hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
HNF標的遺伝子の同定による糖尿病発症機構の解明

我々は新規MODY(maturity-onset diabetes of the young)遺伝子をHNF転写因子カスケードの中で探索する過程で、HNF-4α(MODY1蛋白)と結合するオーファン受容体SHP(small heterodimer partner)遺伝子がインスリン抵抗性を伴う「小太り」遺伝子であることを見い出した。連鎖解析を用いてMODY家系を解析しMODY遺伝子とSHP変異とは互いに独立した遺伝素因であり、HNF-4αの抑制障害がインスリン過分泌を介して若年肥満を生じることを即に明らかにしている。一方、インスリン抵抗性の発症機序を解析するために、今年度はSHPの末梢におけるPPARγに及ぼす影響を検討した。その結果、野生型5HPはPPARγにリガンド非依存的に結合し、コリプレッサーと競合することによりその転写活性を亢進することを明らかにした。変異蛋白ではその抑制能は有意に減弱していた。最近、欧米でPPARγの変異を有する家系が報告されたが、この家系では肥満は認められないがインスリン抵抗性の発症が認められる。従って、SHP肥満におけるインスリン抵抗性は、少なくともある程度はPPARγの調節障害によるものと推定される。日本人の糖尿病者はインスリン分泌不全の体質を素地に有する。そこにインスリン分泌負荷となるSHP異常が新たに加わると、疾患発症リスクは増大すると想像される。そこで、2型糖尿病者と非糖尿病者約300例づつを同様にスクリーニングした結果、糖尿病群で10例、非糖尿病で1例のSHP異常を認めた(P<0.01)。すなわち、常染色体優性遺伝のSHP肥満は、成人以降の2型糖尿病発症のリスク因子であることが明らかとなった。以上の成績から、HNF-SHPネットワークは2型糖尿病と肥満の両者を統合して研究するために極めて重要である。転写因子HNF-1αはインスリン合成や分泌に関する重要な遺伝子を転写調節している。本年度では、HNFカスケードに属するHNF-1α標的遺伝子の収集を重点的に行った。この遺伝子プールから有力候補を選択し、次年度以降のMODY患者の遺伝子解析に供する予定である。(1)膵β細胞株(MIN6)発現遺伝子のEST化とHNF-1α過剰発現による誘導遺伝子の獲得マウスMIN6細胞からmRNAを抽出しcDNAライブラリーを作成した。In vivo excision法によりライブラリー全体をプラスミドに変換した後、無作為に5,000個以上のクローンを選択してEST化した。得られたEST配列についてデーターベースサーチを行ない、重複しないESTパネルを作成中である。次年度中には一万個を終了してマイクロアレイ化する。MIN6細胞でHNF-1αを効率よく発現させるためにアデノウイルス発現系を用いた。アデノコンスラクトを同細胞に感染させてHNF-1αを過剰発現させると、標的遺伝子mRNA全体のレベルを上昇させることができる。本年度は、このアデノ発現ベクターの構築に成功した。(2)対応するヒト膵ラ氏島ESTパネルの作成ヒト膵ラ氏島cDNAライブラリーから既に1万個のESTを獲得している。上記と同様にデータベースサーチを行ない、重複しないヒトESTパネルを作成した。このパネルは、HNF-1α過剰発現で発現レベルが変化するマウス遺伝子に対応するヒト遺伝子の獲得に用いる。173例のMODY症例(肥満、86;非肥満、87)をスクリーニングした結果、5種類の遺伝子異常を6症例において見い出した。家系調査と関連解析の結果、SHP変異は軽度の肥満と有意に関連した。一方、連鎖解析の結果、MODY遺伝子とSHP変異とは互いに独立した遺伝素因であることが判明した。

そこで、101例の非糖尿病の肥満児を同様にスクリーニングした結果、4種類の変異を6例に認めた。一方、116例の非糖尿病の非肥満児から変異は認められなかった(p<0.001)。SHPはHNF-4αを含めた種々の核内レセプターの転写調節能を抑制する機能を有する。そこでHNF-4αの標的であるHNF-1α遺伝子のプロモーターとMIN6細胞を用い、ルシフェラーゼレポーターアッセイにより変異蛋白の機能解析を試みた。その結果、各々の変異蛋白によるHNF-4αの転写抑制能は種々の程度で有意に減弱していた。本研究により見い出された「SHP異常型肥満症」は、レプチンー中枢経路とは異なる新しい経路の異常によるものと考えられる。一方、糖尿病のリスクになるかどうかの検討も重要であり、現在進行中である。従って特異的な病態を理解するためには、SHPを含めたHNFカスケードの下流の標的分子を同定することが重要である。我々は新規MODY(maturity-onset diabetes of the young)遺伝子をHNF転写因子カスケードの中で探索する過程で、HNF-4α(MODY1蛋白)と結合するオーファン受容体SHP(small heterodimer partner)遺伝子がインスリン抵抗性を伴う「小太り」遺伝子であることを見い出した。連鎖解析を用いてMODY家系を解析しMODY遺伝子とSHP変異とは互いに独立した遺伝素因であり、HNF-4αの抑制障害がインスリン過分泌を介して若年肥満を生じることを既に明らかにしている。一方、インスリン抵抗性の発症機序を解析するために、今年度はSHPの末梢におけるPPARγに及ぼす影響を検討した。その結果、野生型SHPはPPARγにリガンド非依存的に結合し、コリプレッサーと競合することによりその転写活性を亢進することを明らかにした。変異蛋白ではその抑制能は有意に減弱していた。最近、欧米でPPARγの変異を有する家系が報告されたが、この家系では肥満は認められないがインスリン抵抗性の発症が認められる。従って、SHP肥満におけるインスリン抵抗性は、少なくともある程度はPPARγの調節障害によるものと推定される。日本人の糖尿病者はインスリン分泌不全の体質を素地に有する。そこにインスリン分泌負荷となるSHP異常が新たに加わると、疾患発症リスクは増大すると想像される。そこで、2型糖尿病者と非糖尿病者約300例づつを同様にスクリーニングした結果、糖尿病群で10例、非糖尿病で1例のSHP異常を認めた(P<0.01)。すなわち、常染色体優性遺伝のSHP肥満は、成人以降の2型糖尿病発症のリスク因子であることが明らかとなった。以上の成績から、HNF-SHPネットワークは2型糖尿病と肥満の両者を統合して研究するために極めて重要である。
口腔内電位と唾液性状を指標とした修復金属溶出に関する検査方法

I.方法(1)口腔内金属修復物の電位と成分および唾液性状との関係対象は研究対象年に外来を受診した金属アレルギー患者とした.口腔内電位はDMAメーターを用いてマニュアルモードにて測定を行った.唾液性状は,唾液量,唾液緩衝能,細菌数を測定した.その後,金属修復物から微量金属試料を採取し,EPMA分析に供した.このうち金銀パラジウム合金に関して検討を行った.(2)金属アレルギー患者と金属修復物との関係対象は,19912000年に金属アレルギー外来を受診した金属アレルギー405症例および1993年2002年に本学医学部皮膚科を受診した扁平苔癬78症例とした.II.結果と考察(1)口腔内金属修復物の電位と成分および唾液性状との関係金銀パラジウム合金の電位は約-100mVから10mVまでの範囲内であった.唾液性状と口腔内電位との間に明らかな相関関係は認められなかった.また,金銀パラジウム合金の主要成分である金,銀,パラジウム,銅と口腔内電位の間にも明らかな相関関係はなかった.しかし,微量添加元素である亜鉛,インジウムに関しては電位によって含有の有無にばらつきがあった.また,微量に硫黄が検出された修復物もあり,これらが電位変化に影響している可能性が示唆された.(2)金属アレルギー患者と金属修復物との関係金属アレルギー患者においては,金,銀,パラジウム,銅,コバルトの各感査の有無について統計学的な有意差は認められなかった.ニッケルは女性の方が,クロムは男性の方が,有意に陽性率が高かった.また,水銀は特定の年齢層で有意に高かった.扁平苔癬患者においては,アレルゲン金属除去患者9例のうち7例で症状の改善を認めた.また,口腔清掃を行っている患者では,扁平苔癬の症状改善を認めた症例も数例存在した.従って,金属アレルギーや口腔衛生状態が扁平苔癬に関与している可能性が示唆された.【材料と方法】予備実験:1.DMAメーター粘膜用プローブの精度の検討生理食塩水中における金銀パラジウム合金(GCパラトップ)の電位測定を行った。参照電極として飽和カロメル電極とDMAメーターの粘膜用プローブを用い,両者の測定値を比較し参照極としての精度を検討した。2.DMAメーターによる安静時唾液,刺激時唾液下での電位測定被験者は金銀パラジウム合金修復を行った3名とした。各被験者とも測定時の唾液条件を変え各々日を異にして計測を行った。唾液条件は安静時唾液および刺激時唾液とした。本実験:金属アレルギー患者での口腔内電位測定および唾液検査対象は口腔内に金属修復物を認め,測定に関して同意の得られた金属アレルギー患者とした。金属溶出傾向の指標として修復物の電位測定を行った。電位測定部位は金銀パラジウム合金で鋳造された修復物とした。併せて唾液pH,細菌数も計測した。【結果と考察】予備実験:1.飽和カロメル電極では経時的に安定した数値が得られた。粘膜用プローブでは経時的に漸減したものの,3040分でプラトーとなり良好な値が得られた。今後,粘膜用プローブの精度をより厳密に検討するにあたり,測定値の漸減防止のためにプローブ槽の電解液に工夫が必要である。2.各被験者とも同条件の唾液中では±20mV程度の安定した数値が得られたが,唾液条件によって測定値は異なった。測定には唾液条件を可及的に統一する必要性が示唆された。本実験:各被験者とも測定電位と唾液試験の各結果とは密接な関係があることが伺われた。今後,予備実験結果についてまとめ,来年度補綴歯科学会にて報告を予定している。【本年度研究の目的】口腔粘膜を模倣した測定条件における参照電極の精度通常のin vitroでの実験では参照電極も電解液中で使用するため,臨床的使用方法である粘膜接触とは条件が異なる。口腔内電位測定装置であるDMAメーターのAg/AgCl電極が測定上正確であることは必須であることからも,in vitroにおいても臨床を模倣した条件で精度を検討する。【方法】使用参照電極:実験側DMAメーター付属のAg/AgCl電極,対照側飽和カロメル電極対極および作用極:いずれも電解槽付属の白金電極を使用電解液:生理食塩水疑似粘膜:塩化カリウム加寒天測定方法:測定条件は次の3つとした。1.参照電極をAg/AgClとし,参照極槽を疑似粘膜2.参照電極をAg/AgClとし参照極槽を飽和塩化カリウム溶液3.参照電極を飽和カロメル電極とし参照極槽を飽和塩化カリウム(コントロール)13の測定条件に対して,他の条件を電解槽温度一定,窒素脱気,撹押下として統一し,白金作用極と各参照極との電位を1時間ずつ測定した。測定は各条件5同ずつ行った。【結果と考察】3条件の中でコントロールがもっとも安定した電位を示した6条件2ではいずれも測定終了後の電位が低くなり,3条件の中ではもっとも差が大きかった。条件3は測定開始後の値に正負のいずれかの変化が見られたがいずれも小範囲で,条件1に次いで安定していた。条件2では塩化カリウム溶液のAg/AgCl電極への浸透により値が変化したものと考えられた。以上の結果から,DMAメーターの電極は,唾液で湿潤した状態よりもある程度乾燥させた粘膜に接触させた方がよいことが明らかにされた。I.方法

(1)口腔内金属修復物の電位と成分および唾液性状との関係対象は研究対象年に外来を受診した金属アレルギー患者とした.口腔内電位はDMAメーターを用いてマニュアルモードにて測定を行った.唾液性状は,唾液量,唾液緩衝能,細菌数を測定した.その後,金属修復物から微量金属試料を採取し,EPMA分析に供した.このうち金銀パラジウム合金に関して検討を行った.(2)金属アレルギー患者と金属修復物との関係対象は,19912000年に金属アレルギー外来を受診した金属アレルギー405症例および1993年2002年に本学医学部皮膚科を受診した扁平苔癬78症例とした.II.結果と考察(1)口腔内金属修復物の電位と成分および唾液性状との関係金銀パラジウム合金の電位は約-100mVから10mVまでの範囲内であった.唾液性状と口腔内電位との間に明らかな相関関係は認められなかった.また,金銀パラジウム合金の主要成分である金,銀,パラジウム,銅と口腔内電位の間にも明らかな相関関係はなかった.しかし,微量添加元素である亜鉛,インジウムに関しては電位によって含有の有無にばらつきがあった.また,微量に硫黄が検出された修復物もあり,これらが電位変化に影響している可能性が示唆された.(2)金属アレルギー患者と金属修復物との関係金属アレルギー患者においては,金,銀,パラジウム,銅,コバルトの各感査の有無について統計学的な有意差は認められなかった.ニッケルは女性の方が,クロムは男性の方が,有意に陽性率が高かった.また,水銀は特定の年齢層で有意に高かった.扁平苔癬患者においては,アレルゲン金属除去患者9例のうち7例で症状の改善を認めた.また,口腔清掃を行っている患者では,扁平苔癬の症状改善を認めた症例も数例存在した.従って,金属アレルギーや口腔衛生状態が扁平苔癬に関与している可能性が示唆された.
サイトカイン含有生体吸収性インプラントの骨新生に与える影響

生体材料の進化に伴い、インプラントを固定源とした矯正治療の有効性が報告されている。しかし、従来のチタン製インプラントは歯を移動させた後、除去しなければならないが、それに伴い歯槽骨や顎骨に骨の欠損が生じる。そこで平成10、11年度科学研究費奨励研究(A)でポリ乳酸(分子量:20,000100,000)とハイドロキシアパタイト(HAP)、フルオロアパタイト(FAP)を材料とした生体吸収性コンポジット型インプラント材の開発を行い、理工学的、病理組織学的に検討した。さらに、この生体吸収性インプラント材は、生体に為害作用がないことを病理組織学的に確認した。また、平成7、8年11年度科学研究費奨励研究(A)、一般研究(C)の交付を受け、サイトカインの一種であり中胚葉系細胞に対する強力な増殖因子であるbasic Fibroblast Growth Factor(b-FGF)は拡大されたラットの正中口蓋縫合部の修復を促進することや、骨折の治癒機転の促進、さらに再植歯の矯正的移動におけるb-FGFが有効であることを報告した。さらにBone Morphogenetic Protein(BMP)においても骨の新生能促進が報告されている。そこで本研究では両者の特性を生かすため、サイトカインを脂質でコーティングし、コンフォメーションを壊さないように生体吸収性インプラントに混合し、生体吸収性インプラントの吸収後のインプラント周囲の歯槽骨や顎骨に対する影響を免疫組織学的、病理組織学的に検討し、本年は次の結果を得た。1.サイトカインであるBMPを脂質でコーティングを行い、直径4mm、厚さ1mmのディスクを作製し、ラット背部皮下に埋入し組織反応を検索したその結果、周囲組織に炎症性反応などの所見は認められなかった。
成体脳内における新生ニューロンの長距離・高速移動を可能にする細胞外環境

脳室下帯で産生された新生ニューロンが成体脳組織内を移動するメカニズムについて、アストロサイト・血管との相互作用に着目して研究を行った。脳室周囲で産生されている新生ニューロンは、アストロサイトによって形成される経路を嗅球へと移動している。昨年度までの研究で、新生ニューロンの分泌するSlitタンパク質とアストロサイト上に発現する受容体Roboが、その相互作用に関与していることを示唆するデータを得た。本年度は、このアストロサイトを単離培養し、新生ニューロンとの相互作用をタイムラプス撮影により詳細に解析した。新生ニューロンがアストロサイト上を移動するとき、アストロサイトの膜の形態が変化すること・この動的なアストロサイトの形態変化が、アストロサイトへのRoboのドミナントネガティブ体の導入によって抑制されることを見出した。これらの結果から、新生ニューロンの移動において、自身が分泌するSlitタンパク質によって、その移動経路のアストロサイトの形態を制御している可能性が示唆された。新生ニューロンは、脳梗塞などの傷害後には、傷害部へと移動してニューロンを再生している。これまでの研究により、その移動過程で新生ニューロンが血管を足場としていることを明らかにしてきた。虚血などの傷害は、血管新生を促進することが知られており、本年度は新生ニューロンの移動の足場としての新生血管の役割について検討を行った。中大脳動脈閉塞術によって脳梗塞を惹起したマウスに、持続的にBrdUを投与して新生血管を標識した。標識された新生血管と既存の非標識血管について、新生ニューロンが足場としているかを定量的に解析したところ、新生血管は既存の血管と同等の足場としての機能を有することが明らかになった。本研究により、新生ニューロンの成体脳内の移動における、周囲の細胞との相互作用の重要性・そのメカニズムの一端が明らかになった。成体脳において側脳室周囲の脳下帯で産生されたニューロンは、嗅球での長距離を、RMSと呼ばれるアストロサイトに被覆される経路を通って移動している。また、脳傷害時には、新生ニューロンの一部は傷害部に移動し、ニューロンを再生する。これら各々の現象に関わる細胞外環境について、以下の解析を行った。1)我々はこれまでに、分泌性蛋白質Slitが成体脳のRMSを移動する新生ニューロンに発現し、その移動に関与していることを明らかにしてきた。本年度は、Slit遺伝子ノックアウト(KO)マウスを用いてSlitの役割について解析を行った。Slit KOマウスと野生型マウスの新生ニューロンを、それぞれの培養スライスのRMSに移植する実験から、slitが新生ニューロンと細胞外微小環境との相互作用に関与し、その移動を制御していることを明らかにした。また、電子顕微鏡解析および培養アストロサイトを用いた実験から、Slitがアストロサイトに忌避的に作用し、Slit KOマウスのRMSではアストロサイトの突起が新生ニューロンの移動経路に侵入していることを明らかにした。これらの結果は、新生ニューロンの産生するSlitが、RMSのアストロサイトの形態・分布を変化させて、新生ニューロンの移動を制御していることを示唆するものである。2)また、我々はこれまでに脳梗塞後に梗塞巣付近に出現する新生ニューロンは血管に沿って分布していることを報告した。本年度の研究では、血管・新生ニューロンをそれぞれ異なった蛍光色素で標識することにより、培養切片内を移動する新生ニューロンと血管の関係をタイムラプス撮影法により解析した。これにより、新生ニューロンが血管に沿って移動していることが明らかになった。
2文字組によるユニバーサルデータ圧縮の研究

情報源の性質が未知であっても,一つの符号器で能率の良いデータ圧縮を実現できる符号化技術は,現在社会に展開しつつあるマルチメディア情報通信等の分野で必要とされており,とくに高速アルゴリズムと高圧縮性能をもつ符号器の開発が強く期待されている.本研究は,このような背景のもとで,高速で高能率の無歪み圧縮を目的として平成9,10両年度にわたり行われたものであり,次の3つの成果を得た.1.符号長の漸近特性について:本研究の符号化方式は,辞書の更新方法がLZMW符号と類似している.ただしLZMW符号がすべての辞書エントリがユニークであるのに対して,本符号化では同じ文字列が複数回登録される.したがって,本符号はLZMW符号の性能を上回るものではない.しかし,一方でアルゴリズムのもつ再帰性によりLZMW符号に比べて本符号の方が符号器/復号器の実装がはるかに容易であり高速である.2.アルゴリズムの符号化能率について:漸近的な特性が必ずしも優れていないにもかかわらず,符号化の早期の段階で長い系列が辞書に登録されるために,圧縮率の向上が急速である.したがって,有限長のデータ圧縮に対して有効な符号化アルゴリズムである.3.ポインタの符号化:辞書中のエントリの符号化には,通常良く使われる整数の符号化では不十分なことが分かった.そのためには生起確率に応じた符号長の付与をしなければならない.本方式では情報源アルファベットの大きさがデータ系列長の増大とともに増大するので,いわゆる「大きなアルファベットをもつ情報源のモデル化」の取扱が必要である.近接した文字列間の生起確率の違いが小さい,滑らかな確率分布をもつとした場合について,その推定アルゴリズムを明らかにした.以上の研究成果は,今後無歪みデータ圧縮の基礎技術としての活用が期待される.情報源の性質が未知であっても,一つの符号器で能率の良いデータ圧縮を実現できる符号化技術は,現在社会に展開しつつあるマルチメディア情報通信等の分野で必要とされており,とくに高速アルゴリズムと高圧縮性能をもつ符号器の開発が強く期待されている.本研究は,このような背景のもとで,高速で高能率の無歪み圧縮を目的として平成9,10両年度にわたり行われたものであり,次の3つの成果を得た.1.符号長の漸近特性について:本研究の符号化方式は,辞書の更新方法がLZMW符号と類似している.ただしLZMW符号がすべての辞書エントリがユニークであるのに対して,本符号化では同じ文字列が複数回登録される.したがって,本符号はLZMW符号の性能を上回るものではない.しかし,一方でアルゴリズムのもつ再帰性によりLZMW符号に比べて本符号の方が符号器/復号器の実装がはるかに容易であり高速である.2.アルゴリズムの符号化能率について:漸近的な特性が必ずしも優れていないにもかかわらず,符号化の早期の段階で長い系列が辞書に登録されるために,圧縮率の向上が急速である.したがって,有限長のデータ圧縮に対して有効な符号化アルゴリズムである.3.ポインタの符号化:辞書中のエントリの符号化には,通常良く使われる整数の符号化では不十分なことが分かった.そのためには生起確率に応じた符号長の付与をしなければならない.本方式では情報源アルファベットの大きさがデータ系列長の増大とともに増大するので,いわゆる「大きなアルファベットをもつ情報源のモデル化」の取扱が必要である.近接した文字列間の生起確率の違いが小さい,滑らかな確率分布をもつとした場合について,その推定アルゴリズムを明らかにした.以上の研究成果は,今後無歪みデータ圧縮の基礎技術としての活用が期待される.今年度に行なった研究によって得られた新たな知見等の成果の概要は次の通りである.1.符号長の漸近特性について本研究の符号化方式は,辞書の更新方法がLZMW符号と類似している.そのためにまずLZMW符号の符号長について計算をした.その結果,任意の定常エルゴード情報源に対する平均符号長の上界として,2H(X)を得た.この上界は必ずしもタイトではないので,さらに検討が必要である.2.アルゴリズムの符号化能率についての検討本符号ではLZMWとは異なり,同じ文字列が複数の区切り方で辞書に登録されることになる.この確率を理論的に求めるのは難しいので,シミュレーションにより調べて見た.その結果問題となるようなケースの事例は極めて少数であることが分かり,応用で使われる有限長の系列での問題は無視し得る程度であることが分かった.3.シミュレーションの結果University of CalgaryのText Compression Corpusのファイルに対する圧縮実験を行なった.その結果LZWなどのLZ78系のアルゴリズムの中では圧縮率の点で優れた方式であることが分かった.とくに長い文字列が早い段階で辞書に挿入されることから,圧縮率を良くするのに効果的である.今後は,更に長い系列についてシミュレーションを行なった上で漸近的に本方式はLZMWと同様に2H(X)までにしか符号語長の圧縮が出来ないかどうかを実験的に観察したい.4.ポインタの符号化単純に辞書中のインデックスだけで符号化したのでは2H(X)を下回る上界が得られそうにないので,生起数のカウントをしたり,統計を集めてモデル化するなどの手法が必要になると思われることが分かった.今年度に行った研究によって得られた新たな知見等の成果の概要は次の通りである.

1.符号長の漸近特性について:本研究の符号化方式は,辞書の更新方法がLZMW符号と類似している.ただしLZMW符号がすべての辞書エントリがユニークであるのに対して,本符号化では同じ文字列が複数回登録される.したがって,本符号はLZMW符号の性能を上回るものではない.しかし,一方でアルゴリズムのもつ再帰性によりLZMW符号に比べて本符号の方が符号器/複号器の実装がはるかに容易である.2.アルゴリズムの符号化能率につてい:漸近的な特性が必ずしも優れていないにもかかわらず,符号化の早期の段階で長い系列が辞書に登録されるために,圧縮率の向上が急速である.したがって,有限長のデータ圧縮に対して有効な符号化アルゴリズムである.3.ポインタの符号化:辞書中のエントリを参照し,インディックスを符号化するための符号は,通常良く使われる整数の符号化では不十分なことが分かった.そのためには頻度のカウントによって,生起確立に応じた符号長の付与をしなけらばならない.実際の情報源確率は不明であるので,何らかの方法で確立分布の推定をする必要がある.本方式の場合には情報源アルファベットの大きさがデータ系列長の増大とともに大きくなるので,いわゆる「大きなアルファベットをもつ情報源のモデル化」の取扱いが必要である.近接した文字列間の生起確立の違いが小さい,滑らかな確立分布をもつとした場合について,その推定アルゴリズムを明らかにした.4.必要な辞書サイズについて:本符号は漸近的には最適ではないにもかかわらず,データ系列の長さが現実的なサイズの間は能率が良い.したがって辞書は,その大きさが一定以上になって圧縮能率が停滞した時点で,一旦リセットするのが実装上は最も能率の良いことが分かった.
人工酸素運搬体投与による固形癌の酸素代謝変化に関する検討

ラットの左側腎臓にラットLY-80腫瘍の移植を行った。左側腎は腎動静脈ともに右側に比べ距離が長いため左側腎を選択した。腎被膜下へLY-80腫瘍片の挿入を行ったが、動物別に腫瘍間の発育のばらつきを減らすため、出血を減らす必要があった。本実験では腎血管へのカテーテル挿入や腫瘍組織酸素分圧測定のためには開腹が必要である。この開腹の時期を予測できるためには、腫瘍の発育がある程度一定で予測可能であることが望ましい。このため腫瘍片をさらに細かく裁断し、20G針をつけた注射器で腎被膜下に注入したところ、出血は顕著に減少した。また腹部正中切開にて左側腎に腫瘍の移植を行ったが、腫瘍発育後腎血管にカテーテルを挿入する際に、再度腹部正中切開を行う必要がある。この際癒着のため手技が難しくなる場合があるため、左腎へは左背側に皮膚切開を加え到達することとした。また、腹腔内への播種や、腎臓に発育した腫瘍が腹壁に浸潤するのを防ぐためパラフィルムで腎臓を覆った。このようにしてほぼ安定した腫瘍の発育が得られた。腹部大動脈より注入、腎静脈より注入液の回収が可能であった。予備実験においてリポソーム型人工酸素運搬体ヘモグロビン小胞体(HbV)を用いて注入潅流を行い、腎移植腫瘍の組織酸素分圧を針電極を用いて測定した。HbV潅流時に腫瘍組織酸素分圧の上昇が見られたが潅流圧の制御が問題であり、潅流量を安定させるためにさらなる工夫が必要であった。別の角度から人工酸素運搬体による腫瘍の酸素化が治療効果に及ぼす影響についてもさらに検討を行った。ラット大腿部筋肉に腫瘍を移植したモデルを用い、全合成系人工酸素運搬体アルブミンヘムの放射線増強効果をアルブミンヘム投与量および照射線量を変化させて検討した。アルブミンヘム局所投与により腫瘍組織酸素分圧は有意に上昇した。アルブミンヘム投与を併用した照射群では投与量、照射線量依存性に照射単独群に比べ腫瘍の発育は有意に遅延した。動物モデルの作成に時間を要している。ドンリュウラットの左側腎臓にラットLY-80腫瘍の移植を行った。左側腎は腎動静脈ともに右側に比べ距離が長いため、カテーテル挿入は右側に比べ容易であると考えられ、このため左側腎を選択した。腎被膜下へLY-80腫瘍片の挿入を行ったが、挿入後の出血が多くみられた。出血が多かった場合には腫瘍の発育が不良となる傾向がみられた。また反対に腹腔内へ播種を形成する傾向は高くなった。動物別に腫瘍間の発育のばらつきを減らすため、出血を減らす必要があった。

この際癒着のため手技が難しくなる場合があるため、左腎へは左背側に皮膚切開を加え到達することとした。また、腹腔内への播種や、腎臓に発育した腫瘍が腹壁に浸潤するのを防ぐためパラフィルムで腎臓を覆った。このようにして現在ほぼ安定した腫瘍の発育が得られるようになりつつある。ラットの左側腎臓にラットLY-80腫瘍の移植を行った。左側腎は腎動静脈ともに右側に比べ距離が長いため左側腎を選択した。腎被膜下へLY-80腫瘍片の挿入を行ったが、動物別に腫瘍間の発育のばらつきを減らすため、出血を減らす必要があった。本実験では腎血管へのカテーテル挿入や腫瘍組織酸素分圧測定のためには開腹が必要である。この開腹の時期を予測できるためには、腫瘍の発育がある程度一定で予測可能であることが望ましい。このため腫瘍片をさらに細かく裁断し、20G針をつけた注射器で腎被膜下に注入したところ、出血は顕著に減少した。また腹部正中切開にて左側腎に腫瘍の移植を行ったが、腫瘍発育後腎血管にカテーテルを挿入する際に、再度腹部正中切開を行う必要がある。このようにしてほぼ安定した腫瘍の発育が得られた。腹部大動脈より注入、腎静脈より注入液の回収が可能であった。予備実験においてリポソーム型人工酸素運搬体ヘモグロビン小胞体(HbV)を用いて注入潅流を行い、腎移植腫瘍の組織酸素分圧を針電極を用いて測定した。また流入部および流出部における採血により血液ガス分析が可能であった。HbV潅流時に腫瘍組織酸素分圧の上昇が見られたが潅流圧の制御が問題であり、潅流量を安定させるためにさらなる工夫が必要であった。別の角度から腫瘍の酸素化が治療効果に及ぼす影響についてもさらに検討を行った。ラット大腿部筋肉に腫瘍を移植したモデルを用い、全合成系人工酸素運搬体アルブミンヘムの放射線増強効果をアルブミンヘム投与量および照射線量を変化させて検討した。アルブミンヘム投与を併用した照射群では投与量、照射線量依存性に照射単独群に比べ腫瘍の発育は有意に遅延し、生存期間も延長が見られた。
濾胞性ヘルパーT細胞の多様性と自己免疫病態への関与: SLE新規治療戦略の創出

SLE患者末梢血ではTfh/Th1様細胞が増加し、その分化にはIL-12刺激によるSTAT1とSTAT4のリン酸化が必要であった。Tfh/Th1様細胞ではBcl-6遺伝子座にSTAT1およびSTAT4の結合が確認され、抑制型ヒストン修飾を減弱させることで遺伝子発現を誘導した。In vitroで分化誘導したTfh/Th1様細胞におけるSTAT1またはSTAT4のknockdownにより、Tfh/Th1様細胞の表現型が完全に阻害された。以上、SLEではSTAT分子の活性化がヒストン修飾を介した病的Tfh/Th1様細胞の誘導に関与しており、その特異的阻害による治療応用への可能性が示唆された。本研究では、全身性エリテマトーデス(SLE)の病態形成における濾胞性ヘルパーT (Tfh)細胞の病原的役割を明らかとし、Tfh細胞への分化偏向を誘導するエピゲノム機構の解析とその誘導因子を標的とした新たな免疫寛解導入療法への基盤構築を目的としている。本年度は、Tfh細胞の分化・活性化の機序に関与するシグナルの解明、およびSLEにおける病的意義の検証を試みた。具体的には、健常人からCD4陽性T細胞を抽出して、試験管内で分化培養させてTfh細胞への分化能を解析した。また、健常人およびSLE患者末梢血のCD4陽性T細胞のフェノタイプを8カラーフローサイトメトリーで検出した。その際、ヘルパーT細胞サブセットの異常、特にエフェクター様の形質をもったTfh細胞の分布と患者背景、疾患活動性、治療効果などの臨床病態との相関を解析した。以上より、ヒトT細胞分化においてIFN-γを介したシグナルが、Th1細胞との可塑性を有するTfh細胞を誘導することが明らかとなった。さらに、SLE患者においても可塑性を有するTfh/Th1細胞が存在しており、Tfh細胞の活性化が自己抗体を介する病態形成に関与する可能性が示された。本研究では、全身性エリテマトーデス(SLE)の病態形成における濾胞性ヘルパーT (Tfh)細胞の病原的役割とTfh細胞への分化偏向を誘導するエピゲノム機構を解明し、その誘導因子を標的とする革新的な免疫寛解導入療法への基盤構築を目的としている。昨年度まで、SLE患者では可塑性をもつTfh/Th1様細胞が増加していること、健常人由来のナイーブT細胞をIL-12およびIFN-γで刺激するとTfh/Th1様細胞が誘導されることを報告した。本年度は、これらの可塑性をもつヘルパーT細胞の分化を誘導する細胞内シグナルの同定とエピゲノム制御による標的分子の遺伝子発現機序の解明を試みた。まず、ヒト末梢血ナイーブT細胞をTCR架橋とIL-12刺激するとIFN-γの産生が誘導され、IFN-γを介したSTAT1リン酸化とIL-12を介したSTAT4リン酸化を介して、IL-21+Bcl-6+T-bet+のTfh/Th1様細胞が分化した。次に、Tfh細胞の分化を規定するBcl-6遺伝子へプロモータ領域へのSTAT蛋白の結合、ヒストン蛋白の修飾をクロマチン免疫沈降法にて検討したところ、ヒトCD4 T細胞におけるBcl-6遺伝子座のプロモータ領域にはSTATの結合モチーフが存在し、TCR架橋刺激によってSTAT4およびSTAT1の結合が確認された。さらに、Bcl-6遺伝子座のプロモータ領域でのSTAT結合部位には、促進型(H3K36me3)および抑制型(H3K9me3)の双方のヒストン蛋白修飾が認められた。以上より、SLE患者末梢血ではIL-12-STAT4経路とIFN-γ-STAT1経路を介してTfh/Th1様細胞が誘導され、それらの誘導はサイトカインを媒介するSTATの結合を介したマスター転写因子遺伝子座のエピゲノム修飾で制御されることが示唆された。当初の計画の通り、実験、解析、データ回収が進行している。本研究は、全身性エリテマトーデス(SLE)の病態形成における濾胞性ヘルパーT(Tfh)細胞の病原的役割とTfh細胞への分化偏向を誘導するエピゲノム機構の解析とその誘導因子を標的とした新たな免疫寛解導入療法への基盤構築を目的とした。SLE患者末梢血リンパ球では可塑性をもつTfh/Th1(CD4+CXCR5+CXCR3+)様細胞が増加していた。次に、ヒト末梢血ナイーブT細胞をTCR架橋とIL-12で刺激すると、STAT1およびSTAT4のリン酸化が亢進し、IL-21を産生するBcl-6+T-bet+のTfh/Th1様の細胞が誘導された。CD4+T細胞におけるBcl-6遺伝子座のプロモータ領域にはSTATの結合モチーフが存在し、TCR架橋刺激によってSTAT4およびSTAT1の結合が確認された。さらに、クロマチン免疫沈降法(ChIP)にて検討したところ、Bcl-6遺伝子座のプロモータ領域でのSTAT結合部位には、促進型(H3K36me3)および抑制型(H3K9me3)の双方のヒストン蛋白修飾が認められた。すなわちTfh細胞のマスター転写因子であるBcl-6遺伝子座はbivalent domain様のヒストン修飾を受けており、ヒトTfh細胞に於ける可塑性が示唆された。最終年度は、in vitroで分化誘導したTfh細胞を用いて、STAT分子の阻害によるエピゲノム制御を介したTfh細胞の異常な細胞表現型の是正を検討した。

その結果、STAT1およびSTAT4のknockdownにより、Bcl-6、T-betの発現が抑制されるとともに、CXCR5、ICOSの発現およびIL-21産生が抑制された。以上、STAT分子の特異的阻害がエピゲノム制御を介したTfh細胞の異常な細胞表現型の是正、及び、活性化分子の発現・機能の抑制をもたらし、SLE患者における治療標的としての可能性が示唆された。SLE患者末梢血ではTfh/Th1様細胞が増加し、その分化にはIL-12刺激によるSTAT1とSTAT4のリン酸化が必要であった。Tfh/Th1様細胞ではBcl-6遺伝子座にSTAT1およびSTAT4の結合が確認され、抑制型ヒストン修飾を減弱させることで遺伝子発現を誘導した。In vitroで分化誘導したTfh/Th1様細胞におけるSTAT1またはSTAT4のknockdownにより、Tfh/Th1様細胞の表現型が完全に阻害された。以上、SLEではSTAT分子の活性化がヒストン修飾を介した病的Tfh/Th1様細胞の誘導に関与しており、その特異的阻害による治療応用への可能性が示唆された。頭書の計画の通りに実験、解析、データ回収が進行している。次年度は、in vitroで分化誘導したTfh細胞およびSLE患者末梢血からセルソーターで精製したTfh細胞を用いて、STAT分子や関連する転写因子の活性阻害によるエピゲノム制御を介したTfh細胞の異常な細胞表現型の是正、及び、活性化分子の発現・機能の抑制、抗体産生細胞への分化制御を検証する。リウマチ膠原病学次年度は、今年度同定したエフェクター様Tfh/Th1細胞様細胞への分化偏向を齎す細胞内シグナル及び主要転写因子の同定、および、主要転写因子の遺伝子発現領域におけるヒストン修飾評価によりエピゲノム機構を解析する。
高珪素鉄合金における不規則生成とその磁気異方性に及ぼす低減効果

本研究は、珪素を約6wt%含む高珪素鉄合金を急冷することによって生ずる結晶磁気異方性の変化の起因を明らかにし、磁気異方性の低減化法を確立することを目的としている。このうちとくに本研究では下記の事項を中心に研究を行った。(1)高珪素鉄合金を種々の温度、及び速度で急冷し、A2型不規則相及びB2型とDO_3型規則相の生成割合と磁気異方性、磁歪及び磁化との関係を明らかにする。(2)高珪素鉄合金薄帯に第三元素を添加し、その磁気特性に及ぼす効果を調べる。上記研究計画に対し、得られた具体的な知見及び成果は研究報告に詳しく記載されているが、主なものの1例は以下の通りである。高珪素鉄合金単結晶の結晶磁気異方性定数K_1は、不規則相の生成とともに増大し、たとえばSi量が5.98%組成では1100°Cから水中急冷することにより1/4程度まで減少することが明らかとなった。またSi量がそれ以上含まれる組成領域では焼入れ効果はSi量の増加とともに小さくなり、7.75%Si量組成では全く見られない。一方磁歪に関しては、Si量が4.867.75%領域において焼入れ効果が見られ、λ_<100>が正方向に、λ_<111>が負方向に変化することが見い出された。この傾向はSi量が少ないほど大きいことも明らかになった。第三元素の添加に関しては、たとえばMoの添加は軟磁気特性の向上に極めて効果的であり、0.51.0%の添加により抗磁力は60mOe以下、磁束密度B_<10>は13.514.0kGを示した。また11001250°Cの広い熱処理温度範囲において(100)[0kl]結晶粒集合組織が実現することが明らかとなった。本研究は,珪素を約6w%含む高珪素鉄合金を急冷することによって生ずる結晶磁気異方性の変化の起因を明らかにし,磁気異方性の低減化法を確立することを目的としている.このうち特に本年度は下記の事項の研究を行った.(1)高珪素鉄合金を種々の温度,および速度で急冷し,A2型不規則相およびB2型とDO_3型規則相の生成割合と磁気異方性,磁歪および磁化との関係を明らかにする.(2)高珪素鉄合金薄帯を作製し,天規則相の保磁力に及ぼす効果を検討する.上記計画に対し本年度得られた知見および成果のうち,主なものは以下の通りである.高珪素鉄合金単結晶を作製し,得られた単結晶に高温焼き入れを施すことにより合金の規則相の生成割合が変化し,不規則相が増すにつれて飽和磁束密度が減少し,磁気異方性定数K_1の値も大幅に減少することが明らかになった.特に6.6%珪素組成において,室温で不規則相を形成させることにより,約10%程度の飽和磁束密度の減少がみられ,磁気異方性定数もほとんど零となることが見い出された.またこれらの効果は単結晶を再度高温焼鈍することにより元の値に復することも確かめられた.一方融体急冷法により(100)面内無方向組織をもつ高珪素鉄合金薄帯を作製し,種々の温度で再焼鈍した後急冷した結果,500°Cで急冷することにより保磁力が低減することが明らかとなった.

特に6.6%珪素鋼薄帯においては,磁束密度B_2の値は全く変化がなく,保磁力の最小値39mOeが得られた.上述のほかにも多くの知見が得られているがここでは省略する.本研究は、珪素を約6wt%含む高珪素鉄合金を急冷することによって生ずる結晶磁気異方性の変化の起因を明らかにし、磁気異方性の低減化法を確立することを目的としている。このうちとくに本年度は下記の事項の研究を行った。(1)前年度に引き続き高珪素鉄合金を種々の温度、及び速度で急冷し、A2型不規則相及びB2型とDO_3型規則相の生成割合と磁気異方性、磁歪及び磁化との関係を明らかにする。(2)高珪素鉄合金薄帯に第三元素を添加し、その磁気特性に及ぼす効果を調べる。上記研究計画に対し、本年度得られた主な知見及び成果は以下の通りである。高珪素鉄合金単結晶の結晶磁気異方性定数K_1は、不規則相の生成とともに増大し、たとえばSi量が5.98%組成では1100°Cから水中急冷することにより1/4程度まで減少することが明かとなった。またSi量がそれ以上含まれる組成領域では焼入れ効果はSi量の増加とともに小さくなり、7.75%Si量組成では全く見られない。一方磁歪に関しては、Si量が4.867.75%領域において焼入れ効果が見られ、λ_<100>が正方向に、λ_<111>が負方向に変化することが見い出された。この傾向はSi量が少ないほど大きいことも明かになった。第三元素の添加に関しては、たとえばMoの添加は軟磁気特性の向上に極めて効果的であり、0.51.0%の添加により抗磁力は60mOe以下、磁束密度B_<10>は13.514.0kGを示した。また11001250°Cの広い熱処理温度範囲において(100)[0kl]結晶粒集合組織が実現することが明かとなった。
WNTシグナル系伝達因子群を標的とした口腔癌の分子診断・治療法の開発研究

Wntシグナル系伝達因子の一つである癌遺伝子β-カテニンは、培養口腔癌細胞において細胞質や核への異常蓄積を示すものとそうでないものいずれも存在した。また、β-カテニンが細胞質や核へ異常蓄積している細胞においては、β-カテニンのGSK3によってリン酸化される部位で遺伝子変異の有るものとないものが存在した。現在はβ-カテニンの異常集積とその病態や予後との相関性について検討中である。口腔癌の診断、治療法のめざましい進歩に関わらず、依然として口腔癌が致死的疾患として恐れられており、また顔面の病変であることからQOLに大きな支障を与えると考えられる。β-カテニンは癌遺伝子の一つと考えられているにも関わらず、口腔癌とWntシグナル伝達経路の関連の研究はほとんど進んでいない。我々は口腔癌およびWntシグナル伝達経路の研究を即座にできる準備があり、口腔癌の早期克服のために本研究を緊急に推進する必要があると考える。そこで、以下の検討を行った。1.培養口腔癌細胞のβ-カテニンの細胞質や核への異常蓄積の検討。培養扁平上皮癌細胞および培養唾液腺癌細胞のβ-カテニンを認識するための蛍光抗体でラベルし、電子顕微鏡で観察し、β-カテニンが細胞質や核へ異常蓄積しているか否か検索したところ、β-カテニンが細胞質や核へ異常蓄積しているもの、蓄積していないものいずれも存在した。2.培養口腔癌細胞のβ-カテニンの遺伝子変異の検討。培養扁平上皮癌細胞および培養唾液腺癌細胞のβ-カテニンのRNAを抽出し、PCR・SSCP法にてその遺伝子変異の有無を検索し、さらにdirect sequence法にての遺伝子変異を位置の決定を試みた。β-カテニンが細胞質や核へ異常蓄積している培養口腔癌細胞においては、β-カテニンのGSK3によってリン酸化される部位で遺伝子変異の有るものとないものが存在した。以上の結果を踏まえて来年度はβ-カテニンの細胞質や核へ異常蓄積により培養口腔癌細胞の増殖能、浸潤能への影響への検討を進めたい。1.培養口腔癌細胞のβ-カテニンの細胞質や核への異常蓄積の検討→β-カテニンが細胞質や核へ異常蓄積しているもの、蓄積していないものいずれも存在。2.培養口腔癌細胞のβ-カテニンの遺伝子変異の検討→β-カテニンが細胞質や核へ異常蓄積している培養口腔癌細胞においては、β-カテニンのGSK3によってリン酸化される部位で遺伝子変異の有るものとないものが存在。さらにβ-カテニンの異常集積とその病態(TNM分類、浸潤病態、転移能)や予後との相関性について検討したいと考えている。これまでに以下の検討を行い、β-カテニンが口腔癌に対して何らかの関与があることを示した。現在はβ-カテニンの細胞質や核へ異常蓄積により培養口腔癌細胞の増殖能、浸潤能への影響への検討を進めている。さらにβ-カテニンの異常集積とその病態(TNM分類、浸潤病態、転移能)や予後との相関性について検討し、分子標的治療薬の開発を目指したいと考えている。
ブルドンチューブインジェクタによるコモンレールシステムの基礎研究

小型車のディーゼルエンジンは、CO_2の排ガスが少ないことから欧米ではディーゼル車が普及している。特にディーゼルエンジンの排ガス規制Euro5規制ではNOx(窒素酸化物)とPM(浮遊粒子状物質)に対し、燃料噴射装置のイジェクタが重要な役割を持つことから日本では1995年[第1世代]では噴射圧145[MPa]、噴射時間0.7[ms]、2002年[第2世代]では噴射圧180[MPa]、噴射時間0.4[ms]と向上している。本研究ではこのインジェクタを先行研究で進めていたC型ブルドン管を拮抗させたアクチュエータにより圧力制御のみで変位が得られることから、初年度はインジェクタとしての構造設計と試作実験を行った。圧力変換部は特注のソレノイドを用い、インジェクタの圧力制御により変位0.46[mm]、噴射時間0.4[ms]に相当する往復動作を得ることができた。さらに、NOx、PMセンサおよびディーゼルエンジン(L70VC-M)を購入し、22年度の予備実験をした。なお、拮抗作用によるブルドンチューブのインジェクタの圧力制御が可能なことから22年中に全体のシステムとして特許申請を予定している。この実験では、ディーゼルエンジンからの排ガスをエキゾーストパイプを試作し、排出すると共にエンジンの負担には研究室にある1kwの負荷モータを結合する試験方法を予定している。インジェクタの出力波形がブルドンチューブ特有の線形動作であることから、現在、次年度用C型ブルドン管の設計を進めている。第2次の設計の基本圧力を0.7[MPa]、2[MPa]、3[MPa]とした。
酵母26Sプロテアソームの低分解能結晶構造解析と分子様態に関する研究

本研究課題では(1)26Sプロテアソームの精製と結晶化(2)溶液状態での両端因子の会合、解離過程を追跡すること、を目的とした。発現系3種の酵母株のうち676株からの微結晶を得ることに成功し低分解能(35Å)ながら回折斑点を得ることができた。これとともに脱ユビキンチン化酵素(UCH37)の結晶構造解析を進め、20S本体を形成しているαサブユニットリングの形成過程、などの形態解析を行った。プロテアソーム・ユビキチンシステムは、生体内の貴重なエネルギーを使ってタンパク質を分解し細胞の代謝回転を安定に保ち、かつ抗原ペプチドを切り出して免疫反応に備える機能を持つ。この一連の機構は、自己・非自己を識別し、分解されるタンパク質にフラグをつけ、それを各々が正確に認識して行われる。これらは複合体としてあるいは分子群集合体として、原子レベルで高度に制御されていることを示している。この分子および分子間メカニズムを解明するために(1)20S粒子両端に結合する19S調節因子を含めた26S粒子の構造解析を計画し、この粒子で分解されるタンパク質の脱ユビキチン化を行う関連酵素についても結晶化を行った。また(2)20S本体に結合する調節11S調節因子の溶液中での動態解析を目的とした。牛肝臓20Sプロテアソームの解析結果との整合性を保つため、真核細胞である酵母由来の20Sプロテアソームおよび調節因子を共発現させた26Sプロテアソームを用いた結晶化を行った。一部結晶は得られたが調節因子が結合していない粒子であると考えられたため両粒子の一部サブユニットを融合させた強固な26S粒子を構成する発現系を用いてさらに精製、結晶化を行っている。これとともに脱ユビキチン化酵素(UCH37)N末端ドメインについても結晶化を行い回折実験を行った。現在位相決定の段階である。また溶液散乱法を用いた周辺タンパク質群との相互作用による分子凝集にも焦点を当てている。そのためのモデル可視化ソフトウェアを開発し、11S調節因子(PA28)の14量体についての中性子散乱実験を行った。これによりPA28は7量体同士が接合したモデルを提唱したプロテアソーム・ユビキチンシステムは、生体内の貴重なエネルギーを使ってタンパク質を分解し細胞の代謝回転を安定に保ち抗原ペプチドを切り出して免疫反応に備える機能を持つ。一連の分解機構は、自己・非自己を識別し、分解されるタンパク質にフラグをつけ、それを各々が正確に認識して行われる。本研究課題では(1)両端19S調節因子を結合させた26Sプロテアソームの精製と結晶化および低分解能結晶構造解析を目指すとともに、(2)溶液状態での両端因子の会合、またそれらが解離し20S粒子本体に結合する過程を追跡すること、を目的とした。本研究では酵母由来の20Sプロテアソームおよび調節因子を共発現させた26Sプロテアソームを用いた。両粒子の一部サブユニットを融合させた発現系3種の酵母株(YYS272、274、676株)の安定な大量培養条件を確立した。これら試料には3FLAGタグがついているためフラグアフィティーカラムによる精製を行い、676株からの試料でPEGを沈殿剤として微結晶を得ることに成功した。これを用いSPring-8にて回折実験を行ったところ非常に低分解能(35A)ながら回折斑点を得ることができた。これとともに26S粒子全体が機能するときに必須である19Sサブユニットの一部(Rpn13)と結合する脱ユビキンチン化酵素(UCH37)の結晶構造解析を進めた。現在上記ビームラインで2.6A分解能のデータ収集を行って、Se-Met型結晶より初期位相を決定し本酵素分子を構築した。結晶構造解析のみならず分子会合過程にも焦点をあて、両端に結合するPA28の会合状態、20S本体を形成しているαサブユニットリングの形成過程、などの形態解析を行った。
半溶融成形加工における高性能マグネシウム合金の創製

本研究では半溶融成形加工による高性能マグネシウム合金の創製を目的として、その高性能素材の製造プロセスに関する内容にまで研究範囲を拡大して進め、以下の成果を得た。(1)「流動性に優れ、適度な引張特性を有するマグネシウム合金の探索」では、合金元素としてのZnおよびAlを多量に添加し、低温で晶出する化合物量を増やすことにより、共晶反応による発熱量が大きくなり、Zn+Al量が20%で465°C、15%で535°Cと、従来のダイカスト法に比べ、100°C以上も低温で半溶融成形が可能であること、流動性確保のために大量に晶出させる共晶化合物の微細化にCaおよびSrの微量添加が有効であること、その結果として適度な伸びと市販合金並みの強度特性も得られることを見出した。(2)「切削チップを用いたパルス通電焼結によるポーラス材の作製(半溶融リサイクル)」では、アルミニウム含有量の異なる切削チップを用いてパルス通電焼結を行った結果、アルミニウム含有量が多いほど非平衡凝固した共晶部分の溶融が半溶融温度でも容易に生じるとともに良好な接合面が得られ、圧縮試験において大きな吸収エネルギーが得られることを見出した。なお、プラトー応力は空隙率に依存し、空隙率78%50%の範囲で1.3^-37.3MPaの範囲のプラトー応力が得られた。(3)「液相リサイクル時の不純物のその場検出を目指した超音波によるマグネシウム溶湯のインラインモニタリング」では、バッファロッドセンサー側面に溶射によるクラッド被膜を付与し、5MHzの集束超音波を用いることにより、マグネシウム溶湯中でも鉄からの反射パルスエコーを明瞭に計測でき、かつマグネシウム溶湯との反応を抑制できることを明らかにした。(4)「初晶球状化メカニズムに基づく半凝固・半溶融成形加工用素材の製造」では、凝固初期の核生成サイトと成り得る冷却媒体を溶湯中に浸漬し、かつ生成核を溶湯全体に分散させるため冷却媒体を回転させる新しい手法を試みた。その結果、初晶と残留融液の密度差、回転による溶湯流れおよび凝固速度を考慮して、冷却媒体のセット位置を最適化することにより、溶湯全体への生成核の分散および初晶の球状化に成功した。半溶融成形加工をマグネシウム合金に適用することにより、高品質材を製造可能となる。また、マグネシウム合金は自動車の熱的負荷のかかる部品へ応用することも期待されている。そこで、本研究では安価な添加元素を含みかつ耐熱性に優れるマグネシウム合金として、Mg-9%Zn-4.5%Al-0.6%Ca合金(mass%)をベース合金として選択し、晶出化合物および析出物の影響を検討するため、Zn量を増加させた合金、Ca添加量を0.lmass%に減少させ、Zn:Al=2:1一定として添加量を増加させた合金に半溶融成形加工法を適用して、半溶融加工条件の確立を試みるとともに高温強度の向上を狙った。以上の各合金を半溶融温度まで再加熱し、半溶融温度範囲における組織変化を調べた。その結果をもとに、最適な半溶融温度にて加圧成形を行い、得られた試料のミクロ組織を観察するとともに熱処理特性、引張特性、薄肉充填性を評価した。