hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脂肪組織におけるTNF受容体切断酵素の同定とインスリン抵抗性改善への応用

TNFαは1型受容体(TNFR1)を介しインスリン抵抗性発症に関与する。神経系ではADAM-8がTNFR1を細胞外で切断、TNFαーTNFR1シグナルを阻害し細胞保護に作用する。脂肪及び肝細胞においてもADAM-8がTNFR1を切断しうるかは不明であり、3T3-L1細胞及びHepG2細胞にADAM-8を作用させ、TNFR1切断が促進されるか培養上清中のTNFR1を測定した。TNFα及びLPSはTNFR1切断を増加させたが、ADAM-8はTNFR1切断に影響しなかった。TNFR1切断後の細胞傷害抑制が報告されており、切断酵素同定はインスリン抵抗性の新規治療法確立に寄与する可能性がある。1C57BL6マウスへ肥満を誘導するため高脂肪/高スクロース食を投与、肥満食誘導性肥満を発症させた。内臓脂肪組織のADAM-8 mRNA発現が30週で約15倍増加、54週においても約25倍増加していた。さらに、ゴールドチオグルコース(GTG)誘導性過食マウスを作成、通常食の過食モデルでは30週で約60倍、54週で約50倍に増加していた。GTGモデルに肥満食を負荷すると、さらなる肥満の増強を誘導したが、ADAM-8発現には有意な影響を認めなかった。また、本モデルでは食餌制限による肥満改善はADAM-8 mRNA発現の上昇に有意な影響を認めなかった。3野生型ADAM-8 cDNAを大腸菌用発現プラスミドにサブクローニング後、大腸菌BL21 (Rosetta-gami B株)に導入、過剰発現をウエスタンブロットで確認した。HepG2細胞に過剰発現させたADAM-8蛋白と併せて、6xHisタグを用いて精製した。精製ADAM-8を3T3-L1脂肪細胞や肝細胞HepG2に添加、細胞膜上のTNF-R1切断が促進されるか、培養細胞レベルでの検討を開始した。TNFα添加によるTNF-R1切断については、ウエスタンブロット解析にて切断フラグメント(分子量27kDa)が出現することを確認済みである。昨年度は高脂肪/高スクロース食負荷C57BL6マウスおよびゴールドチオグルコース(GTG)誘導性過食マウスにおいて内臓脂肪組織におけるADAM-8 mRNA発現の上昇を確認したが、本年度はもう1つのTNF受容体切断酵素である1ADAM-17の発現が上昇しているのか、2糖尿病治療がADA-8およびADAM-17を減少させるのか、3脂肪組織におけるいかなる細胞においてADAM-8が上昇しているのかを検討した。1ADAM-17は、両肥満マウスモデルにおいて対照マウスと比較して312倍発現が上昇していた。2チアゾリジン誘導体の1つピオグリタゾン投与がADA-8およびADAM-17を有意に減少させた。3ADAM-8発現は、脂肪細胞画分よりもstromal-vascular画分において発現が10倍以上上昇していた。4変異型ADAM-8 cDNA(E330→Q変異)を発現プラスミドにサブクローニングした。以上の結果より、肥満は内臓脂肪組織におけるTNF受容体切断酵素ADAM-8およびADAM-17を増加させること、ピオグリタゾン投与がADA-8およびADAM-17を減少させること、ADAM-8発現は脂肪細胞上でなくマクロファージ等の炎症細胞において発現上昇する可能性が示唆された。H27年度には、ADAM-8分子がTNF1型受容体TNF-R1を切断するかを検討した。具体的には、1正常型ADAM-8および変異型ADAM-8(E330→Q変異)発現アデノウイルスを作成し、23T3-L1脂肪細胞およびHepG2肝細胞に正常型ADAM-8および変異型ADAM-8(E330→Q変異)を強制発現させ、4培養上清中の可溶性TNF-R1濃度をELISAにて測定した。また、5正常型ADAM-8あるいは変異型ADAM-8(E330→Q変異)強制発現細胞に、TNF-αやLPSを添加し、アポトーシスへの影響を検討した。変異型ADAM-8 cDNA(E330→Q変異)の作成に思いのほか時間がかかり、ADAM-8によるTNF受容体切断活性が証明できなかった。また、脂肪細胞におけるADAM-8発現上昇がわずかであるという予想外の結果が得られたため。内科学、代謝学、内分泌学、糖尿病学ADAM-8発現が脂肪細胞画分よりもstromal-vascular画分において発現上昇することが判明したが、脂肪細胞上でわずかに発現上昇するADAM-8がTNF受容体を切断しているのか、マクロファージ等の別の細胞に発現するADAM-8が脂肪細胞上のTNF受容体を切断しているのかを鑑別する必要が生じている。

4に記載した変異型ADAM-8 cDNA発現プラスミドを用いた実験は、ADAM-8を単純に脂肪細胞に強制発現させるだけの実験から、マクロファージ系細胞にもADAM-8を強制発現させ、脂肪細胞と共培養する実験系を行う必要がある。培養細胞を用いた実験系を修正してADAM-8およびADAM-17によるTNF受容体切断活性を検討する。本研究では、未同定のTNFα1型受容体(TNF-R1)切断酵素を同定することを目標としており、その候補としてTACE (TNFαconverting enzyme)およびADAM-8を想定している。TNF-R1切断実験については、HepG2細胞や3T3-L1脂肪細胞にTNFαを添加することで効率よくTNF-R1切断を惹起できることを見いだしている。野生型ADAM-8の蛋白精製は完了し、切断実験を開始している。野生型ADAM-8ではTNF-R1切断が起こり、変異型ADAM-8では起こらないことを証明する必要がある。変異型ADAM-8 (E330→Q変異;プロテアーゼ活性欠損)をコードする変異ADAM-8の発現実験や精製したADAM-8タンパクを得るために、変異型ADAM-8 cDNA作製は不可欠である。変異型cDNAの作製に難航している点が、実験計画の遅れの主因である。本年度実施予定であった大腸菌BL21 (Rosetta-gami B株)を用いた可溶性ADAM-8蛋白精製実験が、変異型ADAM-8 cDNAコンストラクト作成が遅延したため実施できなかった。1ADAM-8が3T3-L1脂肪細胞、HepG2肝細胞、L6骨格筋細胞において発現しているのか解析する。脂肪組織のADAM-8、TNF-R1、TNF-R2の発現調節機構解析およびTNF-R1切断酵素同定のため、肥満糖尿病モデルマウスに各種分子阻害剤やTNF-R1切断阻害剤を投与、あるいは糖尿病治療を施しADAM-8への影響を解析する。GTGによる過食モデルに肥満食負荷すると30週を超える時点で脂肪組織の減少が起こることを見いだしており、脂肪細胞アポトーシスのin vivoモデルと考えている。本モデルに精製ADAM-8を投与することで、ADAM-8のin vivo効果を明らかとする。2変異型ADAM-8 cDNAの獲得に時間を充分にあて、速やかに野生型および変異型ADAM-8を発現するウイルスベクターやトランスジェニックマウス用コンストラクトを構築する。3精製ADAM-8(野生型および変異型)添加により、細胞膜上TNF-R1切断が影響され、TNFα刺激による細胞障害やアポトーシスが減少もしくは増加するか、培養細胞およびin vivoで検討する。平成27年度には上記した可溶性ADAM-8蛋白を精製し、精製した可溶性ADAM-8分子(正常型および変異型)による脂肪細胞上のTNF受容体切断実験を行う予定である。今回生じた「次年度使用額」は、その際の必要物品購入に充てる予定としている。次年度については、計画書に基づき適正に補助金を使用する。今回のような問題が生じないように、実験室で共用で使用する物品については、あらかじめ過不足を調査して、緊急回避的な購入が生じないよう務める。
異常渦電流損とマイナーヒステリシス特性を考慮した積層鉄芯の鉄損解析法の開発

平成30年度は,まず,平成29年度に開発したピンニング効果による磁壁のボウイングを考慮した非線形渦電流解析法を担当者らが開発済みの「鋼板中の渦電流を考慮した積層鉄芯の磁界解析法」に実装し,異常渦電流と鉄芯の積層構造を考慮した磁界解析をインバータ電源用無方向性電磁鋼板を用いたリアクトルに適用した.得れた磁束分布を用いてリアクトルの鉄損を評価した結果,ピンニング効果により鋼板中のヒステリシス損と渦電流損が大きくなり,全体の鉄損値は約8%を増加した.また,磁束密度が飽和する高磁束密度の時,無方向性電磁鋼板の異常渦電流損の発生要因を鋼中析出物及び表面の粗さ(凹凸)で説明できなかったため,その要因を面内渦電流に想定し,三次元非線形渦電流解析を用いて鉄損の周波数特性のカタログ値を測定するためのエプスタイン試験器のラップ接合部に発生する面内渦電流がエプスタイン試験器の鉄損測定精度に及ぼす影響を検討した.その結果,面内渦電流による渦電流損が全体の鉄損と比べると極めて小さいため,異常渦電流損の要因ではないのがわかった.なお,磁束密度が飽和する高磁束密度の時の無方向性電磁鋼板の回転ヒステリシス損と渦電流損の簡易モデリング方法を提案した.また,方向性電磁鋼板を用いたインバータ電源用リアクトルの鉄損解析を行ったとともに鉄損を低減するため,鉄芯全体で磁束が圧延方向に向くような鉄芯角部と接合部の鉄芯構造を提案した.平成30年度は,異常渦電流と鉄芯の積層構造を考慮した磁界解析を確立したとともに実機への適用を行った.また,磁束密度が飽和する高磁束密度の時,異常渦電流損の発生要因と考えられる面内渦電流についての検討を行った.さらに,方向性電磁鋼板を用いた実機の鉄損解析も行った.令和元年は,磁束密度が飽和する高磁束密度の時,異常渦電流損の発生要因と考えられる面内渦電流についてのさらなる検討を行うとともに方向性電磁鋼板を用いたインバータ電源用リアクトルに発生する面内渦電流を考察する.また,高周波領域で使用可能の単板磁気試験器の試作、高周波領域での鉄損測定、極低周波数領域でのマイナヒステリシス曲線の測定とヒステリシス曲線のモデリング手法を開発する.平成29年度は,磁区幅が小さい無方向性電磁鋼板の異常渦電流損を説明するため,無方向性電磁鋼板の異常渦電流損の発生要因が,電磁鋼板の鋼中析出物及び表面の粗さ(凹凸)のピンニング効果による磁壁のボウイング(歪む)によるものと仮定して,ピンニング効果による磁壁のボウイングを考慮した非線形渦電流解析法を提案した.提案した解析手法を各種無方向性電磁鋼板に適用し,鉄損の周波数特性のカタログ値を再現することを試みた.その結果,電磁鋼板の鋼中析出物により磁壁が歪むとき,鋼板中心に鎖交する磁束が小さくなるため,鋼中全体の渦電流が小さくなり,渦電流損の減少により計算した鉄損値が小さくなり,鉄損の周波数特性のカタログ値を再現出来なかった.それに対して,表面の粗さ(凹凸)により磁壁が歪むとき,鋼板中心に鎖交する磁束が大きくなるため,鋼中全体の渦電流が大きくなり,渦電流損の増加により計算した鉄損値が大きくなり,磁束密度が飽和する高磁束密度以外に,鉄損の周波数特性のカタログ値を全部再現できた.無方向性電磁鋼板の異常渦電流損の発生要因は表面の粗さ(凹凸)による磁壁の歪むである可能性が示された.また,最大磁束密度と周波数に対して必要なボウイングの湾曲度を表すパラメータの変更無しに鉄損の周波数特性のカタログ値を再現でき,インバーター電源に接続される電気機器にも適用できる可能性を示した.それらは,平成29年度(第70回)電気・情報関係学会九州支部連合大会及び日本鉄鋼協会第175回春季講演大会に発表した.平成29年度は,磁区幅が小さい無方向性電磁鋼板の異常渦電流損を説明するため,電磁鋼板の鋼中析出物及び表面の粗さ(凹凸)のピンニング効果による磁壁のボウイング(歪む)を考慮した非線形渦電流解析法を提案したとともに,磁束密度が飽和する高磁束密度以外に各種無方向性電磁鋼板の鉄損の周波数特性のカタログ値を再現できたが,磁束密度が飽和する高磁束密度の時の異常渦電流損モデリング手法をさらに検討する必要がある.また,予定した高周波領域で使用可能の単板磁気試験器の試作、高周波領域での鉄損測定と極低周波数領域でのマイナヒステリシス曲線の測定がまだできていない.平成30年度は,まず,平成29年度に開発したピンニング効果による磁壁のボウイングを考慮した非線形渦電流解析法を担当者らが開発済みの「鋼板中の渦電流を考慮した積層鉄芯の磁界解析法」に実装し,異常渦電流と鉄芯の積層構造を考慮した磁界解析をインバータ電源用無方向性電磁鋼板を用いたリアクトルに適用した.得れた磁束分布を用いてリアクトルの鉄損を評価した結果,ピンニング効果により鋼板中のヒステリシス損と渦電流損が大きくなり,全体の鉄損値は約8%を増加した.また,磁束密度が飽和する高磁束密度の時,無方向性電磁鋼板の異常渦電流損の発生要因を鋼中析出物及び表面の粗さ(凹凸)で説明できなかったため,その要因を面内渦電流に想定し,三次元非線形渦電流解析を用いて鉄損の周波数特性のカタログ値を測定するためのエプスタイン試験器のラップ接合部に発生する面内渦電流がエプスタイン試験器の鉄損測定精度に及ぼす影響を検討した.

その結果,面内渦電流による渦電流損が全体の鉄損と比べると極めて小さいため,異常渦電流損の要因ではないのがわかった.なお,磁束密度が飽和する高磁束密度の時の無方向性電磁鋼板の回転ヒステリシス損と渦電流損の簡易モデリング方法を提案した.また,方向性電磁鋼板を用いたインバータ電源用リアクトルの鉄損解析を行ったとともに鉄損を低減するため,鉄芯全体で磁束が圧延方向に向くような鉄芯角部と接合部の鉄芯構造を提案した.平成30年度は,異常渦電流と鉄芯の積層構造を考慮した磁界解析を確立したとともに実機への適用を行った.また,磁束密度が飽和する高磁束密度の時,異常渦電流損の発生要因と考えられる面内渦電流についての検討を行った.さらに,方向性電磁鋼板を用いた実機の鉄損解析も行った.平成30年度は,磁束密度が飽和する高磁束密度の時,異常渦電流損の発生要因を鋼中析出物及び表面の粗さ(凹凸)以外のアンピンニング、面内渦電流などに想定し,異常渦電流損モデリング手法を提案するとともに無方向性電磁鋼板の鉄損の周波数特性のカタログ値を再現する.また,高周波領域で使用可能の単板磁気試験器の試作、高周波領域での鉄損測定、極低周波数領域でのマイナヒステリシス曲線の測定とマイナヒステリシス曲線のモデリング手法を開発する.平成31年度は,提案と開発した異常渦電流損モデリング手法とマイナヒステリシス曲線のモデリング手法を実際の電気機器に適用し,鉄損評価を行い,提案手法の妥当性を示す.また,提案と開発した異常渦電流損モデリング手法とマイナヒステリシス曲線のモデリング手法を方向性電磁鋼板に適用し,鉄損の周波数特性のカタログ値を再現する.令和元年は,磁束密度が飽和する高磁束密度の時,異常渦電流損の発生要因と考えられる面内渦電流についてのさらなる検討を行うとともに方向性電磁鋼板を用いたインバータ電源用リアクトルに発生する面内渦電流を考察する.また,高周波領域で使用可能の単板磁気試験器の試作、高周波領域での鉄損測定、極低周波数領域でのマイナヒステリシス曲線の測定とヒステリシス曲線のモデリング手法を開発する.H29年度に高周波領域で使用可能の単板磁気試験器の試作、高周波領域での鉄損測定、極低周波数領域でのマイナヒステリシス曲線の測定を予定しましたが,測定装置の購入の延滞で試験器の試作できず,測定もできず,次年度使用額が生じた.今後は予定した実測装置の購入、測定のための人件費、解析用のパソコンの購入と外国旅費での使用を計画している.H30年度に高周波領域で使用可能の単板磁気試験器の試作、高周波領域での鉄損測定、極低周波数領域でのマイナヒステリシス曲線の測定を予定したが,測定装置の試作できず,測定もできず,次年度使用額が生じた.三次元解析を行うための専用の計算機を購入する,また,試験用消耗品費と調査研究や成果発表のための旅費として使用する予定である.
水陸両生植物の水環境への適応に寄与する環境応答統御システムの解析

1水没による気孔形成の抑制機構の解析R. aquaticaは、水没すると葉の形態を大きく変化させるとともに、気孔の形成が抑制される。4週間生育したR. aquaticaを水没させると、展開中である5mm程度の若い葉において水没後4日目には顕著な気孔形成の抑制が観察された。一方、転写レベルでの応答はさらに早い段階で起こっており、SPCHの発現抑制は水没から1時間以内で起こってた。このような気孔形成の抑制や気孔関連遺伝子の発現抑制はシロイヌナズナを水没させても観察されなかった。R. aquaticaとシロイヌナズナで、水没後1時間での発現応答をRNA-seq解析で調べたところ、R. aquaticaで特異的に転写量が4倍以上増加していた遺伝子は180あり、その中で転写因子は9つあった。興味深いことに、暗条件下で水没させても気孔形成の抑制は観察されず、SPCHの発現抑制も起こらなかった2光質が葉の形態に与える影響の解析R. aquaticaは、水没、温度、光強度に応答して葉の形態を変化させる。環境をどのようなメカニズムで感知しているのかについては不明であるが、最近、光質(R/FR)によっても葉の形態が変化することを発見した。これまでの研究により、フィトクロムによる光受容機構が環境感知に関与していることが示唆されているため関連を調べている。本研究で目的としている水没に応答した葉の形態変化の解明については、トランスクリプトーム解析をすすめており、順調に研究がすすんでいる。また、気孔形成の抑制機構の解明については、SPCH遺伝子の発現抑制が水没直後(1時間後)におこっていることを明らかにすることができた。現在、SPCHの発現抑制のメカニズムをシロイヌナズナとの比較トランスクリプトーム解析により明らかにしようとしており、研究は順調に進んでいる。また、研究の過程で水没による気孔形成の抑制には、光が必要であることを発見した。この減少は、R. aquaticaが水没をどのように感知ししているかを明らかにするために、重要な知見である。以上、本年度の研究成果を総括すれば、研究はおおむね順調に進んでいると評価できる。これまでの研究で、R. aquaticaのゲノム基盤を整えることができただけでなく、水没などの環境変化への応答に関わる遺伝子ネットワークが明らかにできつつある。今後は、同定された遺伝子の機能解析をすすめるとともに、近縁種との比較ゲノム解析などにより、水環境への適応に寄与する環境応答統御システムを明らかにし、また、進化過程を明らかにしたい。気孔抑制の制御機構については、SPCHの発現が水没後1時間以内に抑制されていることから、水没シグナルが早期に直接SPCHの転写を抑制している可能性が高い。今後はSPCHの発現抑制機構を明らかにするとともに、光条件と水没感知の関係を明らかにして行く。
酸素センシングと酸素リモデリングにおけるTRPA1の役割解明

酸素の不足も過剰も共に好気性生物の生存を脅かすので、酸素の需要と供給のバランスは個体、組織、細胞のあらゆるレベルで何重にも制御されている。このような制御を実行可能にするには、生体に酸素センサーが存在しなければならい。末梢神経(特に鼻腔から肺までの気道に分布する神経)に存在するTRPA1が酸素センサーとしての役割を果たしている可能性を検証し、また、長期間の低酸素・高酸素曝露による酸素リモデリングとその破綻・逸脱におけるTRPA1の役割を解明することが本研究の目的である。この目的を達成するために以下の実験を行った。1)自由行動下のマウスの呼吸を測定し、酸素濃度-呼吸出力関係を調べた。TRPA1欠損マウスは軽度低酸素による呼吸増強反応が減弱していた。重度低酸素と二酸化炭素吸入による呼吸増強は正常であった。TRPA1は仮説通り個体レベルの酸素センサーとして働いているが、低酸素が重度になると血中酸素濃度の減少にトリガーされた頸動脈小体の活性化による呼吸増強反応に隠れてその役割が見え難くなるものと推測された。2)TRPA1欠損マウスでは軽度低酸素環境への忌避行動が減弱していた。また、低酸素による睡眠からの覚醒時間も延長していた。重度低酸素環境への忌避行動・覚醒は正常であり、上述の呼吸増強反応と良く一致した結果であった。3)TRPA1欠損マウスでは外科的侵襲による局所低酸素をトリガーとした炎症反応の進展が遅延していることが明らかになった。すなわち、局所レベルでもTRPA1は酸素濃度検出に重要であった。4)マウスを低または高酸素環境で長期間飼育した。これらによる肺の血管、心臓、血液(赤血球数)などのリモデリングを観察したところ、TRPA1欠損マウスでは低酸素による肺高血圧と高酸素による炎症性肺障害が共に増悪していた。すなわち、酸素リモデリングにも必須の分子であることが明らかになった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1)無麻酔自由行動下のマウスの呼吸を測定し、酸素濃度-呼吸出力関係を調べた。TRPA1は仮説通り個体レベルの酸素センサーとして働いているが、低酸素が重度になると血中酸素濃度の減少にトリガーされた頸動脈小体の活性化による呼吸増強反応に隠れてその役割が見えにくくなるものと推測された。重度低酸素環境への忌避行動は正常であり、上述の呼吸増強反応と良く一致した結果であった。すなわち、個体レベルでも局所レベルでもTRPA1は酸素濃度検出に重要であることが明らかになった。実験動物生体を対象とした研究なので個々の実験には時間がかかるものの、着実に進展している酸素の不足も過剰も共に好気性生物の生存を脅かすので、酸素の需要と供給のバランスは個体、組織、細胞のあらゆるレベルで何重にも制御されている。

重度低酸素環境への忌避行動・覚醒は正常であり、上述の呼吸増強反応と良く一致した結果であった。3)TRPA1欠損マウスでは外科的侵襲による局所低酸素をトリガーとした炎症反応の進展が遅延していることが明らかになった。すなわち、局所レベルでもTRPA1は酸素濃度検出に重要であった。4)マウスを低または高酸素環境で長期間飼育した。これらによる肺の血管、心臓、血液(赤血球数)などのリモデリングを観察したところ、TRPA1欠損マウスでは低酸素による肺高血圧と高酸素による炎症性肺障害が共に増悪していた。すなわち、酸素リモデリングにも必須の分子であることが明らかになった。昨年新たに導入した時間特異的ノックアウト動物を用いて、今まで得られたコンベンショナルノックアウトマウスでの結果を再確認する予定。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。研究室独自ホームページ平成30年度が最終年度であるため、記入しない。研究室独自ホームページ
R&D投資およびスピルオーバー発生下の寡占モデルの理論的考察

1.輸出企業を有する政府が貿易政策として輸出補助金を用いるかどうかは,R&DスピルオーバーとR&D投資の相対的費用の両水準に依存する.その相対的費用が高いか,それともそれがそれほど高くなく,しかもスピルオーバー水準が相対的に大きいときには,最適貿易政策は輸出補助金となる.しかし2つの水準によってはそれがレッセ・フェールまたは輸出税である可能性を排除できない.輸出補助金は輸出のみならず,R&D投資を促進する効果を有する.2.クールノー数量競争下とベルトラン価格競争下のマーケット・パフォーマンスの比較では,たとえR&D投資とそのスピルオーバーが存在する戦略的モデルにおいても,非戦略的モデルと同じ結果が成り立つ.さらに,クールノー数量競争下において企業がR&D投資を戦略的により多く用いるかどうかはスピルオーバーの水準に依存するが,ベルトラン価格競争下ではR&D投資を戦略的に用いる誘因は小さい.3.R&D投資の成果をライバルに公開するかどうかは,企業が市場で数量競争を展開しているか,それとも価格競争を展開しているかに関係なく,需要関数における交叉価格効果の符号に依存する.さらに,寡占企業によるR&D投資に関するカルテルの形成は企業にその支出を増加させ,より多くの利潤を獲得させることにつながる.また数量競争企業は,生産物が代替財であるとき、R&D協力がないときよりもそれが存在するときにより多くの利潤を獲得できる.1.輸出企業を有する政府が貿易政策として輸出補助金を用いるかどうかは,R&DスピルオーバーとR&D投資の相対的費用の両水準に依存する.その相対的費用が高いか,それともそれがそれほど高くなく,しかもスピルオーバー水準が相対的に大きいときには,最適貿易政策は輸出補助金となる.しかし2つの水準によってはそれがレッセ・フェールまたは輸出税である可能性を排除できない.輸出補助金は輸出のみならず,R&D投資を促進する効果を有する.2.クールノー数量競争下とベルトラン価格競争下のマーケット・パフォーマンスの比較では,たとえR&D投資とそのスピルオーバーが存在する戦略的モデルにおいても,非戦略的モデルと同じ結果が成り立つ.さらに,クールノー数量競争下において企業がR&D投資を戦略的により多く用いるかどうかはスピルオーバーの水準に依存するが,ベルトラン価格競争下ではR&D投資を戦略的に用いる誘因は小さい.3.R&D投資の成果をライバルに公開するかどうかは,企業が市場で数量競争を展開しているか,それとも価格競争を展開しているかに関係なく,需要関数における交叉価格効果の符号に依存する.さらに,寡占企業によるR&D投資に関するカルテルの形成は企業にその支出を増加させ,より多くの利潤を獲得させることにつながる.また数量競争企業は,生産物が代替財であるとき、R&D協力がないときよりもそれが存在するときにより多くの利潤を獲得できる.伝統的な貿易政策の分析ではR&D成果に関する他企業へのスピルオーバー(流出)がまったくない,技術の完全占有性の仮定を採用している.しかし現実には幾つかのルートを通して自らのR&D投資の成果がライバル企業に流れてゆく.この現実を考慮にいれて政府の貿易政策の考察を行った.企業が研究開発(R&D)投資を行い,そのスピルオーバーが存在するときの政府の最適貿易(輸出)政策を分析するために,クールノータイプの数量決定複占モデルを構築した.具体的には,第1段階で自国政府が輸出政策を決定し,第2段階では自国企業と外国企業がR&D投資を選択し,最終段階で両企業が輸出量を決定する.第1段階で自国政府は自国の厚生を最大にするように貿易政策を決定する.第2段階のR&D投資の成果は相互にスピルオーバーし,互いの生産コストを引き下げることができる.そして両企業は非協力的にR&D投資を選択する.第3段階においても両企業は自己の利潤を最大化するように非協力的に輸出量を決定する.このモデルによって最適貿易政策が輸出政策であるか否かはスピルオーバーとR&Dの相対費用の水準に強く依存することが明らかにされた.特に,相対費用が高いか,またはそれが高くはないが,スピルーオーバーの比率が相対的に高いときには,最適貿易政策は輸出補助金であることが導かれた.しかし最適政策が自由放任策または輸出税であることを完全に排除することはできない.比較静学分析によって輸出補助金の輸出とR&Dへの結果の間には1対1の対応関係が存在することが示された.つまり輸出補助金の増加は自国の輸出とR&D投資の増加を導く.貿易政策は輸出補助金であることが導かれた.しかし最適政策が自由放任策または輸出税であることを完全に排除することはできない.比較静学分析によって輸出補助金の輸出とR&Dへの結果の間には1対1の対応関係が存在することが示された.つまり輸出補助金の増加は自国の輸出とR&D投資の増加を導く.研究の結果得られた新たな知見を研究内容に沿って述べる.以下のものは多段階ゲームの寡占モデルを用いて寡占企業のR&D投資行動に関して導出された結果である.1.輸出企業を有する政府が貿易政策として輸出補助金を用いるかどうかは,R&DスピルオーバーとR&D投資の相対的費用の両水準に依存する.その相対的費用が高いか,それともそれがそれほど高くなく,しかもスピルオーバー水準が相対的に大きいときには,最適貿易政策は輸出補助金となる.しかし2つの水準によってはそれがレッセ・フェールまたは輸出税である可能性を排除できない.輸出補助金は輸出のみならず,R&D投資を促進する効果を有する.

2.クールノー数量競争下とベルトラン価格競争下のマーケット・パフォーマンス比較では,たとえR&D投資とそのスピルオーバーが存在する戦略的モデルにおいても,非戦略的モデルと同じ結果が成り立つ.さらに,クールノー数量競争下において企業がR&D投資を戦略的により多く用いるかどうかはスピルオーバーの水準に依存するが,ベルトラン価格競争下ではR&D投資を戦略的に用いる誘因は小さい.3.R&D投資成果をライバルに公開するかどうかは,企業が市場で数量競争を展開しているか,それとも価格競争を展開しているかに関係なく,需要関数における交叉価格効果の符号に依存する.さらに,寡占企業によるR&D投資に関するカルテルの形成は企業にその支出を増加させ,より多くの利潤を獲得させることにつながる.また数量競争企業は,生産物が代替財であるとき,R&D協力がないときよりもそれが存在するときにより多くの利潤を獲得できる.
複数の機能的マーカーを用いた炎症性腸疾患における腸炎惹起性メモリー幹細胞の探求

少数の細胞集団に照準を絞った、より有効かつ安全な炎症性腸疾患分子標的治療の開発を目的として、炎症性腸疾患モデルマウスにおける腸炎惹起性メモリーCD4+ T細胞のうち、腸炎誘導能、生存能の高い“腸炎惹起性メモリー幹細胞"の存在を検証するため以下の研究を行った。メモリーT細胞維持因子であるIL-7によって腸炎惹起性メモリーT細胞をin vitroで長期間培養する事によって、より生存能の高い細胞集団の選別を試みた。CD4+CD45RBhighT細胞移入腸炎マウス大腸粘膜CD4+メモリーT細胞を、TCR刺激を行わずにIL-2、IL-15、IL-7の添加にて培養したところ、IL-7のみ4週間培養可能であり、CFSEによる細胞分裂の解析ではメモリーT細胞は抗原消失後の生体内と同様に、quiescentな状態で維持されており、週1回程度の間欠的な分裂が見られた。腸炎マウスの脾臓、骨髄、腸間膜リンパ節CD4+メモリーT細胞もIL-7単独で培養可能であったが、正常マウスのCD4+ T細胞はIL-7単独培養では4週間生存できなかった。8週間培養後の腸炎マウス大腸粘膜CD4+メモリーT細胞は抗アポトーシス分子であるBcl-2を培養前に比して著明に高発現しており、更に腸管粘膜へのhoming receptorとリンパ節へのhoming receptorを合わせ持ち、メモリーマーカー、エフェクターマーカーを同時に発現する、既存の分類には当てはまらない新たな細胞分画としての特徴を有していた。IL-7単独で4週間培養した大腸粘膜CD4+メモリーT細胞と8週間培養した大腸粘膜CD4+メモリーT細胞を新たなSCIDマウスに移入したところ、後者の方で強い腸炎を発症した。IL-7による腸炎惹起性メモリーT細胞の長期培養法によって、生存能、腸炎惹起能の強いユニークな細胞集団が同定された。
長幹骨に対する経皮的髄内釘作成術併用の基礎的検討

整形外科的治療ができない四肢腸管骨折に対する症例を対象とする新たな低侵襲治療法である経皮的髄内釘作成術の開発と基礎的検討をおこなった。In vivoの研究で生体豚に胆管用ステントを用いて経皮的に骨セメント製髄内釘を作成し、In vitroの研究で骨折させた長管骨に3種類の経皮的治療をおこない比較検討したことで、治療の安全性、有用性が示唆された。現在、四肢の長管骨への転移性骨腫瘍による病的骨折や超高齢者の四肢長管骨の骨折に対する治療法として、整形外科的治療が確立されているが、種々の理由で手術が行われず、装具固定や薬物療法で経過観察され、疼痛コントロールが困難であったり、ADLが低下したままの患者が存在する。本研究の目的は、生体豚を用いて長管骨骨折に対する経皮的髄内釘作成術を開発し、有用性、安全性を評価することである。生体豚を用いて手技的な可能性、安全性を検討し、また治療モデルを作製し正常骨と強度を比較した。左右の豚脛骨に経皮的髄内釘形成術を行った。全身麻酔下、無菌操作の透視下で、豚脛骨近位骨幹端を骨生検針で穿刺し、ガイドワイヤを用いて骨髄内ヘカバーステントを留置し、カテーテルを用いて骨髄内およびステント内に骨セメントを注入し、髄内釘を作成した。そして手技的成功率・所要時間、血液検査、生体豚の活動性、髄内釘の固定性について検討した。手技は全例成功し、所要時間は1本当たり1時間以内であった。術直後、1日後、3日後ともに血液検査、活動性、髄内釘の固定性に異常は認められなかった。また治療モデルは、摘出した豚脛骨を切断し、円柱形の骨セメント性髄内釘を骨髄内に挿入し、髄内釘周囲および骨切断部周囲を骨セメントで固定して作成した。強度は3点曲げ試験にて行い正常脛骨と比較した。曲げ強度は正常骨の0.32倍であった。今回の実験では、生体豚長管骨において経皮的に髄内釘を作成することが可能で、短期間の経過観察中には合併症が認められないことがわかった。しかし治療モデルの強度は、正常骨の強度より低下していた。そのため今後は長期間の経過観察を行い、強度を高める方法を考えていく予定である。全身麻酔下、無菌操作の透視下で、豚脛骨近位骨幹端を骨生検針で穿刺し、ガイドワイヤを用いて骨髄内へカバーステントを留置し、カテーテルを用いて骨髄内およびステント内に骨セメントを注入し、髄内釘を作成した。今後は骨セメントの種類や方法を変更して強度を高める実験を行う予定である。
原子単位構造変化の動的直視技術の開発と中性子照射損傷初期過程研究への応用

中性子照射実験そのものに関しては、RTNS-II核融合中性子の照射後試験を出発点とし、材料試験炉JMTRを用いた各種の制御照射が実行されてきたことを記載するに止め、本研究の主課題である微視的構造変化の動的直視手法に立脚した研究成果を中心に記載する。中性子照射によって導入された欠陥構造に関して、特記すべきものとして超高圧電子顕微鏡による電子照射の重畳が行われたことが挙げられる。名古屋大学超高圧電子顕微鏡室に放射線管理区域を設定することで、国際的にもはじめて実行されたものである。それ以前は極めて困難であったカスケード衝突から直接発生または成長した極微小な点欠陥集合体のタイプの判定が、電子照射下での個々の欠陥の挙動から信頼性をもって行えるようになった。種々の材料に中性子照射により導入された構造欠陥の等時焼鈍・等温焼鈍中の変化の追跡は、カスケード衝突からの欠陥発生の温度依存の機構、および照射温度変動の効果の機構を理解する目的をもって実行された。超高圧電子顕微鏡による高エネルギー電子照射下の欠陥構造変化を動的に追跡する手法で多くの研究を行い、中性子照射による欠陥構造発達の要素過程を理解するのに有益な知見を獲得した。格子間原子集合体の一次元容易運動に関する知見は、カスケード衝突から発生した極微小格子間原子集合体の反応に適用することにより、転位構造の結晶方位依存性や特徴ある配列を理解する基となった。また、電子照射下の点欠陥集合体の消長の観察・解析から抽出された点欠陥反応の無秩序性に関する知見により、中性子照射による極めて低密度の転位構造の原因が理解できるようになった。この他局所電子照射の開発による格子間原子の一次元運動の抽出、間歇電子照射法による点欠陥の基本パラメーターの測定、などが実行された研究に含まれる。欠陥構造消長の動的記録とその解析による本年度の研究実績は次の4項目に要約できる。1.中性子被照射試料の電子照射による欠陥構造の種類の同定:核融合及び核分裂中性子により照射された固体材料にカスケード衝突から直接発生した構造欠陥は極めて微細であり、その種類の決定は極めて困難であった。超高圧電子顕微鏡での電子照射下で個々の欠陥の挙動を動的に追跡した結果、多種の材料の多岐にわたる欠陥の性情が明かとなり、この研究分野での最も基礎となる知見を確実なものとすることが出来た。放射化された材料の超高圧電子顕微鏡による電子照射実験は世界初のものである。2.イオン照射した試料の電子照射:中性子照射した材料と同様の実験から得られた顕著な結果は、自由拡散格子間原子の発生率の大きいことが予想される軽イオン照射において、特にBCC金属においては格子間原子照合体が主体となっていることである。3.固体内反応の原子単位の確立的揺らぎ現象の検出と解析:連続電子照射下での極微細な原子空孔集合体欠陥の消長・発生消滅から点欠陥の発生・拡散移動の空間的・時間的確立的揺らぎの存在を、世界ではじめて確認した。更に、逆符号の欠陥である格子間原子型転位ループの成長を原子単位の精度で動的に追跡記録解析することに成功し、確立的揺らぎ現象が一般的なものであることを立証した。4.間歇電子照射下での動的記録による欠陥パラメターの測定:電子線を任意の時間(10μsec10sec)でOn-Offできる装置を超高圧電子顕微鏡に装着し、間歇電子照射下での欠陥構造の動的挙動を定量的に記録解析することにより、多種の研究課題が進展しつつある。金属における格子間原子型転位ループの照射中での成長と照射休止期間中での縮小を組み合わせることにより、原子空孔の移動度と自己拡散エネルギーを同時測定したのは一例である。

中性子照射実験そのものに関しては、RTNS-11核融合中性子の照射後試験を出発点とし、材料試験炉JMTRを用いた各種の制御照射が実行されてきたことを記載するに止め、本研究の主課題である微視的構造変化の動的直視手法に立脚した研究成果を中心に記載する。中性子照射によって導入された欠陥構造に関して、特記すべきものとして超高圧電子顕微鏡による電子照射の重畳が行われたことが挙げられる。名古屋大学超高圧電子顕微鏡室に放射線管理区域を設定することで、国際的にもはじめて実行されたものである。それ以前は極めて困難であったカスケード衝突から直接発生または成長した極微小な点欠陥集合体のタイプの判定が、電子照射下での個々の欠陥の挙動から信頼性をもって行えるようになった。種々の材料に中性子照射により導入された構造欠陥の等時焼鈍・等温焼鈍中の変化の追跡は、カスケード衝突からの欠陥発生の温度依存の機構、および照射温度変動の効果の機構を理解する目的をもって実行された。超高圧電子顕微鏡による高エネルギー電子照射下の欠陥構造変化を動的に追跡する手法で多くの研究を行い、中性子照射による欠陥構造発達の要素過程を理解するのに有益な知見を獲得した。格子間原子集合体の一次元容易運動に関する知見は、カスケード衝突から発生した極微小格子間原子集合体の反応に適用することにより、転位構造の結晶方位依存性や特徴ある配列を理解する基となった。また、電子照射下の点欠陥集合体の消長の観察・解析から抽出された点欠陥反応の無秩序性に関する知見により、中性子照射による極めて低密度の転位構造の原因が理解できるようになった。この他局所電子照射の開発による格子間原子の一次元運動の抽出、間歇電子照射法による点欠陥の基本パラメーターの測定、などが実行された研究に含まれる。
モデル宿主を用いた有用物質生成過程の包括的な解析

S.avermitilisの1次代謝遺伝子欠失株のうちphosphofructokinase (pfkA)の2重破壊株(3遺伝子存在するが全ての欠失は致死であったため)はchloramphenicolの生成が有意に上昇した。pfkAの欠失はglycolysis(GLY)の流れを大幅に抑制し、pentose phosphate pathway(PTP)への代謝フラックスを上昇させたものと思われる。また、本菌の増殖期ではGLYの代謝が強いためpfkA欠失株では培養前期で増殖の低下が観察され、さらにchloramphenicolの生成の開始はコントロールの欠失していない株よりも遅くなった。その後のchloranphenicol生成はコントロールを上回った。これはGLYが抑制されているため、増殖に影響したが定常期ではPTPに基質が流れchloramphenicolの前駆体の供給が円滑に進んだためであると考察された。一方、2次代謝産物の中でI型PKSおよびNRPSは基本骨格のアシル側鎖あるいはペプチド側鎖を生成に関与しているが、これらの酵素はcarrier proteinドメイン部分を翻訳後修飾によってホスホパンテテイン化してはじめて触媒活性を有する酵素(holo型)として働く。生産菌にはこの修飾に関わる多くのorthologが存在するが、これらを我々が開発した、異種発現系を用いて包括的に解析を行った。S.avermitilisには4つのホスホパンテテイン転移酵素(PptA)を保有しており、それらうちの2つの遺伝子産物(SAV_1748およびSAV_2905)がI型PKSおよびNRPSの翻訳後修飾を行っている。またSAV_1748は検討したすべての異種I型PKSやNRPSをholo化することができた。Glycolysis(GLY)のpfkA欠失株に関しては今後、代謝フラックス解析を行い、glycolysisとpentophosphate pathway(PTP)との代謝のバランスを経時的に計測していく。Chloramphenicolの場合、骨格のほとんどをPTPから供給されているため、pfkA欠失の影響がchloramphenicol生成を左右していたが、他の二次代謝産物の場合、例えば、ペプチド化合物ではPTPだけでなくGLYやTCA回路上の代謝物を前駆体としている場合が多くある。これらの場合、代謝のrobust性で最終的な代謝産物への生成にまで影響することがあまりないように思われる。一方、I型PKSとNRPSの翻訳後修飾の包括的な解析は通常の酵素学的な方法が利用できないため、我々が開発した異種発現系は多いにこの解析に貢献したと言及できる。2019年度は稀少な非天然型の2次代謝産物の生成を効率良く達成可能な方法を考案かつ実際の代謝産物生合成遺伝子群を用いて非天然型の2次代謝産物の効率良い生成方法を開発する。この研究においても効率良い、異種発現系は大変重要であり、我々がこれまでに構築してきた宿主やベクターなどを組み合わせ、この目的の達成を目指す。実際に多くの異種2次代謝産物の生合成遺伝子群は汎用されているS. lividansでは発現が弱いあるいは発現しないという現象が多々ある。異種発現ではいかなる遺伝子群が発現しするかあるいは発現しないかは導入して実際の培養を行うまで判らないので、今後とも我々が構築した異種遺伝子発現系で検討を行っていく。これまで異種遺伝子発現用に開発してきたStreptomyces avermitilisの汎用宿主は多くの異種二次代謝産物生合成遺伝子群の発現ならびにそれらの生産が効率的であることを確認してきた。効率良い物質生産は生合成遺伝子群の発現のみならず、前駆体として利用される1次代謝産物の供給との同調が極めて重要であることから、本汎用宿主の代謝フラックス解析の構築を行った。また、前駆体の主代謝経路として解糖系、ペントースリン酸系、およびTCA回路までの代謝系の必須遺伝子ではない遺伝子破壊株の網羅的な取得を試みている。代謝フラックス解析は13C-グルコースを取り込ませ、培養時間毎の菌体に取り込まれたタンパク質中のアミノ酸の炭素の取り込みから、代謝フラックスを解析した。Streptomycesでの代謝フラックスの結果は殆ど得られていないため、他のStreptomycesとの比較は不可能であるが、培養初期(対数増殖前期から後期)にかけては解糖系の代謝が60%以上であったのに対し、培養後期(対数増殖後期以降)はペントースリン酸系の代謝が50%以上で進んでいることが明らかとなった。一方、各種代謝系欠損株の取得に関しては多くのこれら代謝遺伝子がオペロンを形成していることから欠失させる遺伝子以降の転写を停止させない欠失株(in-frame deletion)の作製が必須であった。操作を簡便化するため欠失させる遺伝子の上流と下流の領域とloxPに夾まれた耐性遺伝子、ベクターをGibson's assembleの改良法によって効率良く破壊カセットの作製が完了させることができた。これまでに合計10遺伝子程度のin-frame deletion株を作製した。我々がこれまで開発した2次代謝産物生合成遺伝子群の異種発現のための汎用宿主Streptomycesavermitilisに関してその代謝フラックス解析系を構築することができた。Streptomycesでの代謝フラックスはほとんど報告がないことから、本菌での特異な代謝パターンが理解することができた。一方、主代謝経路の欠失株の作製を簡便に行う系を確立し、これまで10株程度の欠失株(in-frame deletion)を作製するに至った。この方法は単に代謝に関する遺伝子の欠失株を作製するだけでなく、他の遺伝子も、特にオペロンを形成している遺伝子群に対して、欠失させる遺伝子以降の転写を停止させずに作製することが容易に達成することができる。

これらの技術は今後のゲノム編集にも適用可能と考えられる。Streptomycesavermitilis欠失株(SUKA株)から得た主経路欠失株のうち、ペントースリン酸経路のいくつかの欠失株で2次代謝産物の生成の変化が確認されたが最も変化が認められたのはグルコース6リン酸デヒドロゲナーゼ遺伝子の欠損がストレプトマイシンの生成を上昇させた。また、トランスケトラーゼの欠損はペントースリン酸経路から生成されるシキミ酸系の2次代謝産物、クロラムフェニコールとアクチノマイシンDの生成を有意に低下させた。一方、解糖系の経路のうちの6-ホスホフルクトースキナーゼの遺伝子は3つあるが、全てを欠失させることは不可能であった。これらの遺伝子のうちでpfkA1とpfkA3の2重欠失株ではクロラムフェニコールの生成が有意に上昇していた。pkfA1, 3二重破壊株の生育は元株と比べ低下していることが観察された。詳細に増殖過程を検討した結果、増殖速度が低下しており、さらに定常期における菌体量も減少していた。そこでspecific productionを乾燥菌体重量で比較したところ、元株に比べおよそ2倍のクロラムフェニコールの生成の上昇であることが明らかとなった。このことは解糖系を絞ったことによって一時増殖は沈滞したものの、生産期においてはペントースリン酸経路が旺盛に流れていることによって物質生産が増強されたものと結論された。I型PKS及びNRPSの翻訳後修飾に関与するpptA遺伝子の包括的な解析を行う系を作製することができた。一部、評価ができるようになっており、NRPS系に2次代謝産物として、アクチノマイシン、セファマイシンC、クロラムフェニコールおよびインジゴジンをI型PKSとしてピクロマイシンおよびネマデクチンの生成を評価できる系を構築した。一次代謝系、解糖系およびペントースリン酸系の欠失株の評価は、生産量の低い2次代謝産物ではその影響がでにくいため解析が困難になることがあるが、S.avermitilisの欠失株(SUKA株)では異種発現が良好なものが多いため、それぞれの欠失株での影響を捉えることが可能であった。I型PKSおよびNRPSのい翻訳語修飾に関しては、S. avermitilis SUKA株での異種2次代謝産物生合成遺伝子群の発現が良好であったために、当初の目的にあった、検討が可能であった。次年度は包括的な解析が期待できる。S.avermitilisの1次代謝遺伝子欠失株のうちphosphofructokinase (pfkA)の2重破壊株(3遺伝子存在するが全ての欠失は致死であったため)はchloramphenicolの生成が有意に上昇した。pfkAの欠失はglycolysis(GLY)の流れを大幅に抑制し、pentose phosphate pathway(PTP)への代謝フラックスを上昇させたものと思われる。
哺乳類器官のチューブ構造形成におけるタイトジャンクション分子クローディンの役割

マウス胎仔唾液腺をモデル系として、チューブ構造形成過程における制御機構およびタイトジャンクション(TJ)分子クローディンの役割について研究を行い、下記の成果を得た。(1)チューブ形成過程で主要なTJ分子のうちZO-1、オクルーディン、クローディンの順番で発現・集合し、クローディンの発現は腔形成前に始まることを明らかにした。(2)唾液腺をクローディン阻害ペプチド(C-CPE)の存在下で培養すると、クローディンの発現、チューブ形成および細胞極性の確立が阻害されることを明らかにした。(3)唾液腺ではShh、IhhおよびDhが発現しており、IhhペプチドあるいはShhペプチドの処理によってタイトジャンクション分子の発現、細胞極性の確立、チューブ形成が促進されることを明らかにした。マウス胎仔唾液腺をモデル系として、哺乳類器官のチューブ構造形成過程におけるTJ分子の発現パターン、役割、および、分子制御機構について研究を行った。まず、マウス胎仔唾液腺のチューブ形成過程における主要なタイトジャンクション分子の発現パターンを免疫組織染色により詳細に解析し、ZO-1、オクルーディン、クローディンの順番で発現・集合すること、そして、クローディンの発現は腔形成前に始まることを明らかにした。(論文投稿中)マウス胎仔唾液腺のチューブ形成におけるクローディンの役割を探るために、クローディン阻害ペプチド(C-CPE)の影響を解析した。C-CPE処理唾液腺では、クローディンの発現がほぼ完全に阻害されるが他のタイトジャンクション分子の発現は影響されないこと、そして、チューブ形成および細胞極性の確立が阻害されることを明らかにした。また、培養上皮細胞の腔形成モデルを用いて、腔形成におけるクローディンの機能はバリア機能とは無関係であることを明らかにした。(論文2報準備中)マウス胎仔唾液腺のチューブ形成がSonic hedgehog (Shh)ペプチドによって促進されることを明らかにした。そして、Shhペプチド処理した唾液腺では、タイトジャンクション分子の発現、細胞極性の確立が促進されていることを示した。(A.Hashizume and Y.Hieda. 2006. Biochem Biophys Res Commun. 339:996-1000)マウス胎仔唾液腺をモデル系として、哺乳類器官のチューブ構造形成について研究を行った。これまでにマウス胎仔唾液胞のチューブ形成がSonic hedgehog(Shh)ペプチドによって促進されることを明らかにしていたが、Shhの他にIndian hedgehog(Ihh)とDesert hedgehog(Dhh)が発現していることを明らかにした。そして、唾液胞をIhhペプチド存在下で培養した場合、Shhペプチドよりも低濃度でチューブ形成、タイトジャンクション分子の発現、細胞極性の確立が促進されることを見つけた。(論文準備中)マウス胎仔唾液胞では、頂上面および側底面への小脳のターゲティングに関わっているSyntaxin2,3,4の発現がチューブ形成に伴って上昇し、Syntaxin3がタイトジャンクションに、Syntaxin4がアドヘレンスジャンクションに、そてて、Syntaxin2が側底画に局在するようになることを明らかにした。(論文準備中)マウス胎仔唾液胞のチューブ形成過程で、管腔内に繊維状の物質(腔内マトリックス)が蓄積することを見いだし、それがタイトジャンクション分子クローディンの発現を阻害すると、腔内マトリックスの蓄積が抑制されることを示唆するデータを得た。
ZEBを実現するための現在と近未来の設計用過酷気象データの開発

近年、建築分野では世界的にZEBが指向されており、全ての新築建物のZEB化は国の目標でもある。ZEBの設計ではシミュレーションが活用されるが、その際に用いる気象データはどのような特徴を持つものが適しているか検討されていない。建物の設計用の気象データとしては、世界的に標準年が使用されているが、ZEBの計画に際しては、平均的な気象条件ではなく、むしろ過酷な気象条件での評価が重要になると考えられる。本研究では、真のZEB社会の実現を目指して、ZEBやZEHの評価に適した現在と近未来の設計用苛酷気象データの作成方法を検討し、国内および東南アジアの年間気象データを整理・公開することを目標とする。
ヘリコバクター・ピロリ内毒素(LPS)の疾患の違いによる構造の解明

ヘリコバクター・ピロリ(Hp)は1982年に胃内から分離されて以来、上部消化器疾患、特に慢性胃炎、消化性潰瘍、胃癌などの起炎菌として重要視されている。欧米に比べて日本では胃癌の発生率が高く、Hpの感染と密接に結びついている。ところが全ての感染者が発症するわけでもなく、Hpと宿主の両方に要因のあることが推定された。そこで我々はHp側の病原因子の一つであるLPSに焦点を当てて研究を行った。1.初年度(平成15年度)はHp標準株について大量培養を行い、この株からLPSを抽出した。このLPSの構造を明らかにするために、化学分析(質量分析計、GC)を行い、構造を推定した。さらに抗Lewis抗原抗体及びHp陽性患者血清との反応性を観察し、Hp-LPSがLewis抗原構造を持っており、Hp陽性患者血清はこのLPSに対する抗体の上昇が高いことを明らかにした。2.次年度(平成16年度)は国内外のHp臨床株の収集を行った。国内では札医大や秋田大病院患者からの分離、国外ではポーランドの患者由来株を実験材料として培養を行った。3.臨床株からLPSを抽出し、それを抗原として患者血清と反応したところ、LPSの反応性が株によって異なることを見いだした。反応性の高いエピトープを高抗原性エピトープ(HAE)、低いエピトープを低抗原性エピトープ(WAE)と命名して、疾患との関係を検討したところ、慢性胃炎由来株はHAE-LPSを持つ株が多く、胃癌由来株にはWAE-LPSを持つ株の多いことが明らかになった。4.Hp-LPSの多糖構造は人血液抗原であるルイス抗原と類似した構造を持ち、その構造ゆえに、人胃粘膜に定着することが考えられた。ルイス抗原に対する市販抗体を用いて各LPSとの反応性を検討したところ、株間で異なり、ルイス抗原の種類と疾患との関係は見いだせなかった。5.HAEとWAEの構造の差異を明らかにするために、質量分析計及びガスクロマトグラフによる解析を行ったが、機器分析による手法ではその差は見いだせず、非常にわずかではあるが、血清学的には充分認識できる差であろうと考えられる。今回の研究課題では多くのことが明らかになるとともに、今後解明すべき問題点も浮き彫りになった。1.ヘリコバクター・ピロリ臨床株については慢性胃炎、胃潰瘍、十二指腸潰瘍、胃癌患者由来の株56株を札幌医大の協力により分離した。2.ヘリコバクター・ピロリの培養についてはその中の10株を10%馬血清含むブルセラ液体培地、微好気性条件で大量培養を行い、さらにLPSを抽出精製した。3.ヘリコバクター・ピロリLPSをSDS-PAGE後抗Lewis抗体でイムノブロットを行ったところ、Lewis A, Lewis B, Lewis X, Lewis Y及びH1抗体に反応するLPSがあり、ピロリ菌のLPSの中には上記の血液型抗原と同一のエピトープを持ったLPSの存在が明らかとなった。