hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無限次元群に基づく不変式論としての繰り込み概念

繰り込み概念における基礎的な研究を行った.その中には,カペリ型恒等式の新たな研究,ベル多項式と無限変数の微分作用素,普遍包絡環の研究が含まれる.これらは,1変数のの一般座標変換の群で不変な量の基礎的研究に必要なものであり,群論的な視点及び組合せ論的な視点の交叉した場所にある.特にベル多項式の性質を無限変数の微分作用素を用いて調べることは,古典的な不変式論の「基本形式」の用い方と並行であり,普遍包絡環のような非可換環での計算を組織的に行なう上で明快な道具を供給する.本研究は,無限次元空間に由来する不変量(特に繰り込み)の摘出を,無限次元群に基づく不変式論ととらえ,代数的な明快さと解析的な極限概念の相互関係を明らかにするとともに,その関係を用いて,異なる視点を有効に利用するという手法を開発することをひとつの目的とする.典型例は,代数曲線(リーマン面)における留数の概念であるが,通常の線積分や,ローラン展開とは別に,真空偏極という見方が,無限次元リー環の研究や,その中心拡大に関係し,無限次元グラスマン多様体を舞台としたKP方程式系の研究と深く結びつく.これは実数体や複素数体という特殊で古典的な場合に限定されないアプローチとなる.これは,物理的に言えば,特別な(1j次元的)電磁気学的対応物であるが,数学的には,基礎の体を拡大する,或いはアデール化することで,数論における研究対象となる.ここで,電磁気学はベクトル解析と不可分な歴史的発展をみたが,そこに於いては積分公式が主体となるため,高階微分の概念は実質上現われない.これが従来の研究の盲点となって,高次元化の道を閉ざしているのではないか,という発想のもと,高階微分に関する基礎的な研究行った(意外なことに,そのような研究は,従来あまりおこなわれていないように見える).無限大の繰り込みのモデルケースとなる1次元の場合,一般座標変換という無限次元の群の作用が,不変式論的にどのような意味合いをもつかということを調べるにあたって,形式的羃級数の合成に関するFaa di Bruno公式,及び,そこに現われるBell多項式について,無限変数の微分作用素とその組み合せ論的考察をおこなった.さらに,それは,Lagrangeの反転公式と,それに先立つLambertの研究に結びつくが,その明瞭な意味を探った.これらの歴史的文献は,不思議なことに充分解明されていない.その手がかりを得たことは大きな収穫だと思う.また,新たなタイプのCapelli型恒等式の可能性について研究をすすめた.一般の単純環については,まだ不明だが,全行列環という場合には,非自明な恒等式が確立される.群行列式に付随するCapelli型恒等式も,この見地から研究を開始した.函数解析的なアプローチが,この場合,どの程度有効かは,いまだ不明ではあるが,その基礎にある,幾つかの位相的概念について,整理を行なった.1次元の場合には数学的に厳密に,無限大の除去が可能だが,その解析として一般座標変換の群を用いるというアイデァは,不変式論的な形として,充分定式化できていない.その点の困難が,当初の目標の達成のための障害となっている.本研究は不変式論的観点から「無限大」の消去のメカニズムを探ることを目的としている.実際に,QEDなどの本格的な無限大を扱うことは,原段階では極めて困難であることは,当然わかっているので,その雛形とも看做される空間1次元の場合を考えると,例えば「函数体」における「留数」という不変量が調べるべき対象となる.これは一般座標変換の群という,非常に大きな(無限次元)群で不変になっている.函数論では積分によって留数自体は容易に捉えれるが,一般の代数体など(基礎体が任意)だと,その代数的な扱いに,無限の消去という技法が入ってくる.John Tateや岩沢健吉がその処方を与えているが,1次元的に並んだ無限次元の半分程度の無限次元空間を基準にしたトレースの利用である.これと似ているが,それ自体がどれくらい認識されているか判らないことに,1次元場の理論における「真空偏極」が,無限次元リー環の中心拡大を生むことがある.さらに,これは,表現論としても重要なspinおよびoscillator表現の構成にも関係する.たとえば,oscillator表現とそのdualをテンソルして,自然表現の上の函数感の変換群として実現をする際にも,基準の「真空」にあたるベクトルは,半分無限次元部分空間に住むものである.本研究では,これらの関係をより明確にするにあたって,とくに群作用で不変なベクトルものの特定としての「不変式論」的観点を積極的に活用するという方法を提起したいと考えた.Capelli恒等式のあたらな発展もその中にある.一般座標変換の群に関しては,古典的なFaa di Brunoの公式について,組合せ的観点と無限変数の微分作用素を用いた証明によって,Bell多項式やLambertの函数に関する新たな知見への手がかりとなった.これについては,別途,研究を進める計画にある.繰り込み概念における基礎的な研究を行った.その中には,カペリ型恒等式の新たな研究,ベル多項式と無限変数の微分作用素,普遍包絡環の研究が含まれる.これらは,1変数のの一般座標変換の群で不変な量の基礎的研究に必要なものであり,群論的な視点及び組合せ論的な視点の交叉した場所にある.特にベル多項式の性質を無限変数の微分

作用素を用いて調べることは,古典的な不変式論の「基本形式」の用い方と並行であり,普遍包絡環のような非可換環での計算を組織的に行なう上で明快な道具を供給する.歴史を溯ることで,電磁気学と,その数学的対応物である,ベクトル解析の本質的な意味をかなり深く理解することができ,そこに欠けている「高階微分」という視点に至ったのは大きな収穫である.しかし,また,それは,従来あまり研究対象となっていないようであり,その基礎的なところから考察をはじめなくてはならない.そのため,それを実際の研究目的にまで応用するには,まだ相当時間が必要となりそうな状況である.もともと,無限次元群の不変式論がどの程度有効かということの見極めも,目標の一つであったので,そこに対象を絞るとともに,まだ,あまり考究を重ねていないDouglas-Howeの論文についても,視野に入れて研究をすすめる.不変式論1次元における「繰り込み」(正確には,真空偏極に基づく中心拡大)をより郡論的・不変式論的立場から,整理するとともに,「高階微分」の果たし得る役割に付いて考察を深めることで,高次元化への道を切り開く.国際研究会に出席予定をしていたが,本務が多忙となり,海外出張を見合わせたことと,コンピュータの機種の選択の検討のため,予定していた予算を次年度に廻すことになった.購入を予定していたコンピュータの新機種が発売されそうなので,次年度も含めて比較検討するのが,より実効的であろうと判断した.また,研究協力者との研究打ち合わせが,比較的近い場所でおこなわれた為,予定していた旅費を下回る使用となった.国際研究会は,昨年度一回の特別なものであったが,その研究者が来日する予定もあると聴いているので,討論のための旅費として用い,またコンピュータについては,早急に機種を選定して,研究に間に合わせる.コンピュータの購入ととともに,9月には鹿児島大学で小規模ながら研究会を企画しているので,旅費がそこで必要になる.
配流刑の時代―清代配流刑の諸相をめぐって

上古時代に死刑より一等下位の重刑として機能した肉刑が、漢代に入り肉体毀損を伴わない労役刑に代替され、宋代貨幣経済の流れに合わせて労役のない配流刑に変化したという指摘は今なお有効である。しかし、明代でも相変わらず刑罰制度全般にわたって労役刑が主要な役割を担っていた点を指摘しなければならない。有期労役刑である徒刑と、労役刑と配流刑の性格を兼備した充軍が主な刑罰として使用されたためである。しかし、清代になると、徒刑は一省内への有期配流刑に変質し、充軍は軍役に充員するという要素が脱落して事実上の配流刑になってしまう。すなわち、刑罰制度の立場からみると、清代は「配流刑の時代」と理解してさしつかえない。
肝上皮系細胞の分化を規定するマスタースイッチの探索

肝細胞から胆管上皮細胞の分化転換に伴い,転写因子HNF-4αのP1アイソフォームからP2アイソフォームへの切り替えが認められるが,その詳細な機構は不明である.P1プロモーターは上流転写因子のCOUP-TF,CTIPなどに制御されていることが報告されているが,これらの発現増加は弱く,P1アイソフォームの発現減少にやや遅れて生じるため,アイソフォーム切り替えの原因ではないことが示唆された.一方,Notch阻害剤DAPTやNotch intracellular domain発現ベクター導入により,NotchシグナリングがP2プロモーター活性化と肝細胞の分化転換に重要であることが明らかになった.1.マウス肝細胞を分離し、5日間のスフェロイド培養(プライマリアディッシュ上)の後コラーゲンゲル培養を5日間行い、RNAサンプルを抽出した。RT-qPCRでHNF-4αのP1、P2アイソフォームの発現を調べ、スフェロイド培養の段階でP1アイソフォーム発現の消失、P2アイソフォームの発現増加が確認された。RT-qPCRでCOUP-TF1、COUP-TF2の発現を調べたが、明確な発現変化は認められなかった。一方、CTIP1、CTIP2のmRNA発現はコラーゲンゲル培養で上昇する傾向がみられた。2.cDNAマイクロアレイで分離直後肝細胞、スフェロイド培養5日後、コラーゲンゲル培養2日後のRNAサンプルを解析した。その結果、COUP-TF1、COUP-TF2いずれもスフェロイド培養の段階で発現が半減すること、CTIP1の発現はコラーゲンゲル培養後に新たに発現することが明らかになった。我々はCTIP1がCOUP-TFsの発現を調節する可能性を考えていたが、以上の結果はこれを支持しないと考えられる。3.我々はcDNAマイクロアレイのデータの中で、Notch1の発現がスフェロイド培養後に約9倍に上昇することを見出した(Notch2-4の発現は低く、明らかな変化なし)。Notchシグナリングは胆管上皮細胞の分化に必須であることが知られている。Jagged1発現はNotchの活性化に遅れ、コラーゲンゲル培養後に急激に上昇した。NotchのエフェクターであるHes1、Hes2、Hey1、Hey2などの発現に変化は見られず、意義は不明であるが、培養による微小環境変化に伴うNotchシグナリング活性化がHNF-4αのP1、P2アイソフォーム切り替えに関連している可能性は十分にあると考えられる。我々は当初、これまでの報告結果を総合し、HNF-4αのアイソフォーム切り替えにCOUP-TFsやCTIPsによる制御が関わっているのではないかと考えていたが、RT-qPCRやcDNAマイクロアレイのデータを解析することで、その可能性が低いことが判明した。しかし、同時にNotchシグナリング活性化の重要性が示唆され、28年度に行うべき新たな研究の方向性が明確となり、今後はマスタースイッチの探索を加速することが可能であると考えている。昨年行った培養マウス肝細胞のマイクロアレイ解析の結果,肝細胞は培養後,糖新生を停止する一方,グルコースを活発に取り込み,解糖系およびペントースリン酸経路を活性化することが明らかになった.RT-qPCRによる検討の結果,これらの代謝関連酵素の遺伝子発現はHNF-4αP1アイソフォームの消失とP2アイソフォームの出現と時間的に一致していた.そこで最終年度では代謝状態,特に解糖系の活性化と肝細胞分化の関連について検討した.マウス肝細胞単層培養系のHNF-4αP2アイソフォームのmRNA発現は,培地中にピルビン酸を添加した場合に増強することが判明した.やや程度は弱いが,同様の効果は乳酸を添加した場合にも認められた.また,特にピルビン酸を添加した場合には胆管上皮細胞の分化マーカーであるosteopontinのmRNA発現が亢進し,肝細胞から胆管上皮細胞への分化転換が解糖系の最終代謝産物の濃度により強く影響されることが明らかになった.現在,HNF-4αP1,P2アイソフォーム切り替えのメカニズムにおけるNotch活性化の意義について検討を続けている.本研究を通し,肝細胞の胆管上皮細胞への分化転換に伴うHNF-4αP1,P2アイソフォーム切り替えは当初の予想とは異なり,COUP-TFやCTIPに依存したものである可能性は低いことが判明した.しかし,分化転換およびHNF-4αP2アイソフォームの発現が肝細胞の代謝状態に強い影響を受けるという新しく興味深い事実が明らかとなった.また,最終年度の研究を通じ,代謝調節や細胞増殖に深く関わる転写因子Mycが培養後急激に発現が増加することも判明した.今後,HNF-4αP1,P2アイソフォーム切り替えおよび分化転換のメカニズムに関し,MycおよびNotchの役割の解明に重点を置き,研究を発展させていきたい.肝細胞から胆管上皮細胞の分化転換に伴い,転写因子HNF-4αのP1アイソフォームからP2アイソフォームへの切り替えが認められるが,その詳細な機構は不明である.P1プロモーターは上流転写因子のCOUP-TF,CTIPなどに制御されていることが報告されているが,これらの発現増加は弱く,P1アイソフォームの発現減少にやや遅れて生じるため,アイソフォーム切り替えの原因ではないことが示唆された.一方,Notch阻害剤DAPTやNotch intracellular domain発現ベクター導入により,NotchシグナリングがP2プロモーター活性化と肝細胞の分化転換に重要であることが明らかになった.28年度はHNF-4αのアイソフォーム切り替えにおけるNotchシグナリングの関与についてのマウス肝細胞を用いた検討を進めていく。Notchシグナリングを阻害するγセクレターゼインヒビター

DAPTによるHNF-4αの発現変化やアイソフォーム切り替えに対する影響を調べる。また、Notch1をsiRNAでノックダウンする実験も行う。さらにhydrodynamic tail vein injection法により、Notch1 intracellular domain (NICD1)をin vivoでマウス肝細胞に導入し、P1、P2アイソフォームの発現を調べる実験も進めていきたい。我々はこれらの実験の準備をすでに整えており、速やかなデータ収集が可能である。実験病理学
坑井内計測用光干渉型4成分マイクロ弾性波検出器の開発

本研究は,新妻らが試作に成功した地下弾性波計測用光干渉型マイクロ加速度センサを4成分組み合わせ,坑井内で弾性波の3次元粒子運動軌跡を検出可能な完全受動型地下弾性波検出器を開発することを目的として実施した。本研究の研究実績の概要は以下の通りである。(1)光干渉型マイクロ4成分弾性波検出器の製作-本マイクロセンサを設計・試作し構造,方式上の問題点の解決を目指した。ここではセンサの感度および周波数特性を再検討し,センサの構造を決定するとともに,歩留まり向上のために,ガラス平板を用いたセンサ構造とそのためのプロセスを検討した。これらを用いてセンサを試作した。これにより仕様を満たすセンサを20個程度製作できた。-試作したセンサのうち最も静特性・動特性が優れたものを4個マウント部へ実装し,4成分弾性波検出器を実現した。本弾性波検出器の3次元粒子運動軌跡検出能力を実験室内で評価した。-4成分信号の多重化伝送システムを試作した。ここでは,LED光源と狭帯域光フィルタを用いたシステムを実現した。また,チャンネル間の感度の補正方法について検討した。-4成分弾性波検出器のアレイ化についてその具体的方法を検討した。(2)光干渉型マイクロ弾性波検出器の性能評価-マイクロ弾性波検出器の性能評価試験を東北大学工学部内テストフィールドで実施した。これにより実坑井内での弾性波の検出性能4成分コヒーレンス解析およびスペクトル行列解析等の多成分弾性波信号処理法によりを評価した。また,センサのギャップ長の変化,センサのマウント部への固定方法,防水方法,坑井内への設置方法,回収方法等実用上の問題点を明らかにするとともに,その改善を図った。本研究は、新妻らが試作に成功した地下弾性波計測用光干渉型マイクロ加速度センサーを4成分組み合わせ、坑井内で弾性波の3次元粒子運動軌跡を検出可能な完全受動型地下弾性波検出器を開発することを目的とする。平成13年度の研究実績の概要は以下の通りである。1.干渉型マイクロ4成分弾性波検出器の製作(1)広帯域、高感度かつクロス感度の小さい多成分計測用光干渉型加速度センサーについて、その加速度検出原理および性能を検討した。センサーを設計・試作し、周波数特性、感度、クロス感度、設置方向依存性等を実験室内で評価した。(2)各センサーで検出した光信号の多重化伝送法を検討し、システムを試作した。(3)3次元粒子運動軌跡を検出するためのセンサーの配置を検討し、センサーマウント部分を試作した。(4)坑井内でセンサー部分を外圧から保護するための圧力容器について構造を検討し、試作した。2.光干渉型マイクロ弾性波検出器の性能評価(1)1.で開発された光干渉型マイクロ弾性波検出器のプロトタイプについて、東北大学工学部内に既設置のテストフィールド(30m坑井3本)を使用し、現位置での弾性波計測を行った。(2)テストフィールドで記録した信号をスペクトル行列解析、4成分コヒーレンシー解析等の多成分信号処理法により処理し、本弾性波検出器の3次元粒子運動軌跡検出能力を定量的に評価した。(3)本弾性波検出器の坑井への固定方法を検討し、固定方法、固定状態と3次元粒子運動軌跡検出能力の関係を検討した。(4)本弾性波検出器の性能の温度依存性を実験室内で評価し、本検出器の使用可能な温度範囲を明らかにした。平成14年度の研究実績の概要は以下の通りである。(1)光干渉型マイクロ4成分弾性波検出器の製作平成13年度の性能評価実験の結果を踏まえ,構造,方式上の間題点の解決を目指した。

ここではセンサの感度および周波数特性を再検討し,センサの構造を決定するとともに,歩留まり向上のために,ガラス平板を用いたセンサ構造とそのためのプロセスを検討した。これらを用いてセンサを試作した。これにより仕様を満たすセンサを20個程度製作できた。試作したセンサのうち最も静特性・動特性が優れたものを4個マウント部へ実装し,4成分弾性波検出器を実現した。本弾性波検出器の3次元粒子運動軌跡検出能力を実験室内で評価した。4成分信号の多重化伝送システムを試作した。ここでは,LED光源と狭帯域光フィルタを用いたシステムを実現した。また,チャンネル間の感度の補正方法について検討した。4成分弾性波検出器のアレイ化についてその具体的方法を検討した。(2)光干渉型マイクロ弾性波検出器の性能評価マイクロ弾性波検出器の性能評価試験を東北大学工学部内テストフィールドで実施した。これにより実坑井内での弾性波の検出性能4成分コヒーレンス解析およびスペクトル行列解析等の多成分弾性波信号処理法によりを評価した。また,センサのギャップ長の変化,センサのマウント部への固定方法,防水方法、坑井内への設置方法,回収方法等実用上の間題点を明らかにするとともに,その改善を図った。
経営者の公表する業績予想がアナリストに与える影響についての調査

経営者が企業の将来業績の見込みについて自ら公表する予想情報は、一般に経営者予想と呼ばれている。わが国における財務開示の最大の特徴は、わが国の証券取引所が、各事業年度の決算内容に係わる適時開示すなわち決算発表において、企業に当期の実績値とともに次期の経営者予想を公表することを要請している点である。本研究では、1979-1999年の期間に公表された経営者予想のバイアスの決定要因を調査している。単変量および多変量の分析結果は、マクロ経済的影響、業種、企業規模、上場市場、外部資金調達、財務的困窮、過去の経営者予想誤差、成長性、赤字、経営者配当予想という10個の要因が全て経営者予想のバイアスと関係しているということを示すものであった。次に、この経営者予想のシステマティックなバイアスを市場が正しく認知しているかどうかを調査している。ヘッジ・ポートフォリオ戦略の結果は、経営者予想誤差を予測することによって異常リターンが獲得可能であることを示しており、市場が経営者予想に存在するシステマティックな誤差に関する情報を、完全には株価に織り込んでいない可能性を示唆するものであった。経営者による次期の利益予想情報の提供はわが国の財務開示システムの大きな特徴である。それにもかかわらず、データの入手が困難であるということもあって、経営者予想の特性に関する研究は現在までほとんど行われてこなかった。本研究は、わが国の経営者予想の特性を調査するほとんど最初の研究と思われる。本研究による結果は、経営者予想におけるシステマティックなバイアスが存在することを示すものであり、今後のわが国の経営者予想研究に大いに示唆を与えるものである。米国では,市場における次期期待利益の代理変数として,複数のアナリスト予想の平均であるコンセンサス予想を用いるのが一般的であるのに対し,我が国では,大きく分類して,米国同様のI/B/E/Sコンセンサス予想,出版社系アナリストの単独予想である東洋経済予想,そして経営者自らが公表する経営者予想の三種類の予想利益が利用可能である.本年度における研究では,これら三種類の予想の精度と価値関連性を調査することによって,三予想の優劣および市場の三予想利用度を比較検証している.結果は,予想精度に関しては,I/B/E/S予想は東洋経済予想や経営者予想よりも精度が劣り,東洋経済予想と経営者予想では精度に大差は見られなかった.またこの結果は,サンプルを年度別,業種別,I/B/E/Sアナリスト人数別,規模別などで分割しても同じであった.次に,市場が三予想のどの予想を用いているのかを予想利益の価値関連性という観点から検証したところ,I/B/E/S予想の価値関連性が最も低く,東洋経済予想と経営者予想の価値関連性には有意な差が見られなかった.このことから,我が国において利用可能な三予想利益の中では,東洋経済予想と経営者予想の精度が同程度で高くてI/B/E/S予想の精度が最も低く,そして市場はそれら精度の高い予想を正しく識別して株価に織り込んでいるといえる.この結果は,米国では一般的であるコンセンサス予想の使用が我が国においては不適切であることを示すものであり,また経営者予想がPublic Informationとして無償で入手可能な我が国における,I/B/E/S予想,東洋経済予想といった有償のアナリスト予想の価値に疑問を生じさせるものである.経営者が企業の将来業績の見込みについて自ら公表する予想情報は、一般に経営者予想と呼ばれている。
多胞体膜リン脂質によるサイトカイン産生制御機構の解明

本研究では、リン脂質の合成に必須の酵素であるPIKfyveの特異的阻害剤を用いて、Toll様受容体を介したサイトカイン産生におけるリン脂質の役割について解析を行った。PIKfyveの特異的阻害剤を形質様樹状細胞に処理し、TLR9リガンドであるCpGで刺激を行った際のサイトカイン産生について解析を行った結果、PIKfyve特異的阻害剤は形質様樹状細胞においてI型インターフェロン産生と炎症性サイトカインであるIL-12p40の産生の両方を顕著に阻害するのに対して、骨髄系樹状細胞においては、I型インターフェロン産生のみを阻害し、炎症性サイトカイン産生は阻害されないことが明らかとなった。病原体感染において、感染細胞や免疫担当細胞から産生されるサイトカインやケモカインは周辺細胞への感染拡大を制御する機構の1つとして非常に重要です。本研究は病原体が感染した事を感知する受容体の細胞内小胞での局在の違いにより、産生されるサイトカインの種類や量が異なる事に着目して、その詳細なメカニズムを解明する事を目的としております。平成26年度は、細胞内小胞輸送に非常に重要な役割を果たしている事が報告されているRab family memberに着目して解析を進めました。研究者の先行研究において、細胞内小胞の中でも多胞体と呼ばれる後期エンドソームと初期エンドソームにおいて、同一の病原体認識受容体を介したサイトカイン産生が異なる事を見出していた事から、Rab familyの中でも多胞体に局在する事が報告されているRabに着目して解析を進めました。多胞体に局在している事が報告されているRab familyの遺伝子欠損マウスより単離したMEF細胞・マウス骨髄由来マクロファージにおいて、病原体の増殖抑制能やファゴサイトーシス能の変化・サイトカイン産生量等について、ルシフェラーゼ法・フローサイトメトリー法ならびにELISA法等を用いて解析を行いましたが、多胞体に局在しているRabfamily欠損マウスは全ての解析において、野生型マウス由来の細胞と同等の反応を示しました。また、生体内感染におけるこのRab family欠損の影響を、生存率ならびに生体内での病原体の拡大量の差を見る事により比較・検討を行いましたが、生体内での病原体感染においてもこの度解析を行ったRab family memberは顕著な差は示しませんでした。病原体感染における感染防御において、感染防御遺伝子を迅速かつ的確に誘導することは最重要であり、その遺伝子発現を制御するサイトカイン産生は厳密に制御されている必要があるだけでなく、細胞の種類によっても異なる制御機構を持っていることが示唆される。申請者は先の研究で、ウイルス感染によって非常に強い抗ウイルス作用を持つサイトカインであるI型インターフェロン産生に特化している形質様樹状細胞におけるToll様受容体を介したサイトカイン産生について解析を行い、細胞内アダプター分子であるAP-3が、初期エンドソームから後期エンドソームへとToll様受容体の局在を変化させることにより、Toll様受容体を介してI型インターフェロンが産生されており、またToll様受容体を介したサイトカイン産生にリン脂質の一つであるフォスファチジルイノシトール3, 5ビスリン酸が密接に関与している可能性を示した。そこで本研究では、このリン脂質の合成に必須の酵素であるPIKfyveの特異的阻害剤を用いて、Toll様受容体を介したサイトカイン産生におけるリン脂質の役割について解析を行った。この結果は、細胞種によってリン脂質のサイトカイン産生への影響が異なることを示唆している。当初の予定として、細胞内小胞を分類する手段として、各小胞膜上に特異的に関与している事が暗示されているフォスファチヂルイノシトールに着目し、それぞれの小胞膜をリン脂質を元に分類して、それぞれの小胞膜上の特徴的な分子の同定を試みる事を計画していましたが、1)リン脂質の種分けに適している良い抗体が存在しない、2)タンパク質の様に強制発現をする事が出来ないためタグを付けたものを外部から入れる等が困難である、等の理由から解析が容易ではない状況となりました。

そこで、リン脂質からの分類の為の実験系の模索を行いながらも、同じく細胞内小胞輸送に関与している事が既に知られているRab familyに着目し、リン脂質側からのアプローチとRabを介したタンパク質側からのアプローチの両面から解析を進め、少しつづ重要な分子へと辿り着きつつあります。免疫学平成26年度は多胞体に局在しているRabに着目して、その遺伝子改変マウスの作製とその解析を行いましたが、多胞体だけでなく、オートファジーが病原体認識とのその排除に非常に重要な役割をしている事が近年報告されております。平成27年度は、当初の予定通り、リン脂質による細胞内小胞の分類と各小胞に特異的に局在する分子を同定するための系の確立を目指しつつ、オートファゴソームの形成に関与している事が報告されているRab familyの遺伝子改変マウスを作製し、オートファゴソームを介したサイトカイン産生とそれに伴う感染制御機構について解析を進めたいと考えております。当初の予定として、リン脂質の細胞内局在に着目してその細胞内小胞での局在の特異性を利用して、様々な細胞内小胞を単離し、各細胞内小胞に特異的に局在している分子の同定を目指していましたが、各リン脂質に選択的に結合する抗体の同定といった最適な実験条件の検討に難航してしまい、特異的な小胞に局在する分子を質量分析装置等をかけて網羅的に同定する事が容易ではない状況となったため、昨年度は適切な条件検討に時間を割き、結果として大きな予算を使用する必用がありませんでした。少しづつではありますが条件検討ができつつあるため、現在の条件で単離されている分子群に対して質量分析装置による解析を行ってみたいと考えております。各リン脂質に特異的に結合する事が既に報告されている分子を指標として、各小胞の単離が成功しているのかを判断し、成功していないと判断した場合はさらなる条件を検討して、再度質量分析装置による解析を行いたいと思っております。
電子状態解析に基づくトポロジカル物質相の探索

新たなトポロジカル物質相の実験的確立を目的として、装置の改良整備とこれを用いた物性測定を行なった。高運動量分解能と高空間分解能を達成するため、真空紫外レーザーの導入と調整を行い、6 eVで0.5 Wの高出力CWレーザー光を得た。スピンベクトルを3次元的に高精度で決定するために、電子移送レンズの改良、制御電源の高安定化、VLEEDスピン検出器の再調整などにより、スピン分解時で5 meV以下のネルギー分解能を達成した。また、磁性転移によるトポロジカル相の変化を測定するため、試料クライオスタットの極低温化を行なった。以上の装置開発と並行して、トポロジカル半金属や関連物質ついて、高分解能ARPES実験を行った。金属間化合物で最高のTcをもつMgB2と同型結晶構造をもつAlB2について、3次元的バンド構造の精密な決定を行なった。その結果、パイ電子がディラック型のバンド分散が面間方向に連なる「線ノード構造」を持つことを見出した。これはホウ素(B)で形成された蜂の巣格子構造がAA積層することで説明できる電子状態であり非自明なベリー曲率を持つことから、Mgドーピングなので超伝導化することで非自明な超伝導相を実現できる可能性を示唆した。カイラル結晶CoSiにおいてバルク電子構造を3次元的に決定した。その結果、立方晶BZのG点とR点にそれぞれ、spin-1型のフェルミ粒子と、2重ワイル粒子に対応する電子状態が形成されていることを見出した。さらに、表面敏感性を高めたARPES実験により、それぞれの粒子をつなぐ表面フェルミアーク電子状態を明確に観測した。これらの結果から、CoSiはチャーン数2をもつ新型のトポロジカル半金属であると結論した。AlB2やCoSiなどのトポロジカル半金属候補物質について、高分解能ARPESにより、3次元的な電子構造の決定に成功し、これらが新しいタイプのトポロジカル半金属であることを見出した。さらに、CoSiにおいてはバルクの電子状態とは明確に異なる表面電子状態の観測に成功し、これがspin-1のフェルミ粒子と2重ワイル粒子をつなぐ分散を示すことから、トポロジカル相を示すチャーン数を実験的に決定することができた。これらの成果は、3次元結晶のバルク電子構造と、2次元的な表面電子状態を、それぞれ分離して観測することのできるARPES手法の特徴が大いに活かされたものであ。さらに、トポロジカル半金属の関連物質として、Ta3SiTe6およびTlMo6Se6の電子構造の決定に成功した。ノンシンモルフィック結晶であるTa3SiTe6はにおいては、対称性により八重縮退をもつバンド分散を決定し、理論計算との比較からスピン軌道相互作用によってその縮退がとけ、フェルミ準位から40meVという範囲にアワーグラス型のバンド分散を示唆する構造を見出した。1次元超伝導結晶であるTlMo6Se6においては、線形のディラック型バンドが1次元的に連なることによ形成されたフェルミ面を観測した。また、極低温測定(1K)において超伝導ギャップを明確に観測し、さらにスペクトル解析から電子相関効果を示唆するべき乗型の状態密度を見出した。以上の結果から、TlMo6Se6は有為の電子相関が存在するトポロジカル超伝導を発現している可能性を示唆した。以上のように、高分解能ARPESにより、新たなトポロジカル半金属物質を実験的に確立し、さらに関連物質においてもトポロジカル物質における新たな物性を示唆する結果が得られていることから、研究は当初の計画通りに順調に進行していると判断した。これまでの実験で、難劈開性の3次元結晶物質についてトポロジーを議論できるほどの明確なARPESデータを測定するためには、わずかに現出する劈開表面のみに励起光を集光することが大変有効であることが分かった。そのため、今後も国内放射光のエンドステーションの整備を進め、マイクロスポット化を推進するとともに、先端的な光源を得られる海外の放射光施設での実験も推進していく。実験室系においては、真空紫外レーザー光源の整備を進め、マイクロスポットARPESを実現する。さらに、非占有状態にトポロジーを特徴付ける電子構造がある物質へも研究対象を拡大するために、pump-probeレーザー光源の整備、光電子分光装置への接続、光学系の設計と制作、全体調整と行う。試料上でpump光とprobe光を同じ位置に精度よく集光させるために、反射経路の検出板とモニタシステムを構築する。レーザー出力と試料上のスポットを高安定化させるために、共鳴成分の監視システム、光学調整機構の可視化・自動化、湿度対策、清浄化対策、振動対策などを行い、装置全体の性能を向上させる。また、トポロジカル超伝導の探索を目的にして、ディラック半金属の表面に、超高真空中でアルカリ金属を吸着し、電子構造の変化を明らかにする。とりわけ、ワイル半金属においてはフェルミアーク形状がどのように変化するかを精度よく決定し、バルクワイル点の運動量空間における位置との対応を明らかにする。さらに、試料を低温( 4 K)まで冷却して超高分解能ARPES実験を行い、超伝導に起因したエネルギーギャップの有無を明らかにする。エネルギーギャップが観測された場合は、その波数・フェルミ面依存性を精よく決定し、超伝導ギャップの対称性を絞りこむ。

高運動量分解能と高空間分解能を達成するため、真空紫外レーザーの導入と調整を行い、6 eVで0.5 Wの高出力CWレーザー光を得た。スピンベクトルを3次元的に高精度で決定するために、電子移送レンズの改良、制御電源の高安定化、VLEEDスピン検出器の再調整などにより、スピン分解時で5 meV以下のネルギー分解能を達成した。また、磁性転移によるトポロジカル相の変化を測定するため、試料クライオスタットの極低温化を行なった。以上の装置開発と並行して、トポロジカル半金属や関連物質ついて、高分解能ARPES実験を行った。金属間化合物で最高のTcをもつMgB2と同型結晶構造をもつAlB2について、3次元的バンド構造の精密な決定を行なった。その結果、パイ電子がディラック型のバンド分散が面間方向に連なる「線ノード構造」を持つことを見出した。これはホウ素(B)で形成された蜂の巣格子構造がAA積層することで説明できる電子状態であり非自明なベリー曲率を持つことから、Mgドーピングなので超伝導化することで非自明な超伝導相を実現できる可能性を示唆した。カイラル結晶CoSiにおいてバルク電子構造を3次元的に決定した。その結果、立方晶BZのG点とR点にそれぞれ、spin-1型のフェルミ粒子と、2重ワイル粒子に対応する電子状態が形成されていることを見出した。さらに、表面敏感性を高めたARPES実験により、それぞれの粒子をつなぐ表面フェルミアーク電子状態を明確に観測した。これらの結果から、CoSiはチャーン数2をもつ新型のトポロジカル半金属であると結論した。AlB2やCoSiなどのトポロジカル半金属候補物質について、高分解能ARPESにより、3次元的な電子構造の決定に成功し、これらが新しいタイプのトポロジカル半金属であることを見出した。さらに、CoSiにおいてはバルクの電子状態とは明確に異なる表面電子状態の観測に成功し、これがspin-1のフェルミ粒子と2重ワイル粒子をつなぐ分散を示すことから、トポロジカル相を示すチャーン数を実験的に決定することができた。これらの成果は、3次元結晶のバルク電子構造と、2次元的な表面電子状態を、それぞれ分離して観測することのできるARPES手法の特徴が大いに活かされたものであ。さらに、トポロジカル半金属の関連物質として、Ta3SiTe6およびTlMo6Se6の電子構造の決定に成功した。ノンシンモルフィック結晶であるTa3SiTe6はにおいては、対称性により八重縮退をもつバンド分散を決定し、理論計算との比較からスピン軌道相互作用によってその縮退がとけ、フェルミ準位から40meVという範囲にアワーグラス型のバンド分散を示唆する構造を見出した。1次元超伝導結晶であるTlMo6Se6においては、線形のディラック型バンドが1次元的に連なることによ形成されたフェルミ面を観測した。また、極低温測定(1K)において超伝導ギャップを明確に観測し、さらにスペクトル解析から電子相関効果を示唆するべき乗型の状態密度を見出した。以上の結果から、TlMo6Se6は有為の電子相関が存在するトポロジカル超伝導を発現している可能性を示唆した。以上のように、高分解能ARPESにより、新たなトポロジカル半金属物質を実験的に確立し、さらに関連物質においてもトポロジカル物質における新たな物性を示唆する結果が得られていることから、研究は当初の計画通りに順調に進行していると判断した。
Hypoxia inducible factor-1αによる免疫制御機構の解明

昨年度までに、HIF-1αの主要な標的遺伝子が解糖系に関与していることから、骨髄中のB細胞分化における解糖系の役割を検討し、後期pro-B細胞からpre-B細胞への分化課程で解糖系がきわめて重要な役割を果たしていることを示唆する結果を得た。今年度は、この結果を遺伝子レベルで網羅的に検証するために、DNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、意外にも多くの解糖系関連酵素は野生型と同様にHIF-1α欠損未熟B細胞で発現されていた。しかしながら、解糖系で最も重要であると考えられる酵素の一つである6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-biphosphatase 3 (pfkfb3)がHIF-1α欠損未熟B細胞では殆ど発現されていなかった。一方、HIF-1α欠損未熟B細胞では、TCA回路に関連するいくつかの酵素で野生型に比べて高い発現が観察された。この結果はHIF-1α欠損未熟B細胞では、解糖系の機能不全をTCA回路が代償していることを示唆している。現在、未熟B細胞分化過程におけるpfkfb3蛋白の発現を検討中である。また、pimonidazoleを用いて骨髄でのB細胞分化課程で実際に低酸素状況に曝されている分化段階が存在するかを検討したところ、後期pro-B細胞・pre-B細胞が低酸素状況下にあることを示唆する結果が得られた。しかしながら、insulin-like growth factor 1 (IGF1)がB細胞分化に関与し、またHIF-1αがIGF1で誘導されるとの報告もなされており、B細胞分化におけるHIF-1αの機能発現が低酸素によるのかIGF1によるのか現在検討中である。HIF-1αにより転写される主な遺伝子である解糖系関連酵素群や糖輸送蛋白質に着目し、骨髄中のB細胞分化における糖輸送蛋白質の発現並びに、解糖系への依存性を検討した。野生型マウスより調製した骨髄未熟B細胞を用いてin vitroでのB細胞の分化の系に解糖系の阻害剤である2-deoxy-D-glucose (2-DOG)を添加し、B細胞分化における2-DOGの感受性を検討した。その結果、preB細胞は他に比べて細胞の割合が極端に減少していた。また、蛍光標識グルコース(2-NBDG)をin vivo投与し、骨髄細胞の2-NBDG取り込みを検討したところ、proB細胞の細胞集団に2-NBDGを取り込む細胞が存在した。一方、糖輸送蛋白質GLUT-3の発現を調べた結果、後期proB細胞には弱いながらも発現が認められたが、preB細胞には発現は認められなかった。驚くことに、GLUT-3は更に分化の進んだ未熟B細胞に高い発現が示され、GLUT-3はB細胞の分化に伴いその発現が制御されていることが明らかとなった。更に、野生型骨髄細胞で観察されたグルコース添加によるB細胞分化の促進はHIF-1α欠損骨髄では見られなかった。これらの結果から、後期proB細胞からpreB細胞への分化過程にHIF-1αにより制御されるグルコースの取り込みとそれを用いたエネルギー変換が重要であることが示唆された。現在、他の糖輸送蛋白(GLUT-1)の正常骨髄未熟B細胞での発現、並びにそれら(GLUT-1,3)のHIF-1α欠損骨髄B細胞における発現を解析中である。更に、蛋白質レベルで観察された結果を遺伝子レベルで網羅的に解析し、検証するために実施するDNAマイクロアレイ解析に充分な数のHIF-1α欠損キメラマウスを作成中である。
訪問看護が直面する意思決定のジレンマ

本研究では、在宅ケアに特徴的な医療の意思決定の問題に着目し、これまで「病気」の「治療」を主な目的とする施設内看護を念頭において論じられてきた看護倫理の議論を、必ずしも「治療」や一分一秒の「延命」を第一優先としない在宅ケアの場面に照らし合わせ、その有効性を検討することにより、在宅ケア固有の倫理的課題の構造を、具体的事例の収集をふまえながら明らかにした。これによって、訪問看護師が在宅ケアで直面するモラル・ジレンマに対応した、訪問看護の実務的指針の可能性を探ることができた。本研究では、在宅ケアに特徴的な医療の意思決定に着目し、これまで「病気」の「治療」を主な目的とする施設内看護を念頭において論じられてきた看護倫理の議論を、必ずしも「治療」や一分一秒の「延命」を第一優先としない在宅ケアの場面に照らし合わせ、その有効性を検討することにより、在宅ケアの固有の倫理的課題の構造を、具体的事例の収集をふまえながら明らかにすることを目標としている。初年度は、事例収集を中心とし、国内外の文献や判例データベースやLexis.comなどを利用し、該当する事例の検索・収集を行なった。典型的なケースについては、法政大学での講演「現代のコモンセンス」において、認知症等でインコンピテントとなった人の治療方針(胃ろう等)の決定についてのモラル・ジレンマを紹介した。また、図書『生殖医療はヒトを幸せにするのか』(光文社新書)を上梓し、そのなかで、人工授精や死後生殖など、技術によって生まれてくる子ども自身の意思が、技術を用いる時点では確認できないという問題と、終末期の延命医療に対する患者本人の意思確認が困難である状況との間に、通底する倫理問題があることを論じた。本研究では、看護倫理で用いられてきた「倫理原則」(自律、善行、無危害、誠実、守秘)によえる事例へのアプローチを、「限られた生命予後」のもと「豊かに生き果たす」ことを第一優先とした在宅ケアの意思決定の場面で捉え直し、訪問看護の実践的指針となりうる視点を確立することが、本研究の最終的な到達目標となる。二年目の本年は、「在宅ケアのモラル・ジレンマ」の理論的、基盤的研究を行なうために、在宅ケアの意思決定において、訪問看護師が直面するジレンマに関する国内外の事例収集とそれをふまえたデータベースを作成し、ホームページ上で公開した。また、訪問看護ステーションへのヒアリングを通じて、上記のデータベースの拡充を図りつづけた。事例については、認知症高齢者の医療をめぐる意思決定の問題や障害児・者のケアに関する問題など、カテゴリー別に分け、在宅医療に特徴的な問題の構造とは何かを検討し、研究成果の一部をホームページ上に公開した。本研究では、こうした在宅ケアの特徴を踏まえたうえで、病棟に勤務する看護師を念頭において練り上げられてきた看護倫理の知見を、訪問看護の場面に応用しながら、在宅医療特有の問題群の全体像を把握し、訪問看護師の医療選択における実務的指針となるような具体的提言を目指すことを狙っている。最終年度である本年は、国内外の文献および訪問看護ステーションの協力を得ながら、訪問看護師が療養者の医療の選択に悩まされる事例を、在宅でのターミナルケア、障がい者のケア、難病患者のケア、認知症高齢者の医療選択などのカテゴリーごとに分類・収集し、その典型的な問題点を抽出することを試みてきた。そして、これらをもとに事例データベースを作成し、研究のために立ち上げたホームページ(以下、HP)上で公表するとともに、HP上にフォーラム欄を設け、閲覧者との交流や討論を行なうことができた。研究計画で予定した通り、国内外の文献や訪問看護ステーション等の協力を得て、事例データベースの拡充を図り、すでに公開しているホームページ上で公開した。ホームページは、閲覧者からの書き込みやフォーラムへの参加を呼び掛けられるように設定しており、日本国内だけではなく、海外からの閲覧者や、新たな医療施設とも交流することができた。これまで病棟に勤務する看護師を念頭に置いて練り上げられてきた看護倫理の知見を、訪問看護の場面に適用しながら、在宅医療特有の問題群の全体像を把握し、訪問看護における医療選択における実務的指針となり得るような具体的提言を、研究会やHP上で行うことができた。具体的には下記の3点である。1.国内外の文献や訪問看護師へのインタビューから、訪問看護師が直面するモラルジレンマを、ターミナルケア、障がい者ケア、難病患者のケア、認知症高齢者のケアなどのカテゴリーごとに分類し、これらをもとに事例データベースを作成・更新し、HP上に公表することができた。2.「認知症ケアの倫理と法」研究会に出席し、認知症ケアに関する事例について、情報収集を行うことができた。3.介護事業者へのインタビュー調査を実施し、看護師だけではなく、介護スタッフからのモラルジレンマを収集し、在宅ケア固有の問題をより深く理解し、HP上のブログ上に公表した。研究計画で予定した通り、訪問看護ステーションへのヒアリングを通じて、事例データベースの拡充を図りながら、ホームページを公開した。

ホームページは、閲覧者からの書き込みやフォーラムへの参加を呼び掛けられるように設定した。日本国内だけでなく、海外の「訪問看護のモラル・ジレンマ」を含めた、事例データベースの拡充を図り、ホームページ上に公開する。それをふまえて、日本固有の在宅ケアの倫理問題について考察し、ブログ等を通じて、発表する。哲学・倫理学前年度に引き続き、国内外の文献等による事例収集と、訪問看護ステーションなどへのヒアリング等を通じて、データベースの拡充を図る。また、それらをふまえて、在宅ケアにおける意思決定などの訪問看護のモラルジレンマを「自律尊重」や「善行」「無危害」などの「倫理原則」によるアプローチからとらえ直し、その倫理的課題の特徴を浮き彫りにした論考をホームページ上、もしくは研究書として刊行する予定である。研究計画で予定した通り、国内外の文献等から、訪問看護師が療養者の医療の決定に際して、倫理的ジレンマを感じた事例を収集することによって、それらを在宅でのターミナルケア、障がい者のケア、難病患者のケア、認知量高齢者の医療選択などのカテゴリーごとに分類、収集することができた。これらの事例を本研究のために立ち上げるHPでデータベースとして公表する準備ができた。科研費の交付を受けて作成・公開したホームページへの海外からの閲覧数が多いことが分かり、日本だけでなく、海外の訪問看護のモラルジレンマの事例をも収集し、カテゴリー分けしてホームページ上に公開する必要があると考えたため。購入を予定していた図書の刊行が遅れ、次年度にずれたため。データーベースの素地となる事例入力を進め、海外のケースをも視野に入れたデータベースの拡充を図り、ホームページ上に公開する。前年度に引き続き、国内外の文献等による事例収集と、訪問看護ステーションなどへのヒアリング等を通じて、前年度から準備していた事例データベースを公表しながら、その拡充を図る。また、それらをふまえて、在宅ケアにおける意思決定の問題や訪問看護師が直面する倫理的ジレンマを、在宅医療ん医特徴的な問題の構造は何かという視点から列挙し、その命題集を作成する予定である。購入を予定していた図書が刊行され次第、購入する。
固形癌内部環境下におけるc-Metを介する癌浸潤転移機構の解明

本研究は、固形癌における内部環境の一つである低素状態に着目し、同一患者の原発巣から樹立した高浸潤・転移細胞株(UM1)・低浸潤・転移細胞株(UM2)を用いて、固形癌内部環境下における低酸素状態での浸潤・転移の機序にかかわる細胞動態を解明することを目的に行った。高浸潤・転移細胞株(UM1)では低浸潤・転移細胞株(UM2)に比較し明らかにE-Cadherinの発現が低下しており、それにはE-cadherinプロモーター領域のメチル化が関与していることが確認されている。低酸素状態下での運動能の検索をWound assayおよびInvasion Chamberを用いたChemotaxisを検討したところ、UM2では運動能は充進するもののUM1においてはほとんど変化が認められなかった。浸潤・転移過程の各段階において重要とされている因子、細胞外マトリックス分解酵素(MMP、uPA)運動促進因子(HGF/c-Met、Rho)に注目し、これらの因子の低酸素状態下での動態をRT-PCR及びWestern blotting法を用いて比較検討したところ、高浸潤・転移細胞株(UM1)でHGF/c-Met発現が深く関与することが明らかとなった。また、当講座で加療を行った口腔扁平上皮癌症例の臨床検体を用いて各種因子(E-cadherin,HGF/c-Met,HIF-1αなど)の免疫組織化学染色を行い口腔扁平上皮癌の悪性度及びその予後を検討したところ、E-cadherinの発現状態のみに悪性度・予後との有意な相関を示した。つまり、本研究において固形癌(口腔扁平上皮癌)内部環境とされる低酸素状態での癌細胞の運動能にはHGF/c-Met発現が重要であり、臨床的予後因子の一つとしてはE-cadherinであることが明らかとなった。本研究は、固形癌における内部環境の一つである低酸素状態に着目し、同一患者の原発巣から樹立した高浸潤・転移細胞株(UM1)・低浸潤・転移細胞株(UM2)を用いて、固形癌内部環境下における低酸素状態での浸潤・転移の機序にかかわる細胞動態を解明する。H18年度においてはその浸潤・転移誘導因子の検索を行った。(1)低酸素状態下で、UM2では運動能の亢進が明らかに認められるのに比しUM1においてはほとんど変化がなく、その運動能の亢進にはHGF/c-Metが関与することが明らかとなった。(2)HGF/c-MetとE-カドヘリンの相互作用を検討したところ、低酸素状態においてc-Met発現が低下していたUM1では、E-カドレリンは亢進し、c-Met発現が亢進していたUM2ではE-カドレリンが抑制されていた。(3)低酸素状態におけるE-カドレリン発現の調節には転写因子であるSnailが関与していることが示唆された。(4)浸潤に関与する細胞外基質の分解能を検索したところ、低酸素状態で浸潤能の低いUM2において、MMP2の発現が上昇していた。以上のことから、固形癌における浸潤・転移阻止にHGF/c-Met、E-カドヘリンとSnailを標的とした治療法の可能性が示唆された。しかしながら、本来浸潤・転移能が低いUM2が低酸素状態により高い浸潤・転移能を獲得することは、固形癌の周囲環境からのエスケープ機能が多様に存在することを意味し、更なる検索が必要であると考えられた。
GTP結合蛋白質によるイオンチャネルの制御機構

動物細胞の細胞膜表面上にはホルモン、神経伝達物質などの細胞外刺激物質(アゴニスト)と結合する種々の受容体が存在し、アゴニストのもたらす情報を認識受容して細胞内にそれらの情報を伝達している。受容体にアゴニストが結合すると、その情報の多くはαβγの3つのサブユニットからなり、そのαサブユニットにGTP(またはGDP)が結合する制御タンパク質(Gタンパク質)を介して、細胞膜の内側に向いて存在する膜結合性酵素やイオンチャネルなどの効果器系へと伝達されている。この情報転換因子として機能するGタンパク質のαサブユニットは、コレラ毒素や百日咳毒素によりNAD^+を基質としてADPリボシル化されるとその機能が様々に修飾されるので、情報伝達機構を研究する上で有用なツールとして利用されている。本研究では、各種の精製Gタンパク質の再構成、及び百日咳毒素が触媒するGタンパク質のADPリボシル化によるG_iの機能阻害を利用して、Gタンパク質によるイオンチャネルとアデニル酸シクラーゼの制御機構を検討し以下の知見を得た。1)Gタンパク質によるカリウムイオンチャネルの開口制御モルモット摘出心房筋細胞において、ムスカリン性アセチルコリン受容体やアデノシン受容体へのアゴニストの結合によって開口するK^+チャネルは、細胞を予め百日咳毒素で処理しておくと消失することから、百日咳毒素感受性のGタンパク質(G_i)を介して発現するものと考えられた。Inside-outのパッチ法を用いてβγサブユニットを添加するとK^+チャネルの開口が観察されるが、この開口はGDPの結合したGタンパク質(G_t;トランスジューシン)のαサブユニットによって阻害された。さらにβγサブユニットによる開口特性は、GTP添加によってもたらされる特性と完全に一致した。これらの結果から、生理的なアゴニストによるK^+チャネルの開口は、受容体刺激によってGタンパク質(G_i)から解離したβγサブユニットの作用に起因することが明かにされた。2)プロテインキナーゼCによるアデニル酸シクラーゼのリン酸化とGタンパク質による制御ATPからcyclic AMPを産生する動物細胞のアデニル酸シクラーゼには種々のサブタイプが存在し、それらのほとんど全ては促進性Gタンパク質(G_S)のαサブユニットやフォルスコリンによって活性化される。しかし、他の抑制性Gタンパク質(G_<i13>)のαサブユニットやβγサブユニットによっては、サブタイプ毎に異なる制御を受けることが知られている。また、cyclic AMPを介する情報伝達の経路はプロテインキナーゼCの作用で修飾される場合が多い。そこで先ずプロテインキナーゼCによるアデニル酸シクラーゼのリン酸化の効果を検討し、以下の知見を得た。タイプVのアデニル酸シクラーゼはプロテインキナーゼCζによって20倍以上に活性化されたが、この活性化の程度はフォルスコリンによるもの(5倍)以上であった。プロテインキナーゼCζによってリン酸化されたタイプVのアデニル酸シクラーゼはフォルスコリンによってさらに活性化され、基礎活性の100倍以上の値を示した。リン酸化によるアデニル酸シクラーゼの活性化の度合いは、プロテインキナーゼCのサブタイプによっても異なり、プロテインキナーゼCαとζとによって相加的に活性化された。一方、好中球細胞のアデニル酸シクラーゼは、G_i-関連型の受容体刺激共存下に、G_S-関連型の受容体刺激による活性化が増強されるというユニークな特性を示した。この効果はG_iから解離したβγサブユニットがアデニル酸シクラーゼに直接作用した結果であると考えられた。また、好中球細胞のアデニル酸シクラーゼ活性はフォルスコリンによって逆に阻害されることが明らかにされた。