hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞極性を制御する多機能タンパク質複合体の構造と機能

これは、GFPのN末端断片とC末端断片を別々のタンパク質に融合させ、相互作用があったときにGFP蛍光が検出できる方法である。Bud8とRax2との相互作用検出に応用し、細胞内での相互作用部位を特定できたので、この相互作用について詳しく解析し、論文として発表した。近傍タンパク質への標識転移のために、より特異的にGFPシグナルを得ることができるため、この系での光増感を検討している。iTRAQによる定量プロテオミクス解析で、リボソーム関連分子がBud32欠損株と野生型株で大きく変動していることを昨年度に見出したが、最近、この多機能タンパク質複合体がRAN修飾を通じて翻訳制御に関わるという報告がなされたので、それとの関連に注目しながら再度解析をやり直している。また、リン酸化を簡便に効率良く検出するために、チタニアなどコートしたMALDIプレートも用いてリン酸化ペプチドを選択的に濃縮する方法を検討した。いくつかの金属酸化物をコートしたプレートでのリン酸化ペプチドの分析が可能なことや、チタニアの薄層の生成法についても検討した。細胞の非対称分裂に代表される細胞極性は、様々な生命機能の発現の根幹にある重要な現象である。本研究では、出芽パターンの決定に関与する多機能タンパク質複合体(KEOPS/EKC複合体あるいはBud32複合体とも呼ばれている)の翻訳後修飾やタンパク質間相互作用の解析によって、出芽酵母の細胞極性の決定機構を明らかにする。本年度は、以下に述べるような成果を得た。Bud32欠損株での発現差異解析の結果を再検討した。特に翻訳後修飾を網羅的に検出するために、質量差を許容してLC-MSMSの結果を探索する手法を検討した。この方法で、多くの翻訳後修飾を受けたペプチドを検出できることを明らかにした。また、KillerRedを用いて二分子蛍光相補性解析が行えるようにするための検討を行った。最終年度であるので、これまでの結果をまとめ、Geneticsに論文として発表した。Bud32を欠損させるとランダムな部位から出芽が起こることは既に報告されていたが、複合体の構成タンパク質をコードする遺伝子の欠損株を用いた解析から、Bud32を含む複合体が、出芽部位選択に関与することを明らかにした。出芽部位選択には、Bud32のキナーゼ活性が必須であった。Bud32はSch9によってリン酸化されるが、このリン酸化は、Bud32複合体による出芽部位選択には関係していなかった。出芽部位のマーカーであるBud8とBud9のうち、Bud9を欠損させると、Bud32複合体の欠損によるランダムな出芽が観察されなくなったので、Bud32複合体はBud9の局在を制御していると考えられた。実際、Bud32複合体の欠損株では、Bud8の局在は正常であったが、Bud9の局在は異常であった。Bud8,Bud9の局在に関連しているRax2の局在は、Bud32複合体欠損株では正常であった。昨年度に発表したSplit-GFP法による細胞内でのBud8,Bud9とRax2との相互作用を考慮すると、Bud32複合体は、Rax2とBud9との相互作用を制御していると考えられた。
非平衡凝縮プロセスにおける速度論的同位体分別:惑星物質科学への応用

初期太陽系円盤において,固体物質は気相からの凝縮でつくられたと考えられている.凝縮時に速度論的同位体分別が起こる可能性があるが,その理解はこれまで不十分である.主要鉱物である鉄,高温で最初に凝縮する鉱物コランダムに注目し,凝縮時の速度論的同位体分別を初めて定量的に求めることをめざし,凝縮実験をおこない,制御された条件で凝縮の速度論パラメータを得るための手法開発に成功した.初期太陽系円盤において,固体物質は気相からの凝縮でつくられたと考えられている.一旦,気相を経ることで太陽系固体物質にみられる同位体の均質性も説明される.始原隕石コンドライト構成物質のなかには形成に凝縮過程が関与したと考えられる物質が多数存在する.凝縮は初期太陽系での物質進化の鍵となる化学反応である.初期太陽系円盤での様々な時間スケールでの凝縮を理解するためには,凝縮の速度論的理解が必要であるがようやく室内実験で理解されつつある状況である(e.g., Tachibana et al., 2011).また,凝縮時に速度論的同位体分別が起こる可能性があるが,その理解は不十分である.本研究計画では,主要鉱物である鉄,初期太陽系で最初に凝縮する鉱物コランダムに注目し,凝縮時の速度論的同位体分別を初めて定量的に求めることをめざす.金属鉄凝縮実験の高精度化をはかり,不均一核形成させる基盤の研磨状況などを確認し,その後の分析への利便性を考え,研磨されたコランダム単結晶上へ凝縮させることとした.凝縮速度の決定および同位体分析用の試料準備のために集束イオンビーム装置(FIB)での試料加工加工技術を開発した.コランダムの凝縮速度論に関する論文は現在準備中である.当該年度開始時に所属が変わったため,実験装置を全体を移設することになり,移設の結果,装置の真空度が上がらないトラブルが発生し,真空排気装置を交換することになり,実験を終わらせることはできなかった.その後,装置は復旧し,基盤材料としてのフォルステライト結晶も準備できたため,今後実験を継続することが可能な状態となった.実験装置修理の期間を利用して,凝縮時の酸素同位体分別を調べるための同位体濃縮水蒸気導入ラインの製作を他の装置を使って実施し,開発が完了した.初期太陽系円盤において,固体物質は気相からの凝縮でつくられたと考えられている.凝縮時に速度論的同位体分別が起こる可能性があるが,その理解はこれまで不十分である.主要鉱物である鉄,高温で最初に凝縮する鉱物コランダムに注目し,凝縮時の速度論的同位体分別を初めて定量的に求めることをめざし,凝縮実験をおこない,制御された条件で凝縮の速度論パラメータを得るための手法開発に成功した.初期太陽系円盤において,固体物質は気相からの凝縮でつくられたと考えられている.一旦,気相を経ることで,太陽系固体物質にみられる同位体の均質性も説明される.始原隕石コンドライト構成物質のなかには形成に凝縮過程が関与したと考えられる物質が多数存在する.凝縮は初期太陽系での物質進化の鍵となる化学反応である.初期太陽系円盤での様々な時間スケールでの凝縮を理解するためには,凝縮の速度論的理解が必要であるが,ようやく室内実験で理解されつつある状況である.また,凝縮時に速度論的同位体分別が起こる可能性があるが,その理解は不十分である.本研究計画では,主要鉱物である鉄,初期太陽系で最初に凝縮する鉱物コランダムに注目し,凝縮時の速度論的同位体分別を初めて定量的に求めることをめざす.当該年度は金属鉄凝縮実験の高精度化をはかった.不均一核形成させる基盤の研磨状況などを確認し,その後の分析への利便性を考え,研磨されたコランダム単結晶上へ凝縮させることとした.また,凝縮速度の決定および同位体分析用の試料準備のために集束イオンビーム装置(FIB)での試料加工試験もおこない,加工技術を開発した.さらに同位体分析のための打合せを専門家とおこない,ICP-MS(誘導結合プラズマ質量分析装置)による高精度分析,SIMS(二次イオン質量分析計)による高空間分解能分析の両者を引き続き検討することとした.コランダムに関しては凝縮実験は研究グループ内で成功し,速度論パラメータの取得に成功した.金属鉄に関しては予定以上に順調に進行しており,同位体分析の前段階までの技術開発は終了し,また実験も進行しており,研究年度終了までに同位体分別の評価が可能になると考えている.コランダムに関しては凝縮実験までは成功した.しかし,凝縮量が少なく,同位体分析が充分におこなえるかどうかは今後の課題である.金属鉄の実験は当初予定どおり継続し,同位体分析をおこなう.コランダムに関しては凝縮量が少なく同位体分別の評価が困難となった場合には凝縮の逆反応である蒸発時の酸素同位体分別の評価をおこなう.蒸発に関する同位体分別についてもコランダムはわかっていない状況である.代表者の異動にともない,実験装置の移設をおこなう.移設に際して不具合など発生する可能性もあり,装置およびその周辺の物品購入が主となる.また,結果を学会等で発表するための旅費も使用する.
環境に配慮した工程短縮型高精度歯車加工法－振動歯切り加工法の開発－

【最終年度に実施した研究の成果】昨年度試作した工作物振動歯切り装置の改良を行った.本装置は工作物を振動させる機構の剛性が不足していたため,工作物振動用アームの支持部構造の変更,振動装置とホブ盤の接続方法の改良を行い「工作物を一定振幅で安定して振動させる」技術を確立した.更に加工条件の探索を行い,歯車の右歯面の加工精度を安定して向上させることに成功した.また,工作物を皿ばねで支持することで生じる微小振幅の自励振動を積極的に利用することで,強制振動による工作物振動歯切り装置と同等の効果が得られることを示した.最終年度では計3本の英文雑誌への論文投稿を行ったがいずれも掲載に至らなかったため,内容の見直しと再実験を行い,再投稿を行う計画である.【研究期間全体を通じて実施した研究の成果】本研究期間では,(1)ホブ振動歯切り装置,(2)工作物振動歯切り装置,という二種類の振動応用型歯車加工法について研究を行った.(1)ホブ振動歯切り装置は工具に強制振動を与えて歯車加工を行う装置であり,本研究の前段階から実験装置の開発を行っていた.本研究期間の研究で,歯切り装置の振動伝達機構のモデル化および最適加工条件の検討,放射温度計を用いた信頼性のある加工温度測定法の開発およびホブ振動による加工温度低減効果の定量化を行った.本成果は,環境負荷の少ないドライ加工の欠点である「加工温度の上昇」を抑制できる歯車加工技術の開発基盤となるものである.(2)工作物振動歯切り装置は工作物に強制振動を与えて歯車加工を行うものであり,本研究期間中に実験装置の開発を行った.工作物歯面に生じる送りマーク除去を目的とし,装置改良等を行い安定運用に成功した.現在,右歯面の加工精度を大幅に向上する効果が得られており,将来的には研削加工を用いずにホブ盤のみで仕上げ加工を可能とする歯車加工法として期待できる.本研究の目的は「環境負担が少なく経済性・生産性の高い高精度ドライ歯車加工法の開発」である.今年度の研究では,前年度までに開発し,顕著な加工温度低減効果が得られた「ホブ振動歯切り装置」について,(1)装置のメカニズム解明,(2)加工温度低減効果の定量化,の二点を行う計画であった.以下,詳細を示す.1.「ホブ振動歯切り装置のメカニズム解明」について,ホブ振動機構全体のモデル化を行った.ホブ振動機構は複数枚の皿バネに与圧をかけて使用している.今回,アルメンラズロ式およびニュートン法により合成ばね定数を算出し,これを用いたホブ振動機構の数学モデルを提案した.更にホブを振動数600Hz1,000Hzの範囲で強制振動させホブ振幅を測定する実験を行い,実験結果と数学モデルより得られた計算値が良く一致することを確認した.以上から強制外力の振動数に対応するホブ振幅の理論値が計算可能となり,これまで経験的に行ってきた振動ホブの設定を論理的に行うことができるようになった.本成果は国際会議MPT2017にて発表した.2.「ホブ振動歯切り装置における加工温度低減効果の定量化」について,熱電対を用いた加工中の工作物温度の直接測定を行った.また,従来よりも信頼性の高い,熱放射温度計を用いた加工温度の間接測定法を考案した.熱放射温度計は測定対象の材質により放射率が変化するため,測定対象を切りくずのみに限定し材質を一種類に絞ることで,より直接測定に近い測定が可能であることを確認した.本手法により,歯車加工における簡便かつ精度の良い加工温度測定を実現することができる.本成果について学会発表を行った.平成28年度は,(1)ホブ振動歯切り装置のメカニズム解明,(2)ホブ振動歯切り装置における加工温度低減効果の定量化,の二点について主に研究を行った.【現在までの達成度】上記(1)について,本年度の目標であった「ホブ振動歯切り装置のモデル化」を実現し,実験装置と同等の特性を有することを確認した.今後,本モデルを利用した装置の最適化について考える必要がある.上記(2)について,本年度の目標であった加工温度の直接測定および間接測定の高精度化を実現した.ただし加工温度の直接測定について,まだ連続的な温度測定が可能なシステムとはなっていないため,今後もシステムの改良が必要である.一方,「工作物振動歯切り装置の新規開発」の研究にも着手し,装置の設計,試作を行っている.試作により振動装置の剛性不足など様々な問題が明らかになっており,今後の装置改良について有益な情報を得ることができた.本装置は「ホブ振動歯切り装置」と比較し,既存の工作機械への簡便な実装が可能であるため,振動切削加工による歯車の高精度化,低コスト化を推進するために必要な技術である.更に,本研究の母体となる振動切削の研究,歯車の衝突振動に関連するバウンシングボール系の研究など,関連事項についても積極的に研究を進めている.以上の理由から,研究はおおむね順調に進展しているといえる.本研究の目的は「環境負担が少なく経済性・生産性の高い高精度ドライ歯車加工法の開発」である.本課題では,(1)ホブ振動歯切り装置の有する加工温度・切削力低減効果の定量化およびメカニズム解明,(2)工作物を振動させる工作物振動歯切り装置の新規開発,の2点を研究目的としている.

(1)ホブ振動歯切り加工のメカニズム解明の一環として,前年度考案した振動ホブ機構の力学モデルによる考察および実験より,ホブ振動歯切り装置の最適加工条件について検討した.その結果,本加工装置の安定性はホブ振動機構の振動数に依存すること,工具振動数を決定した後に工具振幅を変化させることで最適加工条件が得られることを明らかにした.また,ホブ振動速度と加工面の関係から,ホブ振動速度の増加に伴い加工面粗さが向上する傾向がみられるが,ホブ振動速度が一定値を超えると加工面粗さが増加傾向に転じるため,加工条件には限界が存在することを明らかにした.次に加工温度低減効果の定量化について,前年度考案した熱放射温度計による間接測定法を用い,加工温度測定実験を行った.切込み深さと加工温度の関係から,歯たけの約13%の切込み量を境界として加工温度の増加傾向が変化することを明らかにした.本成果は国際会議ISEM17にて発表した.切削力低減効果の定量化については,実験準備段階である.(2)工作物振動歯切り装置の新規開発について,申請時に構想した「工作物をアームによりホブ送り方向に強制振動させる実験装置」が完成した.また,本装置により,歯車の歯すじ方向の右歯面粗さが約1/5に向上する結果が得られた.本装置は,皿ばねに与える与圧により加工特性が変化するため,加工条件について更に検討する必要がある.平成29年度は主に,(1)ホブ振動歯切り装置のメカニズム解明(振動機構の最適化の検討)および加工温度低減効果の定量化,(2)工作物振動歯切り装置の新規開発,の二点について研究を行った.(1)のホブ振動歯切り装置は,「工具(ホブ)」に強制振動を与えながら行う歯車加工装置であり,前年度,振動機構のモデル化を行った.今年度は,実験およびモデル考察により,ホブ振動歯切り装置の最適加工条件について検討した.ホブに与える振動数と振幅を変化させ,歯面粗さ,歯形誤差,歯すじ誤差を用いて評価した結果,振動数740Hzのとき加工品質が安定すること,このときの最適加工条件は振幅1.8μmであることがわかった.本加工装置の安定性は工具振動数に依存すると考えられるため,最適条件の決定は,工具振動数を決定した後に工具振幅を決定するという手順が望ましいとの知見が得られた.また,歯すじ方向歯面粗さはホブ振動速度の増加に従い減少するが,ホブ振動速度が9200μm/sを超えると増加傾向に転じるため,振動加工の限界が存在すると考えられる.以上から,目標である「ホブ振動歯切り装置のメカニズム解明」について具体的なパラメータの最適値,最適化の手順および加工限界について示すことができた.(2)の工作物振動歯切り装置は,「工作物(ワーク)」に強制振動を与えながら行う新しい歯車加工装置である.今年度は,当初構想した,工作物直下に設置したアームにより工作物を上下させる機構が完成した.また,本装置により歯車の右歯面粗さが約1/5に向上するという結果が得られた.以上から,目標である「工作物振動歯切り装置の新規開発」がおおむね達成できた.ただし,現状,左歯面粗さが悪化する現象が確認されているため,振幅,振動数などの加工条件について再検討が必要である.以上の理由から,研究はおおむね順調に進展しているといえる.【最終年度に実施した研究の成果】昨年度試作した工作物振動歯切り装置の改良を行った.本装置は工作物を振動させる機構の剛性が不足していたため,工作物振動用アームの支持部構造の変更,振動装置とホブ盤の接続方法の改良を行い「工作物を一定振幅で安定して振動させる」技術を確立した.更に加工条件の探索を行い,歯車の右歯面の加工精度を安定して向上させることに成功した.
高速単一細胞伸展装置の開発

あらゆる細胞が伸展刺激に応答することが明らかになりつつある。その分子機構を知るには機械センサーの同定が一義的に重要である。これまでにCa^<2+>透過性SA(Stretch activated)チャネルが伸展センサーとして同定され、その活性化が細胞内Ca^<2+>レベルの上昇を導くことが分かっている。しかしCa^<2+>が細胞のどの場所からどのような時間経過で上昇するのかは全く分かっていない。これを知るには単一細胞を顕微鏡の視野内で移動させずに定量的かつ高速に伸展する技術が必要である。本申請では伸展刺激依存性Caトランジェントの高時空間分解能測定を実現する高速単一細胞伸展装置を開発した。【単一細胞伸展装置の原理と方法】厚さ00番のプラズマコートしたカバーグラス2枚を200μmの間隔でシリコンチャンバーの底面に機械的に密着させることができた。したがって、チャンバーを伸展すれば伸展される部分は2枚のカバーグラスにはさまれた200μmの部分だけである。血管内皮細胞ならば200μmの間隔には1-3個の細胞が存在する。一方のカバーグラスをステージ上に固定し、もう一方のカバーグラスを引っ張り、固定されているカバーグラスの端に近い細胞を観察すれば60倍の対物レンズを用いても決して視野から外れることはなく、細胞が引っ張られた方向に伸展する様子が、焦点もずれることなく観察することができた。可動側のカバーグラスはピエゾ素子を用いて高速に駆動することができた。【本装置でおこなった実験】・40μm(全長の20%相当)を伸展するのに約15msecの速さで伸展することが可能であった。・単一血管内皮細胞の伸展様子を解析することができた。・細胞内Caトランジェントの時空間挙動を解析することができた。
海藻における新規な性フェロモンとその生合成機構の解明

これまで、研究されていなかった海産緑藻の性フェロモンの探索を行い、次のような成果を得た。ハネモの配偶体成熟条件を確立するために、千葉県銚子市君ヶ浜(1月初旬)で採取したオオハネモをバットに入れ、自然光下で、水温を14.5°Cに保ちながらエアポンプでバブリングしながら室内培養を行った。その結果、培養開始後3日目に、オレンジ色の配偶嚢を付けている成熟配偶体が得られることが分かった。また、雄性配偶体と雌性偶体を選別し、別々のビーカーに入れて培養を約12時間継続することによって雌・雄両配偶体から各々配偶子を人為的に放出できることが明らかになった。2)オオハネモの雌性配偶子の雄性配偶子誘引活性上記のようにして、放出された雌・雄両配偶子懸濁液を混合し、数分間放置後、検鏡することによって雌性配偶子の周りに多数の雄性配偶子が誘引されていることが確認された。つまり、上記のような条件で雄性配偶子誘引活性を有する雌性配偶子懸濁液を調製できることが明らかになった。3)オオハネモの雄性配偶子誘引活性物質上記のようにして、得られたオオハネモの雌性配偶子懸濁液を100マイクロのメッシュを通して濾過することによって配偶体、配偶子嚢を除去したサスペンションを得た。このものの雄性配偶子誘引活性は、チガホノハネモ(Bryopsis muscosa)の雄性配偶子を用いてアッセイした。その結果、顕著な雄性配偶子誘引活性が認められた。次に、溶媒分画及びカラムクロマト分画によって各画分の雄性配偶子誘引活性をアッセイした。その結果、水溶性画分に顕著な誘引活性が存在することが明らかになった。一方、脂溶性画分については、褐藻の雄性配偶子誘引活性物質(ホルモジレン、エクトカルペンの両エナンチオマー)を光学純度100%で合成し、そのものを用いて雄性配偶子誘引活性を詳細に比較したが、顕著な誘引活性は認められなかった。海藻の性フェロモンの化学的研究は、古くから行われてきた。しかし、1971年になって海産褐藻シオミドロの性誘引物質としてエクトカルペン(1)の化学構造が海藻のみならず、藻類で初めて明らかにされた。それ以来、現在までに疎水性で揮発性の11のフェロモンが明らかになっている。ところが、これまで海産緑藻の性フェロモンについては、その存在すら明らかにされていなかった。昨年にはじめて、日本の富樫らによって緑藻ハネモの性フェロモン様誘引現象が報告された。ここでは、ハネモなどの海産緑藻の新規な性フェロモンの化学構造を明らかにするために、ハネモの雌性と雄性配偶体を別個に、PES培地中で蛍光照射下18°Cで培養・成熟誘導した。成熟誘導は配偶体の検鏡と、成熟誘導培養液のキャピラリー法、ビース法による雄性配偶子誘引活性測定を行った。雌性配偶体が成熟し、顕著な誘引活性を示したので、遠心して細胞を除き、雄性配偶子誘引活性を有する上清を得た。この上清を、100倍程度濃縮してFolch溶剤により脂質を除去後、逆相カラムクロマトによって精製を試みた。しかし、明確な雄性配偶子誘引活性を確認することは出来なかった。

一方、脂溶性画分については、褐藻の雄性配偶子誘引活性物質(ホルモジレン、エクトカルペンの両エナンチオマー)を光学純度100%で合成し、そのものを用いて雄性配偶子誘引活性を詳細に比較したが、顕著な誘引活性は認められなかった。ハネモの配偶体成熟条件を確立するために、千葉県銚子市君ヶ浜(1月初旬)で採取したオオハネモをバットに入れ、自然光下で、水温を14.5°Cに保ちながらエアポンプでバブリングしながら室内培養を行った。その結果、培養開始後3日目に、オレンジ色の配偶嚢を付けている成熟配偶体が得られることが分かった。また、雄性配偶体と雌性偶体を選別し、別々のビーカーに入れて培養を約12時間継続することによって雌・雄両配偶体から各々配偶子を人為的に放出できることが明らかになった。2)オオハネモの雌性配偶子の雄性配偶子誘引活性上記のようにして、放出された雌・雄両配偶子懸濁液を混合し、数分間放置後、検鏡することによって雌性配偶子の周りに多数の雄性配偶子が誘引されていることが確認された。つまり、上記のような条件で雄性配偶子誘引活性を有する雌性配偶子懸濁液を調製できることが明らかになった。3)オオハネモの雄性配偶子誘引活性物質上記のようにして、得られたオオハネモの雌性配偶子懸濁液を100マイクロのメッシュを通して濾過することによって配偶体、配偶子嚢を除去したサスベンジョンを得た。このものの雄性配偶子誘引活性は、チガホノハネモ(Bryopsis muscosa)の雄性配偶子を用いてアッセイした。その結果、顕著な雄性配偶子誘引活性が認められた。次に、溶媒分画及びカラムクロマト分画によって各画分の雄性配偶子誘引活性をアッセイした。その結果、水溶性画分に顕著な誘引活性が存在することが明らかになった。一方、脂溶性画分については、褐藻の雄性配偶子誘引活性物質(ホルモジレン、エクトカルベンの両エナンチオマー)を光学純度100%で合成し、そのものを用いて雄性配偶子誘引活性を詳細に比較したが、顕著な誘引活性は認められなかった。
カリウムによる血圧調整機構の解明

カリウム摂取量が不足するほど血圧が高めとなり、心血管疾患や死亡率の危険性が高まることが知られている。カリウム不足による血圧上昇には腎臓の遠位尿細管に存在するナトリウムクロライド共輸送体(NCC)が重要な役割を担っている。我々はこの研究を通してカリウムがどのようにNCCの活性を制御しているかを検討した。カリウムが不足している時は、クロライド輸送体からのクロライドの細胞外流出が重要で、カリウム摂取が多い時はカルシニューリンの活性化によるNCCが抑制されるという分子メカニズムを明らかとした。この分子機構によりカリウムがNCCの活性を変化させることがカリウムと血圧に影響を与えると考えられる1.カリウムによるカルシニューリンの活性化マウスに急性カリウム負荷を行った時に起こるナトリウム-クロライド共輸送体(NCC)の脱リン酸化は、カルシニューリン阻害剤であるタクロリムスとその上流の制御因子であるカルモジュリンの阻害剤であるW7によって有意に阻害されるという結果が得られた。一方、マウスを使った動物実験ではProtein phosphatase 1 (PP1)は急性カリウム負荷時には変化せず、PP1阻害剤であるtautomycetinをマウスに投与してもNCCの脱リン酸化は抑制されなかった。このことから、急性カリウム負荷によるNCCの脱リン酸化はフォスファターゼの一つであるカルシニューリンの活性化によって起こると考えられた。また、カリウム負荷後の尿中カリウム排泄の増加はタクロリムス投与によって抑制されることから、カリウム負荷後の尿中カリウム排泄においてカルシニューリンの活性化によるNCCの脱リン酸化が重要であることが示された。この結果は、Kidney International誌(2017 Feb;91(2):402-411)に掲載された。2.低カリウム食時のNCC活性化に対するClC-K2チャネルの関わりClC-K2チャネルの必須βサブユニットであるbarttinのhypomorphicマウス(Bsnd neo/neoマウス)を使ってClC-K2チャネルの関わりについて検討を行った。野生型マウスでは高塩低カリウム食を与えるとNCCのリン酸化が亢進(活性化)し血圧の上昇が起こるが、Bsnd neo/neoマウスに高塩低カリウム食を与えてもNCCの活性化は乏しく、血圧上昇も認められなかった。このことから低カリウムに伴う血圧上昇にはClC-K2が深く関わっていると考えれる。この結果については論文投稿準備中である。当初の計画では、高カリウム負荷によって起こるNCCの脱リン酸化に関わるprotein phosphataseの同定を初年度は培養細胞を用いた実験、2年目に動物実験を行うと計画していたが、すでにマウスを用いた動物実験で高カリウム負荷時のNCCの脱リン酸化はカルシニューリンの活性化によって起こるという結果が得られており、論文において報告を行っている。ClC-KクロライドチャネルとカリウムによるNCCの活性化との関わりについての検討に関しても、当初の計画では、初年度はbattin hypomorphicマウスを交配し必要数を揃える程度の予定であったが、実際には実験をすでに進められており、高塩低カリウム食という条件下で野生型と比較しBsnd neo/neoマウスでは有意にNCCの活性化が減っているという結果が得られている。この結果についてはすでに論文投稿準備中である。1.カリウムによるカルシニューリンの活性化。我々はカリウムによってカルシニューリンが活性化することがNCCの脱リン酸化と尿中カリウム排泄に重要であることを明らかとして、論文として報告した(Kidney International, 2017)。現在は、培養細胞を用いてカリウムがどのようにしてカルシニューリンを活性化するかというメカニズムについて検討を行っている。2.血管平滑筋におけるカリウムとKLHL2-WNK3-SPAK-NKCC1経路の関わり。マウス血管平滑筋細胞を高カリウム条件で培養すると、WNK3-SPAK-NKCC1経路が抑制され、WNK3の上流の制御因子であるKLHL2のタンパク発現量が増加する。また、KLHL2をノックダウンすると高カリウムによるWNK3-SPAKの抑制が認められなくなった。このことから、高カリウムによってKLHL2が増加することでWNK3の分解が促進されると考えられる。この時のKLHL2の変化にはオートファジーなどによる分解系の変化が推察されたが、証明には至っていない。3.低カリウム時のWNK4の活性化におけるクロライドチャネルの関わり。ClC-Kチャネルの必須βサブユニットであるbarttinのhypomorphicマウス(Bsnd neo/neoマウス)を使ってClC-K2チャネルの関わりについての検討を行った。野生型マウスでは高食塩低カリウム食を与えるとNCCのリン酸化が亢進(活性化)し血圧上昇が起こるが、Bsnd neo/neoマウスに高食塩低カリウム食を与えてもNCCの活性化は乏しく、血圧上昇も認められなかった。このことから低カリウムに伴う血圧上昇にはClC-K2クロライドチャネルが深く関わっていると考えられた。この結果については論文にて報告を行った(Riosci Rep. 2018)。

カリウムが不足している時は、クロライド輸送体からのクロライドの細胞外流出が重要で、カリウム摂取が多い時はカルシニューリンの活性化によるNCCが抑制されるという分子メカニズムを明らかとした。この分子機構によりカリウムがNCCの活性を変化させることがカリウムと血圧に影響を与えると考えられるカリウムによるカルシニューリンの活性化のメカニズムについての詳細は依然として不明である。カルシニューリンはカルシウム依存性に活性化することが知られているので、高カリウム時にどのようなメカニズムで細胞内カルシウムが増加するのかということを明らかとしたい。また、高カリウムによるカルシニューリンの活性化が腎臓のDCT細胞に特異的なことなのか、他の臓器でも起こっているかについてはまだ検討が行えておらず、腎臓のみならず全身におけるカリウムとカルシニューリンの関連性についても検討したいと考えている。血管平滑筋細胞における選択的オートファジーを介したKLHL2の分解亢進によるWNK3-SPAK-NKCC1経路の抑制を明らかにするという実験については、まだ十分な検討が行えておらず、このプロジェクトに関しては当初の計画に沿って実験を進めていきたい。具体的にはp62のノックダウン実験を行いカリウムとオートファジーの関わりについて検討を行う予定である。また、当研究室では培養細胞においてCRISPR/Cas9システムを使ったノックアウト方法を確立したため、この方法を使ったノックアウト実験を行うことで、カリウムとオートファジーの関わりについて明らかとしたい。腎臓内科
陸～浅水帯のドローン空撮動画による色・視差・偏光を併用した自動地形マッピング

浅水帯のUAV写真測量における水面屈折補正(水面での光の屈折により水底が浅く推定される効果を補正するために、通常の解析で得られる見かけの水深に補正係数を乗じること)について、昨年度の結果を踏まえ、現地実験から求めた補正係数が安定しなかった問題を精査した後、CGを用いたシミュレーションによって原因と対策を検討した。はじめに、これまでの現地実験の結果を精査したところ、特に信頼性の高い現地実験結果2ケースでは、補正係数を理論的下限1.34より過小評価していることが確認された。次に、その原因をCGシミュレーションで検討した。CGシミュレーションでは、200 m四方の平坦な対象領域の中央に、幅100 m、深さ2 mの水路を掘り、水路に水面を張ったケースと張らないケースについて、SfMの結果を比較した。その結果、SfM段階における水面屈折のカメラパラメータ推定への影響によって、水底の高さ(標高と呼んでも問題ない)を低めに推定する現象があることが突き止められた。この現象は、水底のみならず、水路に近い陸地部分を含めて高さを低めに推定するものであり、河道中心線に沿って最もバイアスが大きくなったことから、「谷状変形」と名付けた。「谷状変形」は、従来から知られていた「ドーム状変形」「ボウル状変形」と異なる、河道特有の新しい非線形系統誤差であると考えられる。さらに、シミュレーションケースを増やして谷状変形への対策を検討した結果、斜め撮影の導入に加え、SfM段階において、画像上で冠水部をマスクアウトする(使わないようにする)対策が有効であることが明らかになった。最後に、最近登場した、撮影位置の高精度測位が可能なUAVを用いて、佐波川の中央橋付近において現地実験を行い、標定点を一切用いずに、屈折補正係数1.42を用いて、冠水部における誤差を0.1 m未満(RMS)に抑えることに成功した。本研究は,清澄な水域を対象に,UAV空撮を用いて,陸側から浅水帯に至る高密度な標高分布データを得るための技術開発を目的としている.平成28年度には,計画時には重視していなかった水面屈折補正(水面での光の屈折により水底が浅く推定される効果の補正)の手法が,精度に大きな影響を与えることが明らかになった.従来の水面屈折補正は,通常の解析で得られる見かけの水深に,補正係数として水の屈折率(約1.34)を乗じるものであるが,この補正係数は過小であった.そこで平成29年度は,撮影の高度・重複率を変化させた多条件でのMVS(密な3次元点群を生成するために用いられる解析技術)のシミュレーションと,計7ケースの現地実験に基づいて,最適な補正係数の挙動を検討した.シミュレーションの結果,最適な補正係数の空間平均は,高度・重複率の全組について1.409 - 1.429の範囲にあり,これらへの依存性が小さいことが明らかになった.一方,現地実験7ケースにおける最適な補正係数は,1.157 - 1.722と大きくばらつき,4ケースでは理論上の最小値である1.34を下回った.原因として,SfM(MVSに先立ってカメラパラメータ(撮影の位置・向き、そしてカメラの歪みなど)を推定する技術)におけるカメラパラメータの推定バイアスが挙げられる.一方,7ケースの平均は1.412と,シミュレーション全ケースの平均値1.420とよく一致した.上記のバイアスの一因は,標定点(対空標識を設置して現地測量する点)の数・配置にあると推察されるため,SfMで高精度を得るための対空標識の数・配置に関する検討も,主に現地実験に基づいて行った.その結果,4点ではSfMの結果が不安定であり,5点以上の配置が必要であることが明らかになった.平成28年度に引き続き,当初計画の回転式偏光フィルタを用いてはいないものの,平成28年度に開発したより実用性・汎用性の高い撮像技術を適宜用いて,同年度の研究で重要性が明らかになった水面屈折補正の手法について,詳細な現地実験・シミュレーションを進めることが出来た.その結果として,汎用性をもつ補正係数の値1.42を得るに至り,さらにその値を適用できるようにSfMのバイアスを抑制するために重要な,標定点の数・配置に関する知見も得ることが出来た.以上より,進捗は概ね順調であると判断できる.浅水帯のUAV写真測量における水面屈折補正(水面での光の屈折により水底が浅く推定される効果を補正するために、通常の解析で得られる見かけの水深に補正係数を乗じること)について、昨年度の結果を踏まえ、現地実験から求めた補正係数が安定しなかった問題を精査した後、CGを用いたシミュレーションによって原因と対策を検討した。

この現象は、水底のみならず、水路に近い陸地部分を含めて高さを低めに推定するものであり、河道中心線に沿って最もバイアスが大きくなったことから、「谷状変形」と名付けた。「谷状変形」は、従来から知られていた「ドーム状変形」「ボウル状変形」と異なる、河道特有の新しい非線形系統誤差であると考えられる。さらに、シミュレーションケースを増やして谷状変形への対策を検討した結果、斜め撮影の導入に加え、SfM段階において、画像上で冠水部をマスクアウトする(使わないようにする)対策が有効であることが明らかになった。最後に、最近登場した、撮影位置の高精度測位が可能なUAVを用いて、佐波川の中央橋付近において現地実験を行い、標定点を一切用いずに、屈折補正係数1.42を用いて、冠水部における誤差を0.1 m未満(RMS)に抑えることに成功した。本研究は、濁りや波の比較的小さい水域を対象に、UAVによる空撮を用いて、陸側から浅水帯に至る高密度な標高分布を得るための技術開発を目的としている。平成28年度は主に、回転式偏光フィルタを用いた動画撮影により、水面反射による太陽・空の写り込みの軽減、陸/水の自動判別を行う可能性について検討した。はじめに、カメラに付けた偏光フィルタに小型モーターの回転を伝える機構を製作し、UAVに搭載した。次に、実際の海岸において、この装置を用いた浅水底の空撮を試みた。その結果、回転式偏光フィルタを用いた動画撮影を行い、動画に時間方向最小値フィルタを施すことで、水面反射による太陽・空の写り込みや、波によって底面上にできる光の模様(caustics)がほぼ除去された画像を合成できることが明らかになった。一方、陸/水の自動判別については、難しいことが明らかになった。試験飛行の段階でUAVが原因不明の原因喪失により墜落した(現在は無償交換された)ため、本装置を用いた場合の測量精度の検証は、次年度実施することとなった。しかし、この事件を契機として、回転式偏光フィルタを用いない通常の動画撮影を行い、事後に時間方向最小値フィルタを施したところ、この方法でも、太陽・空の写り込みや波によって底面上にできる光の模様を軽減できることを発見した。これは当初計画しなかった成果であるが、この方法は特殊な装置を要せず、小型のUAVでも実施できるという実用上のメリットがある。そこで、海岸・河川で、この方法を用いた水面下のUAV写真測量について、精度の現地検証を行った。現地測量結果と比較した結果、通常の写真撮影と比べて、顕著に高い写真測量精度が得られた。一方、当初は重視していなかった水面屈折補正(水面での光の屈折により水底が浅く推定される効果の補正)の手法が、精度に大きな影響を与えることが明らかになった。試験飛行中に起きたUAVの原因不明の墜落により、当初計画の回転式偏光フィルタを用いた実験は限定的にしか行えなかった。一方で、この墜落を契機として、回転式偏光フィルタを用いない通常の動画撮影を試み、時間方向最小値フィルタを施したところ、回転式偏光フィルタがなくても、太陽・空の写り込みや、波によって底面上にできる光の模様を、効果的に除去できることを発見した。この新しい方法は、特殊な装置や大型のUAVを必要としない点で、実用に有利である。そこで、この新しい方法を用いた場合の、水面下の写真測量精度の検証を行った。海岸・河川での計3ケースの現地実験により、本方法を用いた場合、通常の写真撮影に比べて、水底の測量精度が圧倒的に高くなることが明らかになった。
理科における自己調整学習能力を育成する統合的評価の方略モデルの構築と授業の開発

平成29年に公示された学習指導要領解説総則編では、学習評価の充実に関して、子どもにどういった力が身についたのかという学習の成果を的確に捉え、教師が指導の改善を図るとともに、子ども自身が自らの学習を振り返って次の学習に向かうことが重要であると述べられている。また、評価を行う際には学習の成果だけではなく、学習の過程をより一層重視して評価することが重要であるとされ、そのような教師による評価とともに、子どもによる学習活動としての相互評価や自己評価を工夫することも大切であると述べられている。本研究では学習評価の充実に寄与するために、Crispが提案する統合的評価の概念に着目した。統合的評価の実践は、教師も子どもも評価者として学習を進めるというものである。教師の評価活動と子どもの評価活動の相互作用によって、問題解決の学習が進められる。具体的には、教師は診断的評価と形成的評価、総括的評価を行うことで、子どもの自己調整学習への支援を行う。子どもは、自己評価と相互評価をしながら、メタ認知をしながら自分の考えの更新を行う。理科において、統合的評価の方略モデルを構築し、教師と子どもがともに評価者として評価活動を展開できる授業の開発を目指した。事例的研究として、小学校の理科授業で実践を行った。結果として、教師と子どもの評価活動の相互作用が、学習指導要領で求められている学習評価の充実に寄与することが明らかとなった。Crispの提案する統合的評価の提案を基に授業をデザインすることは有効であり、日本の理科教育にも援用可能であることが明らかになった。小学校の理科学習において、統合的評価の授業デザインの枠組みについて、実践を通して検証し明らかにした。小学校での実践した以外の単元や中学校における検証の実施は行っていないが、現在計画中であるため。今後は、中学校での授業実践について計画し事例的研究を行う。さらに、評価の理論を基にした小学校での事例的研究を重ね、授業デザインの枠組みの精緻化を図る予定である。平成27年度の全国学力・学習状況調査において、理科では子どもが問題解決のために自律的に思考し、思考した内容を自分なりに表現する力に依然として課題を有することが明らかになった。この課題の解決のために、いかに子どもが自己の学習を調整するのか、それを教師がどのように支援していくのかを明確にする必要がある。この課題は、学習指導要領でも充実が求められている内容でもある。本研究では、Crispが提案する自己調整学習能力の育成を促すための統合的評価の概念に着目した。教師の評価活動と子どもの評価活動の相互作用によって、学習を進める。具体的には、教師は診断的評価と形成的評価、総括的評価の関連性を強化し、三つの評価を機能的に駆動させることで、子どもの自己調整学習への支援を行う。理科において、統合的評価の方略モデルを構築し、子どもが自律的に思考・表現を展開できる力を育成するための授業デザインの開発を目指した。結果として、教師と子どもの評価活動の相互作用が、学習指導要領で求められている学習評価の充実に寄与することが明らかとなり、統合的評価に基づく授業が子どもの自律的に思考・表現する能力の育成に寄与することが明らかとなった。小学校の理科学習においての統合的評価の授業デザインの枠組みについて、実践を通して検証し明らかにした。中学校における検証の実施は行っていないが、現在計画中であるため。また、さらに小学校での事例的研究を重ね、授業デザインの枠組みの精緻化を図る予定である。

今後は、中学校での授業実践について計画し事例的研究を行う。さらに、評価の理論を基にした小学校での事例的研究を重ね、授業デザインの枠組みの精緻化を図る予定である。授業の調査に関して、研究補助の学生への謝金が発生しなかったため、「人件費・謝金」に余剰が生まれた。次年度では、研究補助の学生への謝金に使用する。計画していた謝金の使用がなかったためである。来年度の論文投稿に関わる投稿料に充当する予定である。
rbcLの塩基配列比較にもとづくシダ植物(広義)の系統解析

本研究では、まずシダ植物に幅広く適応できるrbcL遺伝子の塩基配列決定法を開発することから始めた。試行錯誤的な研究を行った結果、同一のユニバーサルプライマーを用いてシダ植物から被子植物まで、同じシステムで増幅することが可能になった。さらに本研究の平成4年度分の経費で購入したDNAシークエンサーと組み合わせることで解析に必要な時間も大幅に短縮され、2.5日程度で一つの種のrbcL遺伝子の約1200塩基対の配列を決定できるようにした。この方法を使ってシダ植物の全体を網羅できる32科107属から1種づつ選んで解析し、得られた塩基配列の比較からその系統樹を作成した。その結果、シダ植物の科レベルの大まかな系統関係が明らかになり、オシダ科、コバノイシカグマ科のように従来使われてきたシダ植物の大きな科が単系統群でないことが示された。また、本研究では、チャセンシダ科について科の内部の細かい系統解析も、この分子系統学的解析法を用いて行った。チャセンシダ科は、その内部の系統関係が全くわかっていなかった群である。今回の分子系統学的解析により、その系統関係が明らかにされ、葉の構造は系統を全く反映していないことがわかった。ホウビシダ類は、これまでチャセンシダ属の中の一群として扱われてきたが、チャセンシダ科の中で最も原始的な(系統樹の最も根本でほかの種群と分岐した)群であることもわかった。さらに、ホウビシダ類については20種、その中のヤクシマホウビシダ群についても17サンプルについてrbcLの塩基配列を決定した。これら近縁種群間の系統解析においても分子系統学的手法は有効であった。以上のように我々が開発したシダ植物のrbcL塩基配列決定に基づく分子系統学的手法は、科の間の関係のように遠く離れたものから、ヤクシマホウビシダ群のように種以下のレベルまで幅広くその系統解析に有効であることが明らかになった。本研究ではシダ植物の約120種を選定し、rdcL遺伝子の塩基配列を決定することを計画している。本年度はまず、材料を選定し、DNAを抽出する実験を行った。本植物園で栽培中の材料、および野外での採集で得られたひものを合わせて約120種類からDNAを抽出した。これは現生のシダ植物の90%以上の科を含み、系統学的に興味深いStromatopterisやPlatyzomaなどの属を含んでいる。次に、系統的にかけ離れた種間でrdcL遺伝子をPCR法により増幅するため、ユニヴァーサルなプライマーを探索した。この実験は試行錯誤をともなう膨大な量であったが、(30種類以上のプライマーについて検討した)、適切なプライマーを発見することができた。このプライマーを用い、rdcL遺伝子を3つの領域に分割し、PCR法で増幅し、塩基配列決定実験の材料とするための実験方法を確立した。その後、順次本年度新たに購入したDNA自動シークコンサーで塩基配列の決定を行いつつある。本年度はまだデータの詳細な解析を行なう段階ではないが、ワラボシ科がオシダ科の姉妹群である可能性があること。Stromatopterisはウラジロ科の姉妹群であり、一時期提唱されていたようにてツバラン科と類縁を持つ可能性は低いこと、など興味深い結果が期待されている。チャセンシダ科については、ホウビシダ節のものを中心に解析を行なった。日本産のもの8種および中国産のもの4種についてrdcLの塩基配列を決定することができた。

今後は、ホラビシダ節以外のチャセンシダ科の種についても解析を行ない、ホウビシダ節がチャセンシダ科のどの群から起源したかを明らかにしたいと考えている。本年度は、チャセンシダ科の種を中心にrbcLの塩基配列および分子系統学的解析を行なった。チャセンシダ科は熱帯域に分布するものを中心に700種以上を含むシダ植物最大級の科の1つである。(1)2本の葉跡が葉柄の上部で合着してX字型になる、(2)胞子嚢群が脈に沿って長くつき同形の包膜でおおわれる、(3)格子状の鱗片をもつなどの形質を共有し、科全体としてよくまとまっている(単系統群である)ことは、ほぼ疑いがない。しかし、科の内部構造(科内種間の系統関係)については全くわかっておらず、どのように属を設定すべきかということさえ定説がない。一方、我々がこれまで重点的に研究を進めてきたホウビシダ類は、チャセンシダ科に属する、やはりよくまとまった一群であることは確認できた。しかし、ホウビシダ類がこの大きなチャセンシダ科の他のどの種群と類縁があるか(どの群から進化したか)は不明である。これらの問題を解くために日本産のチャセンシダ科14種について、そのrbcLの塩基配列を調べた。これにすでに決定されているホウビシダ類のrbcLデータも加えて分子系統樹を作成した。その結果、(1)ホウビシダ類はチャセンシダ科の他の種群と最初に分化した群であり、チャセンシダ科の特定の群から最近分化したものではない。したがってこれを別属にしてもよい。(2)チャセンシダ科の内で特に葉形の特殊なオオタニワタリ(単葉)はヒノキシダと近縁である。(3)葉形は著しく異なるものの、よく雑種をつくるクルマシダとコウザキシダは近縁である。(4)別属にされることもあるコタニワタリは、ホウビシダ類に次いでチャセンシダ科が多様化する初期に分化した種であることなど、興味深い事実が明らかになった。本年度は,チャセンシダ科のオオタニワタリ類およびヤクシマホウビシダ類について,世界中の様々な場所で採集してきた多数の個体を分子系統学的に解析した.ヤクシマホウビシダ類については,中国雲南省の3カ所(大理,無量山,河口),タイ(ドイ・インタノン山),ベトナム(シャパ)および日本(屋久島)から採集した合計23個体についてそのrbcLを決定・比較した.日本のヤクシマホウビシダは,渓流沿いの常に水しぶきがかかる半水生の場所に生える種類で,その生育環境に適応して葉が細胞層2層にまで薄くなり,葉中の細胞間隙も消失した特殊な種である.同様のものはヒマラヤから中国,インドシナをへて台湾,日本にまで広く分布している.一方,中国からインドシナにかけての地域には,水とは直接関係のない環境に生え,葉が細胞層3-4層あり,細胞間隙も発達するものも共存している.これらは,葉の薄さ以外では形態学的にはっきり区別することの難しい種複合体を形成している.解析の結果,葉の薄い典型的なヤクシマホウビシダ型は,産地を問わずrbcLの塩基配列がほとんど同一で,同じ種と考えても問題がないことがわかった.一方,葉質の厚いものは薄いものと異なるだけでなく,その中に少なくともrbcLの塩基が5つ異なる2型(おそらく2種)があることもわかった.同様の解析をオオタニワタリ類についても行った.
非晶質金属ハライドの爆発的結晶化における微結晶生成過程のマルチチャンネル分光分析

現有の薄膜蒸着装置の窓にXeランプ光源と補助光学系を設け、これにマルチチャンネル測光システムを直結して、測定条件を整えた。この装置を用いて非晶質金属ハライド薄膜の結晶化過程を追跡する実験を行い、次の結果を得た:1.非晶質PbBr_2、PbCl_2薄膜の結晶化過程(1)これらの薄膜は、よく定義された結晶化温度(PbBr_2:335K,PbCl_2:282K)を有し、この温度においてシャープな結晶化を示す。(2)結晶化中の過渡光吸収スペクトルの測定結果に基づいて、非晶質薄膜に対する新しい結晶化モデルを考えた。このモデルに従って、結晶化中におけるPb^<2+>イオンのエネルギー準位図を設定し、これに基づいて、結晶化中のスペクトル構造の変化を説明することが出来た。2.非晶質CuI薄膜の光吸収と結晶化過程(1)この薄膜も結晶化温度214Kにおいて非常にシャープな結晶化を示した。(2)非晶質薄膜は、Cu原子のd軌道とI原子のp軌道のmixing効果により、基礎吸収端近くの非局在状態に強いエネルギー分散が見られるが、結晶化によりmixingが弱くなって、分散の小さいイオン結合性のバンド構造に変化することが示された。
proBNPの糖鎖修飾制御機構の解明に基づく心疾患の新規診断法・治療法の開発

本申請研究では、脳性ナトリウム利尿ペプチドBNPの前駆体proBNP分泌に関わる糖鎖修飾機序に基づく心疾患の新たな診断法、治療法の開発を目的とする。即ち、本研究では1心疾患の種々の病態・病期におけるproBNPの糖鎖構造の相違を明らかにすることにより、糖鎖構造に基づいた、既存の診断法にない、より詳細な心筋の病態を評価しうる新たな診断法の開発を目指す、2不全心筋において生理活性の極めて弱いproBNPが分泌増加するが、proBNPから生理活性の強いBNP1-32への生体内での生成を促進することによる心疾患の新たな治療法の開発に向けた基盤的な研究を行う。
培養ヒト鼻粘膜血管内皮細胞を用いた鼻過敏症の病態解明

従来より鼻過敏症の病態については鼻粘膜表面の肥満細胞や好塩基球より放出されたケミアルメディエーターが吸収され知覚神経終末を刺激し迷走神経を介した反射によりくしゃみを起こし、分泌血管中枢を介し分泌腺や細血管に作用し鼻汁分泌や鼻閉をおこすと考えられている。最近、血管内皮細胞の研究が進みこの細胞が血管の緊張性、透過性、血液凝固、血小板活性化の調節などの機能を介して種々の病態に関与していることが明らかとなった。そこで鼻過敏症病態における関与を検討する目的でヒト鼻粘膜血管内皮細胞の培養を行った。培養細胞は血管内皮に特徴的な第8因子の発現とUEA1(Biotinylated Ulex Europeaeus Agglutinin1)の発現を認め血管内皮細胞であることが確かめられた。初代培養ならびに継代培養に成功した。継代は第4-5継代まで可能であったが、実際の実験には第2-3継代の細胞を主に用いた。本培養系を用いてその生物学的特性を細胞内カルシウム濃度の変化で観察した。この結果をコントロールとし、さらにヒスタミン、血小板活性化因子(platelet activating factor:PAF)、ブラディキニン、アセチルコリンなどのケミカルメディエーターの培養ヒト鼻粘膜血管内皮細胞に対する影響を検討した。その結果当該年度はヒスタミン,血小板活性化因子(platelet activating factor:PAF)において若干の知見を得た。今回得られた結果より鼻粘膜血管内皮細胞の鼻過敏症病態における役割の一部を解明できたものと考える。