hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物における成長と防御への光合成産物の投資バランスの生理生態学的解明

植物は葉で光合成を行い,光合成産物を使って成長する.一方,植物は病原体の感染や他の生物からの食害を高頻度で受けるため,防御物質を作らなければならない.防御物質も光合成産物を利用して作られる.したがって,光合成産物を成長と防御へどれだけ分配するかは,植物個体の適応度にかかわる重要な問題である.本研究の目的は,植物が光合成産物の成長と防御への分配をどのように調節しているかを明らかにすることである.成長にとって重要な成分として主要な光合成色素クロロフィルに,防御にかかわる成分としてヘムに注目した.材料にはジェミニウイルスに感染したキク科の多年草ヒヨドリバナ(Eupatorium makinoi)を用いた.植物において,クロロフィルとヘムは途中まで共通の代謝系で合成され金属配位の段階で分岐する.ヒヨドリバナにおいてクロロフィル量は光合成速度や個体の成長とよい相関を示す.主な研究成果は以下である.(1)クロロフィル合成の活性:感染葉では,クロロフィル合成の律速となるアミノレブリン酸合成活性が,非感染葉の12%に低下していた.(2)クロロフィル合成中間体の定量:感染葉では,クロロフィル合成系に特有な金属配位酵素Mg-キラターゼの基質プロトポルフィリンIXが非感染葉の2.25倍蓄積し,同酵素の生成物Mg-プロトポルフィリンIXが非感染葉の55%に減少していた.つまり,感染葉ではMg-キラターゼ活性が阻害されている可能性が高い.(3)ヘムの定量:感染葉では,クロロフィルあたりのヘムの量が,非感染葉に比べ3.9倍多かった.以上の結果は,感染を受けたとき,植物はクロロフィル合成を抑制してヘム合成へのフローを大きくし,防御応答することを示す.本研究は,クロロフィルとヘム合成への基質の分配調節が,植物が光合成産物を成長と防御へどのように分配するかの調節にとって重要であることを明らかにした。植物は菓で光合成を行い,光合成産物を使って成長する.一方,植物は病原体の感染や他の生物からの食害を高頻度で受けるため,防御物質を作らなければならない.防御物質も,光合成産物を利用して作られる.したがって,光合成産物を成長と防御へどれだけ分配するかは,植物個体の適応度にかかわる重要な問題である.本研究の目的は,光合成産物の成長と防御への分配を個葉レベルで定量的に把握することと,その分配が実の個体内でのステータスによってどのように異なるのかを明らかにすることである.本年度は,成長にとって重要な成分としてクロロフィルを,防御にかかわる成分としてヘムに注目した.材料にはジェミニウイルスに感染したキク科の多年草ヒヨドリバナ(Eupatorium makinoi)を用いた.主な研究成果は以下の通りである.(1)クロロフィル合成経路の活性とヘムの定量:ウイルスに感染したヒヨドリバナでは,クロロフィル合成の律速反応であるアミノレブリン酸合成活性が低下し,Mgキラターゼ活性も低下している可能性が高いことが明らかになった.予備実験ではヘムの量が低下していたが,葉内の感染部位と非感染部位の分離など今後は解析における工夫が必要である.(2)ヒヨドリバナのクロロフィル・ヘム合成の鍵酵素の遺伝子クローニング:ヒヨドリバナから,グルタミルtRNA還元酵素,Mg-キラターゼ,Feキラターゼ,プロトクロロフィリド還元酵素をクローニングし,遺伝子の配列の一部を決定した.今後は,これらの遺伝子情報を使って発現解析を行う予定である.(3)葉のシンク・ソース状態の評価:二次元クロロフィル蛍光測定によって,個葉のステータス(シンクか,ソースか)を評価できる.本年度は,二次元クロロフィル蛍光測定装置を購入し,測定精度を上げるための集光装置の作製や測定プロトコールの開発を行った.植物は葉で光合成を行い,光合成産物を使って成長する.一方,植物は病原体の感染や他の生物からの食害を高頻度で受けるため,防御物質を作らなければならない.防御物質も光合成産物を利用して作られる.したがって,光合成産物を成長と防御へどれだけ分配するかは,植物個体の適応度にかかわる重要な問題である.本研究の目的は,植物が光合成産物の成長と防御への分配をどのように調節しているかを明らかにすることである.成長にとって重要な成分として主要な光合成色素クロロフィルに,防御にかかわる成分としてヘムに注目した.材料にはジェミニウイルスに感染したキク科の多年草ヒヨドリバナ(Eupatorium makinoi)を用いた.植物において,クロロフィルとヘムは途中まで共通の代謝系で合成され金属配位の段階で分岐する.ヒヨドリバナにおいてクロロフィル量は光合成速度や個体の成長とよい相関を示す.主な研究成果は以下である.(1)クロロフィル合成の活性:感染葉では,クロロフィル合成の律速となるアミノレブリン酸合成活性が,非感染葉の12%に低下していた.(2)クロロフィル合成中間体の定量:感染葉では,クロロフィル合成系に特有な金属配位酵素Mg-キラターゼの基質プロトポルフィリンIXが非感染葉の2.25倍蓄積し,同酵素の生成物Mg-プロトポルフィリンIXが非感染葉の55%に減少していた.つまり,感染葉ではMg-キラターゼ活性が阻害されている可能性が高い.(3)ヘムの定量:感染葉では,クロロフィルあたりのヘムの量が,非感染葉に比べ3.9倍多かった.以上の結果は,感染を受けたとき,植物はクロロフィル合成を抑制してヘム合成へのフローを大きくし,防御応答することを示す.
臨床研究データ基盤となるマルチチャネル歯科臨床データベースの設計・運用の検討

歯科診療情報・健診情報・遺体検案情報など様々な発生点からの情報を統合して扱うことのできる、マルチチャネル歯科臨床情報データベースを構築し、臨床研究のためのビッグデータ疫学研究基盤の構築を目的とする。臨床研究者がビッグデータとして利用することのできる、患者ごとの診療行為データベース・検診結果データベースを構築することが本研究の主眼である。
特発性肺線維症に対する革新的な分子標的治療法の開発

特発性肺線維症は根治治療が存在しない難病であり、新規治療薬開発が急務である。申請者らは、コラーゲン合成に必要不可欠な蛋白質であるHeat shock protein (HSP) 47が、各種線維化疾患においては線維化進展を促進し負の生理作用をもたらすことを実証した。本研究は、1HSP47に対するsiRNAを用いた直接的なHSP47発現抑制、2HSP47 inhibitorを用いたHSP47シャペロン機能の抑制、という2つの異なるアプローチを用い、“HSP47をターゲットとした分子標的治療"という新しい観点から線維化を抑制する治療法を創出することを目的とし研究を行った。特に組織移行に関しては、肺指向性・長時間作用持続型の新規ナノDDS製剤を組み合わせることにより、高効率にHSP47発現を制御する方法を検討した。正常ヒト成人肺線維芽細胞を用いて、TGF-β1およびHSP47 inhibitorによる、HSP47遺伝子発現およびHSP47タンパク質産生量に対する効果を解析した。その結果、TGF-β1はHSP47遺伝子の発現を顕著に促進すること、そして、HSP47 inhibitorはHSP47遺伝子発現を顕著に抑制することが示された。さらに、タンパク質レベルでも、TGF-β1はHSP47タンパク質の産生を促進し、HSP47 inhibitorは顕著に抑制することが示された。さらに、ブレオマイシン肺線維症モデルでのin vivoにおける抗線維化効果を検討した。HSP47 inhibitorは、マウスの生存率を改善させ、体重減少も抑制することが見いだされた。本研究では、まずin vitroにおけるHSP47 inhibitorの効果を検証した。正常ヒト成人肺線維芽細胞(normal human lung fibroblasts:NHLF)を用いて、TGF-β1およびHSP47 inhibitorによる、HSP47遺伝子発現およびHSP47タンパク質産生量に対する効果を解析した。さらに、ブレオマイシン肺線維症モデルにHSP47 inhibitorを投与しin vivoでの抗線維化効果を確認する実験に進んでいる。現段階でHSP47 inhibitorを投与することにより、ブレオマイシン肺線維症モデルマウスの生存率を改善させ、体重減少も抑制することが見いだされている。現在、肺組織内の病理学的な評価やHSP47やコラーゲン、線維化に関与する各種メディエータのmRNAや蛋白レベルでの発現状況について詳細な検討を追加している。これらの進捗状況は、概ね当初の予定通りである。上記のようなin vitroでの結果をもとに、現在in vivoでの治療実験を開始し、進めている。ブレオマイシン肺線維症モデルマウスを用い、経時的に肺組織中のHSP47発現動態を詳細に解析し、同時に採取した血清中HSP47濃度測定を行うことにより、肺組織中のHSP47発現と血清中HSP47濃度との関連について検討を行う。最終的には血清中HSP47濃度測定を行うことにより肺組織中のHSP47発現動態を把握する方法を確立する。さらに、動物モデルを用い、HSP47 inhibitorを投与することによる線維化病変局所におけるHSP47発現制御法を確立し、線維化進行抑制効果を検討する。ブレオマイシン肺線維症モデルや急性肺損傷モデルに関しては、本研究代表者が既に確立した方法を用いる。さらに、今後はHSP47 siRNAを肺組織に送達させ、in vivoでのHSP47発現制御を行うことを計画している。正常ヒト成人肺

線維芽細胞(normal human lung fibroblasts:NHLF)を用いて、TGF-β1およびHSP47 inhibitorによる、HSP47遺伝子発現およびHSP47タンパク質産生量に対する効果を解析した。その結果、TGF-β1はHSP47遺伝子の発現を顕著に促進すること、そして、HSP47 inhibitorはHSP47遺伝子発現を顕著に抑制することが示された。さらに、タンパク質レベルでも、TGF-β1はHSP47タンパク質の産生を促進し、HSP47 inhibitorは顕著に抑制することが示された。さらに、ブレオマイシン肺線維症モデルにHSP47 inhibitorを投与しin vivoでの抗線維化効果を確認する実験に進んでいる。現段階でHSP47 inhibitorを投与することにより、ブレオマイシン肺線維症モデルマウスの生存率を改善させ、体重減少も抑制することが見いだされている。現在、肺組織内の病理学的な評価やHSP47やコラーゲン、線維化に関与する各種メディエータのmRNAや蛋白レベルでの発現状況について詳細な検討を追加している。これらの進捗状況は、概ね当初の予定通りである。上記のようなin vitroでの結果をもとに、現在in vivoでの治療実験を開始し、進めている。ブレオマイシン肺線維症モデルマウスを用い、経時的に肺組織中のHSP47発現動態を詳細に解析し、同時に採取した血清中HSP47濃度測定を行うことにより、肺組織中のHSP47発現と血清中HSP47濃度との関連について検討を行う。最終的には血清中HSP47濃度測定を行うことにより肺組織中のHSP47発現動態を把握する方法を確立する。さらに、動物モデルを用い、HSP47 inhibitorを投与することによる線維化病変局所におけるHSP47発現制御法を確立し、線維化進行抑制効果を検討する。ブレオマイシン肺線維症モデルや急性肺損傷モデルに関しては、本研究代表者が既に確立した方法を用いる。さらに、今後はHSP47 siRNAを肺組織に送達させ、in vivoでのHSP47発現制御を行うことを計画している。In vitroの実験は当初予定よりも順調に進んでいるが、in vivoの実験は当初予定よりも若干遅れているため、次年度使用額が発生した。今後in vivoの実験を進めるにあたり、動物の購入、飼育、薬剤の投与などを進めるために使用する計画である。
染色体外での自律的複製を評価する新規実験系を用いた、哺乳動物複製起点の解析

我々は以前、哺乳動物複製開始領域と核マトリックス結合領域(MAR)を持つプラスミドをがん細胞内に導入すると、それが極めて効率よく増幅され、DMやHSRを形成することを見いだした。本研究で我々は、DMで増幅することは、導入したプラスミドが染色体外で複製、維持されたことを反映するのに対し、HSRの形成は導入プラスミド配列上で頻繁に2本鎖切断を生じて不安定化することを反映することを示した。この実験系を用いて本年度は、以下の項目に関して実績を挙げた。1)染色体外での自律的複製を支配するプラスミドのシス構造;複製と転写の衝突がプラスミド配列の不安定化を誘導することが示された。さらに、この位置にMARがあるとさらに不安定化するが、MARの存在自体は染色体外での自律的複製に不可欠であった。このような理解をもとに、逆に安定に複製・維持されるプラスミド構造が示唆された。そこで、そのようなプラスミドを構築して検討した。しかし、予想外の転写が生じて不安定化したために、現在、それを解決する構造を持つプラスミドを構築し、検討中である。2)遺伝子増幅領域の形成機構;継続的な検討により、増幅構造形成に関して詳細なモデルが完成した。この中で、HSRの形成に至るBFB cycleでは、アナフェーズブリッジの解消過程が重要であることが示唆された。そこで、HSRを生細胞で可視化して検討することにより、その理解に大きな成果が得られた。3)増幅領域の複製状況の解析;DM上の配列は常に早期複製であり、HSR上の配列は後期複製であった。また、均一なHSR内に複製タイミングに関するバンド構造を見いだした。この点を、CldUとIdUを用いて検討すると共に、核内での複製状況を詳細に調べた。その結果、数十メガ塩基対に及ぶHSRが核内でどのように折り畳まれ、それがどのように複製されるのかについて、重要なモデルが得られた。遺伝子増幅は、ヒト細胞の悪性化に重要な寄与をしている。増幅した遺伝子は、染色体外のDouble Minutes (DM)または、染色体上のHomogeneously Staining Region (HSR)に局在する。我々は、前年度までの研究で、哺乳動物複製起点領域(IR)と、核マトリックス結合領域(MAR)を共に持つプラスミドをヒトがん細胞に導入すると、導入したプラスミドが既存のDMに組み込まれたり、新規にプラスミド配列からなるDMやHSRを形成することを見いだした。本研究年度には、どのような機構により自律複製能をもつプラスミドが遺伝子増幅領域を形成するのかを解析し、大きな成果が得られた。すなわち、そのようなプラスミドは最初に、直列反復構造からなる大環状DNAとなり、それ自体が組み替えにより成長してDMを作る。さらに、このような大環状DNAは既存のDMあるいはHSRと組み替えをおこす。DMに組み込まれたプラスミド直列反復構造は見かけ上安定化するが、染色体に組み込まれると、その位置で高頻度に2本鎖切断を生じ、Breakage-Fusion-Bridge cycleを誘導して巨大なHSRを形成する。すなわち、HSRの形成頻度はプラスミド配列部分で2本鎖切断が生じる頻度を反映している。一方、哺乳動物IRからの想定される複製フォークが、選択に用いた薬剤耐性遺伝子からの転写と直接衝突するとHSR形成の頻度が例外なく大きく上昇した。このような衝突は、想定される衝突点にポリ(A)付加配列を配置することにより回避されたのみでなく、方向特異的な複製フォーク阻害配列を配置することにより、方向特異的に回避された。また、複製と転写の衝突点にMAR配列があるとHSRの形成が高頻度に誘導された。これらのことから、複製と転写の衝突がゲノム不安定性に寄与することが、高等真核生物で初めて示された。

また、均一なHSR内に複製タイミングに関するバンド構造を見いだした。この点を、CldUとIdUを用いて検討すると共に、核内での複製状況を詳細に調べた。その結果、数十メガ塩基対に及ぶHSRが核内でどのように折り畳まれ、それがどのように複製されるのかについて、重要なモデルが得られた。
ターフェニル単位を主鎖に持つ定序配列全芳香族ポリケトンの合成

ο-ターフェニル部位を持つモノマーの位置/反応選択的な合成と重合(a)と環集合部位を有する定序配列全芳香族ポリケトンの合成に関するモノマーの精密合成およびその重合(b)を検討した。(a) ο-ターフェニル骨格を形成しながら重合性の分子を構築する方法は,非対称二置換ベンゾフェノンは効率よく得られたが(硫酸第二鉄、収率58%),隣り合った炭素上での芳香族交差二重カップリングが進行せず利用できなかった。ο-ターフェニルのビス(ρ-クロロベンゾイル)化では,五酸化二リン-メタンスルホン酸(P_2O_5-MsOH),ポリリン酸,メタンスルホン酸(以上直接縮合),塩化アルミニウム,硫酸第二鉄(フリーデル-クラフツアシル化反応)を縮合剤として用いて選択性向上(モノアシル化体の抑制)と転化率の確保等を検討し,最大63%(モノアシル化体7%)の転化率で2つのρ-クロロベンゾイル基を持つο-ターフェニルモノマーが得られた(P_2O_5-MsOH中)。重合は還元剤に亜鉛,配位子にPPh_3およびビピリジル,溶媒にDMAc,NMP,DMFを用いた遷移金属(ニッケル)錯体触媒の芳香族カップリングにより行なった。重合中に生成物が析出した。生成ポリマーのインヘレント粘度は最大で0.17dL/gで,ガラス転移点は184°C,460°Cまで重量減はなく,10%重量減温度は570°Cであった。(b)フッ素含有基の数と置換位置によるポリマーの配列の規則性の制御を試みた。分子内にアシル受容部位と親電子攻撃部位を持つ一分子重合型のモノマー(頭-尾構造構築)と2種の二分子重合型モノマー(頭-頭型とランダム型構築)を合成し,P_2O_5-MsOH中での直接重縮合を試みた。得られた頭-頭型,頭-尾型,ランダム型の3種の芳香族ポリケトンの分子量は^1H-NMRによる末端定量法計算から,2800,3300,および5800と推定された。今年度はοーターフェニル部位を持つモノマーの位置/反応選択的な合成方法についていくつかの成果が得られた。検討したのは(1)οーターフェニルに対する位置選択的な官能基の導入反応,(2)οーターフェニル骨格を形成しながら重合性のモノマー分子を構築,の2通りである。(1)ο-ジブロモベンゼンへの芳香族交差カップリングによる合成を試みた。交差カップリング相手の非対称二置換ベンゾフェノンは硫酸第二鉄をルイス酸として用いたフリーデルクラフツアシル化反応で効率よく得られることが分かった(収率58%)。しかし,芳香族交差二重カップリングは期待通りには進行しなかった。これは最初の段階で2つのホウ酸基が導入できなかったことによる。電子的要因のため隣接した2つの炭素上で置換が進行しなかったものと思われる。交差カップリングの際の極性の交換,すなわちベンゾフェノン誘導体側のホウ酸化,も考えられるが収率が期待できず交差カップリングによる方法は不適であると判断した。(2)οー

ターニフェルへの位置選択的な重合性官能基の導入としては,五酸化二リン-メタンスルホン酸,ポリリン酸,メタンスルホン酸(以上直接縮合),塩化アルミニウム,硫酸第二鉄(フリーデル-クラフツアシル化反応)を縮合剤として用いた,p-クロル安息香酸(およびその酸クロリド)によるアシル化を検討した。ここではモノアシル化体を中心とする副生成物の抑制が最大の問題であり,選択性向上と転化率の確保による実用的収率の合成法化が本検討の目的である。今回の検討では縮合剤として五酸化二リン-メタンスルホン酸を用いた系で最大63%(モノアシル化体7%)の転化率で反応性官能基のp-クロロベンゾイル基を持つοーターニフェルモノマーが得られた。このモノマーの精製ははカラムクロマトグラフィーを中心とした方法で達成できることも分かった。本年度は,昨年度に合成方法を確立した2つのクロロベンゾイル基を有するο-ターフェニルモノマーの重合と環集合部位を有する定序配列全芳香族ポリケトンの合成を目指したモノマーの精密合成およびその重合を検討した。ο-ターフェニル部位を有するモノマーの重合は遷移金属錯体触媒の芳香族カップリングにより行なった。遷移金属としてはニッケルを用い,還元剤に亜鉛,配位子にトリフェニルホスフィンおよびビピリジル,溶媒にジメチルアセトミアミド,N-メチル-2-ピロリドン,ジメチルフォルムアミドなどの非プロトン性極性溶媒を用いた。重合は反応中の生成物の析出で高い重合度まで進行せず,生成ポリマーのインヘレント粘度は最大で0.17dL/gであった。生成ポリマーは184°Cにガラス転移点を有していた。460°Cまで重量減はなく,10%重量減温度は570°Cであり,良好な耐熱重量減性を示した。後者の重合では電子的な分布を大きく変えることの期待できるフッ素含有基を利用して,その数と置換位置によりポリマーの配列の規則性を制御することを試みた。目的に合わせた以下の3種のモノマーを精密合成した:1.分子内に選択的に反応するアシル受容部位と親電子攻撃部位を持つ一分子重合型のモノマーでhead-to-tail構造のポリマーの合成を目指したもの,2.head-to-tail型ポリケトンの合成を目指した二分子重合型モノマー,3.ランダム型ポリケトンの合成を考えた二分子重合型モノマー。これらの重合は,五酸化ニリン-メタンスルフォン酸混合物溶媒中で直接縮合により試みた。得られたhead-to-head型,head-to-tail型,ランダム型の3種の芳香族ポリケトンの分子量は^1H-NMRスペクトルから末端定量法で計算して,2800,3300,および5800と推定された。
自然発症老年期脳障害モデルマウスの開発-老化促進モデルマウス(SAM)を用いての研究-

1.P/8脳の1連の形熊学的研究の中で明らかになった所見として次の2つがある。即ちスフエロイドとβ-LIGSである。前者は延髄後索核腫大軸索病変(スフェロイド)でO/8では若齢期より出現し加齢と共に変化み強くなる。後者はヒト合成β/A4_<1-24>ペプチド抗体に反応する径1.52.5μmの顆粒状構造物で中隔野、大脳皮質深層、海馬、小脳、脳神経核及び根部等広汎な部位に認める。本顆粒は加齢と共に増加し、特にP/8脳では著しい。β-LIGSの構成成分はβ/A4部位を含む1418KDaのAPP断片の可能性が高い。次に画像解析により,P/8に特徴的な脳幹網様体特に網様体巨細胞核における空胞変性の総空胞数及び空胞総面積が学習・記憶障害程度と密接に関連すること、さらに学習・記憶障害を呈しないR/1系脳の脳幹破壊(両側)により,学習・記憶障害を呈するようになる事実が明らかとなりP/8にみる脳幹網様体特に網様体巨細胞核の海綿状変性が学習・記憶障害発症に重要な役割を果していることを強く示唆する。2.新たに確立されたP/10系では,加齢に伴い脳萎縮を示す。即ち生後4ヶ月齢に460mgに達する脳重の生後1316ヶ月齢で420mgと約8.6%の萎縮を示す。一連の詳細な形熊形測の結果,最も著して萎縮を呈する部位は大脳前頭野新皮質で,その他の皮質領野,嗅脳系皮質及び扁桃体にも広汎な萎縮を認める。またこの萎縮は大型ニューロンの脱落と細胞体萎縮に基づくことが確認された。この形熊学的変化を反映して,受動的回避学習及びT型迷路を用いた条件回避学習において加齢に伴って増強する学習・記憶障害を認めた。3.学習・記憶障害の進展を食餌条件の変化により抑止する方法を確立する第一歩として食餌中脂肪酸をかえる,即ち9%ベにばな油(リノール酸に富む)あるいはしそ実油(α-リノレン酸に富む)を含む精製飼料を天々P/8に自由摂取させ種々の学習課題につき検討したところ,しそ実油群にて障害の進展が有意に抑圧されることが分った。1.老人促進モデルマウス(SAM)の系統維持が順調に行われた。即ち促進老化系8系統,正常老化系3系統計11系統について経時的な老化度評点,寿命等の老化特性および老化アミロイド症,学習・記憶障害等の老化病態のチェックにより,夫々の系統の特性が恒常的に維持されていることが確認された。2.SAMーP/3より,脳萎縮を示し,而も学習・記憶障害を呈する新しい系統の樹立を試みてきたが,明らにSAMーP/8とは異る新しい老年期障害モデルが近交系として確立されSAMーP/10と命名された。3.このP/10では脳萎縮が確認された。

生后4ケ月頃,約460mgに達した脳重は7ケ月齢頃より低下し始め,生后1316ケ月では約420mgと約8.6%の減少を示す。冠状スライス切片の計測学的な検討の結果,前頭葉皮質をはじめ大脳皮質,尾状核・被殻,扁桃,梨状野および内嗅野皮質および小脳に有意な萎縮が明らかとなった。4.SAMーP/10マウスを用いconditioned Tーmazeテストおよび受動的回避学習テストを施行したところ,加齢に伴い有意な障害が生后10ケ月齢頃より顕在化することが分った。5.SAMーP/8を用いて脳の電極慢性埋め込みが可能になり,海馬(oriensCA1あるいはmolecularehilus)より安定した海馬脳波が導出できるようになった。現在P/8および対照としてR/1より海馬脳波をとり,その周波数分析を行っている。6.SAMーP/8の延髄後索核腫大軸索病変(スフエロイド)の有無を神経病理学的に検討を加えたところR/1に比しP/8においてより若齢期より出現し,その変化の程度も強いことが分った。1.老化促進モデルマウス(SAM)の系統維持が順調に行われた。即ち促進老化系8系統,正常老化系3系統計11系統について経時的な老化度評点,寿命等の老化特性および老化アミロイド症,学習・記憶障害等の老化病態のチエックにより,夫々の系統の特性が恒常的に維持されていることが確認された。2.P/10の大脳新皮質のニュ-ロン数とニュ-ロン細胞体面積の加齢変化をコンピュ-タ-化自動画像解析装置を用い検討したところ,P/10の新皮質では加齢と共にニュ-ロンが脱落し,特に大型ニュ-ロンが生涯を通じ35.6%減少すること,および第IV層以外の広い範囲でニュ-ロン細胞体が加齢に伴い萎縮することが分った。R/1では生涯を通じニュ-ロンの脱落は軽微で,大型ニュ-ロン数は減少しないこと,またニュ-ロン細胞体は寿命末期まで萎縮しないことが明らかとなった。3.P/8を用い受動的回避反応における潜時が300秒を示すものを学習・記憶良好群,300秒未満を同不良群とし,夫々の群について脳幹部空泡変性を精査したところ,脳幹網様体大細胞群の脊内側部の海綿状変性と記憶障害が密接に関連することが分った。つぎに学習・記憶障害のないR/1の脳幹網様体大細胞群を両側破壊し,受動的および自動的回避反応をテストしたところP/8と同様に学習・記憶障害をみとめ,脳幹網様体と学習・記憶機能との間に密接な関連があることが分った。4.ヒト血清アルブミンを静注しマウス脳内への移行率を測定したところ,アルブミンの脳内移行率は加齢に伴い増加し,22ヶ月齢のR/1および13ヶ月齢のP/8では同系統の若齢群に比し夫々41%,51%増加していた。即ち加齢に伴い学習・記憶障害を発症するP/8においてより早期に,より著明に脳のバリア機能が低下することが示された。1.老化促進モデルマウスの系統維持が順調に行われた。即ち促進老化系8系統、正常老化系3系統計11系統について径時的な老化度評点、寿命等老化特性遺伝子モニタリング、および学習・記憶障害、老化アミロイド症等老化病態のチェックにより夫々の恒常性が確認された。2.P/8の脳幹海綿状変性と学習記憶障害との関連を調ベるため脳幹特に網様体巨細胞群における空胞の数・面積を定量的に測定し、空胞の総数及び総面積の増大に伴い受動的回避反応の潜時の減少即ち学習・記憶能力の低下することを認めた。次にP/8の学習・記憶障害と脳波の関連をみるため、学習中(能動的回避反応)の海馬脳波を記録した。学習によって海馬のα波は高周波側に移行し、学習記憶障害の著しいP/8においては海馬α波は学習によってもほとんど変化しないことが分かった。合成ヒトβ/A4_<1-24>ペプチドに対する抗体を用いP/8脳の免疫組織化学的研究の結果、中隔野、大脳皮質深層、海馬、小脳、脳神経核および根部等広汎な部位に径1.52.5μmのβ/A4様免疫活性陽性顆粒(β-LIGS)を認めた。本顆粒は加齢と共に増加し、特にP/8脳では著しい。
顎顔面軟骨再生における頬脂肪体由来脱分化脂肪細胞のトランスレーショナル研究

成熟脂肪細胞を起源に持つ脱分化脂肪細胞(DFAT細胞)は,多分化能を有するなど軟骨細胞調達への優れた細胞資源と考えられている.しかし,同細胞を効率的に軟骨分化誘導させる手法はほとんど明らかになっていない.本研究では、DFAT細胞の効率的な軟骨分化誘導法の開発を目指し, Bone morphogenetic protein(BMP)含有軟骨分化培地が同細胞の軟骨分化に及ぼす影響について検討を行った.BMP-4はDFAT細胞の軟骨分化を調節する因子であることが明らかとなった.軟骨分化誘導培地へのBMP-4の添加は,DFAT由来の軟骨細胞を調達するための有望な基盤技術となる可能性がある.脱分化脂肪細胞(dedifferentiated fat cells :D FAT cells)は低侵襲に獲得可能な細胞集団で、多能性を有することから再生医療用ドナー細胞として有用である。また、DFATcellsは非常に純度が高いことから未分化な細胞が含まれる割合が多く、様々な組織の細胞へと分化する能力が高い可能性が示唆されている。顎口腔領域を専門とする歯科医師の特性を活かすため、ヒト頬脂肪体からDFATcellsを獲得し、ドナー細胞として用いる。さらに、力学的ならびに付形性に優れたオリジナルな三次元足場材料を用いて培養骨を作製する。最終的に、DFATcells自家移植モデル(イヌ)によるトランスレーショナルリサーチを行い早期臨床に繋げるのが本研究の目的である。ヒト頬脂肪体由来DFATcellsの獲得:ヒトDFATcellsの獲得は、研究分担者が以前にウサギ皮下脂肪からDFATcellsを作製した方法と同様に行った。本学附属病院における口腔外科手術時に頬脂肪体から採取された脂肪組織を細切し、コラゲナーゼ溶液で処理する。得られた成熟脂肪細胞を通常培地(DMEM+ 20%FBS)で完全に満たされたフラスコに播種し、脂肪細胞がフラスコ内側の天井表面に接着するようフラスコの接着面を上方にして、培養した。7日後に培地を除去し、細胞がフラスコ底面に位置するようにフラスコを反対にして、通常培養を開始する。上記のプロセスを経て作製された細胞がDFATcellsである。獲得したDFATcellsをコラーゲンスポンジに播種して軟骨細胞分化培地で培養したところ、PCR法によって軟骨細胞分化マーカーの発現が上昇することが明らかとなった。脱分化脂肪細胞(dedifferentiated fat cells :DFAT cells)は低侵襲に獲得可能な細胞集団で、多能性を有することから再生医療用ドナー細胞として有用である。またDFATcellsは非常に純度が高いことから未分化な細胞が含まれる割合が多く、様々な組織の細胞へと分化する能力が高い可能性が示唆されている。今年度は培養液にストロンチウム(Sr)を添加することで軟骨細胞への早期分化を試みた。Srを軟骨細胞誘導培地に1.5mMの濃度で添加することでDFAT cellsのアルシアン反応(軟骨細胞特異的反応)が培養14日目で上昇することを明らかにした。NPS2143、PD98059、API-2の3阻害剤がDFAT細胞の軟骨細胞分化を有意に低下させたのに対し、SB203580では顕著な阻害効果が確認出来なかった。以上の結果より、DFAT細胞のSr誘導性軟骨細胞分化誘導経路では、特にCaSR、ERK1/2およびAkt関連のシグナル伝達経路が大きな役割を担っていると推察された。26年度にコラーゲンスポンジを使用したヒト脱分化脂肪細胞の軟骨細胞への培養条件を確立し、さらに27年度はストロンチウムが軟骨細胞分化において有用であることがわかったため。脱分化脂肪細胞(dedifferentiated fat cells:DFAT cells)は低侵襲に獲得可能な細胞集団であり、また多能性を有することから再生医療用ドナー細胞として有用である。またDFAT cellsは非常に純度が高いことから、含まれる未分化な細胞の割合が高く、様々な組織の細胞へ分化する能力が高い可能性が示唆されている。顎口腔領域を専門とする歯科医師の特性を活かすため、頬脂肪体からDFAT cellsを獲得し、ドナー細胞として用いる。さらに、力学的ならびに付形性に優れたオリジナルな三次元足場材料を用いて培養軟骨を作製する。2種類の培養環境下において骨形成タンパク質(Bone morphogenetic protein:BMP)がDFAT細胞の軟骨分化に対する影響を比較検討した。各BMPを含有する軟骨誘導培地で遺伝子発現挙動を比較した結果、BMP-4(100 ng/mL)含有軟骨誘導培地が最も早く、軟骨分化マーカーであるSOX9、SOX6、アグリカン、II型コラーゲンの発現を増強した。14日間長期培養した場合の単層培養法とペレット培養法の両培養法のいずれの培養環境下においても、BMP-4含有軟骨誘導培地で培養された細胞は、コントロール培地で培養された細胞よりもアグリカン、II型コラーゲンを含む複数の軟骨分化マーカーの発現を増強させた。また、II型コラーゲン、アグリカンの免疫染色においても、コントロール培地に比べ、BMP4含有軟骨誘導培地で培養された細胞により強い染色像が認められ、タンパク質の分泌促進が確認されている。

SOX5の発現は、単層培養下ではコントロール培地で刺激された細胞に比べ低下し、一方、ペレット培養下では上昇が認められるなど相反する結果となった。これらの結果より、BMP-4はDFAT細胞の軟骨分化を調節する因子であることが示唆された。大型動物の実験がスタートしていないため。脱分化脂肪細胞(dedifferentiated fat cells:DFAT cells)は低侵襲に獲得可能な細胞集団であり、また多能性を有することから再生医療用ドナー細胞として有用である。またDFAT cellsは非常に純度が高いことから、含まれる未分化な細胞の割合が高く、様々な組織の細胞へ分化する能力が高い可能性が示唆されている。顎口腔領域を専門とする歯科医師の特性を活かすため、頬脂肪体からDFATcellsを獲得し、ドナー細胞として用いる。さらに、力学的ならびに付形性に優れたオリジナルな三次元足場材料を用いて培養軟骨を作製する。本年度は、オリジナルな足場材料としてエピガロカテキンガレート(EGCG)を選択した。EGCGは、緑茶に含まれるカテキンであり、骨芽細胞分化作用を示す化合物である。われわれは、EGCGとゼラチンを脱水縮合反応により架橋し、さらに凍結乾燥をして作製したEGCG結合ゼラチンスポンジ(EGCG-GS)の骨組織再生研究を日々進めている。EGCG-GSの強度を高めるために真空加熱を施した真空加熱型カテキンゼラチン(vhEGCG-GS)上でラット脂肪由来間葉系幹細胞(rADSC)が示す細胞形態を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。SEM観察にてvhEGCG-GSとvhGSは共にマクロ孔を持つ多孔体構造を示したが、前者はより細網構造を示した。vhEGCG-GSに多くの細胞接着が認められた。vhGS上では孔構造の底側に球状の細胞が観察された。一方、vhEGCG-GS上では、rADSCは細網構造に絡まるように細胞接着し、細胞間の接着を容易にしている像が観察された。細胞間接着(細胞伸展)の増強は骨芽細胞分化の促進に対し正に働く事が知られている。成熟脂肪細胞を起源に持つ脱分化脂肪細胞(DFAT細胞)は,多分化能を有するなど軟骨細胞調達への優れた細胞資源と考えられている.しかし,同細胞を効率的に軟骨分化誘導させる手法はほとんど明らかになっていない.本研究では、DFAT細胞の効率的な軟骨分化誘導法の開発を目指し, Bone morphogenetic protein(BMP)含有軟骨分化培地が同細胞の軟骨分化に及ぼす影響について検討を行った.BMP-4はDFAT細胞の軟骨分化を調節する因子であることが明らかとなった.軟骨分化誘導培地へのBMP-4の添加は,DFAT由来の軟骨細胞を調達するための有望な基盤技術となる可能性がある.ヒト頬脂肪体由来DFATcellsを単離することができた。ファックスを用いて表面分子のマーカーを調べたところ間葉系幹細胞のマーカーが上昇することを明らかにした。
V-ATPase 阻害剤による分化・細胞死誘導機構

我々は、細胞の増殖・分化・アポトーシスに対する空胞系酸性顆粒の寄与を,bafilomycin A_1の他、プロジギオシン類やデストラキシン等の空胞系プロトンポンプ阻害剤を用いて明らかにするとともに、これら阻害剤のプロトン輸送阻害機構の解明を目指した。その結果、(1)デストラキシンBとEは、ともにリソソームのプロトンポンプを阻害し、リソソーム内pHを上昇させたが、PC12細胞の分化誘導作用はデストラキシンEにのみ認められた。(2)プロジギオシン類は、そのH^+/Cl共輸送活性によりプロトンポンプを脱共役する、新規H^+/Cl symporterであることを初めて明らかにすることが出来た。また、(3)bafilomycin A_1同様、ブロジギオシン類も神経突起伸展(NOG)を誘導することを発見した。(4)そこで、両プロトンポンプ阻害剤によるNOG誘導作用の特徴を検討したところ、ともに新たなRNA及び蛋白質合成を必要とし、MAPキナーゼ、セリン・スレオニンホスファターゼ、チロシンキナーゼ、チロシンホスファターゼ、カルモジュリン、ホスフォリパーゼA_2依存性であるが、trkチロシンキナーゼやAキナーゼには非依存性である等、両情報伝達経路は酷似していることが判明した。(5)また、tambjamineグループのBE-18591もH^+/Cl symporter活性を示し、免疫抑制や、NOG・アボトーシス誘導作用を示すことを見い出した。(6)ところが、同じH^+/Cl symporterでも、tetrapyrroleは増殖阻害・細胞死誘導作用はあるがNOG作用は示さなかった。以上の結果より、pH変化やプロトンポンプ活性自身は、少なくともNOG誘導の直接の引き金にはなっていないと結論した。我々は、空胞系酸性顆粒が細胞の増殖と分化に対して如何なる寄与をしているかについて,bafilomycirA1に代表される空胞系プロトンポンプの選択的阻害剤を利用して検討してきた。本研究においては,特にbafilomycinA1の他、デストラキシンおよびプロジギオシンによる,細胞増殖阻害・細胞分化誘導・アポトーシス誘導機構を明らかにするとともに,プロトン輸送阻害機構の解明を目指した。現在までのところ、これら増殖阻害・細胞分化誘導・アポトーシス誘導の各反応は極めて類似しているが、細胞分化にはリソソームのpHは恐らく関与しない点で、増殖阻害とは異なっていることが判明した。すなわち、同じようにリソソームのpHを上昇させ細胞増殖を阻害する塩化アンモニウムでは、細胞分化・アポトーシスともに誘導されず、また、細胞質pHを変動させてもbafilomycinA1による細胞死は影響を受けなかった。今回、デストラキシンによるPC12細胞の分化誘導を検討したところ、ともにリソソームのプロトンポンプを阻害し、培養細胞のリソソーム内PHを上昇させたが、分化誘導作用はデストラキシンEにのみに観察された。この結果より、リソソームのプロトンポンプもリソソーム内pHもともに、V-ATPase阻害剤によるに分化誘導に直接関係しないことが判明した。実際、(H^+/Cl^-)symporerで空胞系プロトンポンプに直接作用しない阻害剤のプロジギオシンprodigiosinsも細胞の増殖阻害・細胞分化・アポトーシス誘導を引き起こすことを見い出した。特に、細胞分化における情報伝達機構はbafilomycinA1による細胞分化と極めてよく類似していた。なお、これらV-ATPase阻害剤の作用部位を明らかにするために、新たなカップリング反応によってアフィニティーカラムやアフィニティー標識プローブを作製して阻害剤結合部位の同定を試みているところである。

なお、V-ATPaseにおけるプロトン輸送機構の解明は、精製酵素標品を大量に調製できる高度好熱菌のV-ATPaseを用いて検討を開始したところである。今後、高度好熱菌を用いてV-ATPaseにおけるプロトン輸送機構の解明を、各種阻害剤を併用して生化学的に検討する予定である。本研究においては,bafilomycin A_1の他、主としてプロジギオシン類等の空胞系プロトンポンプ阻害剤による,増殖阻害・分化・アポトーシス誘導機構を明らかにするとともに,プロトン輸送阻害機構の解明を目指した。その結果、(1)プロジギオシン類は、そのH^+/Cl^-共輸送(OH^-/Cl^-交換)活性によりプロトンポンプを脱共役する、新規H^+/Cl^- symporterであることを初めて明らかにすることが出来た。さらに、(2)bafiomycin A_1同様、ブロジギオシン類も神経突起伸展(NOG)を誘導することを発見した。そこで、両プロトンポンプ阻害剤によるNOG誘導作用におけるpHの関与について検討を試みた。その結果、プロジギオシン類によるNOGも、新たなRNA及び蛋白質合成を必要とし、MAPキナーゼ阻害剤やセリン・スレオニンホスファターゼ阻客剤に感受性であるが、K-252a(Cキナーゼ阻害剤)やH-89(Aキナーゼ阻客剤)には非感受性で、チロシンキナーゼ阻害剤、チロシンホスファターゼ阻害剤、カルモジュリン阻害剤、ホスフォリパーゼA_2阻害剤等で阻害される等、両情報伝達経路は酷似していることが示唆された。また、tambjamineグループのBE-18591もH^+/Cl^- symporter活性を示し、胃粘膜プロトンボンプ阻害、破骨細胞分化の阻害、免疫細胞の増殖抑制、更にはNOG誘導やアボトーシス誘導作用を示したことから、これらの多彩な生理作用はH^+/Cl^- symporter活性によることが示唆された。しかしながら、同じくH^+/Cl^- symporter活性を示すtetrapyrroleは、増殖阻害・細胞死誘導作用はあるがNOG作用は示さなかったので、pH変化はプロトンポンプ阻害剤によるNOG誘導の直接の引き金にはなっていないと結論した。
日本華僑社会における中国伝統文化の構造と変容に関する研究-函館市を事例として

函館の華僑社会は現在32世帯からなっているが、国内の他の華僑社会に比べると規模が小さい。華僑は多くの場合、移住地においてチャイナタウンを形成し、そこに集住する傾向にあるが(例えば横浜や長崎)、函館の場合、華僑はチャイナタウンを形成せず、市内全域に分散して居住している。これは華僑の人数が少なかったこと、函館華僑のほとんどが行商を主な業とする福建省福清県の出身者であったことなどによるものであろう。このように伝統文化を失いつつある函館華僑社会では、「中国人」としてのエスニック・アイデンティティは特に若い世代で急激に薄れている。一世の人達は、中国語を話し、大陸に里返りするなど、中国とのつながりを失っていないが、二世、三世になると大きく価値観が違う。例えば一世は、華僑同志結婚するのが望ましいと考えているが、二世、三世ではそのような意識は低い。伝統行事も次第に形式化しつつある。このような世代間のギャップを超えて自分達の文化を改めて見直し、継承・創造していく道を見いだすことが、今後の函館華僑社会の大きな課題となっていくるものと思われる。
本態性高血圧症感受性遺伝子の解明とテーラーメイド医療の確立

本態性高血圧症は原因不明の多因子疾患であり、環境因子・遺伝因子の相互作用により発症、進展し、重篤な各種循環器合併症の主要因となる。本研究では、遺伝子多型(SNPs : single nucleotide polymorphisms)解析を中心に、表現型を豊富に有する複数の大規模遺伝疫学研究(阪大研究、大迫研究、吹田研究、尼崎研究)の確立と、ヒトゲノム解析の倫理指針に従い検体の収集を図り、TaqMan PCR法を用いて遺伝子解析を実施した。ゲノム網羅的に「高血圧罹患」との関連解析を追求するミレニアム・プロジェクトに検体を提供する一方で(特定領域・ゲノム医科学)、本研究では候補遺伝子アプローチを用いて、詳細な表現型や環境因子との関連解析を実施した。その結果、日本人ではアンジオテンシノーゲン、αアデュシン、G蛋白β3サブユニット、アルドステロン合成酵素など食塩感受性高血圧リスクが白人よりも高いことや、ギテルマン症候群の原因となるサイアザイド感受性NaCl共輸送体が女性のみで高血圧リスクを高めること、メチレンテトラヒドロ葉酸(MTHFR)遺伝子多型が喫煙と相互作用を示して頸動脈硬化を促進すること、低アディポネクチン血症(I164T多型保有者では特に顕著)が高血圧や循環器疾患リスクを高めることなどを明らかにし、体質に応じた至適環境の整備がテーラーメイド医療確立のための第一歩となることを示した。さらに、本研究で整備を行った尼崎研究やHOMED-BP研究は、ポストミレニアムプロジェクトの解析に応えられる資質を兼ね備えており、今後の検討が予想される降圧薬、生活習慣との関連を前向きで検討する礎を築いたことも特記すべき点である。日本人ためのテーラーメイド医療は今後、本研究のような日本人遺伝疫学研究のデータに基づいて行われることが期待される。本研究では、遺伝子多型(SNPs : single nucleotide polymorphisms)解析を中心に、表現型を豊富に有する複数の大規模遺伝疫学において、ヒトゲノム解析の倫理指針に従い検体を収集し、TaqMan PCR法を用いて遺伝子解析を実施した。阪大研究では、循環器疾患のリスクとして報告してきたACE/DD多型が高齢者肺炎のリスクとしてはたらき、予後規定因子として重要であることを示した。農村部大規模遺伝疫学研究であるO研究では、αアデュシン遺伝子多型が低レニン性高血圧と相関することから、日本人でも食塩感受性高血圧感受性遺伝子として考えられることを示したほか、もう一つのアンジオテンシンII産生系でキマーゼ遺伝子のSNPが、末梢あkらのHDLコレステロール逆転送系に影響を及ぼすことを示した。一方、都市部一般集団における大規模疫学研究であるS研究では、アルツハイマー病や動脈硬化の疾患感受性遺伝子として知られるアポリポ蛋白Eのε4アリルが、若年者ではむしろ降圧にはたらくことを示し、SNP解析の意義が一義的に語られることに警鐘を鳴らした。さらに、インスリン抵抗性の解析で知られるTS研究や、ケース・コントロール・母集団を同一地区で収集するA研究などの立ち上げを実施し、倫理指針に基づく検体収集を進めている。現在、アディポネクチン、肝細胞増殖因子、PPARγなどの遺伝子多型の意義を中間型表現型との関連解析を含めて検討中であり、興味深い知見を得ている。

本年度は、複数の大規模集団での解析結果を踏まえ、4つの代表的な食塩感受性遺伝子多型が日本人において全て高率に認められること(Hypertens Res)や、S研究において高ホモシスチン血症のリスクとなるMTHFR遺伝子多型が女性高血圧のリスクとなり、喫煙がさらに増悪因子となること(Stroke)、阪大研究において高血圧の重症度と相関を示す肝細胞増殖因子(HGF)が高血圧感受性を高めること(Hypertens Res)などに加え、0研究における24時間ABPMや家庭血圧とレニンーアンジオテンシン系遺伝子多型の細かい相関(Hypertens Res)について報告した。同時に進めているA研究では、本年度中に一般集団5700名以上、extreme case-controlを計550名以上の収集に成功し、現在鋭意DNA抽出作業を進めている。一方、メタボリックシンドロームの新しいマーカーとして尿酸に着目し、血圧や体重増加の予測因子として血清尿酸値上昇が重要であることを見いだし(Hypertension)、現在、家族歴や各種遺伝因子との関連の検討を進めている。また、電解質の出納に関与するトランスポーターやアディポサイトカイン、G蛋白共役受容体の遺伝子解析も進められており、興味深い知見が集約されつつある。本態性高血圧症は原因不明の多因子疾患であり、環境因子・遺伝因子の相互作用により発症、進展し、重篤な各種循環器合併症の主要因となる。本研究では、遺伝子多型(SNPs:single nucleotidepolymorphisms)解析を中心に、表現型を豊富に有する複数の大規模遺伝疫学において、ヒトゲノム解析の倫理指針に従い検体を収集し、TaqMan PCR法を用いて遺伝子解析を実施した。本年度は、メタボリック症候群において重要な役割を担うアディポネクチンの遺伝子多型、血中濃度に着目し、1164T多型が高血圧(Hypertension)、虚血性心疾患(J Am Coll Cardiol)のリスクとなることや、インスリン抵抗性の有無に関わらず低アディポネクチン血症が高血圧の独立したリスクとなることを示した。また機能低下が遺伝性低血圧症であるギテルマン症候群の原因となる(J Hum Hypertens)サイアザイド感受性NaCl共輸送体遺伝子(TSC)の機能獲得型多型に着目し、同多型が女性における若年発症高血圧リスクを高めることを報告した(J Hypertens)。本研究ではさらに利尿薬反応性で変化を認めるトランスクリプトームについて、アレイを用いた追加実験も行っている。一方、大迫研究では、アンジオテンシII-1型受容体遺伝子多型は高血圧感受性と関連が薄いことや、阪大研究において、糖尿病のリスク遺伝子として知られるUCP(uncoupling protein)2遺伝子多型が高血圧リスクともなることを示した。
連星系内での超新星爆発の研究

1993年3月に出現した超新星1993J、および1994年3月に出現した超新星1994Iは、いずれも連星系内の大質量星の爆発であることが明らかになった。これらの超新星の親星が属した連星系は、超新星爆発によって深刻な影響が与えられると推測される。特に、超新星の残骸である中性子星を含んだ連星系の生成率の推定には、爆発前後の系の力学の考察が不可欠である。これらの超新星親星の推定される物質量から構築した連星系モデルを用いて、超新星爆発後の連星系の運命について研究した。超新星1993J系は、大質量星どうしが比較的離れた軌道を公転しているものであるというモデルが好適である。超新星爆発が球対称ならば、放出ejectaによって伴星に与えられる運動量を考慮しても系が破壊されないこと、逆に爆発がわずかにでも非対称であれば、連星系が破壊されることが明らかとなった。観測されているパルサーの速度分布を適用すると、このような連星系が生き残る確率は非常に低く、大質量星と中性子星の連星であるBe-X線連星の生成率は従来考えられていたよりも小さいことが判明した。超新星1994I系は、大質量星が外層の大部分を失って炭素・酸素コアのみになったものと、太陽質量程度の星の爆発である。放出ejectaの量が小さいため、連星系が破壊されにくいと考えられる。実際、伴星がコンパクト星の場合、系が生き残る率が高いことがわかった。逆に、伴星が通常の星の場合、放出ejectaからの運動量で系が壊れやすいことも明らかとなった。後者の過程で小質量X線連星が作られるとは考えにくい。これらの研究を発展させるため、超新星出現率を推定する観測的プロジェクトを準備中である。超新星の多くが連星系起源であることが明らかになりつつある現在、タイプ別出現率を押さえて、上記のX線連星等の生成率・重力波源として注目される中性子星連星の出現率などを確率することが期待される。
リボザイムを用いたシグナル伝達分子の機能解析

RECKはその過剰発現によりK-Rasによる形質転換を抑制する分子として、申請者の所属する研究室において発見された細胞表面糖タンパク質である。その後の解析から、RECKは細胞外膜に結合するという特徴を持ったマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)阻害因子として細胞外マトリックスの制御に深く関わることが明らかにされつつある。ほ乳類発生時におけるRECKの機能については、これまで遺伝子欠損マウスを用いた解析が行われており、RECKが胎生10.5日付近に起こる血管新生やマトリックス組織の成熟に必須の分子であることが示されている。一方で、このマウスが胎生10.5日に致死を引き起こすため、マウス発生後期におけるRECKの機能についてはこれまでよく分かっていなかった。申請者はin situ hybridization法を用いた解析から、野生型マウスでは発生後期においてもRECKが特徴的な発現様式を示し、特に軟骨性骨原基において強く発現していることを見いだした。さらに、軟骨分化の細胞培養系モデルとして知られるマウス胚性癌腫由来細胞株ATDC5を用いて解析を行ったところ、(1)RECKの発現はATDC5の軟骨分化に従って上昇する(2)細胞凝集が盛んに起こる分化初期の段階では、MMP活性の一時的上昇が起こり、I型コラーゲンの分解が盛んに起こる(3)分化初期段階からRECKを強制発現させるとI型コラーゲンの分解が減少し、細胞凝集が著しく妨げされる、ことなどが分かった。これらの結果から、軟骨分化には、MMPが細胞外マトリックス・リモデリングを引き起こして細胞凝集を促進する初期の段階と、RECKが細胞外マトリックスの蓄積と安定化に寄与する後期の段階の2段階が存在することが示唆された。従って、RECKおよびMMP発現の時期特異的な制御が骨発生に重要であると考えられた。
オキシトシンによる攻撃性緩和の神経回路機構

動物は本能的に攻撃性を持つ。しかし攻撃行動は多くのエネルギーを消費し、自身が傷つく可能性や社会的制裁を受けるリスクを負うことにもなる。そのため動物は不要な攻撃衝動を抑制する機構も併せ持つと考えられている。近年光遺伝学に代表される、高い時間・空間分解能で神経活動を人為的に操作する手法が登場したことで、オスマウスをモデルに攻撃行動を促進する視床下部領域の細胞構成について理解が進んだ。しかし攻撃性を抑制する神経回路メカニズムについてはほとんど解明されていない。本研究では内分泌ホルモンであるオキシトシンが、攻撃行動の制御中枢を抑制することで攻撃衝動を抑止しているのではないかと仮説を立て検証を行う。