流体・熱移動解析による還元井設計の方法論の構築fADEに基づく熱移動モデルを導出し、トレーサー応答に基づく熱移動推定を行った.断層領域におけるトレーサー応答、熱移動を解析し、fADEならびに熱移動モデルの構成パラメータを決定した.その後、重回帰分析により、fADEパラメータによって、熱移動モデルのパラメータを推定する回帰式を導出した.数値解析により導出した式の妥当性を検証した.おおむね順調に進展しているものの、研究課題(1)に対し、期待する物質移動モデルの構成パラメータと地下構造との関係が明瞭化されなかったため、実験による実証に踏み切らなかった。研究課題(1)から(3)を通し、トレーサー応答と温度検層データに基づいてき裂構造を推定する手法の構築に必要な知見の取得ができており、順調に進展していると言える。研究課題(1)に対し、さらに詳細に物質移動モデルの構成パラメータと地下構造との関係を解明することを目的として、多変量解析を実施し、トレーサー挙動を特徴づける方法論を構築する。実験による実証はせずに理論的な整理でまとめる予定である。研究課題(2)に対し、iTOUGH2とき裂ネットワークモデルを組み合わせることにより、逆解析可能なシミュレーションモデルの構築を目指す。研究課題(2)に関しては、効率的な逆解析手法についてより考察が必要である。また、フィールドデータと照らし合わせることにより、本手法の妥当性を検討する予定である。研究課題(2)については、数値解析との結果を比較することにより提案する熱移動モデルの検証をすすめる。(抄録なし)
口腔癌における足場依存性喪失に関わる新規分子の同定および機能解析

炎症性マウス線維肉腫腫瘍モデル(細胞株)の単一腫瘍細胞由来の性質の異なる2種類のクローン細胞に関する、プロテオミクスによる差次的発現解析の結果得られた発現に有意差を認めたタンパク質の中で、網羅的にm-RNAの発現レベルを検討した。この中で、最も発現レベルが高かった遺伝子はCalreticulon (CALR)であった。CALRの口腔扁平上皮癌の発生や癌化を予知できるバイオマーカーとしての有用性を検討した。CALR-knockdownした口腔扁平上皮癌細胞株を用いて悪性形質転換に関する検討を行ったところ、CALRの悪性形質転換への関与が示唆された。口腔扁平上皮癌由来細胞株5種(HSC2, HSC3, HSC4, SAS, Ca9-22)、および正常上皮由来細胞株2種(非発癌性の表皮細胞由来細胞株であるHaCaT)、上皮異形成症由来細胞株1種(DOK)を使用した。炎症性マウス線維肉腫腫瘍モデル(QRsPs細胞株)の単一腫瘍細胞由来の性質の異なる2種類のクローン細胞に関する、プロテオーム解析による差次的発現解析の結果、発現に有意差を認めたタンパク質をリストアップした。その候補タンパク質について、細胞の足場依存性喪失に関与する因子を中心にさらに検討を行い、10種類に絞り込みを行った。これらの候補タンパク質について、口腔扁平上皮癌由来細胞株と正常上皮由来細胞株、上皮異形成症由来細胞株におけるmRNAReal-Time PCRを使用して確認した。細胞株からRNAを抽出し、逆転写後、SYBRGreen法によるReal-time PCRを施行し、相対的定量法(ΔCT法)を用いて、口腔癌に高発現している遺伝子を同定した。SYBR GREEN法ではPCR効率の低下による定量性の低下が問題となるが、米国IDT社が設計したプライマーを用いて連続希釈テンプレートを用いたPCR効率の検討を行い、結果が100%に近いものを定量に用いた。上記により、さらに細胞の足場依存性喪失に関与する因子の絞り込みを行った。現在、絞り込まれた因子について、タンパク質の発現状況をWestern blottingを用いて発現を確認中である。今後、絞り込みを行った因子に関して、臨床検体パラフィンブロックを用いた遺伝子発現の検討を、Real-Time PCR法および免疫組織化学染色法により行い、臨床検体中の候補タンパク質のmRNAおよびタンパク質の発現状況を確認する。炎症性マウス線維肉腫腫瘍モデル(細胞株)の単一腫瘍細胞由来の性質の異なる2種類のクローン細胞に関する、プロテオミクスによる差次的発現解析の結果得られた発現に有意差を認めたタンパク質の中で、特に口腔扁平上皮癌および口腔扁平上皮疾患と関連性の大きいと考えられる、細胞内カルシウムホメオスタシス制御に関与するカルシウム結合タンパク質calreticulin (CALR)の口腔扁平上皮癌の発生や癌化を予知できるバイオマーカーとしての有用性を検討した。口腔扁平上皮癌由来細胞株5種(HSC2, HSC3, HSC4, SAS, Ca9-22)、および正常上皮由来細胞株2種(非発癌性の表皮細胞由来細胞株1種(HaCaT)および上皮異形成症由来細胞株1種(DOK))を用いて、PCRおよびWestern blottingによる検討を行った。口腔扁平上皮癌細胞株では、正常上皮由来細胞株と比較してCALRがいずれも高発現していることが確認された。次にsiRNAを用いてCALR遺伝子のノックダウンを行い、口腔癌細胞の増殖抑制効果が認められることを確認した。ノックダウンが有効であった遺伝子に関して、shRNAベクターを導入し、標的遺伝子の発現変化に伴う細胞の機能的変化の解析を行った。その結果、口腔扁平上皮癌細胞株のmigrationにCALRが必要であることが強く示唆される結果を得た。これらの結果より、CALRが細胞株における足場依存性の喪失に関与している可能性が高いと考えられたため、標的遺伝子の発現変化に伴う分子レベルでの変化を現在確認中である。CALRの、再現性の高い新しい口腔扁平上皮癌の発生を予知できるバイオマーカーとしての有用性ならびに効果予測因子あるいは予後因子としての有用性を、臨床検体を用いた検討を行い、確認する。26年度が最終年度であるため、記入しない。外科系歯学26年度が最終年度であるため、記入しない。現在、目標とするタンパク質候補の絞り込みを行っている途中である。In vitroの実験系におけるRNAレベルおよびタンパク質レベルの発現解析により候補因子は絞り込まれたが、平成25年度行う予定であった、臨床検体における検討がまだ行われていない。速やかに臨床検体における発現解析を行うことで、候補因子の絞り込みを完了させる。その後、平成26年度の研究課題である、候補因子に対するsiRNAを用いた検討を行い、目標である口腔癌における細胞の足場依存性喪失に関与する因子を同定し、報告する。
自己表面改質による粒子表面へのナノポーラス層の形成と新材料創製への展開

粒子表面に圧縮・摩擦作用に基づく機械的作用を与えることにより、粒子表面からナノ粒子を生成することに成功した。また、シリカナノ粒子をガラス繊維粒子表面に多孔質状に接合した複合粒子を作製し、成形後、熱伝導率を測定した結果、400°C以下の温度領域で約0.03W/(m・K)以下の低熱伝導率が得られた。これら二つのプロセスを組み合わせることにより、粒子表面からナノ粒子を生成後、それを多孔質状に接合する複合粒子作製と複合粒子集積による材料機能化が可能になることを示唆した。粒子同士に互いの表面を削らせてナノ粒子を発生させ、それらを削られた粒子表面にデンドライト(樹枝)状に再結合できれば、同じ材質のナノポーラス層による自己表面改質が実現する。得られた粒子表面の微細構造や、粒子集積によって粒子間に形成されるナノポーラス層の連結構造を活用して、安価で多様な新材料の開発が期待できる。本研究では、結晶性や粒子径の異なるシリカ粒子をモデル材料として、自己表面改質によるナノポーラス層形成の可能性を探索する。さらに、粒子集積構造の応用事例として、超低熱伝導材料開発の可能性を検討する。平成25年度は、前年度に試作された粒子間に圧縮・摩擦作用を効果的に作用させることが可能な粉砕・改質装置を用いて、粉砕された微粒子がシリカ粒子表面に再接合するためのプロセス条件の検討を行った。まず微粒子として、フュームドシリカナノ粒子をモデル粒子として選定し、フュームドシリカナノ粒子がガラスビーズやガラス繊維粒子表面に多孔質状に接合するためのプロセス条件の検討を行った。その結果、フュームドシリカナノ粒子がガラス繊維粒子表面等に接合するプロセスは、ナノ粒子の付着過程と付着されたナノ粒子の圧密過程の二つで整理できることを明らかにした。また、ナノ粒子層の圧密過程においては、処理時間とともに、形成されたナノポーラス層中の気孔率が減少する傾向にあることを明らかにした。この接合プロセスを基礎として、ナノ粒子をシリカ粒子表面に多孔質状に接合することに成功した。本研究では、結晶性や粒子径の異なるシリカ粒子をモデル材料として、自己表面改質によるナノポーラス層形成の可能性を検討する。平成24年度は、粒子表面粉砕、並びに粒子同士の接合に及ぼす諸因子の影響を基礎的に解析するために、粒子間に圧縮・摩擦作用を効果的に作用させることが可能な粉砕・改質装置の試作を検討した。本研究では、将来の量産化技術への発展を視野に入れ、回転運動により粒子間に圧縮力、並びにせん断力を繰り返し作用させる方法を採用し、装置の立案と試作を行った。次にガラスビーズをモデル原料として選定し、装置の基本特性について検討を行った。実験は、装置回転数と処理時間を変えることにより、ガラスビーズの構造の変化過程を検討した。処理後のガラスビーズの粒子径分布を測定するとともに、粒子の表面構造を電子顕微鏡により観察した。その結果、本装置を用いることにより、ガラスビーズ同士の圧縮・摩擦作用に基づく粒子表面からの微粒子の発生が見出された。さらに、その傾向は、処理雰囲気の影響を受け、水分量が高い方が粉砕が促進されることを明らかにした。得られた粒子表面の微細構造や、粒子集積によって粒子間に形成されるナノポーラス層を活用して、安価で多様な新材料の開発が期待できる。本研究では、シリカ粒子をモデル材料として、自己表面改質によるナノポーラス層形成の可能性を探索する。さらに、粒子集積構造の応用例として、超低熱伝導材料開発の可能性を検討する。平成24年度は、粒子表面粉砕、並びに粒子同士の接合に及ぼす諸因子の影響を検討するために、粒子間に圧縮・摩擦作用を効果的に作用させることが可能な粉砕・改質装置の試作を検討した。本研究では、将来の量産化技術への発展を視野に入れ、回転運動により粒子間に圧縮力、並びにせん断力を繰り返し作用させる方法を採用し、装置を試作した。平成25年度には、この装置を用いて、微粒子がガラスビーズやガラス繊維粒子表面に多孔質状に接合するためのプロセス条件を検討した。その結果、モデル微粒子として用いたシリカナノ粒子がガラス粒子表面に接合するプロセスは、ナノ粒子の粒子表面への付着過程と付着されたナノ粒子層の圧密過程で整理できた。

平成26年度は、ガラス粒子表面の粉砕に及ぼす圧縮・摩擦作用の影響を検討した。その結果、粒子表面に作用するせん断力により、粒子表面から微粒子が生成することを確認した。また、粒子表面にナノ粒子ポーラス層を形成させたガラス繊維粒子集合体を用いて成形体を作製し、その熱伝導率を測定したところ、400°Cで0.03W/(m・K)以下の熱伝導率であった。以上より、本研究で提案した方法を用いれば、超低熱伝導材料を創製できることを明らかにした。微粒子工学平成25年度は、前年度に試作された粒子間に圧縮・摩擦作用を効果的に作用させることが可能な粉砕・改質装置を用いて、シリカナノ粒子がシリカ粒子表面に多孔質状に接合するためのプロセス条件の検討を行った。その結果、モデル実験を基礎として、最終的に、微粒子をガラス繊維等のシリカ粒子表面に多孔質状に接合することに成功した。以上の進捗状況により、おおむね順調に進展しているものと自己評価した。平成24年度の目的である粉砕・改質用実験装置の立案と試作を予定通り終了している。さらに、この装置を用いて、モデル粒子であるガラスビーズ表面から微粒子が発生することを実験的に明らかにしている。以上進捗状況により、おおむね順調に進展していると自己評価した。これまでの研究成果により、シリカ粒子表面から微粒子を生成するための処理条件と、微粒子をシリカ粒子表面に多孔質状に接合するための処理条件が、モデル実験を通じて明らかになった。そこで、今後は、これらの成果を基礎として、シリカ粒子表面同士の粉砕によりシリカ微粒子を生成するとともに、これを元のシリカ粒子表面に多孔質状に接合するためのワンポットプロセスの開発を進める。さらに、このプロセスによって作製されたナノポーラス層で改質されたガラス粒子の集合体を集積することにより多孔質材料を創製し、超低熱伝導率材料などの可能性を見出す。今後は試作された装置をさらに活用して、ガラスビーズ表面からの微粒子の発生に加えて、微粒子のガラスビーズ表面への接合に及ぼす処理条件の影響についても詳細に検討する。さらに結晶性のシリカ粒子や粒子径の異なる材料に対しても、同様の検討を行うことにより、デンドライト状のナノ粒子層を粒子表面に形成させるためのプロセス条件を明らかにする。以上の結果をもとに、粒子を集積させた構造の応用事例として、超低熱伝導材料開発の可能性も検討する。平成25年度は、モデル粒子となるフュームドシリカナノ粒子とガラス繊維粒子などを用いた粒子複合化実験を通じて、各種処理条件が粒子表面へのナノ粒子層形成過程に及ぼす影響を明らかにすることができた。そして、この結果を基礎として、シリカ粒子表面へのナノポーラス層形成を試みたところ、効率的な実験により目的を達成することができた。したがって、当初予算よりも少ない経費の使用となった。平成25年度は、前年度に試作された装置を有効活用するとともに、モデルシリカ粒子を用いた基礎実験成果を基に、効率的な実験により当初目標を達成できた。そこで最終年度には、最終目標である自己表面改質技術の開発とそれを用いた応用研究の遂行に向けて、前年度の未使用予算を含む全予算を有効活用していく計画である。平成24年度は、これまでの研究成果を十分に踏まえて、原料粉体の選定を行うとともに実験条件を設定した。
東南アジア諸国の地方中小都市における地方分権型・参加型都市計画と日本の役割

本研究を通して、欧米やアフリカ諸国を視野に入れ、インドネシア、フィリピン、タイをはじめとする東南アジア諸国の位相を確認しつつ、特にインドネシア、フィリピン、タイにおいて、地方分権や参加型開発に関する制度改革が進んでおり、その実態が実証的を明らかにした。例えば、インドネシアにおいては、ジャカルタ都市圏に典型的にみられるように、地方分権化に伴う地方政府間の調整が空間計画の実効性を担保する上での新たな課題として指摘される一方で、ジョグジャカルタ特別州においては、それに伴い、開発に関わる様々なアクターが社会的ネットワークを拡大しつつ、活発に活動していることが明らかになった(図1)。さらに、開発援助は、中央政府だけでなく、このようなアクターに対して講じており(例えば、GTZによるKartamantul等)、日本のまちづくりの経験が活かしうること等を議論した。東南アジア諸国の地方中小都市圏の開発計画において、それぞれが特性を活かし、その時々の世界経済状況のもとでの競争条件の変化に迅速に対応しつつ、最もふさわしい発展の道を模索することが期待されているが、地方政府は十分な経験を持っておらず、試行錯誤の段階にあり、こうした課題に対応する国際援助も緒についたばかりである。本研究の目的は、異なる分権化・参加型開発の経験を有するインドネシア・フィリピン・タイの地方中小影圏を対象とした事例研究を通して、(1)地方中都市圏の地方分権型・参加型開発計画をどのように策定すべきかを明らかにし、(2)そのような開発計画策定に対応した日本の開発援助はどのようなものかを考察することにあり、申請者が長期的に実施しようとしている東南アジア諸国の地方中小都市圏における開発計画策定のあり方と開発援助に関する研究の礎とするものである。なかでもインドネシアでは1999年地方分権化2法より急速な地方分権化を進めており、また、一方でジャカルタをはじめとする大都市圏だけでなく全ての都市において、急速に都市化が進行しており、地方分権型の都市計画が求められているところである。このような状況のもと、新しい空間計画法が策定され、このような都市計画を実現する制度的基盤が整えられた。平成20年度の研究では、インドネシア調査を重点的に行い、新たな都市計画のあり方を議論した。本研究の目的は、異なる分権化・参加型開発の経験を有するインドネシア・フィリピン・タイの地方中小都市圏を対象とした事例研究を通して、(1)地方中都市圏の地方分権型・参加型開発計画をどのように策定すべきかを明らかにし、(2)そのような開発計画策定に対応した日本の開発援助はどのようなものかを考察することにあり、申請者が長期的に実施しようとしている東南アジア諸国の地方中小都市圏における開発計画策定のあり方と開発援助に関する研究の礎とするものである。本年度の研究を通して、インドネシアをはじめとする東南アジア諸国のガバナンスに関わる制度的変容をレビューすると共に、インフォーマル市街地の形成原理をふまえつつ、仮説的な望ましいガバナンス像が示された。本年度の研究を通して、アフリカ等の世界的動向をふまえつつ、インドネシアをはじめとする東南アジア諸国における都市圏ガバナンスに関わる制度的変容をレビューし、仮説的な望ましいガバナンス像を示した。
宇宙空間及び高真空用ロボットマニピュレータのためのアクチュエータの開発

球面モーターは、1関節で多自由度の駆動が出来るので、関節の数が少なくでき、その結果小スペースで軽量なアクチュエータが可能になる。宇宙空間で使用する場合この小型、軽量というのは有効である。また、小型、軽量という点から、従来の電磁モーターを使った球面モーターは構造が複雑になり、大型で重い物になってしまうので向いていない。そこで回転軸が必要でなく低速で高トルクを発生するため減速機構のいらない超音波モータが球面モータには向いている。また、軸が必要でなく駆動する対象物を直接駆動するため潤滑する部分がないので真空中にも向いている。従来の平面型の超音波モーターのステータでは、球状のロータを駆動できないため、まずロータとの溶解面を球状にしたステータの開発から始めた。また、回転数一駆動トルク特性のモデルを、摩擦係数がロータとステータのすべりに比例すると仮定してたてた結果、実験値とよく合ったものが得られた。次にこれらの結果を基に実際にロータ上に2対のステータを配した2軸駆動の可能な球面モータを試作し、実験を行った。ステータ間の干渉を減らし駆動できるようにした結果、ステータの直径が30mm、ロータ45mmのもので約500g・cmのトルクを得た。トルクの増大と精密な位置の制御は今後の課題であるが、他に類を見ない小型軽量の球面モータの開発に成功した。また超音波モータは、平面モータによる実験で共振周波数よりずれた周波数で極低速駆動することにより、精密な位置決めが可能であるという結果を得たので、これを球面超音波モータにも応用すると、超精密な位置決めのできる球面モータが期待できる。1.球体用ステ-タの開発超音波モ-タで多軸駆動を行うため、ロ-タを球体にすることにした。それに伴って、ステ-タも従来の平面ロ-タ駆動用の物では使用できないために新規に設計・製作することとなった。このステ-タの設計に当って有限要素法による振動解析を導入することにより、実際に製作する前にステ-タの共振周波数、及び振動モ-ドを知る事ができた。また、その結果を基にして製作したステ-タ振動特性が設計特の有限要素法の結果とほぼ一致した事から、この手法の有効性が確認できた。2.1軸球面モ-タによる動特性の実験前段で述べたステ-タを用いて実際にモ-タを製作しそのモ-タのトルクー回転数の関係、及び効率ー回転数関係を測定した。今回は動特性を調べるために1軸のみ回転する球面ロ-タを用いての実験とした。実験のパラメ-タとしてはロ-タ・ステ-タ間の押し付け力、ステ-タへの印加電圧及び印加波形、ロ-タにコ-ティングされている耐摩耗材の膜厚をとった。この実験より、以下のような事が判明した。○トルクの最大値は押し付け力に依存し、押し付け力によって最大効率を得られる回転数が決まる○印加電圧・波形はモ-タの回転の安定性・起動性に寄与する○コ-ティング材厚さの変化によるトルク回転数曲線への影響はほとんどない3.フリクションドライブを用いたロ-タ・ステ-タ間の運動のモデル化フリクションドライブモデルを導入することにより、ロ-タとステ-タ間の摩擦に関する現象のモデル化、実験値との比較検討を行うことで、このモデル化が実験値と一致することを確認した。また、このモデルより算出される理論値より、無負荷回転数とロ-タ・ステ-タに関する動摩擦係数よりモ-タの特性を知る事が出来ることを明らかにした。1.球面蓮音波モ-タ(1軸)による動特性の実験球面超音波モ-タの動特性を知るために、ロ-タを球面の一部とした一軸のみ回転するモ-タを製作しそれを用いて実験を行った。

測定は、トルクー回転数、効率ー回転数について行い、パラメ-タは、ロ-タ・ステ-タ間の押し付け力、ステ-タへの印可電圧及び印可波形、ロ-タにコ-ティングされている対摩耗材の膜厚をとった。これより以下の結果が得られた。〇トルクの最大値は、押し付け力に依存し、押し付け力によって最大効率を得られる回転数が決まる。〇印加電圧・波形はモ-タの回転の安定性・超動性に寄与する。〇コ-ティング材厚さの変化によるトルク回転数曲線への影響はほとんどない。2.フリクションドライブを用いたロ-タ・ステ-タ間の運動のモデル化フリクションドライブモデルを導入することにより、ロ-タとステ-タ間の摩擦に関する現象のモデル化を行い、実験値との比較検討を行うことで、このモデル化が実験値と一致することを確認した。また、このモデルにより算出される理論値より、無負荷回転数とロ-タ・ステ-タに関する動摩擦係数によりモ-タの特性を知る事ができる事を明らかにした。3.球面超音波モ-タ(2軸)による動特性の実験以上の事を考慮し、球面超音波モ-タを製作し、2軸同時駆動の場合の動特性を調べる実験を行った。実験は次の事について行った。〇2軸同時駆動の場合、ステ-タが互いに抵抗となるので、その摩擦トルクの測定〇ステ-タの純粋な駆動トルクの測定〇以上の2つの差である実際の駆動トルクの測定これらの実験により、球体超音波モ-タが動作することが確認された。球面モータは、1関節で多自由度の駆動が出来るので関節の数が少なくでき、その結果小スペースで軽量なアクチュエータが可能になる。宇宙空間で使用する場合この小型、軽量というのは有効である。また、小型、軽量という点から、従来の電磁モータを使った球面モータは構造が複雑になり、大型で重い物になってしまうので向いていない。そこで回転軸が必要でなく低速で高トルクを発生するため減速機構のいらない超音波モータが球面モータには向いている。また、軸が必要でなく駆動する対象物を直接駆動するため潤滑する部分がないので真空中にも向いている。従来の平面型の超音波モータのステータでは、球状のロータを駆動できないため、まずロータとの接解面を球状にしたステータの開発から始めた。ステータ、ロータの条件をいろいろ変えて実験を行った結果、平面型とほぼ同じトルク特性が得られた。また、回転数一駆動トルク特性のモデルを、摩擦係数がロータとステータのすべりに比例すると仮定してたてた結果、実験値とよく合ったものが得られた。次にこれらの結果を基に実際にロータ上に2対のステータを配した2軸駆動の可能な球面モータを試作し、実験を行った。ステータ間の干渉を減らし駆動できるようにした結果、ステータの直径が30mm、ロータ45mmのもので約500g・cmのトルクを得た。トルクの増大と精密な位置の制御は今後の課題であるが、他に類を見ない小型軽量の球面モータの開発に成功した。また超音波モータは、平面モータによる実験で共振周波数よりずれた周波数で極低速駆動することにより、精密な位置決めが可能であるという結果を得たので、これを球面超音波モータにも応用すると、超精密な位置決めのできる球面モータが期待できる。
結合膜構造とチャネルのミクロアセンブリ

本研究の目的は、細胞表層膜と小胞体が近接した結合膜構造におけるイオンチャネルの機能共役に関する分子的理解である。その目的に向けて、i)結合膜形成因子ジャンクトフィリンの神経・筋細胞における基本的機能、ii)その欠損マウスにおける生理機能の障害、iii)その構造異常によるヒト疾患、さらには、iv)チャネル機能共役を支持する機構などに着目した研究を遂行した。本特定領域研究の主要課題は、チャネルやトランスポーターの機能を中核とした分子複合体の実体を解明し(A01班)、そのオルガネラや細胞レベルにおける相互作用や形成機序を明らかにし(A02班)、さらには個体や病態レベルにおける機能に迫ることである(A03班)。A02計画班として、興奮性細胞に構築されるチャネル間機能共役の場である結合膜構造に着目した研究を遂行する。具体的には、結合膜構造の分子構築を理解し、そこでのCa2+チャネル間の機能共役を解析することを計画した。平成17年度には、以下の実験を展開した。1)骨格筋における結合膜構造に関する研究骨格筋においては、細胞表層膜と小胞体が近接した三つ組構造(triad junction)が形成され、両膜系にソーティングされるCa2+チャネル(DHP受容体とリアノジン受容体)の機能共役により、筋収縮のためのCa2+シグナルが形成される。以前の研究にて、三つ組構造形成に必須な分子としてジャンクトフィリン(JP)を単離しているが、JP欠損骨格筋においてストア容量依存性Ca2+流入活性が顕著に低下していることを新たに見い出した。このCa2+流入はDHP受容体とは異なる未知のCa2+チャネルによるものであることが知られており、結合膜構造はストア容量依存性Ca2+流入の活性化機構にも重要であることが判明した(論文投稿中)。2)中枢神経系における結合膜構造に関する研究神経細胞にはJP3とJP4と命名したジャンクトフィリンサブタイプが発現しており、筋細胞における実験結果から、神経細胞に観察されるsubsurface cisternと呼ばれる結合膜構造の形成に寄与するものと推定される。JP3とJP4を同時に欠損する変異マウスの作製に成功し、現在その解析を進めている。変異マワスの海馬錐体細胞においては膜興奮性に異常があり、長期増強の可塑性も障害されており、個体レベルでの記憶学習障害も認められた。従って、中枢神経細胞における結合膜構造の生理的重要性が明らかにされた(論文投稿中)。ジャンクトフィリン(JP)は細胞膜と相互作用し、小胞体膜を貫通することで結合膜構造の形成に寄与する分子として、研究代表者が分子同定した膜タンパク質である。哺乳動物ゲノムには、JP14と命名した4種の異なる遺伝子でコードされるサブタイプが存在し、興奮性細胞系特異的に発現している。中枢系の神経細胞では、JP3とJP4が共発現しており、以前作製したその単独ノックアウトマウスでは顕著な異常が観察されないことから、両者の機能的補完性が示唆されていた。今回、両サブタイプの同時欠損(JP-DKO)マウスを交配により作製することにより、神経細胞におけるJPの生理機能の解明を目指した。JP-DKOマウスでは、著しい運動協調性と運動学習の機能低下が複数の行動薬理学的実験にて観察され、小脳の機能異常が示唆された。小脳スライスでのパッチクランプ電気生理学測定において、平行繊維と登上線維より興奮性入力されるプルキンエ細胞(PC)の検討を遂行した。両線維の刺激によるスナプス伝達に関してはほぼ正常応答が記録され、JP-DKOによる小脳興奮神経回路の異常は誘導されていない。登上線維の刺激によるJP-DKO PCでの複合興奮波形を観察したところ、本来発生するはずの後シナプス電位(AHP)が欠損していた。薬理学的検討の結果、膜興奮→電位依存性チャネルによるCa2+流入→リアノジン受容体による小胞体Ca2+放出→Ca2+依存性K+チャネルの開口、というチャネル機能共役によりAHP相が形成されることが示され、JP-DKOではこの機能が破綻していた。また、この機構破綻は運動学習の基盤と考えられる長期抑圧という小脳可塑性に必須であることも明らかになった。従って、小脳PCにおけるJPは前述のチャネル共役に必須であり、膜興奮や可塑性の基盤が破綻していることが示された。結合膜構造を形成させるタンパク質であるジャンクトフィリン(JP)の4種のサブタイプの中で、中枢系ではJP3とJP4が共発現しており、互いに機能的に補完している。JP3とJP4同時欠損(JP-DKO)マウスでは運動学習の機能低下か観察され、小脳の機能異常が示唆された。平行繊維と登上線維より入力される小脳プルキンエ細胞(PC)の検討で、膜興奮→電位依存性チャネルによるCa2+流入→リアノシン受容体による小胞体Ca2+放出→Ca2+依存性K+チャネルの開口、というチャネル機能共役によりAHP相が形成されることが示された。JP-DKO

PCては、このCa2+仲介性チャネル共役によるAHP相が欠損し、それに起因すると考察されるproteln kinase Cの過剰活性化、転写調節因子の発現異常なども観察され、さらに、運動学習の基盤である長期抑圧が形成されない。したがって、JP3とJP4は協調して神経細胞内で結合膜構造を構築し、上述のチャネル間機能共役を成立されるものと考察される。小胞体の新規分子の検索で見出されたTRICチャネルは、3本の膜貫通セグメントを有するタンパク質が三量体を形成し、一価陽イオン選択的なイオンチャネル活性を示す。胎生期心不全を示すTRICチャネルの完全欠損マウスでは、心筋細胞におけるリアノジン受容体によるCa2+放出が抑制されており、小胞体のCa2+過剰負荷が観察された。TRICチャネルの欠乏マウスの骨格筋では、リアノジン受容体にCa2+放出の部分的な抑制、小胞体Ca2+放出に伴う過剰な膜電位の発生などが観察された。したがって、細胞内環境で主にK+を透過するTRICチャネルは、小胞体Ca2+放出に伴い発生する膜荷電を中和するカウンターイオンチャネルとして機能するものと考察される。骨格筋細胞においては収縮反応により表層膜損傷が多発するため、それに伴う細胞死を回避するために特殊な膜修復機構を装備している。膜修復能力の低下を示す筋ジストロフィー患者が近年見いだされ、分子機構不明な膜修復機構が注目されている。最近遂行中の我々の研究では、筋特異的に発現しているミツグミン53(MG53)という新規タンパク質の機能に注目している。一次構造決定により、心筋と骨格筋に特異的なMG53はRing, B-box, coild-coil, PRY, SPRYドメインを有する新規RBCC/TRIMファミリー分子であることが明らかになった。MG53は膜貫通セグメントや脂質修飾モチーフを持たないが、リン脂質との相互作用により膜結合タンパク質として振る舞うことが細胞分画実験で判明した。さらに、免疫染色実験からは、MG53は筋細胞表層膜および、その直下に分布する微小な小胞上に存在するものと結論された。一方、青色色素投与後の運動負荷実験で、MG53欠損マウスの骨格筋に大量の色素流入が観察された。MG53欠損マウスの筋組織では、10月齢以降になると筋細胞の大きさの不揃いや中心核が観察された。上記のMG53欠損骨格筋の異常は、典型的な進行性筋ジストロフィー症状と一致した。さらに、微小ガラス管による物理的および紫外線レーザーによる光学的膜障害モデル実験において、MG53欠損骨格筋は極端に脆弱化している。蛍光標識MG53を筋細胞に発現させて膜障害を負荷すると、障害部位へのMG53の集積が観察された。また、このMG53の動態は分子内のSH基の酸化依存性に生じることも示された。上記の結果から、膜損傷時に細胞外の酸化環境への暴露に伴いMG53分子内Cys残基が酸化され、細胞膜直下の小胞とともにMG53が損傷部位に集積し、膜修復に当たることが予想された。(1)骨格筋膜修復に対してカベオリン3とディスフェルリンが寄与することが既に報告されており、これらのタンパク質とM53の膜修復における機能共役についての解析を試みた。C2C12培養骨格筋細胞のcDNA発現実験系においては、上記3種のタンパク質の免疫共
血液メタボローム解析を用いた食道癌術前化学療法の効果予測バイオマーカーの探索

近年、抗癌剤・放射線療法など各種術前治療を含めた集学的治療の積極的な導入にも関わらず、食道癌の治療成績はいまだ不良である。その理由のひとつに治療成績向上が期待される術前治療効果は一律ではないことが挙げられ、化学療法や放射線療法などの効果予測が可能となるバイオマーカーの同定が望まれる。我々は、食道癌化学療法に対してシスプラチンおよび5FUの感受性及び耐性の細胞株をそれぞれ用い、キャピラリー電気泳動・飛行時間型質量分析計(CE・TOFMS)を用いて、網羅的に抗癌剤薬剤応答に関する候補代謝物候補を探索した。シスプラチン耐性に関して、解糖系・クエン酸経路・およびアミノ酸レベルにおいて感受性株と耐性株の細胞内レベルに違いが認められた。とくにアミノ酸について、カチオン性代謝物に着目して比較解析を行った結果、およそ10の代謝物でシスプラチン耐性株において細胞内レベルが低下していた。また、5FU耐性に関しても同様に、解糖系・クエン酸経路・およびアミノ酸レベルにおいて感受性株と耐性株の細胞内レベルに違いが認められた。特にポリアミン代謝物・グルタチオン代謝物が5FU耐性株において細胞内レベルが低下していた。抗癌剤耐性株と耐性獲得前の細胞内メタボロームを比較することにより、これまでに論じられることの少なかった、抗癌剤(シスプラチンおよび5FU)耐性化に伴う細胞内代謝変化を明らかにすることができた。本研究で得られた知見は、食道癌の抗癌剤耐性化メカニズム解明の一助となり得る。われわれはこれまでに、食道癌における上皮間葉転換(EMT)の臨床的意義を報告してきた。これらの成果をもとに、下記の研究計画を立案した。1in vitroで、抗癌剤(シスプラチンおよび5-FU)感受性と耐性食道癌細胞株をメタボローム解析し、細胞内における薬剤応答に関連する代謝物および代謝酵素を同定する。2in vivoで、抗癌剤感受性と耐性食道癌細胞株マウスモデルを作製し、マウス血液中のターゲット代謝物および代謝酵素の動的変化の再現性を確認する。3術前化学療法を施行した食道癌切除患者の治療前血液サンプルにおいて、ターゲット代謝物および代謝酵素と化学療法治療効果との相関を確認する。食道癌治療前血液サンプルから術前化学療法(シスプラチンおよび5-FU)施行患者のうち、治療効果が完全奏効もしくは著効した化学療法奏効群4検体および増悪を認めた化学療法不応群4検体の計8検体を、高性能DNAチップ基板3D-Gene(R)を用いマイクロRNAの網羅的解析を行った。変動遺伝子として、化学療法不応群で高発現していたマイクロRNAの候補を28種類認めた。このうちmiR-193b-5p、miR-873-3p、miR-23a-5pの3つをターゲットとし、術前治療前血清検体111検体例を用い、上記の候補miRNAにつき定量PCRにて測定した結果、発現率と化学療法奏効率が相関していることが明らかとなった。miR-193bはTGF-βシグナルの調節因子として、miR-873はABCB1 (MDR1)遺伝子の制御因子として、miR-873-3pはNF-κBシグナルの調節因子としてそれぞれ報告されており、これらは、メタボローム解析を行う上で、ターゲットとなる代謝経路の候補となりうると考える。抗癌剤感受性食道癌細胞株および抗癌剤耐性細食道癌細胞株の培養については順調に進行した。これらの耐性細胞株とともに感受性食道癌細胞株培養細胞をBligh-Dyer法による処理を行い、水溶性代謝物を含む分画を抽出し、高感度のトリプル四重極システムであるQTRAP(R)6500+ (SCIEX社)の液体クロマトグラフ質量分析計(LC/MS)によるメタボローム解析の実施可能か検証した。しかし、これらの培養液を用いたメタボローム解析結果についてデータの再現性が得られなかったため、データ解析のステップへ進むことができず、難渋した。検体調整の手法・手技の問題や、液体クロマトグラフ質量分析計(LC/MS)の理論段数が低いことによる分離不十分の可能性、注入検体量過多のイオンサプレッションによる定量性の低下の可能性等を検討したが、原因は不明であった。抗癌剤耐性株と耐性獲得前の細胞内メタボロームを比較することにより、これまでに論じられることの少なかった、抗癌剤(シスプラチンおよび5FU)