hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
過採食のもたらす植生とシカへのフィードバック効果：過採食の生態学的意義

北大苫小牧研究林における研究により,昆虫類は、分類群及び分類群内の食性や体サイズなどで分けられる機能群により、シカの高密度化に対する反応が異なっており、下層植生に依存し、過採食が食物資源や生息環境に負の影響を及ぼすと推測された。このことは、シカの過増加が将来的な生物群集の均質化を引き起こすことを示唆している。知床、苫小牧、洞爺湖のシカ排除柵内外計66カ所で窒素循環に関わる要因を比較した。全てのサイトで柵外で67-99%下層植生が地下部を含めて減少しており、土壌中硝酸体窒素が増加していた。また優占種であるミズナラ、イタヤカエデ、ハリギリのリターフォールのC/N比が柵外で低下していた。これらのことからシカの採食により下層植生が減少したことで競争相手である林冠木が利用可能な窒素量が増加し、分解されやすい低いC/N比のリターを土壌に供給するというフィードバックが起こっていることが示唆された。洞爺湖中島において,土壌中の放射性セシウム濃度の分析を進めることで、土壌の侵食状況の評価ならびに島内の植生被覆状態を網羅的に把握するために、踏査を行い植生分布図の作成を行った。シカ個体群に関して,知床半島の密度区分の異なる地域および洞爺湖中島では,低密度下において捕獲個体の計測ができた.植生調査,土壌サンプルなども順調に収集でき,データの解析を行っているところである.平成28年度には本研究のコアサイトの洞爺湖中島のシカの個体群動態解析の一環として、群れの崩壊後に高密度が維持されているメカニズムを明らかにするために、2002-2012年の期間にわたり電波発信機装着個体219個体(オス93、メス126)に基づいて生存率を解析した。その結果、以下のような爆発的増加を伴うニホンジカの個体群動態に影響する生存率について明らかになった。いずれの性、齢クラス(幼獣、1歳、成獣、老齢)とも生息密度、積雪深、冬期の降水量の増加とともに生存率が低下した。成獣の生存率も含めて密度依存的に減少したことが特筆されるが、これは長期にわたる過採食によって生息地が劣化したために密度依存的な餌資源制限が顕著になったためと考えられる。冬期の気象は生息密度よりも生存率に強い影響を与えていた。個体群の崩壊後には、個体群成長率は冬季気象によって影響を受けていた。以上の結果は、捕食や捕獲がない状態ではニホンジカ個体群は安定しないことを示唆している。以上について論文としてとりまとめて、国際誌に投稿中である。シカの慢性的な過採食はシカの体サイズの密度依存的な小型化のみならず、下層植生の減少により生態系にもさまざまな影響をもたらせている。すなわち林冠木が利用可能な窒素量が増加し、分解されやすい低いC/N比のリターを土壌に供給するというフィードバック、植生の種多様性、系統多様性の複雑な変化、開花フェノロジーの断絶によるマルハナバチの個体数の減少の示唆などである.昆虫類は、分類群及び機能群により、シカの高密度化に対する反応が異なっており、下層植生に依存し、過採食が食物資源や生息環境に負の影響を及ぼすと推測された。シカ個体群に関して、知床および洞爺湖においてセンサス、捕獲個体の計測が実施できた。しかし、苫小牧については捕獲個体のサンプリングができなかった。知床岬では分担研究者とともに合同調査が実施できた。植生調査、土壌サンプル、糞中サンプルなども順調に実施できている。2015年3月には生態学会の企画シンポジウム「過採食の生態学的意義」を開催したところ、大変盛況であった。各種データを取り終えて個別の解析を行っているところである.統合的な解析を行って,次の新規の科研基盤A「ニホンジカの低密度過程における生態系レジリエンス機能の評価手法の検討」において課題を継続していきたい.28年度が最終年度であるため、記入しない。
理性的・社会的動物にかんするヒューム的観点からの研究

理性と社会性という点で、人間はほかの動物と大きく違う。ヒュームは、人間と動物の心の働きの共通性に注目すると同時に、人間に特有の学問的探究や社会的活動を深く考察した。ヒュームの洞察を歴史的に意義づけると同時に現代に生かす試みをつうじて、人間の創造的活動の特徴が、不確実な目標の追求にあり、それが人間固有のあり方を形成すること。それと同時に、その根源が、動物と共通の、新たな行動パターンの獲得を可能にする認知活動にあるという見通しを得た。研究の第一年度にあたり、ヒュームが描出する人間どうしの重層的な社会関係(家族や朋友の直接的相互援助と、公共社会の成員の秩序づけられた自己利益追求)それぞれの起源を、人間と他の動物に共通する認知と感情の機構に求める際の方略を整理することを重点として取り組んだ。そのため、親の子に対する配慮のような垂直的で非対称のかかわり合いと並ぶ、水平的で対称的なかかわりであり、人間以外の動物にもその萌芽が見いだせる活動である「遊び」に注目して、ホイジンガ、カイヨワ等の業績を見直し、ヒューム的観点との接点を探った。その端緒的な成果は、6月27日の京都哲学史研究会における発表「『人間本性論』における遊び・社交・闘争」として示すことができた。それと並行して、人間の精神活動を他の動物から区別する大きな特徴である観点の一般性について考察し、動物理性と人間理性の対比とパラレルな対比が、動物の感情と人間に特有の道徳感情とのあいだに見いだせること、と向時に、道徳の一般性は、個別的な人物や行為の具体的特徴への注目と対立するものではなく、むしろ、個々の人間の置かれた状況の具体的特徴に深く分け入ることによってこそ、その状況の普遍的な道徳的正確が理解される構造になっているという認識に達した。その成果の一部は、11月に、論文「人間の動物的自然本性とそれに限界づけられた理性および社会性」として発表した。応用哲学会での発表「感情に基盤を置く倫理と遠い者、異質な者への配慮」においては、現代の「ケアの倫理」との関係でヒュームの議論を検討し、必ずしも身近でない人々に対する道徳的配慮の可能性を考察した。自然な感情にもとづくケアから出発する倫理は、しばしば、普遍的な道徳的配慮を根拠づけられないと批判される。同じく感情に基盤を置く道徳哲学として、ケアの倫理と親和性の強いヒュームの道徳感情論にあって、道徳の条件となる一般的観点の採用を可能にするのが、歴史的あるいは虚構的なナラティヴの理解をつうじて発達する物語的想像力であり、語り想像するという、遊びの要素を含んだ活動であるということを、本発表では明らかにした。関西倫理学会での発表「動物たち(と)の自由な関係へ向けて」においては、人間と他の動物の関係にかんする哲学史上の諸構想の概観を踏まえて、人間の他の動物に対する支配や管理のあり方が、人間と人間の社会的関係と密接な関係を持ち、人間と人間の関係における自由の可能性が、人間と他の動物の自由な関係の可能性とリンクしていることに注目した。未知で不確実な対象を追求する活動として、ヒュームは哲学的探求を狩猟になぞらえる。これらは最終的には対象を支配下に置こうとする活動である一方、それらがもたらす喜びの源泉となるのは対象自身に内在する潜在力が十全に展開され、われわれの心身がそれに対応して活気づくことである。つまり、これらの活動は、遊びの要素を含んだ闘争の性格を持つ。二つの発表に一貫する筋道として、自由な戯れ、遊びを通じた心身の能力の発展を見出すことができる。これは、人間に特有といわれる社会的関係や意識的活動にことに顕著に表われるものであると同時に、人間以外の動物においても多様なかたちで見られ、人間と他の動物を結びつける特徴でもある。本研究は、人間の理性と社会性が他の動物と共通の認知機能を基盤とすることを認めた上で、その独自の特性とその生成を、どのように性格づけ、その要因を何に求めるべきかという問題を、ヒュームの議論に照らして検討し解明することを主要目的とする。ヒュームは、人間と動物の精神の働きが共通の原理にもとづくと主張すると同時に、その共通原理の具体的説明を提示した。その共通原理は、因果推論と並んで、社会的情念およびその生成において重要な役割を果たす共感を含む。この論点を踏まえ、最初に掲げた問題について、ヒュームの議論から引き出される見通し、ヒュームの議論の、人間と動物の関係についての哲学的議論の歴史的展開における位置、現代の哲学的議論と科学的知見の到達点に照らしたさいの意義を明らかにすることを具体的には追求してきた。

本年度は、これまでの研究で得られた知見の意義を整理し、次の段階の課題を明確にすることを目標とし、とりわけ、人間が生きているものとして他の動物と共有する身体的制約と、行動を合理的に計画することの限界、避けられない偶然と不確実性を前に、なおも探究を続けるというヒュームの哲学を動機づけるもの確認し、われわれの社会が直面する課題との関連性を明らかにすることを目指した。ヒューム生誕300年にあたる記念の年ということもあり、複数の学会の企画において発表の機会を得た。とりわけ、関西哲学会の課題研究発表(シンポジウム)では、理性使用の具体的状況がはらむ偶然と不確実性、その中での推理や判断がはらむ賭けの要素を、人間以外の動物との連続性、人間に特有の社会的行動や哲学的自己理解とのそれぞれに即して明らかにすることができた。また、『倫理学研究』に掲載された論文においては、哲学史的展望に立って今日の人間-動物関係への視点を提供するとともに、ヒュームの議論の歴史的位置づけと今日的意義を確認することができた。本研究の成果を発信するという点では、これまでの成果をまとめる冊子を作成し、未公刊であった口頭発表論文の内容を公開する機会を得た。
がん侵潤を支える細胞外マトリックス環境の形成とその役割

私たちは、上皮基底膜の重要な接着分子ラミニン332やその構成鎖の一つであるγ2鎖(Lm-γ2)が、がんの悪性進展を支える重要な微小環境因子と考え、その作用を調べてきた。Lm-γ2は、がんの浸潤先進部で単独で過剰に発現し、またその強制発現によって浸潤性増殖が促進される。本研究では主としてこのLm-γ2の作用機構の解析を進めた。その結果、Lm-γ2やそのN末端断片が血管内皮細胞の収縮を促進することによって、血管透過性を高めたり、がん細胞の血管内皮細胞層への侵入を促進することを見出だした。これらの結果は、浸潤性がん細胞が過剰に産生するLm-γ2が腫瘍血管に作用し、がんの転移や増殖を促進する可能性を示唆する。さらに、Lm-γ2の受容体を探索した結果、Lm-γ2が、がん幹細胞の重要なマーカー分子であるCD44と直接的に相互作用すること、またCD44の細胞内ドメインのリン酸化を促進し、CD44依存的にがん細胞の移動を促進することを見いだした。この結果は、がん浸潤マーカーであるLm-γ2が、がん幹細胞マーカーCD44と協調的にがんの悪性化やがん幹細胞機能の維持に関与する可能性を示唆する。一方、私たちは過去に腫瘍血管に特異的に発現する接着タンパク質angiomodulin (AGM)/IGFBP-rP1を見出だしており、本研究ではその発現調節機構や血管内皮細胞に対する作用を調べた。その結果、AGMが内皮細胞においてVEGFにより強く誘導されること、AGMがインテグリンαvβ3に作用することによって内皮細胞の接着を促進することを見いだした。これらの結果からAGMが腫瘍血管の異常な構造や機能に関係することが示唆される。25年度が最終年度であるため、記入しない。がんの浸潤先進部位ではがん細胞と周囲の間質細胞の間の複雑な相互作用により、両者ともに大きな形質変化が誘導される。このようながん微小環境の変化ががんの浸潤性増殖に重要と考えられている。浸潤性がん細胞の特徴的な形態変化として上皮-間葉移行(EMT)が知られている。本研究ではがん細胞のEMTに伴う形質変化と腫瘍間質における細胞外マトリックス(ECM)分子の変化を調べた。3種の上皮性がん細胞にTGF-βでEMTを誘導するとE-カドヘリンやビメンチンなどのEMTマーカーの変動とともに、がん浸潤マーカーであるラミニンγ2鎖(Lmγ2)が誘導された。さらに新規な、最も顕著な変化として、EMT誘導細胞がコラーゲンゲル内で微小管ベースの浸潤突起を形成することを見いだした。In vitroの分析においてLmγ2は血管内皮下へのがん細胞の浸潤を促進した。また微小管突起形成はがん細胞のゲル内浸潤に寄与すると推測される。一方、私たちは以前膀胱がん細胞が分泌する細胞接着分子としてangiomodulin(AGM)/IGFBP-rP1を見いだしている。既に報告しているように、AGMは各種ヒトがん組織の血管で高発現した。今回新たに、がん細胞周囲の線維芽細胞でもAGMの発現が誘導されることが明らかになった。AGMの誘導因子として線維芽細胞ではTGF-β、血管内皮ではVEGFが同定された。AGMは線維芽細胞の増殖やフィプロネクチン産生を促進することによって、腫瘍間質の形成に役立つと考えられた。一方、AGMは血管内皮細胞の細胞接着を促進することによって、恐らく血管新生や血管構造の異常に関係すると推測される。

がん組織におけるangiomodlin(AGM)の発現と機能解析において計画にない結果が得られ、今後新たな展開が期待できる。25年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は上皮性がん細胞にTGF-βでEMTを誘導し、がん細胞の種々の形質変化を明らかにした。次年度は、生体により近いモデル系として、線維芽細胞や炎症細胞とがん細胞の相互作用によるがん細胞の浸潤形質獲得の機構を明らかする。また腫瘍近傍線維芽細胞や内皮細胞で発現するAGMの生理機能と作用機構をより明確にする。
耐還元性PTCR BaTcO＿3セラミックスの開発

ゾル-ゲル・コーティング法を応用して、仮焼段階で粒内にドナー(Nb^<5+>,W^<6+>,La^<3+>)を固溶させ、仮焼試料に対して更に適量のアクセプタ(Mn,Fe及びMnとFe同時)を共添加してPTCR BaTiO_3セラミックスを作製した。これらの粒界組成を制御した試料の耐還元性について電気的特性の測定、拡散反射分光法、及びESR分光法を用いて研究した。いずれの系も還元処理に伴う粒界抵抗,PTCRジャンプの減少傾向が粒界抵抗,粒界アクセプタの状態密度の減少と伝導電子濃度の増加傾向とよく対応した結果を見出した。Nb単添加試料に比べNb(W)-(Fe,Mn)共添加した試料のPTCR特性の耐還元性が向上した。その原因は、第二段階に添加したFe(Mn)が粒界近傍にFe^<3+>(Mn^<3+-4+>)として多く偏析し、粒界アクセプタの状態密度増加に寄与する一方、高価数Fe^<3+>(Mn^<3+-4+>)がトラップセンターとして働いたり,Nb^<5+>(W^<6+>)-Fe^<3+>(Mn^<3+-4+>)会合で吸着酸素の安定化にも寄与し、還元の際にポテンシャル障壁の低下を抑制したと考えられる。一方、La-Fe共添加系では、PTCR効果(約23ケタ)がLa-Mn系やNb(W)-Fe(Mn)系に比べて小さいものの、同条件で還元処理しても劣化しなかった。また、同じドナーの場合、PTCR効果の耐還元性は0.2mol%Nb-0.01mol%Fe>0.2mol%Nb-0.01mol%Fe-0.01mol%Mn>0.2mol%Nb-0.05mol%Mn>0.2mol%Nb試料の順で強くなった。アクセプタとしてFeの効果がMnより耐還元性を向上させた原因は、FeがMnより粒界へ偏析しやすく粒界アクセプタ準位密度の増大効果が大きいことと、粒界近傍での酸素欠陥の生成が多くまわりのTiサイトへの電子局在化(Ti^<3+>)作用を引き起こして粒界吸着酸素の安定化を促進したことにあると考えられる。
遺伝子発現解析による遺伝子傷害性および非遺伝子傷害性がん原性物質の比較分析

直接的にDNAに作用する遺伝子傷害性がん原性物質と、直接的にはDNAに作用せずに他のメカニズムによるとされる非遺伝子傷害性がん原性物質について標的細胞での遺伝子発現変化を比較することで関与する遺伝子群を明らかにして、さらに作用メカニズムの違いを明らかにすることを目的とした。研究成果として1)2種類の遺伝子傷害性N-ニトロソがん原性物質と非遺伝子傷害性がん原性物質フェノバービタルのマウス肝臓における遺伝子発現を投与4時間後と、28日後に自作のDNAマイクロアレイとreal-time PCR法で明らかにした。2)DNAマイクロアレイ法で見いだしたトップ50種類の候補遺伝子について、遺伝子傷害性がん原性物質ジエチルニトロソアミンとエチルニトロソウレアについて4時間後と28日後で用量反応性を明らかにした。3)芳香族炭化水素では4時間後の遺伝子発現変化がN-ニトロソがん原性物質に比べて少なかったので、多環芳香族炭化水素クリセンについて4,16,20,24,48時間後のトップ42種類の候補遺伝子について発現変化を調べて最適時間を明らかにした。4)4種類の遺伝子傷害性がん原性物質と2種類の非遺伝子傷害性がん原性物質をtraining setとしてトップ40種類の候補遺伝子について発現変化を調べて、遺伝子傷害性がん原性物質と非遺伝子傷害性がん原性物質とを区別する遺伝子の候補を明らかにした。5)別の4種類の遺伝子傷害性がん原性物質と3種類の非遺伝子傷害性がん原性物質と1種類の非がん原性毒性物質をvalidation setとしてトップ40種類の候補遺伝子について発現変化を調べて、training setで選出した候補遺伝子を評価中である。【実験1】以前の降旗らの結果から約100遺伝子を選び、鈴木らのAffymetrix GeneChipの結果から約20遺伝子を足して、合計120遺伝子について約45merのDNA probeを設計、作製してオリジナル・トキシコアレイver.2を作製した。このアレイを用いて、遺伝子傷害性がん原性物質diethylnitrosamine(DEN,80mg/kg,27mg/kg,9mg/kg,3mg/kg体重)を9週齢雄B6C3F1マウスに投与して4時間後と28日後の肝臓における遺伝子発現を調べたところ用量相関性を示した。また、このうちの約50遺伝子についてリアルタイムPCR(qPCR)用primerを設計し、作製して、qPCR法で遺伝子発現を調べたところ用量相関性を示し、アレイ法とqPCR法の結果は概ね一致した。【実験II】遺伝子傷害性肝がん原性多環芳香族化合物のchrysene(200mg/kg体重)を投与し、4,20,24,48時間後で遺伝発現変化を調べたところ4時間の次に48時間後で遺伝子発現変化が多かった。独自に開発してきたDNAマイクロアレイに搭載しているマーカー遺伝子を評価する研究を行った。このように、40遺伝子の発現パターンから化学物質の特徴を予測することが可能であることが示唆された。
古琉球期首里王府の研究

本研究の目的は、古琉球期首里王府の研究を通じて「古琉球」期を包括的に検討し、「古琉球」という時代を根本的に問い直すことにある。本年度は主として、(1)近世琉球における歴史認識について、及び(2)古琉球における中山王について、研究を行った。(1)近世琉球における歴史認識については、蔡温本『中山世譜』・『球陽』、及び冊封使によって記された『使琉球録』などにおける護佐丸・阿麻和利の乱(1458年)に関する記事を素材として、研究を進めた。薩摩支配下において、琉球は日本と清の双方との外交関係を円滑に保ちつつ、自らのアイデンティティを主張してゆく必要があった。そのため、近世琉球の史書編纂者は古琉球期琉球を中央集権的国家として描き直すことを企図していた。近世琉球期の編纂史料を活用せざるを得ない古琉球史研究においては、同時代史料も活用した複層的な研究が不可欠であることが、改めて確認された。(2)古琉球における中山王については、王統交代期を経て中央集権的支配体制が形成され、明への朝貢国としての琉球王国が成立していったことを背景として、対日関係において「中山王」号が使用され始めることが明らかになった。さらに、中山王による対日外交の展開過程に着目し、1575年に起こった「紋船一件」について分析を行った。その結果、「中山王」号が使用されていた16世紀の後半以降、首里王府は薩摩と対等な外交を展開していたことが確認され、琉球は薩摩に対して受動的であったとする従来の理解を再考する必要性が確認された。以上のような研究と平行して、沖縄県立図書館・琉球大学附属図書館・那覇歴史博物館などで史料調査を行った。『夏姓大宗由来記』をはじめとして、古琉球期首里王府および近世琉球における歴史認識を研究するための史料調査・収集を行った。また、古琉球に関する理解を深め、かつ研究の視野を広げてゆくためには、古琉球を基礎として成立した近世琉球に関する研究が重要となる。近世琉球に関する研究を進めてゆくため、近世文書を中心とする尚家文書の調査も合わせて行った.本研究の目的は、古琉球期首里王府の研究を通じて「古琉球」期を包括的に検討し、「古琉球」という時代を根本的に問い直すことにある。本年度は、(1)中山王と按司の関係、(2)首里王府による島嶼地域支配について考察を行った。(1)については、家譜に含まれた辞令書類の分析から、特定の土地と関わりを保ち続ける上級役人の存在が確認され、琉球正史に語られる"按司の首里集住"のあり方を再考する必要性が明らかになった。(2)については、1500年に発生したオヤケ・アカハチの乱を契機として、先島地域を物資供給の基盤の一端として位置づけようとした首里王府の姿勢が明らかになった。以上の研究を行うにあたって、日本や明・朝鮮の同時代史料のほか、近世琉球期に編纂された『中山世鑑』『中山世譜』などの正史を活用した。より正確な古琉球理解を目指し、(3)近世における古琉球認識の把握を目指して正史類の記事の分析を行った。その結果、琉球が中央集権的国家として確立してゆく過程を古琉球期にまで遡って描き出し、儒教的かつ強固な琉球王国の歴史像を提示しようとの意図が含まれていることが確認された。それは、薩摩支配下において日本・清の双方との関係を有しつつ主体的な国内統治を行うため、王権や首里王府への信頼性とその盤石さが高く保たれる必要があったためと考えられる。(3)の研究により、琉球正史には作為が含まれることが明らかになったが、例えば正史に見られる"按司の首里集住"の記事が、中央集権化の一定の前進を下敷きにしていることは確かであると考えられる。正史類の記述を数少ない同時代史料で補完してゆく研究手法の必要性が、再確認された。これを受けて、那覇市歴史博物館などで史料調査を行い、中世史料を採録した「古案写全御書院」をはじめとする古琉球関係史料の調査・収集を行った。これらの史料を活用し、引き続き調査・研究を行いたい。

さらに、中山王による対日外交の展開過程に着目し、1575年に起こった「紋船一件」について分析を行った。その結果、「中山王」号が使用されていた16世紀の後半以降、首里王府は薩摩と対等な外交を展開していたことが確認され、琉球は薩摩に対して受動的であったとする従来の理解を再考する必要性が確認された。以上のような研究と平行して、沖縄県立図書館・琉球大学附属図書館・那覇歴史博物館などで史料調査を行った。『夏姓大宗由来記』をはじめとして、古琉球期首里王府および近世琉球における歴史認識を研究するための史料調査・収集を行った。また、古琉球に関する理解を深め、かつ研究の視野を広げてゆくためには、古琉球を基礎として成立した近世琉球に関する研究が重要となる。近世琉球に関する研究を進めてゆくため、近世文書を中心とする尚家文書の調査も合わせて行った.
細胞分化とアポトーシスを制御する細胞内情報伝達経路の解析

これまでに本研究では受容体チロシンキナーゼの活性化によるアポトーシスの抑制にはPI3-kinaseおよびその下流分子であるAktセリンスレオニンキナーゼが重要な役割を果たしていることを示してきた。さらにBadのAktによるリン酸化はこのアポトーシス抑制機構の重要なステップであることも示されている。一方Aktの基質としてWntシグナルの構成分子であるGSK-3βが同定されている。GSK-3βは、β-カテニンをリン酸化することによりその分解を促進することが知られているので、β-カテニンのアポトーシス制御における役割を検討した。野生型β-カテニン遺伝子およびそのGSK-3βによるリン酸化部位に変異を導入した活性型β-カテニン遺伝子さらに核移行シグナルを導入した核移行活性型β-カテニン遺伝子を用い、それぞれの遺伝子を我々の樹立した子宮頚癌由来細胞株に導入し一過性に発現させたところ、アポトーシスに特徴的な染色体凝集像が観察された。またコロニーフォーメーションアッセイにおいては、顕著なコロニー形成率の低下が見られた。これらの結果は、β-カテニンの高発現によりアポトーシスが誘導されることを示している。さらにその活性は、核移行活性型、活性型、野生型の順で高かったことから、GSK-3βにより制御される活性と核への移行がβ-カテニンのアポトーシス誘導に重要であることが示唆される。現在β-カテニンにより活性が制御されているTCF/lef転写因子のアポトーシス誘導活性への関与を検討している。またAktによるアポトーシス防止機構にはBadが関与していることから、Badとβ-カテニンによるアポトーシス誘導との関係も興味深い問題である。本研究は、細胞の分化の誘導およびアポトーシスの抑制という現象に着目し、多様な外界からの刺激に対する細胞応答機構を解明することを目的としている。これまでの研究により、多様な情報伝達機構が明らかにされているが、我々は、PC12細胞において、NGFの分化誘導にはいわゆるRasシグナルの活性化が必要かつ十分であり、一方血清飢餓により引き起こされるアポトーシスの抑制は、分化誘導とは異なり、Rasは必要ではなく、むしろphosphatidylinositol 3-kinase(Pl3K)が重要な役割を果たしていることを示した。本年度は、小脳より単離した初代培養細胞を用いてさらに解析を進め、血清飢餓により引き起こされるアポトーシスをlGF-1は抑制することができるが、その際、MAPKの活性化は起こらずPl3Kおよびその下流に存在するp70S6KやAktが活性化されることを見いだした。そこでPl3K阻害剤を用いて実験を行った結果、このアポトーシス抑制にもPl3Kの活性化が必須であることが示された。さらに、その下流では、P70S6Kの活性化は必要ではなく、Aktの活性化がアポトーシスの抑制には重要な役割を果たしていることが、明らかになった。これらの結果は、Pl3Kを介したアポトーシス抑制機構の解明という点で新たな知見であり、さらに、これまでその機能がよく分かっていなかったAktの機能という点からも興味深い結果である。
蓄積電荷法によるセルフコンタクト有機トランジスタの電荷注入プロセスの解明

セルフコンタクト有機トランジスタの電荷注入障壁を測定するために、ジメチルジシアノキノジイミン(DMDCNQI)の薄膜と各電極材料の接合界面を作製しようと試みた。しかし、DMDCNQIは蒸気圧が高く昇華点も低いため、真空蒸着における膜厚制御が困難であった。これを解決するため、真空蒸着装置に改良を施し、基板の温度を低温にして蒸着できるようにした。これを用いて実験を進めている。ベンゾチオフェン骨格に基づく分子を合成し、電解結晶成長法で有機電荷移動錯体の単結晶作製を試みた。得られた単結晶について、X線構造解析を行い、分子配列を実験的に決定した。これらの原子座標を基にして、分子軌道のエネルギーを計算し、分子間トランスファー積分を算出した。また、実験的アプローチとして、伝導度測定と熱起電力測定を行った。得られたデータを照合し、考察を行った。代表的な実験結果として、ベンゾチオフェン骨格の硫黄をセレンに置換したベンゾセレノベンゾセレノフェン(BSBS)を用いて新規な有機伝導体(BSBS)2AsF6と(BSBS)2SbF6を開発できた。この構造解析と伝導度、熱起電力測定を行い熱電素子としての性能を評価した。セレンに置換したことで、僅かに性能は低下した。これはカルコゲン元素の原子量が大きくなったことでフォノンの影響が大きくなったからであると解釈できる。一方で、得られた熱起電力の値を一次元エネルギーバンドの理論式に導入し、分子間トランスファー積分を実験的に算出できた。これまで、BTBT系半導体のトランスファー積分はDFT計算などの分子軌道計算で評価することが一般的であった。本研究では、半導体分子に基づく分子性導体のトランスファー積分の絶対値を決定できる手法として、新しい研究の展開が期待される。この研究の一部は米国科学雑誌J. Phys. Chem. Cに受理され裏表紙に採択された。現在の研究機関ではDMDCNQIの真空蒸着において膜厚の制御が困難な状況にある。膜厚は電荷注入障壁を見積るために使用する「蓄積電荷測定法」において、測定値に大きな誤差を生じさせる要因となりうる。これを解消するために、真空蒸着装置に改良し、-20度の基板温度で蒸着をできるようにした。これにより、蒸気圧が高い化合物も比較的容易に膜厚制御できる見通しをもった。現在、実験をすすめている。低温基板蒸着が成功すれば、DMDCNQIだけでなくTCNQやフルオランテンといった同様に蒸気圧の高い化合物に適応できる可能性があり、薄膜トランジスタの性能向上が期待できる。新規有機電荷移動錯体の開発に関しては、BEDT-BDTに着目している。これまでに少量のサンプルを頂き、電解結晶成長法を試したところ、ラジカルカチオン塩が作製できることはわかったが、単結晶X線解析の構造が収束していない。現在、論文(J.Mater.Chem.C 6, 3604 (2018).)を参考にBEDT-BDTのスケールアップ合成に取り組んでいる。低温基板真空蒸着によって、作製したDMDCNQIに金、銀、銅をそれぞれ電極として蒸着する。銀、銅とは電荷移動錯体を形成するので、アニールなどを行い反応を促進する。このようにして作製したデバイスのトランジスタ評価と電荷注入障壁の評価を行う。今年度は、この測定を高真空下で行うためにターボ分子ポンプ排気システムを導入する。またBEDT-BDT類縁体を合成し、有機電荷移動錯体の開発を試みる。申請者がこれまでにも報告しているように、これらの半導体分子を含む金属的な電荷移動錯体の熱起電力、反射スペクトルからは分子間トランスファー積分の実験値を求めることができる。これまで、半導体分子のトランスファー積分はDFT計算などの計算的手法で見積もることが主流である。しかし、基底関数の違いなどで値が変化し、どの値が正しいのかは根本的には不明である。半導体分子を含む電荷移動錯体からトランスファー積分の実験値と計算値の違いを検証する。今年度は蓄積電荷測定法の精度向上を目的とした実験、新規有機半導体材料の開発実験と、マシンタイムの関係で必要となった真空蒸着装置のセットアップを並行して行った。詳細を下記に示す。精度向上の実験は、蓄積電荷測定法で使用しているサンドイッチ型素子において背面電極と正面電極のエネルギーレベルの違いによるビルトイン電場の補正に関してである。これまでに報告した論文では電極のエネルギーレベルの違いがおよそ1 eV以上あっても、測定結果は0.1 eV程度の誤差が生じることを指摘している(T. Kadoya et al., J. Phys. Chem. C, 121, 2882 (2017).)。今回は背面電極にオフセット電圧を印加した状態で、測定を行う手法を報告した。オフセット電圧の値を大きくしていくと、測定結果の値が収束していく様子が観測できた。このときの値が、ビルトイン電圧を除去した正確な電荷注入障壁の値であると考察した。最終的にオフセット電圧の有無で、測定結果に生じる誤差は0.1 eV以内であることがわかった。これは先行研究とも矛盾していない結果である。セルフコンタクト技術の拡大を目指して、新規有機半導体材料開発を前倒しで行いハロゲン置換した非対称BTBT誘導体の結晶構造解析とFET特性のキャラクタリゼーションを行った。ハロゲン置換非対称BTBTはハロゲン置換していない非対称BTBTに比べトランジスタ性能が向上した。

これまでに原子サイズの大きいハロゲン元素の立体効果がBTBTコアのヘリングボーン配列を密にパッキングさせ、トランスファー積分を強化し移動度を向上させたことを示唆しており、現在投稿論文を執筆中である。素子作製のプロセスで真空蒸着装置を使用するが、実験を行う人数に対して、装置が不足していた。スムースな実験環境を整えるべく、蒸着装置を導入し、そのセットアップを行った。進歩状況はやや遅れていると判断した。申請課題の最大の目的はセルフコンタクト素子の電荷注入障壁の測定(オーミック接合を形成しているか)と、見かけ上注入効率が改善されている根拠を調べることである。しかし、これらの実験に進む前に、蓄積電荷測定法の精度向上や所属機関における有機デバイス関連の実験環境の整備が必要であると判明し、それらを先に取り組むことになったからである。これまでにこれらの問題の一部はクリアし、新規有機半導体関連の実験も前倒しで着手しているので、大幅に研究計画が遅れているわけではない。今年度は前年度に比べてスムースに実験を行えると考えられる。セルフコンタクト有機トランジスタの電荷注入障壁を測定するために、ジメチルジシアノキノジイミン(DMDCNQI)の薄膜と各電極材料の接合界面を作製しようと試みた。しかし、DMDCNQIは蒸気圧が高く昇華点も低いため、真空蒸着における膜厚制御が困難であった。これを解決するため、真空蒸着装置に改良を施し、基板の温度を低温にして蒸着できるようにした。これを用いて実験を進めている。ベンゾチオフェン骨格に基づく分子を合成し、電解結晶成長法で有機電荷移動錯体の単結晶作製を試みた。得られた単結晶について、X線構造解析を行い、分子配列を実験的に決定した。これらの原子座標を基にして、分子軌道のエネルギーを計算し、分子間トランスファー積分を算出した。また、実験的アプローチとして、伝導度測定と熱起電力測定を行った。得られたデータを照合し、考察を行った。代表的な実験結果として、ベンゾチオフェン骨格の硫黄をセレンに置換したベンゾセレノベンゾセレノフェン(BSBS)を用いて新規な有機伝導体(BSBS)2AsF6と(BSBS)2SbF6を開発できた。この構造解析と伝導度、熱起電力測定を行い熱電素子としての性能を評価した。セレンに置換したことで、僅かに性能は低下した。これはカルコゲン元素の原子量が大きくなったことでフォノンの影響が大きくなったからであると解釈できる。一方で、得られた熱起電力の値を一次元エネルギーバンドの理論式に導入し、分子間トランスファー積分を実験的に算出できた。これまで、BTBT系半導体のトランスファー積分はDFT計算などの分子軌道計算で評価することが一般的であった。本研究では、半導体分子に基づく分子性導体のトランスファー積分の絶対値を決定できる手法として、新しい研究の展開が期待される。この研究の一部は米国科学雑誌J. Phys. Chem. Cに受理され裏表紙に採択された。現在の研究機関ではDMDCNQIの真空蒸着において膜厚の制御が困難な状況にある。膜厚は電荷注入障壁を見積るために使用する「蓄積電荷測定法」において、測定値に大きな誤差を生じさせる要因となりうる。
核膜孔タンパク質の発現異常による細胞がん化の分子機構の解析

細胞内分子輸送は細胞の機能や秩序を維持するのに必要な機構であるが、癌細胞では核一細胞質問の物質輸送を担う装置としで機能する核膜孔タンパク質に発現異常が生じている場合がある。現在までに、造血器腫瘍において、核膜孔複合体の構成タンパク質であるNup98およびCAN/Nup214を含む転座型融合遺伝子産物が30種類ほど報告されており、急性骨髄性白血病患者の数%を占めている。そこで本研究課題では、核膜孔タンパク質の発現異常による細胞がん化の分子機構の解明を目指し、白血病においてみられる核膜孔タンパク質Nup98およびNup214を含む転座型融合遺伝子産物の機能解析を行うこととした。まず、核膜孔タンパク質を含む転座型融合遺伝子産物DEK-CAN/Nup214およびNup98-HOXA9がタンパク質の核外移行に与える影響について検討を行った。DEK-CANおよびNup98-HOXA9発現細胞に、PKIに存在するNESをGFPに付加したGFP-NESを発現させ、その局在を観察したところ、本来細胞質に局在が観察されるGFP-NESが融合遺伝子産物発現細胞では核に観察された。また、NESを有する内在性タンパク質NF-κBやIκBの局在について観察したところ、正常細胞では細胞質局在を示す両タンパク質の核局在が観察された。NESタンパク質の輸送を担う因子はCRM1である。DEK-CANおよびNup98-HOXA9発現細胞においてCRM1は融合遺伝子産物との共局在が見られた。以上の事から、融合遺伝子産物発現細胞ではCRM1の局在変化が生じ、その結果NESを有するタンパク質の核一細胞質問輸送に影響が生じている可能性が示唆された。
多方向スキャン方式の斜光線照射型筆圧痕可視化装置の開発

本研究では,筆圧痕文字の可視化装置の開発を行なった.凹みを捉えかつ用紙全体を均一な照度で撮像するため,斜光線式のイメージスキャナの機構を利用した.様々な方向の筆圧痕を検出できるよう,角度調整可能なテーブル上に用紙を固定した.様々なテーブル回転角で用紙をスキャンし,得られた画像群の方向を揃えた後に画像間乗算した.その結果,あらゆる方向の筆圧痕が乗算結果画像上に表れ,判読容易な文字画像を得ることができた.本研究では,筆圧痕文字の可視化装置の開発を行なった.凹みを捉えかつ用紙全体を均一な照度で撮像するため,斜光線式のイメージスキャナの機構を利用した.様々な方向の筆圧痕を検出できるよう,角度調整可能なテーブル上に用紙を固定した.様々なテーブル回転角で用紙をスキャンし,得られた画像群の方向を揃えた後に画像間乗算した.その結果,あらゆる方向の筆圧痕が乗算結果画像上に表れ,判読容易な文字画像を得ることができた.筆圧痕とは,筆記具の先端部の圧力(筆圧)によって,書字用紙の下に重なっていた用紙に形成された圧痕のことであり,本研究では文書鑑識への応用を目的として,筆圧痕を可視化し,筆圧痕文字の判読を容易にする装置の開発に取り組んでいる.19年度は装置の原型モデルの作製とその機能検証とを行なった.筆圧痕は非常に浅いくぼみであるため,これを捉えるためには照明光の入射角を90度近くにしなければならないが,通常のスキャナのようにガラス板を介して照射すると,全反射の問題が起こる.そこで,試作装置にはガラス板を介さずに紙面を直接照明し直接撮影する方式を採用した.また,通常のスキャナではガラス板と上からのカバーで用紙を挟みこんで固定し,下方から照明と撮影を行なうが,上述の理由によりその方法が使えないため,試作装置では吸引ポンプを備えたセラミック多孔面吸着台により用紙を裏面から吸い付け,用紙上方から照明と撮影をする方法を採用した.スキャナのテーブル上に角度制御が可能な回転テーブルを取り付け,さらにその上にこの吸着台を取り付けることにより,用紙上面に邪魔な影を形成するような冶具を一切設けることなく,回転テーブル上での用紙の固定を可能にした.試作装置によっていくつかの回転角において原稿(筆圧痕のある用紙)をスキャンし,得られた画像群の向きを画像の回転処理によって全て揃え,これらを画像間乗算により1枚の画像に合成した.その結果,様々な方向に伸びた筆圧痕線群を1枚の画像上に集約することができ,判読可能な文字を画像上に合成できることを確認した.筆圧痕は筆圧によって紙に形成された圧痕であり,本研究では文書鑑識への応用を目的として,筆圧痕を可視化し,文字判読を容易にする装置の開発に取り組んでいる.21年度は装置の機能改善と応用に取り組んだ.様々な方向からスキャンした画像群を濃度の乗算により画像合成してきたが,乗算の度に濃度値が小さくなって暗くなるため,21年度はまずコントラスト改善しながら乗算する方法を適用した.その結果,筆圧痕と背景の明暗がはっきりし,かつ背景濃度が均一で文字判読の容易な合成画像が得られた.この成果および前年度までの成果をまとめて2009年秋に学会発表した.また,筆圧痕の影の部分を優先的に合成画像上に残す目的で,画像群の同座標における濃度のMIN値を結果とする比較演算を画像合成に適用した.筆圧痕資料を吸着してテーブルに固定する際,紙のうねりや折れを完全には解消できないため,比較演算ではうねりや折れ部分の影を抽出してしまうことが判明した.さらに,動作の高速化を目的として,各テーブル回転角において2灯の光源のオン・オフを切換えて往復スキャンする方式に取り組んだ.しかしながら,往路と復路の原点位置合わせが極めて困難で,両者のスキャン画像間の位置ずれが解消できないことが判明した.また,往路と復路の180度異なる方向からの斜光線照明では,凹凸部の明暗が逆転するため,画像乗算を行うと明暗が相殺され,筆圧痕を顕在化しにくくなることが判明した.以上のような経緯から,筆圧痕検出には1灯の光源,0179度の範囲内のスキャン,画像乗算による合成が最適という結論を下した.さらに,本装置の応用として,紙上のより小さなくぼみであるプリンタの拍車痕の検出を試みた.この場合,読取ヘッドを鉛直ではなく30度程度に傾け,照明の入射角も45度程度にすると拍車痕を顕在化できることが判明した.この成果についても2009年秋に学会発表した.筆圧痕は筆圧によって紙に形成された圧痕であり,本研究ではこの筆圧痕を可視化する装置の開発に取り組んでいる.本年度はスキャナヘッド部の両サイドにある2灯の光源の内,一方の光源の照射角(斜光線入射角)を85度固定とし,もう一方の光原については照射角を30度70度の範囲で可変な構造に変更した.85度側の光源で照明してスキャンすれば,筆圧痕の浅い(筆圧の弱い)部分まで全体を可視化できて文字判読が可能となる.また,照射角可変側の光源で照明した場合は,照射角が小さくなるほど筆圧のより強い部分のみが画像上に残っていくことを明らかにした.

これにより,本可視化装置が筆圧痕文字の可視化だけでなく,筆圧の強弱パターンという書字者の特徴抽出にも利用可能なことを明らかにした前年度は可視化装置のアイデアの原理的な検証という観点とテーブル回転角の精度の点から,ターゲットとしてメモ用紙程度の小さな範囲の画像撮り込みと画像合成にとどめ,その成果について学会発表したが,本年度はテーブルの回転機構に改良を加えて回転角精度を向上させ,便箋やA4用紙といった大きなサイズの用紙までの画像合成と可視化に対応可能とした.これらの成果と全年度までの成果をまとめて国際会議に論文投稿し,年度内に採択を受けたさらに本装置の応用として,プリンタの拍車痕(プリンタの紙送り機構として用いられている拍車が紙に残す凹み)の検出を試みた.可視化装置の光原を近赤外LEDアレイに交換することにより,染料系インクの影響を受けることなく拍車痕を可視化できることを明らかにした.また,この近赤外斜光線の入射角が6070度のときに影や反射が視認しやすくなることを明らかにした.これらの成果については,2010年秋に4件の学会発表を行なった
長良川河口堰が汽水域生息場の特性に与えた影響に関する研究

1)河口堰の建設、扉門を全閉するという運用により汽水域が消滅した。河口堰建設前には淡水域、汽水域、海水域と連続的に変化していたものが、河口堰を境に上流側は淡水域、下流側はほぼ海水域と考えてよい状態となった事がわかった。5年間のモニタリング結果を精査することにより、堰下流側の塩分分布の変化、堰上下流における汽水性魚種の消失により実証されたといえる。2)長良川下流域に生息する魚類の種数や個体数には大きな変化はなかったが、9497年と9899年の種組成を比較すると、記録された全94種のうち16種が消失し19種が新たに出現しており、全体の37%が入れ代わったことがわかった。特に、淡水域と汽水域の境界に分布域の中心をもつグループが河口堰の影響を強く受けたことがわかった。3)河口域に共通な溶存酸素の変化様式は、大潮、小潮のサイクルに支配されて貧酸素化になったり、また回復したりという現象を繰り返している。それに重畳して、河川の洪水が時々攪乱的に溶存酸素を変化させる要因になっている。大規模な河川の出水は河道をフラッシュするので溶存酸素が回復するが、これは一時的であり、すぐその後で大規模な循環流を引き起こして貧酸素水塊が海から河川域に侵入し、溶存酸素が急に低下するような現象が見られる。長良川と伊勢湾とはこうした関係にあることが分かった。4)浮遊藻類相とその密度の変動から、湛水の滞留日数が長期化し、滞流水域に特徴的な河川棲浮遊藻類の増殖が生じたものと判断された。河口堰の建設後、低流量の時期、特に晩春から秋にかけて頻繁な浮遊藻類の発生が認められた。優占的な種類は、中心珪藻類である。河川軸に沿う藻類の分布は、流量によって変化する増殖と沈降の速度により決定されるので、空間的な分布に注意すべきである。河口堰付近の流動についてはモニタリング委員会の資料を時系列的にアニメーション化し、堰下流部では強い塩分密度成層の形成が見られることを分かりやすく示した。また、長良川、揖斐川、木曽川河口部での観測値の相関を考察し、堰建設後の長良川での変化が大きなことが明らかとなった。河口堰下流部の溶存酸素モニタリングデータを解析し、底層水のDO濃度は、基本的に大潮・小潮のサイクルによって変動しており、これに河川水の変動に応じた濃度の撹乱が重畳している。特に大規模出水時には貧酸素化した伊勢湾起源の海水が遡上し、河道内の急激な貧酸素化が生じることが明らかとなった。河道の整正と河床変動を昭和60平成13年間の定期測量横断形状を詳細に検討した。また、底質の細粒分含有率と強熱減量のモニタリングデータからそれらの経時変化を検討し特徴を明らかにした。平成11年9月出水のピーク流量時について水平2次元の流れシミュレーションを行い、河床変動特性との関連を示した。199599年の5年間実施された調査資料を対象に,魚類の個体数の変動と分布域の変動とを分析した結果、長良川下流域(N1N9)に生息する魚類の種数や個体数には大きな変化はなかったが、9497年と9899年の種組成を比較すると、記録された全94種のうち16種が消失し19種が新たに出現しており、全体の37%が入れ代わったことがわかった。

特に、淡水域と汽水域の境界に分布域の中心をもつグループが河口堰の影響を強く受けたことがわかった。コアマモの成長に対する光の影響について、深度分布が透明度の深さとほぼ一致することが実験的に確かめられた。なお、コアマモのシュートは砂の堆積が10cmでほぼ生残できないことが確かめられた。長良川河口堰建設が堰下流域の塩水侵入に及ぼした効果をモニタリング委員会のデータの分析により行い、堰下流域が滞留化したこと、下層塩分濃度が下げ潮時に大幅に上昇したこと、密度成層化が進行したことなどの知見が得られた。ADCPによる現地観測の結果、塩水侵入の挙動の河川縦断面内の経時変化、堰直下流の揖斐川と長良川を結ぶ水路を通した河川水の交換を明らかにした。長年集積された水質モニタリング調査データを分析した結果、海産性の渦鞭毛藻は潮汐に伴う塩分の増加によって敏感に変動することが示された。塩分と日射量を入力条件として、クロロフィル濃度を推定するモデルによる計算の結果、冬季に渦鞭毛藻のブルームが見られ、クロロフィルについては年間を通じた最大濃度を示すことを再現できた。CD-ROMモニタリングデータから底質の全測点について細粒分含有率の経時変化図を作成し、その変動には高い微細土砂含有率からパルス的に下がるものと低い値から逆に上がる個所のあることを見出した。また、常に高い含有率を示す個所は洪水流解析結果では逆流域となっていることを確認した。魚道と年を因子とする分散分析の結果、せせらぎ魚道を遡上する魚類が種数、個体数ともに他の魚道を有意に上回り、本魚道の有効性が示された。せせらぎ魚道内での塩水モニタリングの結果、魚道における塩水は潮汐に伴い楔状に遡上し、その遡上範囲と頻度から、魚道内は3区間に分けられることが明らかになった。本来ならば、延長十数kmに及んでいたと考えられる汽水環境が、せせらぎ魚道に圧縮されている様子を示すことができた。長良川河口堰、及び類似の施設での水質、底質、浮遊藻類発生状況等の事例を収集し、緩流域での河川富栄養化現象の研究の現状と、それらの知識が長良川河口堰モニタリング調査に生かされているのかどうかを検討した。事業者以外の調査は、事前調査やモニタリングにほとんど引用されていなかった。
好中球分化における糖鎖及びガレクチン9の役割の解明

骨髄幹細胞の分化過程においてGal-9が好中球分化を負に制御するという仮説のもと、本年度(2018年度)は、Gal-9は細胞内外のどちらの糖鎖に対して作用するかを検証するため、採択初年度に構築したヒト臍帯血由来CD34陽性細胞を用いた好中球分化実験を用いて、リコンビナントGal-9、ならびにGal-9を機能的に阻害するラクトースの添加実験を実施した。結果、ラクトースを添加することで好中球分化抑制作用が回避されたため、Gal-9の好中球阻害活性は、細胞外の糖鎖認識に依存する作用であると考えられた。Gal-9は受容体などの膜タンパクの糖鎖に結合してシグナル作用を修飾することが知られていることから、好中球の分化に関わる受容体にネガティブに作用している可能性が高い。また2018年度から2019年度にかけた計画として骨髄移植実験等も予定していたが、申請者の異動により所属が変更となり、その準備期間として研究計画が半年程度遅延することとなった。当初の目的通り、採択初年度(2017年度)にヒト臍帯血由来CD34陽性細胞を用いた好中球分化実験に着手し一定の結果が得られたことから、これまでは概ね計画内の進捗である。しかし申請者の異動に伴う研究室セットアップ等により、半年程度計画が遅延することになる。最終年度(2019年度)はさらに詳細な分子メカニズムの解析を予定し、構築されたこの系を基盤としたin vitro解析、また骨髄移植を用いたin vivo解析を予定しており、マウス、ヒトでの普遍的なGal-9機能の詳細な分子標的の探索を行う予定であったが、上記理由から計画の遅れに対する対応を考慮しつつ進める。Gal-9は好中球分化に対し細胞外から作用していること、さらにその作用は受容体の持つ糖鎖を介していると想定されることから、引き続き2019年度では、分子標的となる糖タンパクの同定を目指し、SCF、Flt-3、G-CSF、GM-CSF、IL-3などの分化に関わるサイトカイン受容体等を主な候補として、免疫沈降法(IP)により結合親和性について網羅的に解析する。結合親和性の確認された膜タンパク質に関し、免疫組織化学による局在の確認や標的シグナルのノックダウン系(shRNA、CRISPER/Cas9システム)を用いた解析を行う。さらに好中球の機能的な修飾を担う可能性も考慮し、TLR2やDectin-1についても同様の実験を予定している。さらに本研究初年度の結果から、血小板の凝固作用にもGal-9が関与している可能性も示唆されたため、当該研究についても今後の研究シードへと発展させるための基盤研究を実施予定である。我々はこれまで活性化T細胞のO-glycan糖タンパク質(Tim-3)を標的にGalectin-9 (Gal-9)が結合すること、さらにマウスリウマチ関節炎モデルにおいて、Gal-9-Tim3シグナルがT細胞に対して負に働き、病態を軽減することを明らかにした。一方で、好中球による炎症が主体であり、その発症にT細胞があまり関与しないとされる抗コラーゲン抗体誘導関節炎においても、Gal-9欠損マウスでは病態が増悪化し、骨破壊の進行、さらに好中球活性化マーカーであるMPOが炎症局所で高検出されることがわかっていたが、上記のT細胞を介した炎症抑制の概念では、このGal-9欠損マウスと野生型マウスの病態の違いについて説明できない。そこで、Gal-9欠損マウス及び野生型C57Bl6Jマウスの骨髄細胞を回収し、フローサイトメトリーにより解析したところ、Gal-9欠損マウスでは顆粒球や単球の前駆細胞であるGranulocyte-Macrophage Progenitors (GMPs, c-kit+, Sca-1-, CD16/32hi, CD34hi細胞)の比率増加が確認された。FITC標識ZymosanをGal-9欠損マウスの腹腔に投与したところ、Gal-9欠損マウスではZymosan粒子をより多く貪食したCD11b/Ly-6G二重陽性細胞、すなわち好中球数が野生型マウスよりも増加していた。以上の結果は、造血幹細胞においてもGal-9が好中球の分化に関与している可能性を示唆するものである。III型アレルギーを主体とした抗コラーゲン抗体関節炎において、野生型マウスよりもGal-9欠損マウスでより重症化したことを合わせて考えると、骨髄幹細胞の分化過程においてGal-9が好中球分化を負に制御するという我々の仮説を支持するものであった。当初の目的通り、研究初年度(2017年度)に、ヒト臍帯血由来CD34陽性細胞を用いた好中球分化実験にも着手でき、概ね仮説に沿った結果が得られている。この系を基盤として、さらに詳細な分子メカニズムの解析を予定している。次年度(2018年度)から最終年度(2019年度)にかけては、骨髄移植実験を予定しており、マウス、ヒトでの普遍的なGal-9機能の詳細な分子標的の探索を行う予定である。また、本研究初年度の結果から、血小板の凝固作用にもGal-9が関与している可能性も示唆され、学会発表も行った。本研究から派生した当該研究にも一部注力し、今後の研究シードとしての基盤研究も適宜追加する予定である。