hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高次再生医療・骨減少症治療への応用を目指した神経‐血管‐骨ネットワークの分子基盤

本研究では、Netrin4のin vitroにおける破骨細胞への作用の解析、netrin4が骨粗鬆症の治療に有効かどうかの検討、さらにはSemaphorin 3Aが骨細胞に対する作用の解析を行った。Netrin4は破骨細胞分化を抑制し、骨粗鬆症モデルマウスにおいて予防的効果を有することが明らかとなった。Semaphorin 3AはCdk6の減少を伴い骨細胞の細胞突起を伸長させることが明らかとなった。生体には各臓器間のネットワークシステムが存在し、内分泌系・神経系がそれを担っており、生体反応を制御している。骨代謝における血管系の主な役割は、骨代謝に関わる物質を骨リモデリング部位に運搬するという内分泌系制御の補助的役割と考えられてきた。しかし近年、血管内皮細胞の産生するサイトカインが骨関連細胞に作用することが明らかになり、血管内皮細胞が骨代謝を制御する可能性が示唆されている。われわれは血管内皮細胞が産生するnetrin-4に着目し骨関連細胞に対する作用を解析し、骨粗鬆症モデルマウスにおける解析を行った。細胞を通過させないTranswell plateを用いて、血管内皮細胞株UV♀2を上部wellに、RANKL・M-CSF存在下で骨髄細胞を下部wellに播種し共存培養系とした。本系において抗netrin-4抗体を添加する実験、あるいはnetrin-4をノックダウンした血管内皮細胞との共存培養を行った。骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1あるいはマウス骨髄由来破骨細胞にrecombinant netrin-4を作用させて分化能を調べた。さらに、RANKL誘導性の骨粗鬆症モデルマウスにrecombinant netrin-4を投与し骨形態計測を行った。共存培養系において破骨細胞分化が抑制され、抗netrin-4抗体を添加することで分化抑制が解除された。また、netrin-4をノックダウンした血管内皮細胞との共存培養で破骨細胞分化抑制が解除された。recombinant netrin-4はTRAP陽性細胞数および破骨細胞分化マーカー発現を抑制させ、骨芽細胞においてALP活性を低下させた。さらに、骨粗鬆症モデルマウスにおいてrecombinant netrin-4を予防投与したところ、破骨細胞の抑制を介して骨量減少を防いだ。血管内皮細胞から産生されるnetrin-4は破骨細胞分化を抑制すること、netrin-4は破骨細胞数を抑制して骨量低下を予防することが示唆された。昨年度、血管内皮細胞由来のnetrin-4が破骨細胞分化を抑制することを示した。本年度はnetrin-4の骨芽細胞に対する作用を解析した。netrin-4は骨芽細胞分化に伴い、発現が上昇していた。3週齢メスマウスの大腿骨において、1次海綿骨領域の骨芽細胞よりも2次海綿骨・皮質骨表面の骨芽細胞の方がnetrin-4の発現が強かった。3週齢と8週齢のメスマウスの大腿骨を比較すると、3週齢の方がnetrin-4の発現が高かった。また、netrin-4は骨芽細胞の遊走を促進させたが、増殖には影響を与えなかった。一方で、骨芽細胞に対してrecombinant netrin-4を作用させたところ7日目にALP活性が上昇していた。また、骨芽細胞にnetrin-4のプラスミドを導入し過剰発現させたところ、ALP,オステオカルシン遺伝子の発現が上昇した。以上の結果から、netrin-4は血管内細胞のみならず、骨芽細胞からも産生され、骨芽細胞を遊走し、分化を促進させることが示唆された。また、以前われわれは神経細胞由来のsemaphorin 3Aが骨芽細胞分化に必須であることを示したが、今回の研究では骨細胞に対する作用を明らかにした。semaphorin 3Aを骨細胞に作用させたところ、細胞突起の伸長が観察された。さらに細胞突起伸長で上昇するE11タンパク質の発現上昇も認められた。すなわち、semaphorin 3Aは骨細胞の成熟を促進させることがわかった。興味深いことに、semaphorin 3Aを骨細胞に作用させることで細胞周期促進に働くタンパク質であるcyclin dependent kinase 6 (CDK6)の発現が低下していた。CDK6はbone morphogenetic proteinによる骨芽細胞分化誘導において発現が低下することが知られており、骨細胞の成熟によりCDK6発現が低下することは理にかなっていると考えられる。レトロウイルスによる骨芽細胞への蛍光(緑色)遺伝子と神経細胞への蛍光(赤色)遺伝子導入がうまくいっていないため。今年度は骨芽細胞と神経細胞の相互作用の解析を行う研究を行った。レトロウイルスを用いて骨芽細胞に緑色の蛍光遺伝子を遺伝子導入し、神経細胞に赤色の蛍光遺伝子を遺伝子導入した。緑色の蛍光遺伝子を導入した骨芽細胞と赤色の蛍光遺伝子を導入した神経細胞とを混ぜて72時間経過した後、flow cytometerにより色分けされた細胞を分離させる方法を用いて細胞分離を行った。分離した骨芽細胞、神経細胞のRNAをそれぞれ抽出した。骨芽細胞と神経細胞を混ぜること(共存培養という)により、それぞれの細胞において発現が上昇あるいは低下する遺伝子を網羅的に検索するためにDNA microarrayという手法を用いて解析を行った。その結果、いくつかの遺伝子発現が上昇あるいは低下していた。骨芽細胞においては分化が促進される際に発現が上昇するalkaline phosphataseやosteocalcinの上昇が認められた。また、神経細胞においては、分化が促進される際に発現が上昇するneurofilament Lやneuronal regeneration

related proteinの発現が上昇していた。さらに共存培養によって、骨芽細胞において骨分化に関係する細胞膜分子YおよびZの発現が上昇していた。同様に神経細胞において、神経分化に関係する細胞膜分子Xの発現が上昇していた。次に、神経分化促進遺伝子であるQ遺伝子の発現が骨芽細胞に存在することを見出したため、骨芽細胞における遺伝子Qのノックアウト細胞を作製した。今後は遺伝子Qの機能を調べる研究を行う予定である。本研究では、Netrin4のin vitroにおける破骨細胞への作用の解析、netrin4が骨粗鬆症の治療に有効かどうかの検討、さらにはSemaphorin 3Aが骨細胞に対する作用の解析を行った。Netrin4は破骨細胞分化を抑制し、骨粗鬆症モデルマウスにおいて予防的効果を有することが明らかとなった。Semaphorin 3AはCdk6の減少を伴い骨細胞の細胞突起を伸長させることが明らかとなった。Netrin-4の解析をすすめることができたため。今後は神経系と骨の相互作用の解析をすすめる。まずは遅れているレトロウイルスによる骨芽細胞への蛍光(緑色)遺伝子と神経細胞への蛍光(赤色)遺伝子導入を行う。その後、共存培養系を用いて各細胞に発現する遺伝子をDNA microarrayにより網羅的に解析する。最も発現が上昇している遺伝子のノックアウト細胞またはマウスを作製して表現型を解析する。28年度が最終年度であるため、記入しない。口腔外科学Netrin-4の骨芽細胞に対する作用の解析について進行中である。一方で、神経系と骨の相互作用の解析をすすめるべく、レトロウイルスによる骨芽細胞への蛍光(緑色)遺伝子と神経細胞への蛍光(赤色)遺伝子導入を行う予定である。生化学実験を中心に行っており、消耗品の使用が少なかったため。分担者に配分した金額50万円については、分担者にサンプルを渡すことがまだできておらず、使用を次年度に繰り越すこととしたため。残金については、消耗品が予想以上に必要よりも少なく済んだため。分担者にサンプルを渡してμCTの解析を行っていただく。残金は消耗品で使用予定である。
新規放射性薬剤IIMUによる頭頸部癌化学療法の治療前効果予測法の確立

本研究の目的はチミジンホスホリラーゼのSPECT製剤である123I-IIMUを頭頸部癌患者に投与して臨床的有用性を示すことであったが、研究期間内はIIMUを患者に投与することができなかった。IIMUの原料である123I-NaI溶液(メーカーからの購入品)の組成が変更され、合成収率が低下したためである。そこで本研究期間には変更後の溶液組成に合わせたIIMU標識合成条件及び精製条件の再検討を行い、収率50%以上でIIMUを製造できることを確認し、マウスに投与して問題なく使用できることを確認できた。並行してFDG PETの臨床画像を後向きに検討し、体積および不均一性の指標の臨床有用性を明らかにした。本研究はチミジンホスホリラーゼ(TP)のインビボ・イメージング製剤である123I-IIMUを頭頸部癌患者に投与して臨床的有用性を示すことを目的としたが、平成28年度内には123I-IIMUを患者に投与することができなかった。その理由は以下のとおりである。本研究費の申請時点で、123I-IIMUのFirst-in-human(FIH)臨床試験が継続中であったが、123I-IIMU標識合成の原料である123I-NaI溶液(メーカーからの購入品)の組成(NaOH濃度)が変更された。また、これに起因すると考えられる合成収率の低下が認められた。これらのため、123I-IIMU標識合成条件(中和条件、塩交換条件等)及び精製条件の再検討が必要となり、合成条件の最適化検討を平成28年度中に行なった。その結果これまでに中和条件、塩交換条件を含む標識合成条件、及び精製条件の再設定をほぼ完了し、現在再現性の確認を行なっている。再現性の確認終了後、標準操作手順書等の変更を行なうとともに、倫理委員会の承認を経て、FIH臨床試験を再開する予定である。FIHが終わり次第、本研究課題の頭頸部癌患者への投与を開始する予定である。患者にIIMUを投与できなかったため、この期間は125I-IIMUを用いて動物実験として非アルコール性脂肪肝炎(NASH)のモデルマウスに対して125I-IIMUを投与し、その集積量およびTP発現量をコントロール動物と比較検討した。概要で示したとおり123I-IIMUの合成に問題を生じたため、臨床試験を予定どおりに行うことができなかった。他方、125I-IIMUの動物実験と、FDGの臨床データの後向き解析を行ったので以下に報告する。動物実験としては、125I-IIMUがNASHの診断薬剤として応用可能どうかを検証するため、NASHモデルマウスを作成し1TPの肝発現量、2125I-IIMUの肝集積量を調べ、コントロールマウスと比較した。モデルマウスはC57BL/6マウスにメチオニン・コリン欠乏食を2週間与えることで作製した。TP遺伝子およびタンパク質レベルでの発現量をRT-PCR法およびWestern blot法により調べた。NASHマウスの肝臓では、TP発現が遺伝子およびタンパクレベルで低下していた。また2については、125I-IIMUを尾静脈内投与し30分後の各臓器の放射能をガンマカウンターで測定した。NASHマウスでは125I-IIMUの肝集積量が有意に減少することを見出した。また、IIMUと比較検討するFDG PETの解析法を最適化するため、後向き臨床研究として甲状腺癌FDG PET画像を解析した。甲状腺癌全摘後・放射性ヨード内用療法前で転移を有する299症例を対象に、従来指標のSUVmaxのほか、MTV、TLGを臓器別に測定した。さらに不均一性を定量化するtexture解析として、36種類の指標を算出し、患者の生命予後と比較した。結果としてSUVmaxに比べてMTV、TLGは強い予後予測因子であり、さらに臓器別に算出して臓器別に異なる係数を掛けて合算した「重み付けMTV」は単純MTVに比べて強い予後予測能を示した。さらにtexture解析によって得られた不均一指標のうち14指標が有意に予後と関連しており、FDGの腫瘍への集積の強さや体積だけでなく、不均一性が予後と関連していることを見出した。本研究の目的は、チミジンホスホリラーゼ(TP)のSPECT製剤である123I-IIMUを頭頸部癌患者に投与して臨床的有用性を示すことであったが、平成2829年度には123I-IIMUを患者に投与することができなかった。その理由は、123I-IIMU標識合成の原料である123I-NaI溶液(メーカーからの購入品)の組成(NaOH濃度)が変更され、合成収率が10%まで低下したためである。そこで、変更後の123I-NaI溶液の組成に合わせた123I-IIMU標識合成条件及び精製条件の再検討を行った。123I-IIMUは、123I-NaI溶液とN-Chlorosuccinimide (NCS)を反応させ123I-N-Iodosuccinimide (123I-NIS)を合成し、123I-NISと標識前駆体(HIMU・トリフルオロ酢酸[TFA])を反応させ123I-IIMU・TFAを合成し、123I-IIMU・TFAを123I-IIMU・HClに塩交換しHPLCで精製する。

合成検討として、長半減期で条件検討に用いやすい125I-NaI溶液で、123I-NaI溶液の組成を模擬し、123I-IIMUの合成及び精製条件を検討した。種々の最適化の結果、収率50%以上で125I-IIMUを製造できることを確認した。さらに、123I-NaI溶液を使用して123I-IIMUを合成した結果、40%の収率が得られた。製造した123I-IIMUを正常マウスに投与し、チミジンホスホリラーゼ(TP)を高発現する肝臓に集積することを確認した。TPイメージング剤として問題なく使用できることを確認できた。以上の合成検討、動物実験と並行して、FDG PETの臨床画像の後向き検討として、metabolic tumor volumeの測定およびtexture解析を行い、臨床有用性を明らかにした。本研究の目的はチミジンホスホリラーゼのSPECT製剤である123I-IIMUを頭頸部癌患者に投与して臨床的有用性を示すことであったが、研究期間内はIIMUを患者に投与することができなかった。IIMUの原料である123I-NaI溶液(メーカーからの購入品)の組成が変更され、合成収率が低下したためである。そこで本研究期間には変更後の溶液組成に合わせたIIMU標識合成条件及び精製条件の再検討を行い、収率50%以上でIIMUを製造できることを確認し、マウスに投与して問題なく使用できることを確認できた。並行してFDG PETの臨床画像を後向きに検討し、体積および不均一性の指標の臨床有用性を明らかにした。現在行っている123I-IIMUの合成検討を続け、合成の再現性が確認できしだい、標準操作手順書等の変更を行い、倫理委員会の承認を経た後、First-in-human(FIH)臨床試験を再開する予定である。FIH臨床試験は現在2例まで投与完了しており、今後6例を追加して計8例となった時点で安全性評価を行う予定である。FIH臨床試験によって安全性が確立ししだい、本研究課題である頭頸部癌患者における123I-IIMUの有用性を明らかにするため、頭頸部癌患者への投与を含む前向き臨床試験を開始する予定である。この臨床試験はヘルシンキ宣言や臨床研究に関する最新の倫理指針等の各種ガイドラインに従って研究を進めていく予定である。当初、目標症例数を2年間で22例としていたものの、前述のとおりFirst-in-human試験が完了ししだい本研究課題に取り掛かるため、実際には22例よりも少なくなる見込みであるが、研究期間内に可能な限り多くの症例を集める予定である。データを集約した後に、当初の検討項目に従ってデータを解析する。(1) 123I-IIMU SPECT検査から得られる腫瘍の123I-IIMU取り込み度にもとづいて、5-FUに対するresponderとnon-responderとを区別できるかどうかを検討する。(2) 123I-IIMU SPECTで得られる123I-IIMU取り込み程度と、免疫染色で得られるTP発現量とを比較検討し、動物実験の結果と同様に123I-IIMU集積量がTP発現量を反映するかどうかを明らかにする。(3) 123I-IIMUの取り込み度とFDG PET-CTから得られる情報を複合的に解析し、患者の生命予後をもっとも正しく予測できるモデルを構築する。(4)FIH臨床試験に続き検査薬123I-IIMUの安全性を検証する。
リスク・情報・人材マネジメントに着目した農業法人経営発展の実態解明と理論構築

農業法人経営の発展理論の構築を行い次世代農業経営の確立に貢献するため、本研究では主に以下の3点を解明した。1)農業法人経営のマネジメント(特にリスク、情報、人材に着目)と事業展開の関連:大規模な全国アンケート調査を実施することで、わが国の農業法人経営の形態・規模・収益性・経営戦略(経営方針、リスク選好)、人材育成や情報マネジメントへの取組み、部門別事業内容・経営の強みや今後の課題、IT/RT活用の活用や費用対効果等の実態と相互の関連性を明らかにした。作目別に見れば、畜産等の作目で経営革新が先行して進行しており、稲作経営は他作目に比較し中程度かやや遅れている傾向もみられた。さらに、稲作経営を対象にした分析では、経営規模拡大(売上高,従事者数)により、経営管理意識、事業・販路多角化、人材育成への取組み、ICT活用の費用対効果、収益性の何れもが向上する傾向を明らかにした。こうした傾向は,規模拡大により、さらなる経営革新の条件が整うことを意味しており、今後も規模拡大が進む可能性を示唆している。2)わが国の農業法人経営の産業横断的に見た特徴:「経済センサス」(総務省・経済産業省)の解析により、売上高や従事者数等を指標とした経営規模、経常利益率等を指標とした収益性からみて、農業法人経営が他産業に比較して必ずしも「小規模」「低収益」とは言えない水準にまで発展してきている実態等を明らかにした。3)わが国の農業法人経営の欧州主要国農業経営と比較した特徴:現地調査により萌芽的実態を明らかにすると共に、Eurostat等の統計調査により欧州主要国における農業経営の特徴を把握し、これをわが国と比較することで、わが国の農業法人経営は経済規模で見る限り欧州主要国に比肩しうる規模に達していることなど農業法人経営の実態や事業展開の特徴を明らかにした。本研究の最終目的は、農業法人経営の発展理論の構築を行い、次世代農業経営の確立に貢献することである。具体的には、独自の全国アンケート調査による農業法人経営のマネジメント(特にリスク、情報、人材に着目)と事業展開の関連性の実態解明を行い、リスク・情報・人材マネジメントに着目した農業法人経営発展実態に関するエビデンスと基礎的知見を得て、理論構築を行うことを目的としている。平成28年度は、全国の2,468社の農業法人を対象とする大規模アンケート調査を設計・実施し、以下の幅広い項目についてデータ収集・整理および基本的な分析を行た。第1に、1法人の基本的な事業内容や方針,2人材育成やICT活用、3事業内容や経営戦略、4TPPに対する法人の考え、5法人代表者の方針、6アンケート各問の集計結果に対する関心など幅広い貴重なデータを収集・整理した。アンケート調査票は2016年8月に郵便で送付し同年10月までに558通の返信があった(回収率22.6%)。第2に、水稲(複合経営含む)に着目し以下の傾向を明らかにした。1市場出荷に加えて、農作業受託、直接販売,契約生産といった事業・販路多角化を約5割以上の経営が実施しており、事業・市場革新が進行している。2経営管理や生産管理におけるICT活用では、「費用以上の効果」があったとする経営が約6割以上に達しており、経営管理革新および技術(生産管理)革新が進んでいる。3人材育成における経営革新については農業分野の研修会・見学会や資格取得支援、能力修得状況把握、OJTが約6割以上の経営で取り組まれている。4経営規模(売上)が拡大するに従い、これらの経営革新が進む傾向がみられる。第3に、農業法人経営の経営管理委意識や収益性に関する特徴を試論的に明らかにした。大規模全国アンケート調査を計画通り実施し、日本農業経済学会(2017年3月)において大会シンポジウム報告1件および個別報告2件の学会成果発表を行った。第1に、農業経営革新の現状と次世代農業の展望について、稲作経営の経営革新の現状を明らかにするとともに次世代展望を試みた。事例分析では、技術革新.事業・市場革新が進行しており、組織革新も一部で見られることを確認した。全国アンケート調査分析では、経営規模拡大(売上高、従事者数)により、事業・市場革新、技術革新.経営管理革新の何れも進行する傾向がみられることを確認した。今後の展望では、将来の各経営・類型の優位性は、今後の政策、市場変動、気候変動、技術革新等の経営環境変化をビジネスチャンスに変える経営革新力によって決まると考えられることを述べた。本論文で対象としたような、経営革新を持続的に実現できる稲作経営が、次世代の農業経営の将来像の一ついえることを明らかにした。第2に、上記全国アンケート調査を用いた農業法人経営における情報通信技術ICT費用対効果の評価に関する因子分析を行い、「生産の見える化」、「経営の見える化」、「利益確保」と解釈できる3つの潜在因子を抽出した。人材育成へのICT活用は、「生産の見える化」および「経営の見える化」という2つの潜在因子(観点)から評価されていることが示唆された。第4に、全国アンケート調査分析の一環として、農業法人経営の経営規模と収益性、農業法人経営におけるICT活用と収益性との関係、農業法人の輸出取組と経営規模・収益性、稲作法人経営における多角化戦略と経営革新について解明した。

第5に、上記14に関する論文公表および学会発表に加えて、日本農業経営学会研究大会第1分科会「次世代農業経営のビジョンと事業展開ー経営の発展段階とリスク・情報・人材のマネジメントに焦点をあててー」および同学会地域シンポジウム「都市近郊農業における多様な事業展開と新たな挑戦ー糸島の「食」と「農」の連携と将来展望ー」を開催し、研究成果の社会還元を進めた。アンケート調査分析および現地調査が研究計画に基づいて進捗しており、論文や学会発表等の成果公表も順調に進んでいる。農業法人経営の発展理論の構築を行い次世代農業経営の確立に貢献するため、本研究では主に以下の3点を解明した。1)農業法人経営のマネジメント(特にリスク、情報、人材に着目)と事業展開の関連:大規模な全国アンケート調査を実施することで、わが国の農業法人経営の形態・規模・収益性・経営戦略(経営方針、リスク選好)、人材育成や情報マネジメントへの取組み、部門別事業内容・経営の強みや今後の課題、IT/RT活用の活用や費用対効果等の実態と相互の関連性を明らかにした。作目別に見れば、畜産等の作目で経営革新が先行して進行しており、稲作経営は他作目に比較し中程度かやや遅れている傾向もみられた。さらに、稲作経営を対象にした分析では、経営規模拡大(売上高,従事者数)により、経営管理意識、事業・販路多角化、人材育成への取組み、ICT活用の費用対効果、収益性の何れもが向上する傾向を明らかにした。こうした傾向は,規模拡大により、さらなる経営革新の条件が整うことを意味しており、今後も規模拡大が進む可能性を示唆している。2)わが国の農業法人経営の産業横断的に見た特徴:「経済センサス」(総務省・経済産業省)の解析により、売上高や従事者数等を指標とした経営規模、経常利益率等を指標とした収益性からみて、農業法人経営が他産業に比較して必ずしも「小規模」「低収益」とは言えない水準にまで発展してきている実態等を明らかにした。3)わが国の農業法人経営の欧州主要国農業経営と比較した特徴:現地調査により萌芽的実態を明らかにすると共に、Eurostat等の統計調査により欧州主要国における農業経営の特徴を把握し、これをわが国と比較することで、わが国の農業法人経営は経済規模で見る限り欧州主要国に比肩しうる規模に達していることなど農業法人経営の実態や事業展開の特徴を明らかにした。研究計画に従い、以下の研究を推進する。1)独自の全国農業法人アンケート調査の分析:前年度実施の全国アンケート調査の多変量解析を行い、農業法人経営の形態・規模・収益性・経営方針・リスク選好、人材育成や情報マネジメントへの取組み、情報通信技術ICTの活用や費用対効果、部門別事業内容・経営の強み・課題・経営戦略等の各項目間の統計的関係を解明する。2)「経済センサス:活動調査」および「TKC経営指標」の分析:「平成24年経済センサス:活動調査」の解析を継続すると共に、「TKC経営指標」の分析結果とも総合して、農業法人経営の財務的特徴を明らかにする。3)欧州主要国の農業経営発展の動向調査:園芸・畜産両分野でのICT活用が進んでおり、企業経営も発展しているオランダの農業経営の現地調査を実施し、園芸経営および畜産経営における経営管理・マネジメントとICT活用の実態解明を行う。また、統計調査としては、「Eurostat」統計データを用いたEU主要国(オランダ、スペイン、ドイツ、フランス、イギリス、イタリア、スイス、デンマーク等)の総合的な統計分析を行う。研究計画に基づいて、アンケート調査分析および現地調査を実施し、論文や学会発表等の成果公表を予定通り行う。
癌特異的ホーミングペプチドを提示する中空バイオナノ粒子によるミサイル療法の開発

ヒト肝臓に対し極めて高い特異性及び感染性を有するB型肝炎ウイルス(HBV)の感染機構を担う外皮タンパク質を、組換え酵母で「中空バイオナノ粒子(HBV表面抗原粒子)」として大量生産し、粒子内部に遺伝子や薬剤を封入して、ヒト肝臓特異的で高効率な遺伝子・薬剤導入用ベクターとすることに成功した。これはウイルス法とリポソーム法の長所を併せ持つ新しい遺伝子及び薬物送達法であり、「中空バイオナノ粒子法」と称している。既に、(1)肝癌移植ヌードマウスの遺伝子治療による肝癌増殖抑制、(2)HBVエスケープ変異体を模倣した低抗原性粒子の開発、(3)サイトカイン又は抗体提示粒子によるサイトカイン受容体又は抗原依存的標的化、(4)本粒子を肝癌以外の癌に再標的化させるため、生体内で細胞及び組織特異性を示すHoming Peptideを独自に単離した。平成17年度は、今まで小さな分子の標的化にしか使用されていなかったHoming Peptideを中空バイオナノ粒子の標的化で使えることを確認した。具体的には、Homing Peptide(それぞれヒト大腸癌、ヒト肺癌、ヒト扁平上皮癌に対する)を中空バイオナノ粒子表面に提示させ、各粒子が対応する癌細胞に遺伝子や薬剤を送達できることを示した。また、Homing Peptide提示粒子の内部に、癌治療用遺伝子(HSV-t k)や抗癌剤を封入し、担癌マウスの尾静脈から投与して、肝癌以外の癌の治療にHoming Peptide粒子が有効であることを示した。さらに、抗体結合用ZZタグを提示する粒子に癌細胞特異的抗体を結合させて、癌治療用遺伝子(HSV-t k)や抗癌剤を封入し、担癌マウスの尾静脈から投与して、肝癌以外の癌の治療に抗体提示粒子が有効であることを示した。以上の結果により中空バイオナノ粒子の適応症は著しく広がった。
核マトリクス変動を介したT細胞運命制御機構の解明

申請時に腫瘍抑制因子Meninおよび転写抑制因子Gfi1の下流分子として着目したLaminA/Cの変異体(ヒトHutchinson-Gilford progeria :HGPSの原因となる)のBacトランスジェニックマウスを用いて、CD4 T細胞の機能分化や細胞老化についてin vitro培養系を用いて検討したが、変化は認められなかった。そこで、上流分子であるMeninとGfi1のT細胞エピゲノム変化における役割について解析を行なったところ、活性化Menin欠損T細胞においてBach2やTcf7といったT細胞分化に重要な役割を担うと考えられている遺伝子領域のヒストンH3K27アセチル化が著しく減弱するとともに、その発現が著しく減少することが明らかとなった。Tcf7は、T細胞においてナイーブ性の維持に関わっていることが報告されている転写調節因子であることから、続いてMenin欠損T細胞のナイーブ性維持と細胞老化について解析を行なった。Menin欠損マウスの脾臓やリンパ節において、ナイーブT細胞の減少が認められた。さらに、Menin欠損T細胞(CD4 T細胞とCD8 T細胞)は、活性化後の早期に細胞老化をきたすことが明らかとなった。老化した細胞の特徴の1つとして、senescence-associated secretory phenotype (SASP)と呼ばれる炎症性因子の高発現があるが、Menin欠損T細胞においてもSASPの早期誘導が起こった。このMenin欠損T細胞におけるSASP誘導には、前述のBach2が関与していることが分かっている。それに加え、Meninの下流に位置する新たな分子として、クロマチンの高次構造の維持に関与するSatb1を新たに同定している。以上の結果から、Meninは、エピゲノム調節を介してT細胞の老化を制御していると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。LaminA/CのcDNAをレトロウイルスベクターで活性化CD4 T細胞へ導入してヘルパーT細胞サブセット(Th1、Th2)分化について検討したが、残念ながら導入によってTh1/Th2分化は影響を受けなかった。そこで、ヒトの早老症であるHutchinson-Gilford progeria syndromeの原因となるlaminA/C遺伝子変異(LMNA*G608G)のBACトランスジェニックマウスを購入し、現在T細胞分化や機能を解析中である。Menin、Gfi1によるLaminA/C発現解析の研究では、本年度は腫瘍抑制因子Meninの役割を中心に解析を進めた。活性化CD4 T細胞を用いたChIP-シーケンスにより、LaminA/Cの上流、イントロンなど幾つかの領域でMeninが強く結合していることが明らかとなった。また、Menin欠損の活性化CD4 T細胞におけるLaminA/C領域のヒストン修飾について検討したところ、Menin欠損CD4 T細胞では、ヒストンH3K4トリメチル化やH3K27アセチル化などの活性化ヒストン修飾のレベルが上昇していた。さらに、FAIRE-シーケンスによりMenin欠損CD4 T細胞では、LaminA/Cの領域がより開いた状態にあることが分かった。これらの結果は、MeninがLaminA/C遺伝子座のクロマチン状態を閉じた状態にすることで、LaminA/Cの発現を負に制御していることを示唆している。私たちは、本年度、MeninがCD4 T細胞老化を抑制していることを報告しており、今後はMeninによるT細胞老化の調節にLaminA/Cの発現制御が関与しているのかについて解析したいと考えている。T細胞におけるLaminA/Cの発現制御における腫瘍抑制因子Meninや転写抑制因子Gfi1の関与は明らかにできているが、LaminA/Cの発現変動がT細胞分化/機能に与える影響については明らかにできていない。

これまでは、CD4 T細胞の機能、特にTh2細胞分化・機能におけるLaminA/Cの関与を中心に解析をおこなったがポジティブな結果は得られていない。そこで、今後は制御性T細胞やCD8 T細胞機能におけるLaminA/Cの発現変動や変異遺伝子の影響についても解析することで、活性化T細胞運命決定におけるLaminA/Cの役割を明らかにしていく。
日本市場の国際化と独占禁示法体系の再構築-日本構造協議との関係で-

平成四年度申請書に掲げた研究項目を多少変更して研究討論したことを最初に断わっておく。第一のテーマは、共同ボイコットと不当な取引制限(報告者今村成和元北大学長、コメント和田)。本課題は、原則としてカルテル(三条後段不当な取引制限)に対して課徴金を科することする法改正しながら、共同ボイコット(一般指定十五号一項)にも課徴金を拡大したことの法理論的根拠を探るべく、不当な取引制限との関連を検討した。第二のテーマは、競争価格への行政介入(報告者稗貫、コメント来生)。この課題は、特定業種の競争市場において、行政指導による価格コントロールが行われたり、違法な価格カルテルに対して公取委が「価格引下げ命令」を出せるか等自由競争市場において公取委がどこまで介入しうるか難しい課題である。第三のテーマは、独禁法二十三条(知的財産権をめぐる独禁法の適用除外)の解釈論(報告者来生、コメント稗貫)。二十三条の性格と適用除外の範囲をめぐる学説は多岐にわかれ、論争の尽きないテーマである。第四のテーマは、特許権や著作権特に著作権と独禁法との関係(報告者中山伸一横浜国大助教授、コメント来生)。特許や著作権による独占の保護が、国際取引の拡大と共に益々重要性を増している中、特にソフト等の著作権侵害に対処すると共に、どの程度著作権を独占権として保護すべきかにつき、アメリカおよびEC著作権法等との比較法検討を通して討義した。〔村上政博教授(横浜国大)も討論に参加〕。第五のテーマは、不当廉売をめぐる独禁法上の問題(報告者和田、コメント向田)。この問題の第二のテーマと同様、競争価格に対して公取委が不当廉売として(一応「原価割れ」という法の基準はあるが)どこまで介入すべきか具体的適用基準の設定の因難な問題として討議した。本年度は、「独占禁止法、経済法の基本的考え方」「独占禁止法における公共の利益」「競争の実質的制限」「カルテルの成立、性格」「事業者団体と情報交換」「優越的地位の乱用」「国際取引と域外適用」をテ-マとして、合計5回の研究会を実施した。設備備品費で購入した図書は、これらの研究会で報告された以下に列挙するタイトルの原稿作成資料として用い、ワ-プロは、原稿・録音整理、事務連絡等に有効に活用した。「経済法......狭義の社会権的基本権の位置付け......」「独占禁止法の基本的性格......現代社会における競争と競争制限の法理」「公共の利益......石油協定刑事事件最高裁判決を素材として......」「独占禁止法における公共の利益論」「一定の取引分野における競争の実質的制限」「競争の実質的制限について」「一定の取引分野における競争の実質的制限について」「カルテル規制」「カルテルの性格......共同ボイコットについて......」「事業者団体と情報交換」「優越的地位の濫用」「優越的地位の濫用の規制」「独占禁止法の域外適用」「域外適用論の再検討」当初の研究計画に比較して、研究計画に若干の変更があるが、本研究は2年継続で行なわれるものであるので、当初計画で未検討のテ-マについては次年度に検討を行なう予定である。また、これらの提出論文と、研究会の討論テ-プをおこしたものとを編集して、単行本を出版する計画である。
集団主義を支える協調性の認知過程：事象関連電位の個人差と対人関係の関連性を探る

集団主義的な社会において、相手の感情を察しながら関係を構築する「調和追及」の協調性と、周囲から排除されないように振る舞う「排除回避」の協調性が重要な役割を担うとされる。本研究では、事象関連電位(以下、ERPと略す)を用いて、協調性を導く認知過程の解明を目指し、その個人差が対人関係に及ぼす影響を検討することにある。他者表情の変化や排斥時に誘発されるERPを測定し、集団主義尺度との関連を分析する。
脳損傷患者における社会的認知の症候学的特徴とその神経基盤に関する研究

【目的】脳損傷後には多彩な認知機機能障害、行動障害を来し、社会生活が困難となる。閉鎖性の外傷性脳損傷で生じる損傷として、前頭葉を中心とした局在脳損傷と、広範囲な神経軸索の損傷を来すびまん性軸索損傷に大別される。局在脳損傷と比較して、びまん性軸索損傷では点状出血や脳萎縮といった慶昧な触画像所見しか得られないことが多く、詳細な損傷部位や、損傷と症状の関連について明らかでない。本研究では、びまん性軸索損傷における脳構造変化および認知機能障害との関連について調査した。【方法】男性、右利きのびまん性軸索損傷患者10名、年齢性別を合わせた健常者12名を対象とした。息者群の認知機能障害を、WAIS-IIIを用いて調べた。両群に対し、3テスラMRIによりTIMPRAGE画像およひDTI画像を撮像した。SPM8のVBM8、FSLを用い、灰白質・白質の体積低下および白質繊維の拡散具方性について患者群と健常群を検討した。さらに患者群内で・脳構造具常と認知機能の関連についても調べた。【結果】認知標能検査において、WAIS-IIIの結果では、全般的IQの低下が認められた。特に認知の処理速度の項目で2SDを超える著明な低下を示した。脳構造の形態変化に関しては、息者群は健常群と比較して、灰白質では皮質化中心構造の広範囲で、白質では脳梁で強い体積低下を示した。脳梁の体積と認知の処理速度の課題成績に有意な正の相関が認められた。脳梁と解剖学的に神経結合のある頭頂葉を結ぶ線維の自質具方性は患者でほぼ低下しており、さらに、患者騨内で認知の処麹遠度の課題成績と関連が認められた。頭頂業あ灰白質領域の体積は健常群との差は小さかった。【考察及び意義・重要惟】脳梁との関連が示唆された認知の処理速度については、灰白質の障害ではなく、左上・下頭頂小葉と脳梁を連絡している白質線維の障害が関与している可能性が示唆された。脳損傷患者の後遺症は、本邦ではその支援体制の遅れから、漠然と「社会生活の困難さ」として捉えられ、十分な治療を受けられないでいることが問題としぞ挙げられる。本研究は脳構造の変化という、客観的指標を用いて脳損傷患者の病態を把握するものであり、問題の核と残存機能の樋別を可能にするとともに、有効な治療介・リハビリテーションの遵入に寄与する。(抄録なし)脳損傷後には多彩な認知機能障害を中核とする後遺症を来たし、社会生活が困難となる。後遺症として生じる認知機能障害のうち、社会的認知に着目し、脳損傷患者の社会的認知の障害が、その社会生活にどのような影響を与えるか検討した。さらに、MRI画像を用い、脳損傷患者に生じる社会機能障害の神経基盤を明らかにした。方法として、脳損傷患者の後遺症における種々の認知機能と社会機能の障害を評価した。すなわち、認知機能に関しては、知能・記憶・遂行機能に加え、社会的認知を多面的に評価した。また、社会機能は社会参加および主観的満足度を指標とした。3テスラMRIにより脳構造異常を検出した。以上を統合し、脳損傷後遺症の病態を、脳構造/認知機能/社会機能の3つの水準で評価し、それらの関連を検討した。結果、脳損傷患者は、基本的な情動の認知や他者の意図を推測する能力など、社会的認知の複数の面で障害を示すことが明らかとなった。この障害は、知能・記憶・遂行機能などの基本的な認知機能とは独立した固有の認知機能障害であることも示された。さらに、この社会的認知の障害が重篤なほど、行動面の評価である社会機能が低下していることを明らかにした。これらの結果は、外傷性脳損傷患者における社会的認知の障害が、社会機能低下の要因となることを示している。社会的認知の評価およびリハビリテーションが、社会機能向上に寄与することを示唆する重要な結果である。また、脳損傷患者のうちびまん性軸索損傷の慢性期の画像所見では、特徴的な構造異常が肉眼上は明らかではないため、3テスラT1画像を用い、脳灰白質及び白質体積について、全脳レベルで同年代の健常対象者と比較し、脳体積の減少部位を検出した。その結果、灰白質においては視床や大脳基底核、帯状回、島皮質などにおいて、白質では脳梁において統計学的に有意な体積低下が認められた。さらに、他者の意図を推測する能力が低いほど被殻、尾状核、島皮質の体積が減少していることを示した。びまん性軸索損傷群における社会的認知の障害の背景には、これらの脳部位が社会的認知の神経基盤と想定される前頭葉・側頭葉のネットワークの異常に関与している可能性が示された。【方法】

男性、右利きのびまん性軸索損傷患者10名、年齢性別を合わせた健常者12名を対象とした。息者群の認知機能障害を、WAIS-IIIを用いて調べた。両群に対し、3テスラMRIによりTIMPRAGE画像およひDTI画像を撮像した。SPM8のVBM8、FSLを用い、灰白質・白質の体積低下および白質繊維の拡散具方性について患者群と健常群を検討した。さらに患者群内で・脳構造具常と認知機能の関連についても調べた。【結果】認知標能検査において、WAIS-IIIの結果では、全般的IQの低下が認められた。特に認知の処理速度の項目で2SDを超える著明な低下を示した。脳構造の形態変化に関しては、息者群は健常群と比較して、灰白質では皮質化中心構造の広範囲で、白質では脳梁で強い体積低下を示した。脳梁の体積と認知の処理速度の課題成績に有意な正の相関が認められた。脳梁と解剖学的に神経結合のある頭頂葉を結ぶ線維の自質具方性は患者でほぼ低下しており、さらに、患者騨内で認知の処麹遠度の課題成績と関連が認められた。頭頂業あ灰白質領域の体積は健常群との差は小さかった。【考察及び意義・重要惟】脳梁との関連が示唆された認知の処理速度については、灰白質の障害ではなく、左上・下頭頂小葉と脳梁を連絡している白質線維の障害が関与している可能性が示唆された。脳損傷患者の後遺症は、本邦ではその支援体制の遅れから、漠然と「社会生活の困難さ」として捉えられ、十分な治療を受けられないでいることが問題としぞ挙げられる。本研究は脳構造の変化という、客観的指標を用いて脳損傷患者の病態を把握するものであり、問題の核と残存機能の樋別を可能にするとともに、有効な治療介・リハビリテーションの遵入に寄与する。研究計画に基づき、対象者のデータ収集、解析が着実に行われている。MRI撮像、心理検査ともに、目標対象者数の3分の2以上のデータ収集をすでに終え、予備的解析を行った。結果は2013年に学会発表予定であり、演題採択されている。また、症候学的特徴に絞ってまとめた論文を、国際雑誌のBrain Injuryに投稿中である。今後さらに症例数を増やし、多面的な解析を行うことで更なる成果が期待される。現在予定症例数の3分の2のデータ収集を終えており、残り3分の1を今年度の前半で収集可能の予定である。また、結果の解析は全データの収集後にこれまでの結果と合わせて再度解析を行う。現段階で研究計画に基づき計画以上に進展しており、これまで通りの方針で継続していく。(抄録なし)
慢性関節リウマチ滑膜細胞のTNF-α産生を刺激するT細胞膜抗原の遺伝子解析

1ヒト臍帯血管内皮細胞(HUVEC)を使った実験系で、血管外遊走を阻止するモノクローナル抗体4C8を得た。この抗体の認識する4C8抗原はヒト末梢血T細胞、単球に発現し新規と考えられる分子である。2この抗体はヒトT細胞のHUVECへの接着を阻止せず、接着後の内皮細胞間をくぐり抜けるtransmigration過程を選択的に阻止した。3この抗体による阻止実験により、T細胞のtransmigrationがインテグリン分子を介さないことが明らかになった。4固相化したこの抗体により、CD26hiT細胞選択的にchemokineticな細胞運動が亢進し、またアクチンの重合化が誘導されることが明らかになった。すなわち、内皮細胞上のリガンドによるT細胞4C8抗原刺激はT細胞の運動性を高め、これがtransmigrationを引き起こすと考えられた。5これまで内皮細胞接着後のT細胞のtransmigrationに関わる分子群は長く不明であったが、今回の研究によってその一部が明らかになった。6さらにこの抗体の添加によって、T細胞と関節滑膜細胞との共培養によって産生されるTNF-a、IL-8の産生が有意に阻止された。7抗体を使ったイムノスクリーニングで、4C8抗原をコードする遺伝子の大腸菌発現クローニングを試みた。しかし、陽性プラークを得ることができなかった。そこで方法を変更し、COS7を使った発現クローニングが進行中である。研究目的)慢性関節リウマチなどの慢性炎症性疾患の成立・進展において、持続的な末梢血単核球の血管外組織への浸潤は必須である。このような単核球の血管外浸潤に関与する分子を明らかにするため、われわれはin vitroの血管モデルを使い、Tリンパ球の血管外遊走を阻止する抗体を作製することを試みた。その中で、T細胞の血管内皮細胞接着を阻害せず、接着後の内皮下への遊走のみを阻止するモノクローナル抗体4C8を得た。抗4C8抗体はT細胞膜上抗原を認識するが、この抗体は滑膜細胞・T細胞共培養によるTNF-α・IL-8産生を抑制する可能性のほか、T細胞活性化関連分子であることがわかり、慢性炎症発症機序に重要な役割を担う分子と推定された。そこで、この分子の構造や生物学的機能を明確にするため、抗4C8抗体によって認識される分子をコードする遺伝子のクローニングを目的とした。研究実績)平成9年度は、4C8抗原を強発現するcell lineの分析DNAをファージベクターγgtllに組み込み、遺伝子ライブラリーの作製がすでに終了し、さらにこのファージを大腸菌に感染させ、抗4C8抗体を使ったイムノスクリーニングを行っている段階である。現在まで予定通り進行しており、平成10年度には目的遺伝子の塩基配列を決定する予定である。2この抗体はヒトへT細胞のHUVECへの接着を阻止せず、接着後の内皮細胞間をくぐり抜けるtransmigration過程を選択的に阻止した。すなわち、内皮細胞上のリガントによるT細胞4C8抗原刺激はT細胞の運動性を高め、これがtransmigrationを引き起こすと考えられた。

7抗体を使ったイムノスクリーニングで、4C8抗原をコードする遺伝子の大腸菌発現クローニングを試みた。しかし、陽性プラークを得ることができなかった。そこで方法を変更し、COS7を使った発現クローニングが進行中である。
炎症とミトコンドリア不全を標的としたサルコペニア予防のための新たな栄養戦略

本年度は以下の成果を得た。1)培養細胞での検討:昨年度までにイソフラボンの一種daidzeinが骨格筋細胞において脂質酸化関連遺伝子の発現を増加させることを見出した。本年度はさらにdaidzeinが酸化的リン酸化に関わる遺伝子の発現も増強すること、またこれら遺伝子のプロモーター領域をもちいたレポーターアッセイによって、その効果が転写因子ERRαを介することを明らかとした。現在これらの結果をまとめ、国際誌への投稿準備中である。また昨年に続き、食品由来ポリフェノールの一種である没食子酸に着目し、その機能について検討を行った。その結果、本ポリフェノールがマクロファージや培養筋芽細胞、さらには培養肝細胞など複数の細胞において、脂肪酸やLPSで誘導される炎症に対する抑制効果を持つこと、そのメカニズムとして酸化ストレス制御機構を介していることを明らかとした。これらの研究結果の一部をまとめ、国際誌に発表した。2)動物での検討:これまでに骨格筋の代謝産物である乳酸が骨格筋細胞株の分化を促進することや、破砕骨格筋を用いた筋再生動物モデルにおいても、筋の再生・肥大を促進する可能性を明らかとした。さらに本年度は、骨格筋組織より採取した初代培養筋芽細胞でも同様の検討を行い、乳酸が筋芽細胞の分化を促進する結果を得た。これらの結果をまとめて国際誌に発表した。また、低糖質食が骨格筋に与える影響を明らかとするために、低糖質食単独、もしくは低糖質食と運動の同時負荷をマウスに行い、骨格筋および心筋に与える影響を代謝遺伝子発現を中心に検討した。その結果、心筋・骨格筋とも低糖質食を長期摂取すると、脂質利用に関わる遺伝子発現が上昇するのに対し、糖やケトン体利用に関わる遺伝子の発現は低下する一方で、運動の同時負荷を行うと、これらの遺伝子発現の低下が軽減することを見出した。これらの結果をまとめ、国際誌に発表した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1)培養細胞での検討:我々の研究室では大豆イソフラボンが筋培養細胞の代謝に与える影響を検討してきた。本年度はミトコンドリア代謝調節に重要な転写因子の1つERRαに着目し、その標的遺伝子の発現制御効果について検討を行った。その結果イソフラボンの1種Daidzeinがpyruvate dehydrogenase kinase isozyme 4 (PDK4)やmedium-chainacyl-CoA dehydrogenase (MCAD)などの遺伝子発現を増加させること、ERRα阻害剤によりその効果は減弱することなどを明らかとした。さらにPDK4プロモータを用いたレポーターアッセイにより、DaidzeinがPDK4の転写活性を直接増強させることを確認した。その他、骨格筋のエネルギー代謝産物である乳酸が筋の主要な構成蛋白質であるミオシンの発現を促進する可能性や、食品ポリフェノールの一種である没食子酸が飽和脂肪酸誘導性炎症を抑制する可能性などを見いだしており、今後はこれらのメカニズムについても検討を行う予定である。2)動物での検討:サルコペニアの主要な原因として低栄養や運動不足などが知られている。そこで本年度は、これらの状態を模したモデルマウスの作成を試み、筋の代謝変化や組織学的な検討を行った。低栄養モデルとして、エネルギー産生の律速酵素であるクエン酸合成酵素のノックアウトマウスに低糖質食を投与したモデルを使用し、筋のエネルギー代謝関連遺伝子変化を検討した。この結果、心筋では糖、脂質、ケトン体などの取り込みや利用に関わる遺伝子の発現が上昇するのに対し、骨格筋においてはこれら遺伝子の発現に変動はほとんど認められないことを明らかとした。現在は、専用器具によりマウスの下肢を懸垂して運動を制限するモデルの作成も行っており、今後はその解析に着手する予定である。研究実績に述べたように本年度は食品や栄養因子が骨格筋の代謝に与える影響について、幅広い研究を行なった。特にこれまで検討してきた大豆イソフラボンについては、PDK4やMCADといった筋の主要なエネルギー代謝関連遺伝子の発現調節機能を有すること、またそのメカニズムの一端にERRαが関連する可能性などを明らかにすることができた。また、大豆イソフラボンだけではなく、エネルギー代謝産物である乳酸や、食品ポリフェノールの一種である没食子酸といった新たな因子について、サルコペニアの病態改善に応用しうる新たな知見を得ることができた。また動物を用いた検討においては、低栄養と運動制限という2つの側面から病態モデルを作成し、骨格筋のエネルギー代謝について詳細な解析に着手することができた。特に低栄養モデルにおいては、心筋と骨格筋のエネルギー代謝調節の適応変化の相違について興味深い知見を得た。以上の理由から、研究は十分に行なわれており、かつ計画の達成度も予定通り順調であると判断した。1)培養細胞での検討:我々はこれまで大豆イソフラボンが骨格筋細胞のエネルギー代謝に与える影響を検討してきた。昨年度に引き続き骨格筋のミトコンドリア機能の調節や脂質代謝の調節に重要な転写因子に着目し、その標的遺伝子の発現制御に大豆イソフラボンが与える効果について検討を行った。その結果イソフラボンの1種Daidzeinがpyruvate dehydrogenase kinase isozyme 4 (PDK4)やmedium-chainacyl-CoA dehydrogenase (MCAD)などの遺伝子発現を増加させ、その効果が転写因子ERRαおよびPPARαを介する可能性を見出した。

その結果、本ポリフェノールが脂肪酸やLPSで誘導される炎症に対する抑制効果を持つこと、そのメカニズムとして酸化ストレス制御機構を介している可能性を見出した。2)動物での検討:昨年度の検討で、骨格筋の代謝産物である乳酸が骨格筋培養細胞の分化を促進するとともに、構成蛋白質であるミオシンの発現を増強する可能性を見出したため、本年は動物を用いて、上記結果のin vivoでの再現性について検討を行った。この結果、破砕骨格筋を用いた筋再生動物モデルにおいても、血中乳酸値の増加により筋の再生・肥大が促進されることを明らかとした。また、昨年度より継続して、低栄養モデルとして、クエン酸合成酵素(CS)のノックアウトマウスに低糖質食を投与したモデルを使用し、代謝変化の詳細について検討した。この結果、心筋では糖、脂質、ケトン体などの取り込みや利用に関わる遺伝子の発現が上昇するのに対し、骨格筋においては蛋白合成系の抑制が認められ、また速筋を中心とした筋繊維の萎縮が生じる可能性を見出した。昨年度に続き、本年度も食品や栄養因子が骨格筋の代謝に与える影響について、幅広い研究を行なった。特にこれまで検討してきた大豆イソフラボンについては、PDK4やMCADといった筋の主要なエネルギー代謝関連遺伝子の発現調節機能を有すること、またそのメカニズムの一端にERRαやPPARαなどの一連のエネルギー代謝関連転写因子群が関連する可能性などを明らかにすることができた。また、没食子酸については強い酸化ストレス制御機構、炎症抑制作用を有することを見出し、サルコペニアの病態改善に応用しうる新たな知見を得ることができた。一方動物を用いた検討においては、乳酸の上昇が骨格筋の再生や肥大を促進するという新しい知見を得ることができた。また低栄養モデルにおいては、心筋と骨格筋のエネルギー代謝調節の適応変化の相違について、心筋は自身のエネルギー代謝を積極的に亢進するのに対し、骨格筋では代謝を抑制する、という組織適応の違いを明らかとするなど、興味深い知見を得た。以上の理由から、研究は十分に行なわれており、かつ計画の達成度も予定通り順調であると判断した。本年度は以下の成果を得た。1)培養細胞での検討:昨年度までにイソフラボンの一種daidzeinが骨格筋細胞において脂質酸化関連遺伝子の発現を増加させることを見出した。本年度はさらにdaidzeinが酸化的リン酸化に関わる遺伝子の発現も増強すること、またこれら遺伝子のプロモーター領域をもちいたレポーターアッセイによって、その効果が転写因子ERRαを介することを明らかとした。現在これらの結果をまとめ、国際誌への投稿準備中である。また昨年に続き、食品由来ポリフェノールの一種である没食子酸に着目し、その機能について検討を行った。
核融合炉第一壁候補鉄鋼材料JLF1鋼の強度特性に関する研究

実証炉以降での実用を目指し、研究代表者を含む東京大学のグループによって開発された核融合炉炉心構造材料の候補材JLF-1鋼について、中性子重照射下を含む種々の環境下における強度特性評価が、主として微小試験片技術を用いて広範に実施された。JLF-1鋼のようなフェライト/マルテンサイト鋼の照射環境での使用にあたっては、照射による延性脆性遷移温度の上昇(照射脆化)が大きな問題となるが、本研究の結果から、微小シャルピー試験片を用いた最大約60dpa照射の条件下においても、JLF-1鋼の場合、最高遷移温度は約20dpaにおいて255K程度であることが示され、依然として室温以下に留まるものであることが明確になった。また、遷移温度の試験片サイズ依存性は極めて弱く、遷移温度評価の標準サイズ試験への外挿が直接可能であることが示された。このことは、耐ボイドスウェリング性などの優れた照射下組織安定性とともに、JLF-1鋼が照射下での強度特性の面においても極めて安定であり、核融合炉炉心構造材料として十分機能し得ることを示したものといえる。SSJサイズ、Wサイズ試験片を用いた引張り試験を室温および高温(照射温度)において系統的に実施した結果、0.2%耐力の照射量依存性は最初照射量とともに増加するが、1520dpaにおいて極大を示しさらに照射を行なうと逆に低下する傾向にあることが示された。低下は約3540dpaにおいて緩やかとなり、それ以上の照射量においては一定値を保って飽和する傾向にあることが明らかになった。DBTTの照射量依存性も約1530dpaにおいて上昇の極大を示す傾向にあることから、引張り試験の結果と合わせ考えるとこのDBTTの変化は、主として照射硬化に起因していることが明らかであって、JLF-1鋼の場合、照射特有の有害な析出等による脆化を危惧する必要は無いことが結論出来た。微小シャルピー衝撃試験片(1.5mmサイズ、1/3サイズ)、微小引張り試験片(SSJサイズ、Wサイズ)の作成技術は、本科学研究費補助金によって開発・発展させることが可能となってものであり、研究の効率的な推進にとって大きく寄与した。引張り試験については、実施計画の遅れもあり、本研究の第2年度(平成10年度)に主要部分の実施を予定しているが、現在までに得られている結果からは、約20dpaにおいて照射硬化の極大を有する傾向が明らかになりつつあり、衝撃試験での遷移温度の変化は主として照射硬化に起因するとの予測が得られつつある。