hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経因性疼痛における神経ガイダンス因子の多角的アプローチによる分子標的の解明

この結果は免疫組織学的検討でSema3A投与によっても有髄繊維の発芽(sprouting)が生じないという今のところわかっている結果とはマッチしない。タンパク質の解析は今後も継続して行っていくことになっている。
超伝導量子回路上のマイクロ波量子光学とその応用

超伝導回路を用いたマイクロ波量子光学の新しい学理の追究と、技術の開発・応用を目指した研究を行った。原子と光子を用いて研究されてきた従来の量子光学にたいして、超伝導回路を用いた人工量子系における量子光学は、その巨視性ゆえパラメータの設計に大きな自由度を持ち、様々な質的に新しい物理現象や技術をもたらし、人工原子としての量子ビットとマイクロ波光子の巨大な相互作用に起因する新たな効果を実証・解明するとともに、それを利用した量子ビットの制御や読み出し技術を開発し、高精度の量子状態制御を可能にする。研究の主な成果を以下に記す。1超伝導回路上のマイクロ波量子光学の非線形領域における振る舞いを、超伝導マイクロ波空洞共振器中に置かれた超伝導量子ビットの応答スペクトルを通して調べた。共振器と量子ビットの強い相互作用により、量子ビットの励起スペクトルが共振器中に存在するマイクロ波光子数に応じて離散的なacシュタルクシフトを起こすことは以前から知られているが、それに加えて新たな微細スペクトル分裂を観測した。理論的考察の結果、駆動された量子系におけるドレスト状態の間に起こる遷移に起因するものであり、フランク=コンドン効果との類比が成り立つことを明らかにした。2超伝導マイクロ波空洞共振器中に置かれた超伝導量子ビットの離散的acシュタルクシフトを利用して、駆動された共振器中の非平衡定常状態におけるマイクロ波光子数分布を測定する手法を開発した。コヒーレント状態、熱分布状態、ジョセフソンパラメトリック増幅器で生成したスクイーズド真空状態を共振器に入力し、その光子数分布の違いを直接的に観測することに成功した。3ジョセフソンパラメトリック発振器を用いた量子ビット読み出し技術を提案・実証し、高速かつ高精度の非破壊読み出しを実現した。この技術は今後、量子フィードバックなどの実現に有用となると期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。
膵胆道腫瘍における予後因子の解明

我々は、ヒト膵胆道系腫瘍において、様々な癌の生物学的悪性度とムチン抗原(MUC1, MUC2, MUC4)の発現が密接に関連していることを報告してきた。膵液や胆汁等の臨床材料を、我々が開発した新規メチル化解析法を用いて検討したところ、膵胆道腫瘍の早期診断に応用できる可能性が示唆された。一方、肝内胆管癌においてはMUC16発現症例が有意に予後不良であった。浸潤性膵管癌では、MUC17陽性率が乳頭癌症例では高かった。MUC16/CA125とMUC17はMUC1やMUC4と同じく臨床応用に役立つ可能性があることを示した。我々は、難治性癌である膵癌ならびに胆管癌において、癌の生物学的悪性度とムチン抗原発現が密接に関連していることを報告してきた。また培養癌細胞を用いて、各種のムチン発現を調節しているのが、プロモーター領域のCpG領域のメチル化状態あるいはヒストンH3-K9のアセチル化状態によって規定されていることを明らかにしてきた。昨年度は、膵胆管系腫瘍患者から膵嚢胞性病変の嚢胞内容液5例、胆汁は約15例採取しえた。これらの臨床材料から、mRNA、DNA抽出を行い、主にMUC1,MUC2,MUC4のメチル化状態の解析等を行った。また手術材料から得られた組織標本の免疫染色も行った。胆汁を用いた解析では、通常の浸潤癌の存在範囲とDNAのメチル化状態はよく相関していた。すなわち、癌細胞が直接接する部位からえられた胆汁では、MUC1、MUC4のプロモーター領域での脱メチル化が認められ、腫瘍組織でのMUC1,MUC4ムチンの過剰発現を裏打ちするエピジェネティクスな結果が得られた。一方、MUC2でのプロモーター領域ではメチル化が認められており、腫瘍組織では発現が認められないこととよく相関していた。以上の結果から、胆汁を用いて癌の質的判断を行いうる可能性が示唆された。膵液では症例数が少ないため、確定的なことはいえず、引き続き検体を採取していく必要があった。一方、通常の組織標本は免疫染色のみでなく、「マイクロディセクション・システム」を用いて、MUC2ムチン発現陽性細胞と陰性細胞でのMUC2 DNAメチル化の状態の検討を行った。対象は、膵管内乳頭粘液性腫瘍であったが、膵液等の検討と矛盾する結果であった。その原因として、固定液や固定時間による影響、パラフィン包埋による影響等、複数の要因が考えられた。そのため、まず培養癌細胞を用い、それらの影響を検討していくことにした。昨年度は、膵胆管系疾患検体から約20例の組織を採取し、前年分も併せて約40例に達した。腫瘍本体からの擦過採取、あるいは穿刺吸引して検体を採取する試みも行っており、それも20例以上蓄積された。採取した検体は、mRNAの解析等を行っており、ムチン蛋白の検出を試みている。同時にDNA抽出も行い、メチル化状態の検討も行っている。我々は、従来までの検出限界5%を超える0.1%の感度を有する新規DNAメチル化検出法(特許出願中)を開発した。この解析法により、少量の膵液あるいは胆汁液でも解析が行えるようになり、まずMUC1,MUC2,MUC4に重点を置きDNAメチル化解析を行っている。その結果、胆汁を用いた解析では、通常の浸潤癌の存在範囲とDNAのメチル化状態はよく相関していた。すなわち、癌細胞が直接接する部位から得られた胆汁では、MUC1、MUC4のプロモーター領域での脱メチル化が認められ、腫瘍組織でのMUC1,MUC4ムチンの過剰発現を裏打ちするエピジェネティクスな結果が得られた。一方、MUC2でのプロモーター領域ではメチル化が認められており、腫瘍組織では発現が認められないことと相関していた。膵液に関しては、研究協力施設から術前に採取した膵液を入手できることとなり、より多くの症例の解析が可能となった。膵胆管系疾患患者から採取した検体(膵液、胆汁液等)について、我々の開発した新規高感度DNAメチル化解析法(MSE法)を用いて解析した。この解析法により、少量の膵液あるいは胆汁液でも解析が行えるようになった。

胆管癌患者における腫瘍部と非腫瘍部との各ムチン遺伝子プロモーター部のメチル化解析を行ったところ、そのタンパク質及びmRNAの発現とDNAのメチル化に相関関係を認めることができた。具体的には、MUC1プロモーター部において、腫瘍部は非腫瘍部に対して、有意に非メチル化されていることを見出した。MUC4もMUC1と同様の傾向の結果が得られた。一方、MUC2でのプロモーター領域ではメチル化が認められており、腫瘍組織では発現が認められないことと相関していた。通常のホルマリン固定パラフィン包埋標本を用いた検索では、肝内胆管癌において、免疫染色を行いMUC16/CA125の発現を比較検討した。外科切除を受けた腫瘤形成性肝内胆管癌63例を検討した。48%(30/63例)で陽性であり、MUC16/CA125陽性例では陰性例に比べて有意に予後不良であった(P=0.03)。また、外科切除を受けた浸潤性膵管癌66例において、免疫染色を行いMUC17の発現を比較検討した。52%(34/66例)で陽性であった。組織型別では、乳頭腺癌が管状腺癌より陽性率が高く、低分化腺癌では陽性率は認めなかった。以上のことから、MUC16/CA125,MUC17はMUC1,MUC4と同じく臨床応用に役立つマーカーであり、臨床応用に役立つ可能性がある。
加圧トレーニングによる骨格筋肥大の分子機構の解明と高齢者サルコペニアへの応用

本研究は、加圧トレーニングの高齢者に対する筋肥大、筋力増強に対する効果とともに、ラット加圧モデルを用いて加圧トレーニングの筋肥大の分子機構につき解明することを目的とした。高齢者における低強度加圧トレーニングの筋力増強、筋肥大につき検討した。上肢あるいは下肢のトレーニングの効果、そして、負荷方法としては、マシンか、弾性バンドを使用した。さらに、ラット加圧モデルを用いて、急性の血流制限による筋酸素分圧に対する作用と筋蛋白質合成系に及ぼす影響について検討した。また、慢性の効果ならびにその分子機構につき検討した。加圧トレーニングは、高齢者のサルコペニア対策において有用な方法であると考えられた。はじめに、血流制限下の低強度筋力トレーニング(加圧トレーニング)が高齢者の筋サイズ、筋力、血管機能に及ぼす影響を検討した。健康な高齢者19名(平均年齢71歳)を加圧群9名と対照群10名(トレーニングなし)に分け、加圧群はレッグエクステンション(20% 1RM)とレッグプレス(30% 1RM)を週2回、12週間行った。血流制限には空圧式ベルトを用い、大腿基部に120250mmHgの圧を加えた。トレーニング前後に大腿四頭筋、内転筋群、ハムストリングスと大臀筋の筋断面積(CSA、MRI法)、1RM、血流依存性血管拡張検査(FMD)、脈派伝播速度(CAVI)、足関節上腕血圧比(ABI)を測定した。大腿四頭筋、内転筋群と大臀筋CSAは、加圧群(4.4%8.0%)では増加(p<0.05)したが、対照群では変化がなかった(-2.2%-1.0%)。また、2種目の1RMは、加圧群(26.1%-33.4%)では増加(p<0.01)したが、対照群では変化がなかった(1.0%5.2%)。一方、FMD、CAVIとABIは両群とも変化がなかった。加圧トレーニングは血管機能を維持しながら筋サイズと筋力を改善するため、リハビリ患者や低体力の高齢者に対して有用なトレーニングであることが判明した。ラット加圧モデルを作成して、以下の検討を実施した。臥床、廃用症候群、宇宙での無重力では高度筋萎縮をきたすことが知られている。この筋萎縮防止には筋力トレーニングが有用であるが、メカニカルストレス以外の筋刺激が筋蛋白合成系を刺激することが判明してきた。我々は、加圧除圧の血流制限による筋刺激の効果につき、ラット加圧モデルを用いて検討したので報告する。Wistarラット(11週、オス)を使用し、仰臥位麻酔下で、右大腿近位部に新生児用カフを用い反復血流制限(RBFR)を与え、以下の検討を行った。RBFRは、100mmHgとし、5分加圧、3分除圧を1セットとして6セット繰り返した。RBFR中の筋組織中の酸素分圧(PmO_2)の変化をphosphorescence quenching法により検討、さらに、RBFR直後、1-6時間後に左右の前脛骨筋をとりだしtotal RNA及びタンパク質を抽出し、mRNAの発現をreal-time RT-PCR法、蛋白発現、リン酸化をwestern blottingで検討した。コントロールとして、RBFRなしのラットを用いた。加圧中、PmO_2は著明に低下し、除圧中に回復した。RBFR 1時間後では、ribosomal S6 kinase 1(S6K1),ribosomal protein S6の有意なリン酸化の亢進を加圧脚で認めた。Akt,4E-BP1,AMPKα、ERK1/2のリン酸化、REDD1蛋白の有意な増加はみられなかった。Myostatin, atrogin-1, MuRF-1及びHIF1αmRNAの有意な変化は認めなかった。ラット加圧モデルにおいて、加圧除圧刺激のみでもmTOR系を活性化することが判明した。高齢者17名を対象とし、負荷として弾性バンドを用いて検討した。高齢者を加圧群と対照群に分け、加圧群は上肢の肘伸展と肘屈曲を週2回、12週間行った。血流制限には空圧式ベルトを用い上肢基部に圧を加えた。トレーニング前後に上腕二頭筋および上腕三頭筋の筋断面積(CSA、MRI法)、1RM、血流依存性血管拡張検査(FMD)、脈派伝播速度(CAVI)、足関節上腕血圧比(ABI)、血中FDP, D-Dを前後で測定した。上腕二頭筋および上腕三頭筋CSAは、加圧群では有意に増加したが、加圧なしのトレーニングでは変化しなかった。また、2種目の1RMは、加圧群では、有意に増加したが、対照群では変化がなかった。一方、FMD、CAVI、ABI、FDP, D-Dは、トレーニング前後で有意な変化は認めなかった。以上より、加圧トレーニングは、負荷として弾性バンドを用いた場合でも、トレーニングマシンと同様に安全性を確保したままで十分な筋肥大効果が観察できることを確認した。さらに、ラット加圧モデルを作成して、筋酸素分圧レベルを指標とした加圧運動時の肥大因子活性,および、その関連性を検討した。ラットの大腿部のカフ装着によって,異なるレベルの血流制限を加え,同時に前脛骨筋に低強度の電気刺激による等尺性収縮を負荷した。このとき酸素分圧動態および発揮張力を評価し、また,同様のプロトコールを実施したラットの筋を摘出し,肥大因子の活性化応答を運動3時間後に調べた。

酸素分圧値の低下が大きい条件下での運動は,mTORシグナル系であるS6の活性化応答を亢進することが示された.以上より、加圧負荷による酸素分圧の低下が大きい条件下での運動は,低強度刺激であっても,mTORシグナル系の活性を亢進させることが明らかにされた。また、上記を元に、ラットに対して3週間(週3回)の慢性実験を実施し、加圧を実施した脚では顕著な筋肥大を確認した。高齢者サルコぺニアにおいて、下肢とくに大腿四頭筋の強化が極めて重要である。本年度、高齢者における下肢の筋肉のサイズに及ぼす効果につき検討した。方法は、高齢者(年齢61から79歳)を無作為にBFRトレーニング群(BFR-T)、及びコントロール群(Ctrl)に分けた。BFR-Tグループは、ゴムバンドを使用して12週間2日/週、低強度スクワットと膝伸展のトレーニングを行った。BFR-Tグループは、トレーニング中に両側の大腿基部に加圧ベルトを装着した。膝伸展の最大自発的等尺性収縮(MVC)、大腿四頭筋の筋横断面(CSA、MRI法)を測定した。BFR-T群では、大腿四頭筋CSAは有意に増加した(平均7.2%)。膝伸展MVCも有意に増加した(平均14.2%、p <0.01)。以上より、高齢者において、下肢筋力強化として負荷として弾性バンドを用いた場合でも、十分な筋力増強、筋肥大をきたすことが判明した。これまで、ラット加圧モデルにより、血流制限(BFR)下での低強度電気刺激による等尺性収縮により、筋蛋白質合成系mTOR系を活性化し、筋肥大をきたすことを報告した。さらに、乳酸/ H+輸送体(MCT)、GLUT4、およびPGC1αのタンパク質発現に及ぼすBFRの効果につき、ラット加圧モデルにより検討した。ウエスタンブロット法によりトレーニング前後で各種蛋白質発現、real-time RT-PCR法によりmRNA発現を検討した。コントロールと電気刺激のみの群と比較して、BFR下の電気刺激は、MCT1タンパク質, GLUT4とPGC1αの発現も有意に亢進した。このように、血流制限下の電気刺激は、グルコース代謝およびミトコンドリア機能も改善すると思われた。前年度に引き続き、低強度電気刺激によるトレーニングのラット骨格筋各種蛋白質発現に及ぼす血流制限(加圧)の影響について解析した。[方法]ラットをコントロール群、電気刺激のみ群、加圧下電気刺激群、加圧のみの4群に分けて検討した。低強度電気刺激によるトレーニング(前脛骨筋にアイソメトリック収縮)を、週3回3週間実施し、トレーニング後に前脛骨筋を摘出して蛋白発現をWestern blotting法により検討した。血流制限は大腿部のカフ装着によって血流制限を加えた。[結果]コントロール群および加圧のみ群、電気刺激のみ群に比し、加圧下電気刺激では、GLUT4、PGC1αの有意な発現の亢進を認めた。コントロール群に比し、電気刺激のみ群、加圧下電気刺激群では、FNDC5、COX4, MCT1の有意な発現の亢進を認めた。MCT1の発現は、加圧群でより顕著であった。GLUT4, MCT1, FNDC5, COX4の発現とPGC1αの発現は有意な相関が見られた。[結語]
透析膜によるアンミン錯体からの酸化物ナノ粒子生成制御と精密積層構造作製

本研究では、物質系として透明導電性薄膜用材料や紫外線遮断機能そして光触媒活性など多様な機能を有するTiO_2ナノ粒子および3価陽イオンドープZnOナノ粒子を対象とし、ナノ粒子の安定な分散ゾルおよびそれらを用いた高配向性薄膜作製法の検討を中心に研究展開を行った。特に、新しい合成手法として、H_2Oないしグリコール類を溶媒とする溶液中で反応温度100°C以下かつ常圧下でアミンの共存下での酸化物ナノ粒子の生成・成長過程において、セルロースチューブ中で透析を行いながら粒子成長・熟成を行う反応プロセスとすることで、溶液中に存在する不純物イオンによるナノ粒子の凝集沈殿生成を抑制しながら、ナノ粒子の結晶化と安定な分散を同時に実現する反応系を構築することができた。また、得られた経常異方性を有する酸化物ナノ粒子の基板上への堆積により、高配向性を有するAl^<3+>ドープZnO薄膜の作製などを実現した。本年度の研究成果を大きくまとめると、以下の3つの結果にまとめることができる。1.透析膜を利用した酸化物ナノ粒子のH_20中での安定分散系の調製法の開発:遷移金属イオンに対して強く配位し、粒子成長速度の制御と分散の安定性を高める働きのあるエチレングリコールにチタンアルコキシドや遷移金属硝酸塩を溶解した後、加水分解反応開始剤としてNH_3水溶液を加え透析膜からなるチューブ状セルに入れた。この透析セルをpHを一定にしたH_20中に浸漬することで、セル中のTiO_2ナノ粒子密度を一定に保持し、セル内のpHおよび塩類濃度をセルを浸漬した水溶液濃度により制御しTiO_2ナノ粒子のH_20中分散ゾルの合成を可能にした。この方法により得られたTiO_2ナノ粒子は、表面にチタン酸様構造を有しており陽イオン性色素に対する高い選択的吸着特性と高比表面積を有していることを明らかにした。2.液相合成法におけるドーピング手法の検討のためのMn^<2+>ドープZnSナノ粒子およびCu^<2+>ドープZnSナノ粒子分散ゾルの合成法の開発:Zn^<2+>イオンとCu^<2->イオンまたはMn^<2+>イオンが共存する水溶液にクエン酸イオンを初めとしたヒドロキシカルボン酸イオンを共存させた状態で沈殿剤として硫化物イオンを加え、得られた硫化物沈殿をエチレングリコールとH_20の混合溶液中に分散し75°Cにて24h静置することで、硫化物沈殿が自発的に解膠し、得られたナノ粒子はドーピングに由来する蛍光発光特性を示した。3.Zn^<2+>-M^<3+>(M=Al,Ga)系層状複水酸化物ナノ粒子分散溶液の合成:金属硝酸塩のエチレングリコール溶液にエチレンジアミンを初めとするアミン水溶液やアンモニア水を加え75°C,24h静置することで、凝集の無い層状復水酸化物ナノシート粒子が生成することを明らかにした。本年度の研究結果について以下2つの分野に大別してまとめることができる。1.反応を伴う解膠プロセスによる、ドーピングされたナノ粒子の合成法の検討酸化物ナノ粒子の電気・光物性制御のためには、母体となる酸化物結晶格子とは異なる原子価を有する陽イオンを置換固溶させることによりドーピング(原子価制御)を行う必要がある。今年度はNb^<5+>ドープTiO_2ナノ粒子とその分散ゾルの調製を中心に検討を行った。この物質系は透明導電性薄膜用材料として注目されているものである。具体的なプロセスとして、TiC_l3とNbCl_5が溶解した水溶液に塩基を加えさらにH_2O_2水を添加してペルオキシチタン酸およびペルオキシニオブ酸水溶液調製した後、透析を行い不純物イオンの除去を行い分散安定性の向上を図りながらチタン酸-ニオブ酸複合体ナノ粒子分散溶液の調製を行った。この結果Nb/(Ti+Nb)モル分率で00.2という非常に広い組成範囲で複合体ナノ粒子分散ゾルを得ることができた。2.酸化物ナノ粒子の配向制御薄膜の作製本年度の検討では、新たにジアミンを用いた沈殿法を開発し応用することによりZn^<2+>-M^<3+>(M=Al,Ga)系層状複水酸化物(LDH)ナノ粒子分散溶液の調製法を確立した。LDHナノ粒子分散溶液を無アルカリガラス基板上で乾燥し300°C以上で加熱することで(002)配向を有するZnO薄膜を得ることができた。

また、得られた薄膜を600°Cにて真空中で加熱することにより導電性を有するAlドープZnO薄膜を得ることができた。平成24年度は、まず第一の課題としてジアミンを構造形成剤として用いた3価陽イオンドープZnOナノ粒子の合成とその高配向性薄膜作成への応用についての検討を行った。さらに第二の課題として、透明導電性薄膜材料として期待されている5価のNbイオンドープアナターゼ型酸化チタン薄膜作製のための前駆体材料として、Nbイオン含有層状チタン酸ナノ粒子の安定分散系の調製法の検討についても重点的に行った。まず第一の3価のAlイオン,GaイオンドープZnOナノ粒子の合成については、ヘキサメチレンジアミンをはじめとした塩基としての作用と還元剤としての作用を有するジアミン類を沈殿剤・形態制御剤として用い水溶液中での75°C,24hの低温熟成による原子価制御ZnOナノ粒子を調製することに成功した。得られたZnOは加熱還元処理を行わないでも、ジアミンの還元反応により酸素欠陥を有し近赤外線領域の光の散乱が増大しキャリアー電子量の増加が認められた。また得られた粒子の形態をジアミン分子の濃度と分子鎖長により柱状および平板状に制御することができた。さらに第二の5価の酸化ニオブイオンドープアナターゼ薄膜の作製についての検討では、3価のTiイオンと5価のNbイオンを含有するエチレングリコール溶液に過酸化水素水を加えペルオキシ化合物とした後にセルロス透析チューブ中に密閉し25°Cの脱イオン水中で透析を行うことでNbイオン含有層状チタン酸ナノ粒子の熟成と未反応イオンの反応系からの除去による生成ナノ粒子の分散安定化を同時に実現することが可能となった。得られた層状チタン酸ナノ粒子を基板上に塗布し400°C以上で焼成することによって高い配向性を有するNbドープ酸化チタン薄膜を得ることができた。過酸化水素水による解膠と透析での不純物除去による粒成長の促進効果を併用することにより、透明導電性薄膜調製用の層状チタン酸-ニオブ酸複合体ナノ粒子分散ゾルの新規調製法の開発ができた。また、LDHナノ粒子のガラス基板上への体積によりLDH薄膜の作製とその焼成による配向性透明Al-ドープZnO薄膜の作製についての検討を進展させることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。NbドープTiO_2ナノ粒子の配向制御薄膜の作製を行うために、形態異方性を有する層状チタン酸ニオブ酸複合体ナノ粒子分散ゾルの調製法についての検討を進め、導電特性の向上に有利な結晶面の配向性を有するNbドープTiO2薄i膜の調製法を検討する。また、Zn^<2+>-Al^<3+>系LDHナノ粒子は焼結時に平板状から六角柱状へ著しい形態変化を起こす。この性質を利用してLDHナノ粒子凝集構造の作製とその低温焼成によるAl-ドープZnOナノポーラス焼結体の作成を行う。これにより、ZnOの半導体特性を高度に制御し、表面吸着分子種とZnO表面間の電子的相互作用による化学センサー特性の制御などを行う。
「働き方」の異なる複数シグナルの相互作用の数理モデル解析と実証

様々な生命現象は多様なシグナル経路の複雑な相互フィードバックにより制御される。シグナル経路の働きの解明は、発生現象や恒常性維持機構の理解に必須なだけでなく、種々の疾患の治療への応用も期待できる。本研究では、数理生物学的手法による予測と実験生物学的手法による実証を融合することにより、発生現象が時空間的に制御された中で進行するショウジョウバエの視覚系の発生における、内分泌型、傍分泌型、接触型など「働き方」の異なる複数シグナルの相互作用の包括的な理解を目指す。
口蓋裂発症の過程におけるソニックヘッジホッグシグナルの関与

発生過程のさまざまな場面で機能し、体の正中構造を決定するソニックヘッジホッグ(Shh)遺伝子の組織特異的エンハンサーMFCS4の機能について検討した。MFCS4は咽頭領域上皮におけるShhの発現を誘導して発生中の舌筋の配列制御に深く関与することが明らかとなった。これより、二次口蓋形成過程の口蓋突起挙上に必要な、時期特異的口腔内空間の供給のための舌運動機能発現に関わることが示唆された。マウス発生過程において、ソニックヘッジホッグ(Shh)遺伝子の咽頭領域特異的な発現を制御する組織特異的エンハンサーMFCS4の欠失マウスと、Shhコーディング領域欠失マウスのコンパウンドヘテロ、MFCS4+/-;Shh+/-では、100%の確率で口蓋裂が生じる。二次口蓋の発生は、上顎突起より出現した口蓋突起が発生中の舌に沿って垂直方向に成長し、その後この口蓋突起が水平転位を起こして正中で癒合し、完結する。組織学的観察によって、このMFCS4+/-;Shh+/-では水平転位が阻害されていることが明らかとなった。これについて、突起自身の転位力、もしくは吸畷運動などによる水平転位を補助する舌の低位のどちらに原因があるかを検討すると、舌の低位が起きていない可能性が示唆された。これは通常の組織切片における舌筋の低形成が認められたことから支持された。MFCS4+/-;Shh+/-マウスの咽頭領域におけるShhの発現量を検討するために、半定量的in situ hybridization法を確立した。コントロールとなるベータアクチンの発現を検討し、次にShhおよびその下流遺伝子であるGli1のプローブをcDNAで用意し、それぞれin situ hybridizationを野生型胎児で行ったところ、Gli1プローブは機能せず、非特異的なシグナルのみが認められた。これより、Shhの反応遺伝子としてPatched1の発現を検討することとした。ヒトMFCS4領域の遺伝子配列について唇顎口蓋裂を持たない群で検討したところ、これまでに報告されている一塩基多型以外に新たな一塩基多型が存在することが明らかとなった。マウス発生過程においてソニックヘッジホッグ(Shh)の咽頭領域特異的な発現を誘導する組織特異的エンハンサーMFCS4の欠失マウスと、Shhコーディング領域欠失マウスのコンパウンドヘテロにおいて、100%の確率で口蓋裂が生じる。これまでに、この原因が舌の形成不全である可能性が高いことを示した。組織学的解析により、野生型マウスと比較して、コンパウンドヘテロ個体では、上縦舌筋とオトガイ舌筋の形成が劣ることを発見した。また、発生過程にある咽頭領域の実際のShhの発現量を検討するために、ShhおよびShhのシグナルを反映されると考えられるGli1転写因子の定量的in situ hybridizatnionを検討した。それぞれの遺伝子のcDNA領域から約5領域をプローブ領域として20塩基選定し、標識cDNAをプローブとしたところ、Shhでは特異的なシグナルが認められたが、Gliプローブでは非特異的なシグナルが認められ、今後Shhの発現の強度を野生型とコンパウンドヘテロで解析中であり、Shhのシグナルを反映する別の分子、Patched1のin situ hybridizationにおけるシグナルを検討中である。これによって、いわゆる遺伝子のハプロ欠失が、分子の発現としてmRNAレベルでも半分の量になっているか、それとも何らかの調節が遺伝子発現レベルで行われているのかが明らかとなる。ヒトMFCS4領域が口蓋裂発症に関与しているかを検討するために、口蓋裂患者のMFCS4領域のDNA配列を検討している。現在までに報告されている一塩基多型以外に22の一塩基多型を発見し、その一部は患者のみに認められるもので、これらの一塩基多型が口蓋裂発症に関与しているかを今後検討する。MFCS4はsonic hedgehog(Shh)のエンハンサー領域のひとつで哺乳類から魚類までよく保存されており、咽頭領域の発生期に特異的に活性を示す。MFCS4ホモ欠失マウスでは約16%、MFCS4とShhの複合ヘテロ欠失マウスでは100%の頻度で口蓋裂が発生する。過去に報告されたShh欠失マウスは、ヘテロ欠失では口蓋裂などの表現型がなく、ホモ欠失では発生初期に胎生致死するものが多かったため、MFLCS4とShhの複合ヘテロ欠失マウスは口蓋裂発症の過程におけるソニックヘッジホッグシグナルの関与を解析する手段として新規で有効であると考えられた。我々はこの複合ヘテロ欠失マウスを組織学的に観察し、哺乳類口蓋の発生過程すなわち口蓋突起の下方伸長、水平転位、突起間癒合のうち、水平転位が起こらずに口蓋裂になっていることを明らかにした。また、口蓋突起を舌から自由にして上顎体を器官培養すると水平転位し、さらに突起間癒合も起こることを明らかにした。

舌は羊水嚥下への参加などを通じて口蓋突起の水平転位に寄与することから、この器官培養の結果は水平転位が起こらない主たる原因が舌にあることを示唆する。そこで複合ヘテロ欠失マウスでの内外舌筋群の発達に注目し、同腹野生型マウスと比較して上縦舌筋とオトガイ舌筋の発達が劣り、特にオトガイ舌筋は走向が不整で正中で癒合していることを発見した。すなわち、複合ヘテロ欠失マウスでは咽頭領域でShh発現が低く、舌筋の発達や機能が不十分で、口蓋突起の水平転位を促す作用が不足し口蓋裂になると示唆される。また、ヒトゲノム試料を多数得て配列を比較し、MFCS4の配列中に新規の数十の一塩基多型を発見し、口蓋裂を持つヒト個体にのみ見られる多型を複数発見した。
関数解析的諸問題の、位相的・代数的手法による研究と、工学上の問題への応用

本研究は広範な分野を結集し、抽象的理論から具体的応用への橋渡しをしようとするものだけに、まだ端緒の段階であるが、昭和63年度に各研究者が手がけた事項は大略次のとおりである。分担者彌永はエルミット形式の整数論、円分体の研究に取りくみ、あわせて応用面の開拓をはかってきた。分担者中村は数論的関数の研究を続け、とくにChebyshev関数の評価について従来の結果を改良した。分担者松下は表現論と関数解析の分野から特殊関数の性質を追及しようとしたが、その途上で線形回帰数列についての知見を得た。分担者田中は半単純代数群の表現論に関連して、Weyl群の元の簡約表示の個数について研究し、B型のWeyl群の最長元に対するStanleyの予想を解いた。代表者佐々木は流体内の電位の解析を続けてきたが、その過程においてベッセル関数に関連する級数に遭遇するので、検算の意図もかねて、留数解析による求和法についての整理を試みた。以上のように各担当者は、それぞれ従来から手がけてきた分野の追究を足がかりとして本研究の目標へのアプローチをめざしたが、個々の成果を有機的に組織化するところまで熟していない。今後さらに各分野の接点を探り、整理総合して、応用に適した形に編成することが課題である。
衛星リモートセンシングによる森林の環境調節機能評価手法の開発

積雪期に2回、無積雪期に2回の合計4回のLANDSATととの同期観測を行った。積雪期にはLANDSAT-TM、Ch-5と立木密度の間に明確な対応が見られ、衛星データからLAI推定の可能性が示唆された。なお、後者の観測に関しては衛星データがまだ未入手である。また地上での検証データの取得手法については確立された。Fish eyeレンズによるCanopya撮影により、100×100m程度の森林の葉群密度、LAI、葉群の集中度が非接触により推定可能となった。予備観測として、開空度の異なる森林内において短波放射量の時空間分布の観測と解析を行った。その結果、単位空間を大きくとるほど森林内での短波放射の変動は小さくなる傾向にあるが、単位時間を長くとってもその変動は小さくならないことが指摘された。また、リモートセンシングデータより、開空度、LAI(葉面積指数)、樹高計測のアルゴリズムに関して検討を行った。1996年4月11日に積雪期の衛星同期観測、6、7月に無籍説気の衛星同期観測を行い、実際の衛星データからの上記物理量の抽出を行う予定である。
末期および死別への看護ケアに関する国際比較的研究

この研究の目的は、主に日米両国における末期と死別に関する看護ケアの現状を調査し、それぞれの問題点を比較しながら、わが国の社会文化に適した末期看護ケアのあり方を探究することにある。そこで、本学と教育研究の交流関係を締結しているハワイロア大学看護学科H.フリッター博士の協力を得て、医療機関及び医療従事者に対する質問紙調査、各種医療機関の訪問および医療スタッフとの討議、遺族の看病と死別体験の調査、看護ケアの実地研修などを実施した。その研究結果の概要と今後への展望を述べると、以下の通りである。1末期ケア特にホスピスケアの実践の歴史および現状については、両国の違いが大きい。米国では既に1960年代末にソンダース博士(英国)のホスピス運動をモデルとした末期ケアが開始されているが、わが国のホスピス実践はせいぜい10年以内の歴史に留まり、近年社会的な関心の的になってきた。わが国のホスピスケアは少数の医療者の熱意に支えられていわば試行的に行われているのに対して、米国のそれは医療制度の一環に組み込まれて日常的に機能している。2われわれの調査では、1987年時に米国のホスピスプログラムは約1,600あり、日本のそれは13程度であった。現在は米国1,800に対して、日本20ほどと推定される。また、米国には非営利団体「全米ホスピス協会」および「州ホスピス協会」があり、ホスピスケアの理念と定義そして25項目のケア基準が定められており、ケア水準の向上への努力が払われている。今後わが国でも、ホスピスケアの公的認知と基準が必要になろう。3米国のホスピスケアは、在宅ケアと入院ケアの継続性が強調され、在宅ケアに主眼がおかれている。日本のホスピスの大部分は入院ケアが中心であり、在宅ケアの実践には医療制度的、医療技術的、社会文化的制約が大きい。4米国のホスピスケアは、緩和ケア、支援ケア、死別ケアの3本の柱から成っている。日本では、緩和ケアに重点がおかれ、最近支援ケアが注目され始めたが、死別ケアについては今後の課題とみられている。5米国のホスピスケアは、患者および家族によるケア選択を基にして、医師や看護婦、MSW、OT、PT、ST、栄養士、心理学者など各種専門家、ボランティア、家族、患者の協力体制のもとに実践される。日本では主として医師と看護婦が医療の主導的役割を担っていて、患者と家族は受身の立場におかれやすい。ホスピスボランティアの導入は、わが国の今後の課題のひとつである。6医療従事者に対するわれわれの意識調査の結果によれば、次の諸問題に関して米国のスタッフは全面的に肯定しているが、わが国のスタッフはあまり積極的ではないことがわかった。即ち、患者に病名(癌)や予後をはっきりと説明すること、末期患者の在宅ケアを実践すること、看護婦やMSWがホスピスのディレクターになること、ボランティアにケアを委ねること、死別への援助をホスピスの基本業務に組み入れること...など。日本の医療者には、末期の状態の患者を家に置くことは非常に危険であるとか、家族が不安のあまり在宅を求めないだろうとする意見が強く、患者に病名を告げないほうがよいとする意見、病名を知りたくないというのも患者の権利だと見る意見などがあり、現在の米国の医療者の見解とは逆の傾向があった。7癌により家族を亡くした遺族に対するわれわれの意識調査によっても、患者に病名を知られたくなかったとする意見が多く、しかも患者に嘘をついていることからくるストレスを強く感じていた。病気の真相を知らせないほうがよい、周囲の状況から何となく察知するようになる、知りたくないという患者や家族の気持ちを尊重するという考え方は、非常に日本的な文化に根ざすものであり、いかなる状況を「クオリティ・オブ・ライフ」と見るか、今後の課題である。8遺族の調査では、医療者(特に看護婦)のケアは、身体面の働き掛けが重点になっていて、心理・社会的な面とか宗教的(信仰的)な面での支援は、必ずしも十分ではないことがわかった。予後不良の末期患者およびその家族は、治癒の約束された患者や家族以上に心理・社会的・宗教的ニ-ズが高い。死別への援助を含めて、この面の改善が痛感された。9米国の実践の中から何を取り入れ、日本の文化にふさわしい形にどう改善すればよいか、今後の継続的課題として取り組んで行きたい。近年の医療技術の進歩に伴い,慢性疾患を持ったままで生き延びて,家庭または病院で苦しい末期状態を迎える患者が急増している.そこでホスピスケアが注目され始めているが,いまだわが国ではその緒についたばかりであり,実地経験の豊かな欧米の看護から学ぶべきところが大きい.なお,死別や哀悼には文化の相違が色濃く反映するので,国際比較的観点に立脚した看護研究を行い,わが国に適したホスピスケアを探求する必要がある.末期から死別後にかけての過程を調査し,看護の理論と実践に役立てたい.わが国とアメリカ合衆国のホスピスプログラムを比較すると,まず量的に大きな差がある.アメリカ合衆国には,全米ホスピス協会(NHO)に登録されているものが, 1987年現在1569を数えるが,わが国には,ホスピスないし緩和ケアを標傍する機関や施設は,われわれの調査によるかぎり, 14程度である.また,ケア形態を見ると,アメリカ合衆国の場合,在宅ケアが30, 6%,入院ケアが2, 6%,在宅と入院の両方が58,3%であるのに対して,わが国の場合,在宅ケアは僅か1機関7%で,大部分は入院ケア専門病院である.

アメリカのホスピスが末期患者をできるだけ家族のもとでケアすることを理想にし,医師や看護婦やソーシャルワーカーその他の各種医療専門家による訪問活動に力を入れているのに比べると,わが国の場合には,訪問看護体制の不備が末期患者の家庭復帰を困難にしているために,病院内ケアに重点をおかざるをえない現状が見られる.両国とも末期癌患者のケアが多いが,アメリカでは,患者が原則として自分の病名を知り「ノーコード」(救急蘇生処置の拒否)に署名して,初めてホスピスケアを受ける契約が成立する.わが国でも,ホスピス入院患者は,一般病院の癌患者に比べると,自分の病気を知っている人が多くなっているようだが,医療者の意識調査では,病名告知はまだアメリカほどには積極的とは言えない.両国の国民性の違いが反映されていると見られる.患者および家族をケアスタッフの一員とみなし,患者を含めた家族全体をケアの単位と考えるアメリカのホスピスに比べて,わが国の末期ケアは医療者が患者をケアするという伝統的な医療スタイルをとっているところが多い.また,アメリカでは患者の権利に関する意識が高い.ボランティアの意義や役割についての彼我の相違も大きい.今後の計画として,死別援助,看護婦の専門性と能力,家族のケア役割,医療費などについて詳しく調査する予定である.この研究の目的は、主に日米両国における末期と死別に関する看護ケアの現状を調査し、それぞれの問題点を比較しながら、わが国の社会文化に適した末期看護ケアのあり方を探究することにある。そこで、本学と教育研究の交流関係を締結しているハワイロア大学看護学科H.フリッター博士の協力を得て、医療機関及び医療従事者に対する質問紙調査、各種医療機関の訪問および医療スタッフとの討議、遺族の看病と死別体験の調査、看護ケアの実地研修などを実施した。その研究結果の概要と今後への展望を述べると、以下の通りである。1末期ケア特にホスピスケアの実践の歴史および現状については、両国の違いが大きい。米国では既に1960年代末にソンダース博士(英国)のホスピス運動をモデルとした末期ケアが開始されているが、わが国のホスピス実践はせいぜい10年以内の歴史に留まり、近年社会的な関心の的になってきた。わが国のホスピスケアは少数の医療者の熱意に支えられていわば試行的に行われているのに対して、米国のそれは医療制度の一環に組み込まれて日常的に機能している。2われわれの調査では、1987年時に米国のホスピスプログラムは約1,600あり、日本のそれは13程度であった。現在は米国1,800に対して、日本20ほどと推定される。また、米国には非営利団体「全米ホスピス協会」および「州ホスピス協会」があり、ホスピスケアの理念と定義そして25項目のケア基準が定められており、ケア水準の向上への努力が払われている。今後わが国でも、ホスピスケアの公的認知と基準が必要になろう。3米国のホスピスケアは、在宅ケアと入院ケアの継続性が強調され、在宅ケアに主眼がおかれている。日本のホスピスの大部分は入院ケアが中心であり、在宅ケアの実践には医療制度的、医療技術的、社会文化的制約が大きい。4米国のホスピスケアは、緩和ケア、支援ケア、死別ケアの3本の柱から成っている。日本では、緩和ケアに重点がおかれ、最近支援ケアが注目され始めたが、死別ケアについては今後の課題とみられている。
森林の樹種構成の違いによるサウンドスケープの特性解明と生理活性効果の評価

国有林の森林レクリエーション利用の実態を調査し、国民が森林のサウンドスケープに求めるニーズを明らかにした。また、地形と道路からの距離による森林の手入れの実態を分析し、森林のサウンドスケープを形成する背景となる森林の植生状態を明らかにした。森林浴に関して、歩行速度の変化による運動効果とセラピー効果に関する比較実験を行い、歩行速度に対応した森林浴効果を解明した。ツリークライミングによる広葉樹の樹冠内環境における心理的効果に関する実験を行い、樹冠内が心理的なマイナス要因を軽減することを明らかにした。また、人工物タワーと広葉樹を比較したツリークライミング実験を行い、広葉樹がタワーよりも心理・生理的に良い効果をもたらすことを明らかにした。針葉樹、落葉広葉樹、常緑広葉樹について風による樹種別の葉音を収集し、周波数分析による音響特性の解明を行った。これらの葉音の暴露実験を行い、心理・生理的反応を計測した。その結果、広葉樹の葉音は心理的に良い印象を与え、生理的には脳活動が鎮静化することが明らかになり、針葉樹の葉音は心理的にマイナスの印象であり、生理的には中枢神経系、自律神経系ともに変化が見られなかった。森林と遊歩道のサウンドスケープを評価するために土地利用多様性指数を基にした新たな指標の開発を行った。この指数に用いる音の重みは、葉音の音響スペクトルの回帰式の傾きを標準化して用いた。三重大学平倉演習林と岐阜森林管理署胡桃島国有林を対象地として森林の樹種構成をGIS上で区分し、森林内の遊歩道の配置について土地利用多様性指数によるサウンドスケープ評価を行った。その結果、広葉樹の多い森林あるいは遊歩道がサウンドスケープ面で良い評価が得られた。樹種構成の違いによるサウンドスケープの特性解明を行うため、針葉樹天然林として岐阜森林管理署胡桃島国有林と木曽森林管理署赤沢自然休養林、里山の広葉樹二次林として瀬戸市定光寺野外活動センター、針葉樹人工林として三重大学附帯演習林、広葉樹天然林として愛知県稲武町面の木ブナ林を対象地として設定した。なお、針広混交林については現在候補地を選考中である。これらの対象地の内4つについて航空写真による上層木の樹種判定を進めており、胡桃島国有林と三重大学付属演習林については上層木の面的な分布が明らかになった。また、航空写真の分析から上層木と光条件を特定し、地形図の分析から水分条件を特定することにより、森林の音に密接に関連する人工林内の下層植生の分布を予測する手法を開発した。風による葉のざわめき音として、今年度は針葉樹と落葉広葉樹の音の録音を中心に行った。同時に林内景観をビデオ録画し、サウンドスケープのデータの蓄積を進めた。落葉広葉樹の葉のざわめき音を周波数分析した結果、常緑広葉樹とほぼ同じ周波数特性であることが明らかになった。今後は葉柄の長さと葉の厚みによる樹種の違いがもたらす音響特性の違いを究明していくとともに、風力と音圧レベルの関係を明らかにしていく。樹種の違いによる葉のざわめき音の音刺激を作成し、人間への暴露試験を現在進めている。心理的反応の計測法としては、新たにPOMS法を導入し、SD法の改良を行った。生理的反応の計測法としては、脳波計を購入し、心拍RR間隔変動の結果と比較分析中である。実際の森林空間を散策する場合の快適性について心拍変動性とSD法による分析を行った。今後は森林の音の暴露試験を進めるとともに、近赤外線分光分析法ならびに唾液コルチゾール法による被験者により負担の少ない生理反応の計測を試みる。

針葉樹と広葉樹の葉のざわめきの音による暴露試験を森林総合研究所(つくば市)の人間工学実験室で行い、POMS等による心理的計測、ならびに近赤外線分光分析法、血圧、心拍RR間隔変動等の生理的計測を行った。その結果、広葉樹の葉のざわめき音は、心理的に良い印象を与え、生理的には前頭前野部の総ヘモグロビン濃度の変化から脳活動が鎮静化することが明らかになった。これに対して、針葉樹の葉のざわめき音は、心理的にマイナスの印象であり、生理的には中枢神経系、自律神経系ともに変化が見られなかった。また、同じ音を継続して聞かせた場合に、広葉樹の葉の音であっても1分40秒以降に活発だった脳波のα1波の著しい減少が見られた。α1波はリラックス時に活発に見られるものであり、この減少は飽きによる眠気の現出と考えられた。対象地として選択した5つの森林について、航空写真による上層木の樹種判定を進め、GISを使って上層木の樹種別配置を行った。その中のひとつである岐阜森林管理署胡桃島国有林(亜高山帯針葉樹天然林)について、地形解析から水系と遊歩道の位置を入力し、遊歩道沿いのサウンドスケープの多様性を評価し、さらに歩道の勾配による歩行状況の多様性を加えて、サウンドスケープから見た遊歩道の評価を行った。その結果、植生からみたサウンドスケープの多様性は高いが、その多くが針葉樹の天然林と二次林であるため、総合的なサウンドスケープの評価は低くなった。国有林の森林レクリエーション利用の実態を調査して、国民が森林のサウンドスケープに求めるニーズを明らかにするとともに、地形と道路からの距離による森林の手入れの実態を明らかにし、森林のサウンドスケープを形成する背景となる森林の植生状態を明らかにした。サウンドスケープの影響が含まれた森林浴に関して、歩行速度の変化による運動効果とセラピー効果に関する比較実験を行い、歩行速度に対応した森林浴効果(運動効果+セラピー効果)が得られるが、ゆっくり歩く方がセラピー効果の高まることを解明した。また、森林内で行うレクリエーション活動のひとつとして、ツリークライミングによる広葉樹の樹冠内環境における心理的効果に関する実験を行い、広葉樹樹冠内が心理的なマイナス要因を軽減することを明らかにした。さらに、人工物タワーと広葉樹を比較したツリークライミング実験を行い、広葉樹がタワーよりも心理的にも生理的にも良い効果をもたらすことを明らかにした。昨年度までに解明された森林の樹種構成の違いによる自然風による葉音の音響特性の結果を、森林管理あるいは遊歩道の設計整備等に生かすために、森林と遊歩道のサウンドスケープの評価を行う土地利用多様性指数を基にした新たな指標の開発を行った。土地利用多様性指数に用いる音の重みは、音響特性のスペクトル解析結果の回帰式の傾きを標準化し、変動幅が02、平均値が1になるように調整した。遊歩道の土地利用多様性指数は、遊歩道沿いに30mのサウンドスケープの影響域(バッファ)を取り、そのバッファに含まれる植生タイプの数を評価する。この土地利用多様性指数を用いて、三重大学平倉演習林の遊歩道のサウンドスケープ評価を行い、また、比較のために胡桃島国有林の遊歩道のサウンドスケープ評価を行った。その結果、広葉樹の多い森林あるいは遊歩道がサウンドスケープ面で良い評価が得られた。
アクチンの構造多型性・協同性・応答特性の分子機構

アクチンが主役の運動超分子マシナリーの運動機構と制御機構の物理メカニズムを分子動力学計算による構造・エネルギー・ダイナミクスの三位一体の立場から研究した。まず、マシナリーの基本となるアクチンモノマーの物性解析を行った。長時間の全原子MD計算データを用いた高い統計精度での解析により、モノマーが複数の準安定状態(多型性)をもつこと、準安定状態の分布がアクチンに結合しているヌクレオチド状態によって制御されていること(ATP結合状態とADP結合状態で分布が異なること)が分かった。アクチンモノマーのこれらの基本物性によってフィラメントのプラス端(ATP結合状態)とマイナス端(ADP結合状態)との間に違いが生じ、この違いによってフィラメントのマイナス端の方がエネルギー的により不安定になることが分かった。この結果はアクチンフィラメントのトレッドミル運動の物理メカニズムそのものに関わる重要性をもつ。つぎに、モノマー構造状態のヌクレオチド依存性の背後にある物理メカニズム(アロステリック機構)の研究を進めた。分子内の静電相互作用ネットワーク、および力伝搬ネットワークの解析を行った結果、ATP状態からADP状態への変化にともない、分子内のネットワークが大きく変化すること、それによってヌクレオチド依存的な構造状態変化をもたらされることが分かった。モノマーの基本物性として、コフィリン結合を協同的に阻害するG146V変異体の解析を行ったところ、変異部位から40Åも離れた領域の揺らぎが変化することが見いだされた。こららの研究結果を基盤として、アクチンフィラメントに外力を付加したときの応答特性の解析、アクチンとアクチン結合蛋白質(一例としてミオシン)と結合エネルギー解析を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。アクチンが主役の運動超分子マシナリーの運動機構と制御機構の物理メカニズムを分子動力学計算による構造・エネルギー・ダイナミクスの三位一体の視点からアプローチした。まず、アクチンの基本物性であるアクチンモノマーおよびフィラメントの構造多型性とアロステリーの解明に取り組んだ。結合ヌクレオチド依存的な構造状態の特定し、アクチンの重合・脱重合の分子機構との関連性を明らかにした。アクチンモノマーの全原子MD計算、アクチンモノマー内の相互作用ネットワーク解析、27年度が最終年度であるため、記入しない。G146V変異体の解析、フィラメント内のモノマーの協同性、応答性、および相互作用解析、粗視化モデルの適用。
ケモカイン受容体会合分子による免疫制御機構の解析

ケモカイン受容体シグナル制御分子フロントは、ケモカイン受容体CCR2に結合し炎症反応において重要な働きを担うマクロファージの炎症の場への遊走を正に制御する。本研究では、フロント遺伝子改変マウスおよびフロント機能制御化合物を用いて、炎症時における生体レベルでのフロントの機能および細胞内遊走シグナル関連分子の活性化制御機構を明らかにすることを目的とする。平成24年度までに同定したCCR2上のフロント結合領域について細胞レベルでの機能解析を行った。まずフロントとの結合を低下させる1アミノ酸変異を導入した変異型CCR2を培養細胞に発現させた。この変異は、in vitroで明らかとなったフロントとの結合エレメントである結合領域ヘリックスの疎水性面に位置する。細胞表面上の発現レベルは野生型と同程度であった。CCR2の受容体機能である細胞遊走活性に対するこの変異の影響を解析するため、Boyden chamber法にて変異型CCR2発現細胞のCCR2リガンド(CCL2)刺激に対する遊走活性を解析した。その結果、変異型CCR2を発現する細胞においては、野生型CCR2を発現する細胞に比べて遊走活性が顕著に低下していた。これよりin vitroの解析で明らかになったCCR2上のフロント結合エレメントは、細胞レベルにおいても受容体の機能に重要な役割を担っていることが示された。またフロント遺伝子改変マウスの炎症モデルにおける表現型解析およびフロント機能阻害化合物の炎症モデルでの抗炎症効果の解析を行うため、コラーゲン誘導性関節炎モデルのセットアップを行い、DBA/1I係統における関節炎モデルでのフロント機能阻害化合物の評価が可能となった。(抄録なし)ケモカイン受容体シグナル制御分子フロントは、ケモカイン受容体CCR2に結合し炎症反応において重要な働きを担うマクロファージの炎症の場への遊走を正に制御する。これまでに見出しているフロント-CCR2間相互作用を阻害する候補化合物について、生体レベルでの有効性を評価するため、種々のマウス炎症疾患モデルのセットアップに着手した。またフロントによる細胞内遊走シグナル制御機構において、フロントとCCR2との相互作用メカニズムを明らかにするために、CCR2におけるフロント結合領域の絞り込みを行い、結合領域を同定した。この領域に相当するペプチドを合成し、大腸菌にて発現したフロント組み換えタンパクを用いてHTRF法によりin vitroで相互作用を確認した。この領域の中でフロントとの結合に大きく寄与している残基を同定した。全長CCR2において細胞レベルで同定したフロント結合領域の重要性を検証するため、FLAGタグ標識CCR2とEGFP融合フロントを発現する細胞を作出し免疫共沈降法による相互作用検出系を構築し、フロント結合領域変異体で結合活性が低下することを見出した。現在この変異体の細胞遊走活性への影響を評価するとともに、今後はこの相互作用検出系を用いて化合物の細胞遊走シグナルに及ぼす作用を評価していく予定である。(抄録なし)