hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長寿命域を対象とした変動荷重疲労設計法に関する研究

本研究では,変動振幅応力下における溶接継手の基本的な疲労挙動を明らかにするために,分布形の異なる2種類の変動荷重下で十字すみ肉溶接継手に与えることで疲労試験を行った.また,様々な変動荷重下における溶接継手の疲労寿命を明らかにするために,継手の初期条件(初期き裂長さ,き裂形状,すみ肉溶接の形状等)についてモンテカルロシミュレーションを行い,その結果に基づいてパラメトリックな疲労寿命解析を行った.これらの結果から,変動振幅荷重による疲労試験結果を等価応力範囲で整理した場合,一定振幅荷重の疲労試験結果の平均値よりも疲労強度が若干低くなることが明らかになった.さらに,中央切欠き試験片を用いて様々なパターン(一定振幅荷重,単一過荷重,周期過荷重,ブロック荷重および変動振幅荷重)の繰返し荷重下で疲労き裂進展試験を行うことで,疲労き裂の進展に及ぼす荷重相互干渉の影響を定量的に明らかにした.この進展試験で用いた様々な荷重パターンが疲労き裂進展速度に及ぼす影響をさらに詳細に解析的に検討するため,本研究ではNewmanモデルに新しいメシュの切り方,計算ステップごとにき裂を進展させる手法,および計算時間を短縮させる手法を導入することで,より精度の高いき裂進展モデルを開発した.このモデルを用いて疲労き裂進展の解析を行い,解析結果と前述のき裂進展試験の結果を比較することで,本研究で開発したモデルの有用性を確認した.本研究では,変動振幅応力下における溶接継手の基本的な疲労挙動を明らかにするために,分布形の異なる2種類の変動荷重下で十字すみ肉溶接継手に与えることで疲労試験を行った.また,様々な変動荷重下における溶接継手の疲労寿命を明らかにするために,継手の初期条件(初期き裂長さ,き裂形状,すみ肉溶接の形状等)についてモンテカルロシミュレーションを行い,その結果に基づいてパラメトリックな疲労寿命解析を行った.これらの結果から,変動振幅荷重による疲労試験結果を等価応力範囲で整理した場合,一定振幅荷重の疲労試験結果の平均値よりも疲労強度が若干低くなることが明らかになった.さらに,中央切欠き試験片を用いて様々なパターン(一定振幅荷重,単一過荷重,周期過荷重,ブロック荷重および変動振幅荷重)の繰返し荷重下で疲労き裂進展試験を行うことで,疲労き裂の進展に及ぼす荷重相互干渉の影響を定量的に明らかにした.この進展試験で用いた様々な荷重パターンが疲労き裂進展速度に及ぼす影響をさらに詳細に解析的に検討するため,本研究ではNewmanモデルに新しいメシュの切り方,計算ステップごとにき裂を進展させる手法,および計算時間を短縮させる手法を導入することで,より精度の高いき裂進展モデルを開発した.このモデルを用いて疲労き裂進展の解析を行い,解析結果と前述のき裂進展試験の結果を比較することで,本研究で開発したモデルの有用性を確認した.鋼橋は、特に床版コンクリート床版から鋼床版にすることで、コンクリート橋に比べて軽量にすることができる。そのメリットを生かして、阪神淡路大震災のような直下型大地震に対しても安全なように設計できることから、今後もその数が増えると思われる。既設橋梁の耐久性評価と合わせて、長寿命化をねらった橋梁野設計に関しても、疲労耐久性の評価手法の開発が不可欠である。本研究では、鋼溶接継手を対象に、長寿命域、すなわち1,000万回(10^7回)を超えるような荷重くり返し数に対する合理的な疲労設計法を確立するために、以下のような研究を行った。1)過去に実施された溶接継手の変動荷重による疲労試験結果の収集と分析。2)小型溶接継手試験片を製作し、モデル化された変動荷重による疲労試験を長寿命域で重点的に行った。4)道路橋の主桁、鋼床版の部材を対象に応力測定を行い、変動荷重の実態を調査した。対象は都市内高速道路橋に多い鋼床版箱桁橋とした。この橋梁は重交通下にあることから、疲労に対して厳しい状況にある。本研究では,変動振幅応力下における溶接継手の基本的な疲労挙動を明らかにするために,分布形の異なる2種類の変動荷重下で十字すみ肉溶接継手に与えることで疲労試験を行った.また,様々な変動荷重下における溶接継手の疲労寿命を明らかにするために,継手の初期条件(初期き裂長さ,き裂形状,すみ肉溶接の形状等)についてモンテカルロシミュレーションを行い,その結果に基づいてパラメトリックな疲労寿命解析を行った.これらの結果から,変動振幅荷重による疲労試験結果を等価応力範囲で整理した場合,一定振幅荷重の疲労試験結果の平均値よりも疲労強度が若干低くなることが明らかになった.さらに,中央切欠き試験片を用いて様々なパターン(一定振幅荷重,単一過荷重,周期過荷重,ブロック荷重および変動振幅荷重)の繰返し荷重下で疲労き裂進展試験を行うことで,疲労き裂の進展に及ぼす荷重相互干渉の影響を定量的に明らかにした.この進展試験で用いた様々な荷重パターンが疲労き裂進展速度に及ぼす影響をさらに詳細に解析的に検討するため,本研究ではNewmanモデルに新しいメシュの切り方,計算ステップごとにき裂を進展させる手法,および計算時間を短縮させる手法を導入することで,より精度の高いき裂進展モデルを開発した.このモデルを用いて疲労き裂進展の解析を行い,解析結果と前述のき裂進展試験の結果を比較することで,本研究で開発したモデルの有用性を確認した.
Death receptor を標的とした胆管細胞癌・混合型肝癌の新規 NK 細胞療法

肝癌の中でも悪性度の高い胆管細胞癌、混合型肝癌の新規治療法の開発を目指して、肝癌肝移植患者に対して有効性を示してきたNK細胞療法を、胆管細胞癌の治療に応用する。臨床検体から胆管細胞癌のDeath receptorの発現(DR-4)が約90%に存在し、NK細胞の標的になりうることが証明できた。一方、臨床検体の検討から、MUC5が独立した予後不良因子であることが判明し、抗MUC IgG抗体投与により、相乗的なNK細胞の治療効果も期待できた。細胞株の検討では、HuCCT1において、投与するNK細胞の投与数に依存して細胞障害が増強することが示された。細胞株によってDeath receptorの発現が異なるものの治療効果は期待でき、臨床的にNK細胞が安定的に確保できれば、有望な治療法となる可能性が示唆された。手術で得られた胆管細胞癌の臨床2検体の分離、培養を行った。1検体は初代培養に成功したが、その後の継代培養が困難。他の1検体は細胞分離の時点で十分な収量は得られなかった。これまで我々が培ってきた正常肝組織の分離・培養法と異なり、特に固形癌である胆管細胞癌からの分離・培養には新たな手技的工夫、組織に見合ったコラゲナーゼの選択など還流液の調整、培養法の工夫などを再考する必要があると考えられた。胆管細胞癌細胞株3種類(HuH-28,TFK-1,HuCCT1)の細胞培養とFACSを用いた解析を行った。表面マーカーのうちTRAILの発現の検討を行い、少なくともHuCCT1にTRAILの発現を確認した。広島大学先進医療開発科学講座外科学で経験した胆管細胞癌(肝内胆管癌)37症例を対象に各種表面抗原の免疫染色を行った。先ずNK細胞の標的としてTRAIL receptorの表出を検討、Death receptor (DR)-4、-5の臨床検体の発現はそれぞれ約94%14%であった。以前、肝細胞癌の臨床検体における当科での結果はDR-4、-5の発現が同等に発現しており、同じ原発性肝癌でもDRの発現が異なることが判明した。よって胆管細胞癌は、主にDR-4を標的としたNK細胞療法が行え得る可能性が確認された。各種粘液染色(MUC1、MUC2、MUC5、MUC6、pS2、CD10、HGM)の結果はそれぞれ88.9%、16.7%、61.1%、55.6%、80.6%、55.6%、66.7%であった。臨床検体の検討から、胆管細胞癌の予後、悪性度に相関を示すMUC1、MUC5をNK細胞療法のもう一つの標的できることが確認できた。胆管細胞癌細胞株2種類(TFK-1,HuCCT1)に対して、広島大学先進医療開発科学講座外科学での生体肝移植手術症例から得られた肝臓内(グラフト内)NK細胞に対する細胞障害試験を行った。どちらの細胞株においても濃度依存性にNK細胞による細胞障害性が確認できた。ただしNK細胞による細胞障害性の程度はHuCCT1に強く、細胞株によってNK細胞の障害性(抗腫瘍性)が異なることが判明した。先ずNK細胞の標的としてTRAIL receptorの表出を検討、Death receptor(DR)-4、-5の臨床検体の発現はそれぞれ約94%14%であった。

以前、肝細胞癌の臨床検体における当科での結果はDR-4、-5の発現が同等に発現しており、同じ原発性肝癌でもDRの発現が異なることが判明した。各種粘液染色(MUC1、MUC2、MUC5、MUC6、pS2、CD10、HGM)の結果はそれぞれ88.9%、16.7%、61.1%、55.6%、80.6%、55.6%、66.7%であった。一方、当施設での臨床検体の検討から、胆管細胞癌の予後に関与する因子として、悪性度に脈管侵襲、腫瘍サイズとものMUC5が、独立した予後規定因子であり、NK細胞療法の一つの標的にMUC5が有用であることが確認できた。広島大学先進医療開発科学講座外科学での生体肝移植手術症例から得られた肝臓内(グラフト内)NK細胞に対する細胞障害試験を、胆管細胞癌細胞株2種類(TFK-1,HuCCT1)に対して行った。どちらの細胞株においても濃度依存性にNK細胞による細胞障害性が確認できた。ただしNK細胞による細胞障害性の程度はHuCCT1に強く、細胞株によってNK細胞の障害性(抗腫瘍性)が異なることが判明した。1.抗MUC1IgG抗体の作成、入手に時間を要している。2.胆管細胞癌株に対する細胞障害試験において、肝移植で得られる肝臓内NK細胞の利用機会が限られている。今後、vitroの実験系で抗MUC1IgG抗体を使って、肝移植症例で採取された肝臓内NK細胞による細胞障害試験を行い、抗体投与による細胞障害の上乗せ効果を評価する。
高度情報通信ネットワーク社会における"数学的活動"の意義と具体的実践に関する研究

本研究では,高度情報通信ネットワーク社会における"数学的活動"の目標,意義を明らかにし,この上で,今日に相応しい内容構築に取り組んだ。まず,先行研究を考察し,仮説を立て,具体的な教育内容・教材を開発し学校教育現場で教育実験に臨んだ(数学的遠近法に係る内容,プログラミングを前提にした中学校における「文字・文字式」の内容)。同時に,数学的モデリングや遠隔協同学習と関連づけた教材開発を行い,これらも実際の教育実験に付した。こうした一連の研究の結果,今日に要請される数学的活動の内実が鮮明になり,一定の成果を得ることができた。代表者の鈴木は,「数学的活動」に関して,これを数学教育における実践の観点から捉え直し,教育現場に存在する問題点とその打開策を提示した。また,空間幾何の分野を対象に,数学的活動に見合う教材モデルを開発し,教育実験に及んだ。分担者の柳本は,「数学的モデリング」の現在の実践の実際を調査するため,オーストラリアのヴィクトリア州における数学的モデリングの教材について,メルボルン大学の教員を中心に聞き取り調査を行った。あわせて,オーストラリアで使用されている教科書における主要な扱い内容を調べ,その特徴を探った。また,分担者の守屋は「数学的活動」に関して,ICTMA14にて,モデリング過程には素朴的プレモデルから数学的発展モデルへと,モデル自体の進化がある事例と多変数関数や重積分をより理解するため数学的活動による模型作りが有効であることを報告した。さらに,数学的モデリング研究の世界的な現状を調査した。また,遠隔協同学習用に数学の文化史的な観点から地面水平型日時計の教材研究を行い,事前実験授業を行った。さらに分担者の渡邊は現在学校教育で行われている数学的活動の学習指導要領や教科書における記述的な分析を行った。その問題点を視野にいれ,先行研究や様々な学力調査を考察,分析することから,現在学校数学で必要とされる数学的活動の種類を,種々の視点から分類しその型を提案した。そして,提案した内容が妥当であるかを検証するため,一部の型に関して,実際に行った教育実践を考察することからその妥当性を探った。鈴木:教育現場における授業実践を踏まえ,小学校における算数的活動は原理・技能・応用を要とする必要のあることを示した。また,応用力を養成する観点から,中学校第1学年の生徒を対象に,Hewlett・Packardを用いたProgramming教育実験を実施した。守屋:ドイツのカールスルーエ教育大学と玉川大学・京都教育大学の両学生・院生によるTV会議を使った遠隔協同学習を行い,日時計を教材化し中学3年生を対象に教育実験をした結果や高校2年生を対象とした指導プラン等を交流した。また,訪独して,日時計の教材化をドイツ学生に指導したり,中等学校のテキスト等の資料を収集したりした。柳本:オーストラリアのクィーンズランド州における数学的モデリング教材について,A.B.Paterson大学のMathematical Modeling Challenge Programに参加しそ調査を行った。また,クロマグロ減少問題をテーマにした数学的モデリングの教材開発を行い、中学1年,2年,3年生を対象に教育実践を行い,教材の適性と生徒の認識を調べた。渡邊:小学校を中心として,数学的活動(算数的活動)の問題点を探り,その打開策を検討した。そして,実際に数学的活動(算数的活動)に関する教材を開発し,その一部について教育実践を行い,その妥当性を検証した。・代表者の鈴木は,文字・文字式に係る生徒の認識を一段と高めるため,大阪教育大学附属天王寺中学校第1学年の生徒(157名)を対象に,スタック構造を有するHewlett Packardを用いたプログラミング教育実験を行い分析・整理した(協力者:竹歳賢一)。この結果,(1)ほとんどの生徒が3時間程度の指導で基本的な算術式に関するプログラムを組むことができること(2)生徒はプログラムを組む過程で,文字自体がもつ性質(実質性と容器性の二面性)を理解できること(3)文字式を柔軟に捉えることができること等が明らかとなり,現実事象・計算機の利用・数学の三者を有機的に統一した数学的活動に係る教材内容開発への道が拓けた。・分担者の柳本は,「年金税問題」と「太陽光パネル発電問題」の話題から数学的モデリングを教材化し,中学生を対象に教育実践を行い,一定の成果を得た。・分担者の守屋は,素朴的プレモデルから数学的発展モデルへ学習が進む教材として,「日時計」の教育的意義について考察した。また,大学生同士によるTV会議を使った協同ゼミをドイツで行い,解析・幾何分野で,双方の教科書分析結果や実際の授業を相互紹介し,ドイツでは現実的課題を扱う場面が多いことが分かった。さらに,韓国春川教育大学に協同ゼミ用のTV会議を設置し,今後のドイツ-タイ-日本-韓国の4地点による国際的な遠隔協同学習の教材開発及び,教育実践の準備を整えることができた。

・分担者の渡邉は,前年度にひきつづき,高度な数学内容を含む数学的活動の教材を開発し,実践を行った。具体的には,中学校2年生を対象とした「射影幾何」に関わる内容であり,実際に中学校4クラスで実践を行い一定の成果を得た。また,前々年度,前年度に開発した一連の教材の成果のまとめを行った。
バングラデシュ森林保護区における野生生物保護協働政策の役割に関する研究

バングラデシュ再生の基盤をバングラデシュ森林保護区の少数民族居住地域に求め、これらの地域をフィールドに措定し、保護区のみに残された本来あるべき姿の原基形態としての少数民族と森林との関係を把握しこれをバングラデシュ再生のヒントとすべく研究を継続してきた。我々はこれまで、実態調査研究に基づいた成果を多くのインパクトファクターのある国際学術誌に公表してきた。本研究はこれまでの我々の研究の有力な構成部分であるが、未だに手が付けられていなかった野生生物を媒介とした森林と人間との関係の展開という視点からの実態調査に基づいた考究を行うべく計画し実施してきた。Dr. Shaheed氏は平成24年8月に来日し森林政策学研究室(小池)、動物生態学研究室(泉山)とともに本研究課題に実行してきた。10月から11月にかけてバングラデシュに出向き、国際共同研究を実施しているチッタゴン大学森林環境研究所Dr. Miah助教授(前信州大学森林政策学研究室JSPS外国人特別研究員)と連携してレマカレンガ野生生物保護区において個別実態調査を実施した。その後、バングラデシュにおいて、レマカレンガ森林保護区においてチッタゴン大学のDr. Miahと連携して研究実施計画に沿った形で、森林保護区の先住民を対象として家計レベルの民族生態学的個別聞き取り調査を実施した。平成25年9月には福岡において開催された国際シンポジウムで発表、平成25年10月にはケニア、マサイマラ国立公園における野生動物の保護管理の実態調査を実施した。マサイマラ国立公園では、公園隣接地域で生活するマサイ族からの聞き取り調査を実施し、地域住民と公園管理の問題点について貴重なデータを得ることができた。本研究の総仕上げとして、Chowdhury, M.S.H., Koike, M. and Izumiyama, S.による、「Forest conservation in the protectedareas of Bangladesh : Policy and community development perspectives」と題して、Springer Publishing for book publication in the 'World Forests Series'シリーズの20番目の1冊として出版することができた。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究はこれまでの我々の研究の有力な構成部分であるが、未だに手が付けられていなかった野生生物を媒介とした森林と人間との関係の展開という視点からの実態調査に基づいた考究を行うべく計画し実施中である。Dr.Shaheed氏は平成24年8月に来日し森林政策学研究室で小池とともに本研究課題に着手した。10月から11月にかけてバングラデシュに出向き、国際共同研究を実施しているチッタゴン大学森林環境研究所Dr.Miah助教授(前信州大学森林政策学研究室JSPS外国人特別研究員)と連携してレマカレンガ野生生物保護区において個別実態調査を実施した。また平成25年の2月から3月にかけてはマレーシアのボルネオ島でコタキナバル地域における野生生物と人間の共生に関わる実態調査をサバ大学熱帯林業研究領域のDr.Nur助教授(前信州大学森林政策学研究室JSPS外国人特別研究員)と連携して実施した。またサバ大学熱帯林業研究領域に招聘されて、当該研究課題に関してDr.Shaheedが、また東南アジアにおける森林と人間との歴史的関係に関して小池がそれぞれ講演を行った。その後バングラデシュにわたり、レマカレンガ森林保護区においてチッタゴン大学のDr.Miahと連携して研究実施計画に沿った形で、森林保護区の先住民を対象として家計レベルの民族生態学的個別聞き取り調査を実施した。現在現地調査で収集した資料を分析し、成果を国際民族生態学会で報告したり、本領域においては高いインパクトファクターを持つ国際学術誌に公表すべく作業を着実に進めている。その後、バングラデシュにおいて、レマカレンガ森林保護区においてチッタゴン大学のDr. MiaLと連携して研究実施計画に沿った形で、森林保護区の先住民を対象として家計レベルの民族生態学的個別聞き取り調査を実施した。

マサイマラ国立公園では、公園隣接地域で生活するマサイ族からの聞き取り調査を実施し、地域住民と公園管理の問題点について貴重なデータを得ることができた。現在は、これまでに現地調査で収集した資料を分析し、成果を国際民族生態学会で報告、本領域においては高いインパクトファクターを持つ国際学術誌に公表すべく作業を着実に進めている。バングラデシュ再生の基盤をバングラデシュ森林保護区の少数民族居住地域に求め、これらの地域をフィールドに措定し、保護区のみに残された本来あるべき姿の原基形態としての少数民族と森林との関係を把握しこれをバングラデシュ再生のヒントとすべく研究を継続してきた。我々はこれまで、実態調査研究に基づいた成果を多くのインパクトファクターのある国際学術誌に公表してきた。本研究はこれまでの我々の研究の有力な構成部分であるが、未だに手が付けられていなかった野生生物を媒介とした森林と人間との関係の展開という視点からの実態調査に基づいた考究を行うべく計画し実施してきた。Dr. Shaheed氏は平成24年8月に来日し森林政策学研究室(小池)、動物生態学研究室(泉山)とともに本研究課題に実行してきた。10月から11月にかけてバングラデシュに出向き、国際共同研究を実施しているチッタゴン大学森林環境研究所Dr. Miah助教授(前信州大学森林政策学研究室JSPS外国人特別研究員)と連携してレマカレンガ野生生物保護区において個別実態調査を実施した。その後、バングラデシュにおいて、レマカレンガ森林保護区においてチッタゴン大学のDr. Miahと連携して研究実施計画に沿った形で、森林保護区の先住民を対象として家計レベルの民族生態学的個別聞き取り調査を実施した。平成25年9月には福岡において開催された国際シンポジウムで発表、平成25年10月にはケニア、マサイマラ国立公園における野生動物の保護管理の実態調査を実施した。本研究の総仕上げとして、Chowdhury, M.S.H., Koike, M. and Izumiyama, S.による、「Forest conservation in the protectedareas of Bangladesh : Policy and community development perspectives」と題して、Springer Publishing for book publication in the 'World Forests Series'シリーズの20番目の1冊として出版することができた。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。
数値計算によるゲージ理論の研究とその量子現象への応用

本研究の目的は主に計算機を用いた数値実験的研究手法によりゲージ理論の相構造と低エネルギー励起等を明らかし、関連する量子多体現象を解明することにある。特に近年発展が著しい極低温原子系や強相関多体系に焦点を当てている。その中で極低温原子系は物理的に興味がある種々の系やモデルを実際の原子系でシミュレートし、その動力学を解明する手法として注目を集めている。本研究においては、格子ゲージ理論に対して量子シミュレートする処方および実験的なセットアップを提唱し、期待される観測結果を`古典'数値シミュレーションにより求めた。また人工磁場の導入により可能となったHaldaneモデル等の研究も行った。本研究課題の目的は、近年多くの注目を集めている量子多体系の1つである極低温原子系に注目し、その多様性、操作可能性を用いて、これまで提案されてきた多くの量子多体系と類似した系の実現とその相構造等の研究を行うことにある。今年度はその中で特に極低温ボソン系を用いて格子ゲージ理論に対応する量子シミュレータを構築し、その相構造、特に系の時間発展を通じて現れるダイナミクスを解明することに成功した。また、磁気双極子を持つ原子系により実現される長距離相互作用により、系がどのように影響を受けるのかを調べることが出来た。まず、磁気双極子を持つ2成分のボソン原子を正方格子のサイトに配置する方法を考案した。具体的にはその成分ごと異なる向きに双極子を配置することで、長距離密度相互作用を生みだし、結果として興味深い相構造を示すことを見出した。手法は我々が開発した拡張されたMonte-Carloシミュレーションによる。次に、光格子上に配置された2成分ボソン系に対して、ランダムな成分間転移を与える効果を考慮することにより、新しい秩序が生成されることを見出した。最後に、正方格子のリンク上にボソン原子を配置し、その超流動性を用いてボーズ凝縮体の位相を格子ゲージ理論のゲージ場と見なす可能性について調べた。具体的な実験設定およびGross-Pitaevskii方程式を解析することにより、格子ゲージ理論の動的な振る舞いを調べることが出来た。平成27年度においては、前年度の研究テーマとその成果を踏まえて主に極低温原子系を用いた量子シミュレーションの実現に関しての研究を、数値計算を含めた形で進めた。特に素粒子論・宇宙論で重要な役割を果たしているゲージ・ヒッグスモデルの量子シミュレーションの実行可能な実験設定と、観測されると期待される現象について理論的、計算機によるモンテ・カルロシミュレーションを用いて調べることが出来た。更に、超流動現象の解析でしばしば用いられるグロス・ピタエフスキー方程式を使い、閉じ込め相、ヒッグス相における電束(electric flux string)の時間発展を調べることが出来た。この成果はNew. J. Phys. 17(2015)063005に公表されている。もう一つの成果は人工磁場中の正方格子およびハニカム格子上のボソン系の研究である。近年実験技術の向上により、光格子にトラップされた極低温原子系に有効的に外部磁場を導入することに成功した。物性物理学において外部磁場は重要な役割を果たし、特に近年、拡張された量子ホール効果やトポロジカル絶縁体・超伝導等が注目を集めている。本研究では、この動向を踏まえて、複素系数のホッピング項をもつボーズ・ハバードモデルを中心にその相構造や低エネルギー励起について、双対性、モンテ・カルロ計算等により、興味深い結果を得ることが出来た。その成果はPhys. Rev. A 92, 063630 (2015)に公表されている。上記「研究実績の概要」に記したように、当初の研究計画に沿って進んでおり、期待された成果が表れている。今年度の本研究においては、前年度に引き続き極低温原子系を用いた格子ゲージ理論、物性現象に現れるゲージ理論、およびトポロジカル絶縁体等のゲージ理論的側面について、理論的および数値計算実験を用いて研究を行った。特に格子ゲージ理論については素粒子論はもとより物性物理学においても重要な役割を果たすU(1)ゲージ・ヒッグスモデルの量子シミュレーションについて主に計算機実験を用いてその動力学および実際の実験におけるセットアップ条件等について解析を行い、興味深い結果を得た。特に閉じ込め相、ヒッグス相、それぞれにおける電束の時間的振る舞いの違いを明確に測定し、実験への指針を示すことが出来た。また、近年実験的に可能となった強い人工磁場の効果に注目し、ボソン系において量子ホール効果に類似した状態の出現可能性について研究を行い、その実現領域を明らかにした。さらに、極低温原子系において実現される超流動相において、量子乱流の研究を行った。短距離領域においてノイズとしてエネルギーを注入し、一方で大域的な散逸効果を導入して、エネルギーの流れを調べ、またその結果として現れる量子渦の動的な振る舞いを計算機実験により調べ、興味深い結果を得た。特に短距離領域においてノイズとしてエネルギーを注入し、一方で大域的な散逸効果を入れ、エネルギーの流れに関する測定を行い、その結果現れる量子渦の動的な挙動を調べた。結果としてコルモゴロフ則が出現する領域と、渦の挙動の関連が明らかとなった。近年実験的に可能となった六角格子上での有限外部磁場と相互作用する極低温原子系について、その相構造と低エネルギー励起について調べ、興味深い結果を得ることが出来た。

その中で極低温原子系は物理的に興味がある種々の系やモデルを実際の原子系でシミュレートし、その動力学を解明する手法として注目を集めている。本研究においては、格子ゲージ理論に対して量子シミュレートする処方および実験的なセットアップを提唱し、期待される観測結果を`古典'数値シミュレーションにより求めた。また人工磁場の導入により可能となったHaldaneモデル等の研究も行った。上記のように、格子ゲージ理論の中で重要な位置づけをもつゲージ・ヒッグスモデルを極低温原子系で構築できることを示し、Gross-Pitaevskii方程式等を数値的に解くことにより系の動力学をシミュレートすることに成功した。また、物性理論等において興味を持たれている種々の現象、例えばランダムなラビ結合を2成分原子間に導入することにより新たな秩序相の出現を示すなど、今後の発展に大きな期待を持てる結果を得ることが出来た。平成26年、27年の実績に基づき、研究を進める。更に新たな解析方法を導入することも検討されている。具体的には主に極低温原子系の実験を念頭に置いて、量子シミュレーションの実現可能性と、対象となる物理系に関する解析的、数値実験的方法を用いて研究を進める。格子ゲージ理論、トポロジカル絶縁体、超伝導、量子スピン系等が対象となる。素粒子物理学これまでの成果を受けて、ゲージ・ヒッグスモデルの量子シミュレーションの詳細なる構築と、実際に実験においてどのように実現されるかについて検討し、提案を行う。また、近年特に注目されているhonycomb格子上に配置された極低温原子系について、解析的および数値的な手法を用いて研究を進める。この系は量子ホール効果と密接に関連し、位相的絶縁体相、位相的超流動相の出現機構に対して有益な知見を与えると期待される。国際会議出席の機会が無かったことと、雑誌投稿料が無かったことによる。本研究計画においては優れた性能を持つ計算機が重要な役割を果たす。27年度の基金と合わせてより優れた計算機を購入予定である。より優れた計算機の購入を検討中である。上記のように27年度の基金と合わせてより良い計算機を購入することを計画している。
HMGA2とポリコーム群タンパク質による神経幹細胞の増殖期制御メカニズムの解明

脳の高次機能をつかさどる大脳新皮質の幹細胞である神経幹細胞は、発生時期依存的にその性質を大きく変化させることが知られている。発生早期においては、盛んに増殖を繰り返すことで神経幹細胞の数を増やし(増殖期)、発生中期にはニューロンを産生する(ニューロン分化期)。その後、発生後期になるとニューロンは産生しなくなりアストロサイトなどのグリア細胞を産生する(グリア分化期)。この神経幹細胞の運命転換のタイミングを制御することは、最終的な脳の大きさや機能を決定するため、厳密に決定される必要がある。例えば、増殖期からニューロン分化期への移行のタイミングが遅くなると、神経幹細胞の数が過剰になって脳は異常に大きくなると考えられる。しかしながら、現在までに神経幹細胞の増殖期からニューロン分化期への移行メカニズムはほとんど明らかにされていない。本研究では、クロマチン構造因子Hmga2タンパク質の機能解析を行うことによりその一端を明らかにすることを目的とした。これまでに我々は、ニューロン分化期にHmga2の発現することが、神経幹細胞にニューロン分化能を賦与することに重要であることを明らかにしてきた。一方本研究では現在までに、増殖期からニューロン分化期に移行する過程でHmga2が神経幹細胞の分化能やその遺伝子発現プロファイルの制御に重要な役割を果たすことを明らかにしており、現在論文投稿準備中である。神経幹細胞の増殖期からニューロン分化期への移行メカニズムについて、PcG関連遺伝子やとHMGA1, 2に着目して研究を行うことを目的としている。本年度は、増殖期神経幹細胞においてPcG構成因子であるEzh2やRing1A, Bをノックアウトするために、Sox1-Creマウスを入手し、交配を行った。比較的複雑な交配となり時間を要することが予測されたが順調に交配が進み、すでにEzh2, Ring1A, Bのノックアウトを確認している。また、その他のPcG関連遺伝子であるJmjd3のノックアウトマウスも入手し、現在増殖期神経幹細胞においてノックアウトするためにSox1-Creマウスとの交配を行っている。HMGA1, 2のノックアウト、過剰発現については、当初は遺伝子改変マウスを作成して解析する予定であった。しかし、増殖期である神経管閉鎖前、E8.0胚の羊水に試薬を導入する方法を確立した。これにより、羊水に接する神経幹細胞に薬理学的処理をすることや、ウィルスにより遺伝子導入することが可能となった。神経管閉鎖前の神経幹細胞に遺伝子導入する方法は、これまで誰も開発しておらず、本研究が世界初である。特に、大脳新皮質への遺伝子導入効率が70%と非常に高いことや、中枢神経系以外にも内胚葉系や神経冠細胞由来の細胞にも遺伝子導入されている可能性が示唆されており、非常に有用な手法である。現在、この新規手法を報告すべく利点を活かした実験を計画している。時間のかかるマウスの交配に関して、PcGノックアウトマウスをすでに解析できる段階まで交配が進み、すでにノックアウトの確認までできた。また、世界初である神経管閉鎖前の神経幹細胞への遺伝子導入法を確立した。これにより、HMGA1, 2の過剰発現、ノックアウトの表現型を観察するスピードが格段に早くなった。大脳新皮質神経幹細胞の増殖期からニューロン分化期への移行メカニズムについて、PcG関連遺伝子やHMGA1, 2に着目して研究を行うことを目的としている。本年度は、昨年度から開発している神経管閉鎖前の羊水を介した神経幹細胞への遺伝子導入法の確立を目指した。その結果、これまでに報告のないE7.0から遺伝子導入することが可能であることがわかった。このstageでの遺伝子導入は世界初の手法である。また、遺伝子導入の成功率、導入効率も非常に良い成績を上げられるようになり、かつ内胚葉、外胚葉由来の多くの組織への遺伝子導入が確認されたため、多くの研究者が利用できる汎用性の高い手法であると考えられる。現在この手法を発表しようと論文準備中である。また、この手法を用いてHMGA2過剰発現、ノックダウンを行っており、予備的ではあるがHMGA2が増殖期からニューロン分化期への移行に重要であることを示唆する結果を得ている。さらに、昨年度作製したRing1A -/-; 1B f/f; Sox1-Creマウスを解析したところ、PcGが大脳の背腹軸決定に重要な役割を果たす可能性を示唆する結果を得ている。さらに詳細に解析するために、上で開発した手法を応用している。これらの結果は、上の新規手法を活用した上に、増殖期からニューロン分化期への移行に関わる遺伝子を同定したという意味で非常に大きな意義を持つと考えている。また、上記の遺伝子以外の様々な候補遺伝子の機能も新規手法を用いて解析し始めている。世界初である神経管閉鎖前の遺伝子導入法について、発表するめどがついてきた。その手法を用いて、HMGA2という増殖期からニューロン分化期への転換に関わる因子を同定しつつある。また、PcGが大脳の領域化に重要な役割を果たすことを予期しない新しい結果を得ることができた。本研究では、増殖期神経幹細胞がどのようにしてニューロン分化を開始し、ニューロン分化期へと移行するかについて調べた。その結果、これまでに以下のような結果が得られた。1,増殖期神経幹細胞が存在する胎生10日以前は胎児が小さすぎるために遺伝子導入が不可能であったが、本研究において初めて増殖期神経幹細胞への遺伝子導入法を確立した。

この手法は、神経幹細胞の運命制御だけでなく、他の組織の発生制御機構の解明にもつながる重要な手法となりうる。現在論文投稿準備中である。2, 1で確立した技術を用いて様々な遺伝子の機能破壊を行ったところ、増殖期からニューロン分化期への移行を司るクロマチン因子を発見するに至った。この時期の神経幹細胞の運命転換にクロマチン因子が関わることを見出したのはこれが初めてである。3,増殖期神経幹細胞がニューロン産生を開始するメカニズムを探索している過程で、あるクロマチン因子の機能解析を行ったところ、ニューロン産生の開始ではなく大脳の領域化に関わることを示唆する結果を得た。当初の神経幹細胞の時期的な運命制御機構とは異なるが、大脳では異なる領域が異なる機能を持つニューロンを産生することから、神経幹細胞の領域ごとの運命制御機構を明らかにする重要な結果である。また、大脳領域化においてこのクロマチン因子が重要な役割を果たすことを見出したのはこれが初めてである。当初は遺伝子改変マウスを用いて幾つかの遺伝子の神経幹細胞の増殖期からニューロン分化期への移行メカニズムを解明する予定であった。しかしながら、研究実績の概要3に記したように、予期しないクロマチン因子の大脳領域化における役割を明らかにすることができた。また、当初の目的である増殖期からニューロン分化期への移行メカニズムに関しても、研究実績の概要1に記した全く新しい手法を開発することに成功した。これにより、遺伝子改変マウスを用いた手法よりも飛躍的に多くの遺伝子の機能を解析することに成功している。実際にその手法により、研究実績の概要2に記したように当初は遺伝子改変マウスの交配を待つしかなかった遺伝子の機能を検討でき、全く新しい遺伝子の機能を明らかにすることができている。脳の高次機能をつかさどる大脳新皮質の幹細胞である神経幹細胞は、発生時期依存的にその性質を大きく変化させることが知られている。発生早期においては、盛んに増殖を繰り返すことで神経幹細胞の数を増やし(増殖期)、発生中期にはニューロンを産生する(ニューロン分化期)。その後、発生後期になるとニューロンは産生しなくなりアストロサイトなどのグリア細胞を産生する(グリア分化期)。この神経幹細胞の運命転換のタイミングを制御することは、最終的な脳の大きさや機能を決定するため、厳密に決定される必要がある。例えば、増殖期からニューロン分化期への移行のタイミングが遅くなると、神経幹細胞の数が過剰になって脳は異常に大きくなると考えられる。しかしながら、現在までに神経幹細胞の増殖期からニューロン分化期への移行メカニズムはほとんど明らかにされていない。本研究では、クロマチン構造因子Hmga2タンパク質の機能解析を行うことによりその一端を明らかにすることを目的とした。これまでに我々は、ニューロン分化期にHmga2の発現することが、神経幹細胞にニューロン分化能を賦与することに重要であることを明らかにしてきた。一方本研究では現在までに、増殖期からニューロン分化期に移行する過程でHmga2が神経幹細胞の分化能やその遺伝子発現プロファイルの制御に重要な役割を果たすことを明らかにしており、現在論文投稿準備中である。
誘導カルスATDC5を用いたADAMTS-9の発現と作用の分析と骨再生への応用

骨再生に応用することを目的に、ATDC5細胞の多分化能を応用して軟骨芽細胞を誘導し、ADAMTS-9やNotchファミリーの作用を分析した。ATDC5をSTK3培地で培養して得られたクラスターは生体における内軟骨性骨化部位に近似していた。ADAMTS-9は細胞増殖に抑制的に働き、Notch1はクラスター形成に抑制的だった。即ち、これらの抗体を培地に添加することで、クラスター形成や、成長に資することが可能と示唆された。骨折治癒時の間葉系細胞は、ATDC5に近似した細胞動態を示す。ATDC5の培養系での動態変化の追求に先だって骨折治癒時の閥葉細胞の増殖活性の変化を、増殖マーカーとして知られる抗PCNA抗体を用いて検討した。1,5ヶ月齢のSDラットを用い、骨折後5日、15日の時点で標本を得、常法に則って脱灰後バラブラスト包埋し8μmの連続切片を作成し、染色した。計測は抗体陽性細胞数を母集団で割り、陽性率として比較検討した。観察は、1)骨折部のカルスを覆う未分化間葉系細胞集団、2)その外側を覆う骨膜様細胞集団、3)カルス瑞から2,5mmまでの骨膜細胞集団、4)カルス端から3mm以上遠位の骨膜細胞集団に分けて行い、統計処理して比較した。その結果、骨折後5日では1)=89,3±5,5%、2)=14,5±4,8%、3)=65,8±5,4%、4)=6,5±2,6%、骨折後15日では1)=88,6±7,8%、2)=19,2±7.0%、3)=54,0±13,9%、4)ほ=4,0±1,4%であった。このことから、骨折治癒時の骨形成は骨折部中央から近遠位方向に約2,5mmの範囲で起こること、カルス部の骨膜細胞は増殖活性が低く、カルス部から上下に2,5mmの範囲では骨膜細胞の増殖活性が高いこと、さらにカルスから遠ざかれば骨膜細胞の増殖活性は極端に低くなることが判明した。即ち、骨折治癒時の骨膜細胞の増殖には部位特異性があることが示されたし、骨折部が極端な肥大化をせずに治癒するのは、恐らくADAMTSファミリーのようなアグリカナーゼの分解作用が重要であると推測された。次に、24穴マルチウェルを用いてATDC5を培養し、STK3培地に換えて軟骨細胞分化を誘導し、経時的に固定して免疫染色を施した。その結果、培地を変えた0日目は、体節形成に関与しているNotchl-4、細胞増殖マーカーであるPCNA発現細胞は70%を越えていたが、3日目では全てが半分以下に落ち込んだ。5日目ではNotch2,3発現が倍加したものの、その他は低いままに留まった。この傾向は7日以降も継続した。このことから、軟骨細胞分化にNotchシグナリング特にNotch2,3が何らかの役割を担っていることが推測された。体細胞型多分化能細胞ATDC5の分化メカニズムは不明な点が多い。一方、Notchは膜貫通型リセプターあるいは転写因子として、形態形成での細胞増殖と分化を調節する因子として知られる。本年度は、ATDC5細胞から軟骨芽細胞への分化の過程でのNotchファミリーの役割を分析する目的で、発現解析を試みた。ATDC5細胞は10%FBS添加EIDF培地(ニプロ)で大量培養しながら、適宜24穴マルチウェルに移し、細胞密度が底面の60%を越えたところで、STK3培地(DSファーマ)に交換して19日間培養し、軟骨芽細胞分化を誘導しつつ1%パラフォルムアルデヒドで経時的に固定してマルチウェル中で、抗PCNA抗体、抗Notch14抗体を用いた免疫染色を施した。その結果に基づき、Notch14の効果を検討するために、STK3培地にそれぞれの抗体を2.5μg/mlの濃度で添加して7日間培養し、適宜アルデヒド固定した後、抗PCNA抗体を用いて免疫染色し、増殖率を算定した。その結果、抗体無添加群と同様の形態変化を示したのは、抗Notch1抗体添加群のみで、抗Notch24抗体添加群では細胞数が増えたこと以外は特に変化が認められなかった。即ち、Notch1は捻体の存在下では細胞の塊状集合体が増加し、増殖活性は抑制気味であったことから、細胞分化には影響せず、別の役割が推測された。一方、Notch24は抗体の存在下では細胞分化が抑制され細胞増殖は高かったことから、分化に関連した役割を持つことが示唆された。脛骨形成時では、骨端成長板の増殖軟骨細胞層後期から初期の肥大軟骨細胞層にかけて、Notch1とNotch4がほぼPCNA発現部位の近辺に発現するのみで、Notch2とNotch3は発現しなかったことから、ATDC5細胞を人為的に軟骨芽細胞に分化誘導する際には、Notch2,3の関与が推測された。

前年度に引き続き、ATDC5で軟骨芽細胞・骨芽細胞への分化誘導を検討した。クラスター形成を迅速、効率的に行うことを課題とした。まず、ATDC5をSTK3培地で15日間培養して形成したクラスターをADAMTS9抗体で染色すると、クラスターのみならず非クラスター部分も染色された。そこで培地にNotch14抗体を添加して発現を抑制し、5日と7日培養群でクラスター密度を比較すると、Notch1、4抗体群はNotch2、3抗体群と比較して有意に密度が高かった。即ち、Notch1、4はクラスター形成の抑制を示唆した。PCNA抗体染色で増殖活性を検討すると、無添加群と比較して有意に高かったのはNotch4抗体群であったが培養日数間で有意差は無かった。Notch4は増殖の抑制も示唆された。更に同培養系でコラーゲンα1(II)、ADAMTS9、PCNA抗体の染色性を比較すると、Notch1抗体群では個々の抗体染色性はクラスター部分で高かく、Notch2抗体群では、個々の抗体染色性に有意差は無かった。Notch3抗体群では、細胞が集合した部位でのADAMTS9抗体の染色性が有意に高く、それ以外では有意差は無かった。Notch4抗体群ではクラスターの形成はNotch1抗体群に準じて高く、どの抗体染色性もクラスター部分で高かったが、PCNA抗体の染色性は非クラスター部分の方が高かった。ADAMTS9抗体、Notch抗体添加5日培養系で、コラーゲンα1(II)、α1(I)抗体の染色性を比較した。どの染色性もADAMTS9抗体群が最も高く、これは二相性発現の反映と思われた。一方、Notch4はα1(II)を促進し、α1(I)は抑制する可能性が示唆された。これらの結果から、ATDC5は培地にNotch1、4、ADAMTS9抗体を組み合わせることで骨芽細胞と軟骨芽細胞を選択的に誘導可能と示唆された。ATDC5の軟骨芽細胞分化誘導にNotch2,3の関与が推測されるデータが得られたから。24年度が最終年度であるため、記入しない。使用制限の厳しいiPS細胞や自家移植用の貴重な細胞で実験する前に、ATDC5で軟骨芽細胞分化誘導のタイミングを決めることは重要なことである。今後は培地に抗体を添加するタイミングを詳細に検討したい。また、今年度の実験で得られた細胞の集合塊が軟骨芽細胞のものか、骨芽細胞のものかを判断するための染色や遺伝子発現の検討が必要となる。24年度は最終年度でもあるが、この研究は骨の修復に導入する細胞の導入方法の検討につながる重要なものであるから、継続が望まれる。
看護師による入院中の小児慢性疾患をもつ子どものきょうだい支援方法の検討

本研究の目的は、入院中の小児慢性疾患をもつ子どものきょうだいに対して熟練看護師が実践しているきょうだい支援について明らかにすることである。研究デザインは質的帰納的研究方法で、対象は看護師長から推薦を受けた小児看護の臨床経験年数が6年以上ある看護師16名である。分析の結果明文化した、小児看護に熟練した看護師によるきょうだい支援方法をさらにEBPとして確立するために、看護師間で共有、他職種とも協同しながら実践を重ねることによる洗練化の必要性が示唆された。1.研究デザイン:質的帰納的アプローチによる、具体的で実践可能な看護介入方法の明確化2.研究対象者:小児看護の臨床経験年数が6年以上あり、かつ看護師長から推薦を受けた看護師3.データ収集:小児病棟を有する病院及び施設の看護部長を通じて依頼をし、承諾を得られた。平成24年11月平成25年1月の期間、本研究者が研究対象者に実際に会い、作成したインタビューガイドをもとに半構成的面接法によりデータ収集を行った。日時は対象者の希望日とし、面接はプライバシーの保護が図れる環境で行った。対象者1人につき1回実施し、1回の面接時間は11時間30分程度とした。面接内容は、対象者の許可を得た上でボイスレコーダーに録音及び記録を行った。対象者の基礎情報は、病院または施設及び対象者から収集した。4.データ分析:録音及び記録したデータより逐語録を作成し、きょうだい支援の看護介入に関する内容を、対象者ごとに文脈単位ですべて抽出した。抽出した文脈単位は、意味内容の類似性に従い分類し、支援目的に応じて整理した。5.信頼性・妥当性の確保:本調査の前にプレテストを行い、インタビューガイドについては、本研究で枠組みに沿ったものとなるように、半構成の質問項目を作成した。6.倫理的配慮:本研究は研究者が所属する大学の倫理委員会の承認を得て実施した。収集したデータは対象者の氏名を記載せず、番号で管理している。分析はデータから個人を特定できない方法でデータを処理している。収集したデータは、本研究以外の目的で使用しない。1.研究の目的:本研究の目的は、入院中の小児慢性疾患をもつ子どものきょうだいに対して熟練看護師が実践しているきょうだい支援について明らかにすることである。2.研究方法:研究デザインは質的帰納的研究方法で、対象は看護師長から推薦を受けた小児看護の臨床経験年数が6年以上ある看護師である。データ収集期間は2012年11月2013年1月で、半構成的面接法を行い、録音により逐語録を作成、看護介入に関する内容を文脈単位で抽出し、コード化、カテゴリー化を行った。3.倫理的配慮:本研究は、研究者が所属する機関の倫理審査委員会の承認を得て実施した。看護師長から推薦を受けた対象者には説明書を用いて説明し、研究の目的・方法、参加はあくまで本人の意思を尊重すること、不参加による不利益を被らないこと、中断の自由、プライバシーの保護、結果の公表、得られた情報の研究以外への不使用について、同意書を用いて同意を得た。分析はデータから個人を特定できない方法とした。4.研究成果の発信:日本小児看護学会第24回学術集会演題募集に応募、査読を受け、口演発表予定。その後、学会誌に論文を提出する。対象者へのインタビュー内容から新たな知見を発見したため、分析を予定より時間をかけて丁寧に行っている。データ分析の内容によっては、新たに対象者の範囲を広げ、インタビューを行い、再検討したいと考えている。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究で得られた結果を、学会発表と論文投稿を経て発信する。また、本研究で明らかとなった今後の課題については、さらに新しいテーマで研究を継続していく。
pVHL－ユビキチンリガーゼの新規基質の同定とその生物学的意義の解明

von HippelLindau病は腎細胞癌等を主徴とする常染色体優性遺伝性疾患であり、その原因遺伝子であるVHLは孤発性腎細胞癌でも50%以上で変異が報告されている。VHL遺伝子産物であるpVHLの本態は複合体型ユビキチンリガーゼの基質認識サブユニットであり、低酸素応答のマスター分子であるHIF-aに酸素依存的にユビキチン付与を行い、分解へと導く。この機構のおかげで、細胞は通常酸素下で低酸素応答が抑制され、低酸素状態において迅速な低酸素応答を惹起することができる,pVHLが欠損すると、通常酸素下でも低酸素応答が惹起されることになり、血管新生や嫌気性解糖の亢進などにより腫瘍形成が促進される。VHL病の病態のいくらかは、HIF-aの発現量の亢進によって説明できる一方、繊毛形成異常による腎のう胞などHIF-aだけでは説明できない病態も数多く報告されている、しかし、これまでにVHL病の病態を説明しうるようなHIF-a以外のpVHLの基質はほとんど明らかになっていない。そこで私は、プロテオミクスによりpVHLの基質を同定し、その機能的意義を明らかにすることを試みた。具体的には基質にユビキチン付与を行うことができない変異体を作成し、野生型及び変異体pVHLの結合タンパク質をLC-MS/MSで網羅的に同定した。この中には当然非特異的な結合タンパク質も数多く含まれてしまうため、野生型pVHLの結合タンバク質との比較を行い、変異体のみに結合してくるタンパク質を基質候補として同定した.本年度は同定された基質候補が、pVHLによりユビキチン化され、分解に導かれるかどうかの検証実験を行なった,驚くべきことにbVHLはユビキチンリガーゼ活性非依存的にこの分子の機能を制御し、この分子の機能異常がVHL病の病態と深く結びつくことを明らかにした。計画通り、新規基質の同定に成功し、新規基質候補とpVHLの相互作用の障害がVHL病の病態に深く関与することを明らかにした。新規基質候補とpVHLの相互作用の詳細な分子メカニズムを詰めていきたい。この機構のおかげで、細胞は通常酸素下で低酸素応答が抑制され、低酸素状態において迅速な低酸素応答を惹起することができる。pVHLが欠損すると、通常酸素下でも低酸素応答が惹起されることになり、血管新生や嫌気性解糖の亢進などにより腫瘍形成が促進される。VHL病の病態のいくらかは、HIF-aの発現量の亢進によって説明できる一方、繊毛形成異常による腎のう胞などHIF-aだけでは説明できない病態も数多く報告されている。しかし、これまでにVHL病の病態を説明しうるようなHIF-a以外のpVHLの基質はほとんど明らかになっていない。この中には当然非特異的な結合タンパク質も数多く含まれてしまうため、野生型pVHLの結合タンパク質との比較を行い、変異体のみに結合してくるタンパク質を基質候補として同定した。この中には当然非特異的な結合タンパク質も数多く含まれてしまうため、野生型pVHLの結合

タンバク質との比較を行い、変異体のみに結合してくるタンパク質を基質候補として同定した.本年度は同定された基質候補が、pVHLによりユビキチン化され、分解に導かれるかどうかの検証実験を行なった,驚くべきことにbVHLはユビキチンリガーゼ活性非依存的にこの分子の機能を制御し、この分子の機能異常がVHL病の病態と深く結びつくことを明らかにした。計画通り、実験計画が遂行され、新規基質の同定に成功している。計画通り、新規基質の同定に成功し、新規基質候補とpVHLの相互作用の障害がVHL病の病態に深く関与することを明らかにした。プロテオミクスで同定した基質を生化学、細胞生物学的アプローチで検証し、VHL病との関連性を明らかにする。新規基質候補とpVHLの相互作用の詳細な分子メカニズムを詰めていきたい。