hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「典型元素の特異な構造特性を利用した機能性分子の創製」

新規有機π電子系材料の開発では,固体状態での3次元構造を考慮して設計することが重要となる.本研究では,典型元素の特異な構造特性を最大限に活かした分子設計により,3次元構造を制御した新たな機能性材料の構築することを目的とし,具体的には典型元素の中でも特にホウ素に着目し,ホウ素を含む幾つかの新規π電子系の合成を進めている.前年度までに,ホウ素と窒素から成る6員環であるボラジン骨格を核構造に用いた新たなπ共役電子系の合成に取り組み,この骨格に導入するデンドリティック構造をもつホウ素置換基の開発を行った.その過程でπ電子系の側鎖として導入したホウ素置換基が,固体状態での著しく強い蛍光特性の実現に極めて有効であることを見いだした.そこで本年度は,この特性の詳細な理解を目的に一連のホウ素置換基をもつオリゴ(p-フェニレンエチニレン)類の合成と物性評価を行った.構造-物性相関についての系統的な評価から,ビスボリルフェニレンユニットが,1)立体的かさ高さにより分子間相互作用を阻害し,Dexter過程による消光を抑制すること,2)分子内の電子供与性置換基との組み合わせによる分子内CT発光の実現によりForster過程による消光を抑制すること,の2つの観点で有効に働き,強い蛍光特性が実現されていることが分かった.また,このユニットをさらに一般性の高い構造単位にするために,長鎖のアルキル基を導入した新たなジアリールボリル基を開発し,この置換基を導入した一連のパイ共役高分子の合成を行い,それらが興味深い光物性をもつことも明らかにした.新規有機π電子系材料の開発では,固体状態での3次元構造を考慮して設計することが重要となる.本研究では,典型元素の特異な構造特性を最大限に活かした分子設計により,3次元構造を制御した新たな機能性材料の構築することを目的とし,具体的には典型元素の中でも特にホウ素に着目し,ホウ素を含む幾つかの新規π電子系の合成を進めている.前年度では,ホウ素と窒素から成る6員環であるボラジン骨格を核構造に用いた新たなπ共役電子系の合成に取り組み,この骨格に導入するデンドリティック構造をもつホウ素置換基の開発を行った.第2世代までのホウ素置換基の合成に成功し,それらがπ電子系の側鎖として特異な置換基であることを明らかにした.そこで本年度は,この置換基の光物性に及ぼす効果についてさらに詳細な検討を行ったところ,オリゴ(p-フェニレンエチニレン)骨格に導入することにより,固体状態で強い蛍光をもつ材料の創製を達成した.立体的にかさ高いホウ素置換基を導入し,オリゴ(p-フェニレンエチニレン)骨格を非平面的に固定し,かつ,π共役の広がりをホウ素の空のp軌道を介した共役により短軸方向に拡張することにより,特異なπ電子構造をもつ分子系ができ,これらは溶液,固体を問わず強い蛍光を示し,その量子収率は90%以上の値であった.新たな蛍光発光性材料として十分に期待できる.このように光物性に及ぼす効果については大分明らかになりつつある.今後トリアントリルボラジン骨格への導入を行い,電子輸送性をはじめとする電子特性への効果について検討する予定である.新規有機π電子系材料の開発では,固体状態での3次元構造を考慮して設計することが重要となる.本研究では,典型元素の特異な構造特性を最大限に活かした分子設計により,3次元構造を制御した新たな機能性材料の構築することを目的とし,具体的には典型元素の中でも特にホウ素に着目し,ホウ素を含む幾つかの新規π電子系の合成を進めている.前年度までに,ホウ素と窒素から成る6員環であるボラジン骨格を核構造に用いた新たなπ共役電子系の合成に取り組み,この骨格に導入するデンドリティック構造をもつホウ素置換基の開発を行った.その過程でπ電子系の側鎖として導入したホウ素置換基が,固体状態での著しく強い蛍光特性の実現に極めて有効であることを見いだした.そこで本年度は,この特性の詳細な理解を目的に一連のホウ素置換基をもつオリゴ(p-フェニレンエチニレン)類の合成と物性評価を行った.構造-物性相関についての系統的な評価から,ビスボリルフェニレンユニットが,1)立体的かさ高さにより分子間相互作用を阻害し,Dexter過程による消光を抑制すること,2)分子内の電子供与性置換基との組み合わせによる分子内CT発光の実現によりForster過程による消光を抑制すること,の2つの観点で有効に働き,強い蛍光特性が実現されていることが分かった.また,このユニットをさらに一般性の高い構造単位にするために,長鎖のアルキル基を導入した新たなジアリールボリル基を開発し,この置換基を導入した一連のパイ共役高分子の合成を行い,それらが興味深い光物性をもつことも明らかにした.
小鳥歌学習時の誤差信号によって誘導される脳可塑性の分子機構

1.ジュウシマツ成鳥雄が聴覚入力を遮断されて歌が変化している時、発声中枢RAで、シナプス可塑性の分子マーカーであるプロテインキナーゼC(PKC)の免疫反応性が一過性に上昇する。このことは、聴覚フィードバック阻害が、ジュウシマツ脳のRAに、PKC発現上昇を伴う神経回路の可塑性を誘導した事を示唆している。このPKCの発現上昇の起源を明らかにするために、学習回路のRAへの最終出力核であるLMANの片側破壊後、聴覚入力を遮断したジュウシマツで、PKCβ1の免疫組織化学を行い、RAでの免疫反応性を破壊側と非破壊側で比較した。その結果、破壊側で免疫反応性の上昇が抑制された。これは、歌学習回路からの誤差信号によって、PKC発現の誘導が起こるということ強く示唆している。2.RAをふくむキンカチョウ脳スライス標本を作製し、カルシウム・イメージング法により、LMAN入力の神経伝達物質のグルタミン酸による細胞内Caイオン濃度上昇を観察した。この上昇はNMDAレセプター・アンタゴニストによって大部分抑制された。次に、グルタミン酸刺激後、PKCβ1の免疫組織化学を行ったところ、膜への移動によるPKCの活性化が、観察された。この結果は、RAに可塑性が誘導される初期過程に、NMDAレセプターを介した細胞内Ca^<2+>イオン濃度上昇によるPKCの活性化が関与していることを示唆している(NeuroReport2003)。1.プロテインキナーゼC(PKC)阻害剤の蛍光誘導体rim-1をプローブにして、キンカチョウの歌制御中枢におけるPKCの分布と日齢変化を調べると、歌学習臨界期の歌制御中枢RAの細胞体や神経終末に多量に発現している(NeuroReport,1997)。PKCのサブタイプの抗体の免疫組織化学によって、RAで、歌学習臨界期に強い免疫陽性終末を発現するのは、PKCβ1であることがわかった。2.ジュウシマツ成鳥雄を用い、蝸牛管摘出による聴覚フィードバック阻害前後の歌を音響学的に解析した。その結果、それまで安定していた歌は手術後1週間頃から変化し始め、1ヶ月間は歌は不安定であったが、その後、安定して、基本音の高いシラブルの著しく減少した歌となった。この時、ジュウシマツの脳内にどのような変化が起こっているのか、シナプス可塑性の分子マーカーであるPKCβ1の抗体を用い、免疫組織学的に調べた。その結果、正常個体の歌制御中枢RAではPKCの発現は認められなかったが、聴覚入力遮断個体のRAでは、手術後2週間でPKC発現による染色濃度が一過性に上昇し、その後はしだいに減少していった。このPKCの発現の上昇・下降の過程は、手術後の歌の経時的変化とほぼ平行していた。このことは、聴覚フィードバック阻害が、ジュウシマツの脳のRAに、PKC発現上昇を伴う神経回路の可塑性を誘導したことを示唆している(NeuroReport,2002).この誘導は、RAへの歌学習回路からの誤差信号によると考えられ、今後、PKCを活性化するどの様な分子メカニズムによるのか明らかにしたい。1)ジュウシマツ成鳥雄が聴覚入力を遮断されて歌が変化している時は、発声中枢RAで、シナプス可塑性の分子マーカーであるプロテインキナーゼC(PKC)の免疫反応性が一過性に上昇する。このことは、聴覚フィードバック阻害が、ジュウシマツの脳のRAに、PKC発現上昇を伴う神経回路の可塑性を誘導したことを示唆している。このことは、歌学習回路からの誤差信号によって、PKC発現の誘導が起こるということ強く示唆している。

2)RAをふくむキンカチョウ脳スライス標本を作製し、カルシウム・イメージング法により、LMAN入力の神経伝達物質のグルタミン酸による細胞内Caイオン濃度上昇を観察した。この上昇はNMDAレセプター・アンタゴニストによって大部分抑制された。次に、グルタミン酸刺激後、PKCβ1の免疫組織化学を行ったところ、膜への移動によるPKCの活性化が、観察された。この結果は、RAに可塑性が誘導される初期過程に、NMDAレセプターを介した細胞内Caイオン濃度上昇によるPKCの活性化が関与していることを示唆している(NeuroReport2003)。
「草山」はいつどのようにして里山林となったか―里山の今を理解し管理する視座として

里山景観は二十世紀初頭という比較的新しい時代に草山から里山林へと転換したことを、現象と仕組みの両面から明らかにした。広島県北西部では、大正初期から第二次世界大戦後の間に草地は1/5に減少した。一方、行政資料により復元された大阪府下の里山の資源利用は時間空間的に多様であり、草山から里山林への移行経過も単純では無いことが示唆された。火入れ停止後の草山は、前生樹の萌芽と風散布樹種の進入により森林化し、その後鳥散布樹種が進入して多様度の高い里山林へと移行することを明らかにした。一方草原性植物は、草地管理放棄後、短期間で消失しやすいものと消失しにくいものに分かれていた。草山⇒里山林移行過程の時間・空間的復元を行うために、近畿中国森林管理局および国立公文書館で、中国地方を対象に明治後期以降の国有林森林簿および基本図の調査を行った。それらの史料より、明治期の里山域の国有林に、かなり非森林地域が存在したことを数値資料として確認した。しかし、中国地方に関する史料はその後の大正期から昭和初期にかけて逸失が多かった。里山林が過去に草原であった履歴を検証するための手法として、地中の微粒炭の有効性を検証した。中国地方で採取した試料から、地表部に残された微粒炭等は,比較的小面積の植生を反映し、検証手法として有効であることが確認できた。草山⇒里山林移行のメカニズムのカギとなる里山コナラ林の成立過程を解析するために、先行して行ってきたコナラの開花結実データの収集を継続し、コナラの強い繁殖早熟性は更新から10年経過後も持続することを確認した。このことにより、コナラが草原の森林化において強力な優占者となる可能性が確認された。森林化に伴う草原種の衰退過程を解明するために、放棄年代の異なる草原と、現在も管理が行われている草原で、草原性植物の消失パターンを比較解析し、草原種は消失しやすさに違いがあり、類型化できることが確認できた。草山⇒里山林移行過程の時間・空間的復元を行うための数値情報として重要である国有林史料については、本年度調査分で明治期の分については確認できたものの、大正昭和前記の資料が逸失して入手できなかったため、完全な復元が期待できない状況にある。したがって、それらが保存されていると考えられる中部地方などの史料をさらに探査する必要がある。草山⇒里山林移行過程の中国地方での調査ヶ所に関わる、山野利用に関わる文書資料・史料の収集については、有用なものが乏しく十分な蓄積ができなかった。一方、里山林への移行のメカニズムの解明のために重要な情報となるコナラの繁殖早熟性の追跡は予定通り進行している。また草原種の衰退パターンの解析は、初年度にパターンの類型化をある程度行うことができたため、予定以上に進捗している。草山⇒里山林化過程の時間・空間的復元を行うための基礎資料として当初予定していた、国有林の明治以降の森林数値情報の入手が困難であると判断されたため、他の情報による草山⇒里山林化過程の時間・空間的復元を試みた。広島県北西部の旧八幡村では、山地部の過半を占めていた草原が大正初期から急減し、第二次世界大戦後間には森林面積の1/5近くに減少していたことが、旧版地形図や民俗調査記録、地誌などから推定された。その背景には,牛馬頭数の大幅な減少とともに,薪炭用などの目的で草原の樹林化が進められたことが考えられた。一方、関東地方において、明治10年代に作成された迅測図と明治30年代に作成された地形図および植生図をもとに、近代初期の草原の変遷の復元を試みたところ、草原の減少は概して顕著ではなかった。大阪府下の明治中期以降の林業関連統計、全国山林原野入会慣行調査資料などを用いて、草山の利用、地域ごとの山の利用や管理の実態の違いを調査した。その結果、明治昭和初期戦後の近代里山の変遷に於いて、萌芽林や草山の増減を明らかにすることができた。コナラの繁殖早熟性データについては、繁殖限界サイズの解析を終え論文化が進行中である。草原の植生史解析に有効な試料となる微粒炭のデータベース化のために、秋吉台で採取した草本約80種について,微粒炭標本プレパラートを作成した。栃木県日光市において放棄年代がわかっている元草原を調査し、草原性植物の欠落パターンを類型化した。その結果、放棄するとすぐに消える草原性植物と放棄後もしばらく生育できる草原性植物がいることを明らかにできた。阿蘇の草原再生試験地における、2009年から続けているモニタリング調査の結果より、この場所は景観的にはススキ草原に戻っているものの、草原性の植物種は少なく、管理を再開してもすぐには草原性植物が復活しない傾向がみられた。草山⇒里山林化過程の時間・空間的復元を行うために、国有林の明治以降の森林数値情報の探査を昨年度に引きつづき国立公文書館、中部森林管理局、近畿中国森林管理局などで行ったが、2009年以降の国有林組織統廃合の中で予想以上に資料が廃棄されており、もはや入手が困難であると判断された。そのため、旧版地形図や民俗調査記録、地誌資料などを総合的に解析する手法に転換を図った。草山の森林化プロセスや、森林化に伴う草原種の消長についての生態学的研究は順調であり、データの蓄積と解析が進んだ。

「草山」から里山林への植生景観の移行過程を、旧版地図の判読より時間・空間的に復元することを試みた。関東地方において、明治10年代に作成された迅速図と明治30年代から大正期に作成された旧版地形図を比較し関東地方山地部の草原の減少経過を検討したところ、明治初期から約2040年間に大きく減少していた。ただし地域差は大きかった。また、過去に草原であった履歴を検証するための試料となる地中の微粒炭の標本プレパラートを作成し、インターネット上での公開の準備を進めた。地域の「文化的景観」の構造の中には生物の生息地構造が複雑に編み込まれており、それがワーキングランドスケープとしての草山・里山景観の中でその利用の時空的変化と共に変動していること、そのことが生業の上でも文化的景観維持・生物文化多様性維持の上でも重要であることを、大阪府の統計書などをもとに整理した。火入れ停止直後から約30年経過まで、再生林の構成樹種の時系列に沿った出現パターンを比較類型化した。火入れ停止直後から出現する樹種は、コナラやクリなど草地時代からの前生樹から萌芽更新するものと、風散布型種子を持つもので占められた。一方、多くの樹種が火入れ後10年以上経過した地点で出現する傾向を示したが、その大多数は鳥散布型種子を持っていた。調査地点の樹木種の面積当たりの種多様度は、火入れ後の経過年数に伴い増加していた。火入れ停止後の草地は、まず火入れ撹乱に対する耐性を持つ樹種の萌芽と、風散布により進入する樹種により森林が形成され、その後に鳥散布により多様な種が進入することにより、多様度の高い里山二次林へ移行していくものと考えられた。三年間の研究の整理を行い、それを基に第129回森林学会大会で企画シンポジウム「里山林の前史としての「草山」を考える」を開催した。里山景観は二十世紀初頭という比較的新しい時代に草山から里山林へと転換したことを、現象と仕組みの両面から明らかにした。広島県北西部では、大正初期から第二次世界大戦後の間に草地は1/5に減少した。一方、行政資料により復元された大阪府下の里山の資源利用は時間空間的に多様であり、草山から里山林への移行経過も単純では無いことが示唆された。火入れ停止後の草山は、前生樹の萌芽と風散布樹種の進入により森林化し、その後鳥散布樹種が進入して多様度の高い里山林へと移行することを明らかにした。一方草原性植物は、草地管理放棄後、短期間で消失しやすいものと消失しにくいものに分かれていた。草山⇒里山林化過程の時間・空間的復元を行うために必要となる、国有林の数値情報が明治以降現在まで完備したデータセットを入手するために、中国地方以外の中部地方などの史料を探査する。森林調査簿に数値情報として示された林況を、過去の林班図で位置を照合しながら地図上に図化する。一方で、明治10年代に関東地方で作成された地形図である迅測図と明治後期以降に作成された地形図および植生図をもとに,草原の変遷の復元を試みる。近世から近代にかけて近畿・瀬戸内地域の物流センターであった大阪における、薪炭などの里山資源の流通状況について、資料集積を進め整理を行う。また、草原⇒里山林化を裏付けるため、山野利用に関わる文書資料・史料の収集と、聞き取りを行う。コナラの繁殖早熟性データの解析と論文化を行う。各調査地において、詳細な植生調査とフロラ調査を行う。調査地内で草原から森林までの出現種を精査し、草原に特異的に出現する植物を絞り込む。その上で、「草山」の森林化が、どの段階でどのような草原性草本種に対する絶滅圧を高めたかを整理し、里山の生物多様性の危機の歴史性を検証する。
砒化亜鉛化合物新規磁性半導体の高品位薄膜成長と高機能化

近年、(Ba,K)(Mn,Zn)2As2などの砒化亜鉛化合物で、キュリー温度TCの高い磁性半導体が相次いで発見された。その強磁性発現機構の解明は基礎物理の観点から重要であるとともに、これらの系は新規スピントロニクス材料として応用上も興味深い。また、AsのSbまたはPへの置換でTCが上昇することが理論的に予言されている。本研究では、これらの系の薄膜化に取り組むとともに、元素置換効果等を通して、強磁性発現機構に関する知見を得ることを目的としている。本年度は、パルスレーザー蒸着(PLD)法による薄膜成長を行った。PLD成長用のターゲットを準備した上で様々な条件で成膜した結果、やや不純物相を含むものの、MgO基板上に(001)配向した(Ba,K)(Mn,Zn)2As2薄膜が得られた。また、電気抵抗率の温度依存性も半導体的な振舞いを示した。ただし、組成分析の結果からはK置換量が少ないため、成膜条件のさらなる最適化が必要である。一方、理論的予言の検証のためにAsをPに置換したバルク試料の作製に取り組み、Snフラックス法による単結晶作製に成功した。昨年度、Sb置換を行ったところ、電気抵抗率が減少して金属的な温度依存性を示すことが問題であったが、P置換系は半導体であった。しかし、逆に磁化率測定では強磁性的な振舞いは見られなかった。強磁性はキャリア誘起で発現すると考えられるため、さらに元素置換を進める必要があると思われる。そのため、非平衡状態で成長する薄膜の作製が有効と考えられるため、P置換系のPLD用ターゲットの作製にも取り組んだ。当初は組成ずれが大きかったが、前駆体の工夫などでこれらの問題を解決し、薄膜作製の準備を行うことが出来た。また、当初の予定であった分子線エピタキシー(MBE)法での成膜に向けてセルヒーターの修理などを行い、MBE法での成長の準備も整えることが出来た。砒化亜鉛化合物系新規磁性半導体薄膜の成長には、当初は分子線エピタキシー(MBE)法を用いることを計画していたが、セルヒーター断線を始めとするトラブルのために一時中断を余儀なくされた。そこで、今年度は新たにパルスレーザー蒸着(PLD)法を成膜手法に用いることとした。当初はターゲットの準備に時間を要したが、最終的には成膜を行うことが出来、(Ba,K)(Mn,Zn)2As2の薄膜を得ることに成功した。ただし、不純物相がまだ残っていることや、組成ずれがあるために、さらに成膜条件の最適化が必要である。一方、MBE法による成膜に関しては、昨年度末に発生した様々なトラブルの修復に努めた結果、実験を再開できる見込みが立った。したがって、結果的には二つの異なる手法で成膜に取り組むことが可能となり、今後、成膜実験の遅れを取り戻すことが出来るものと期待される。一方、理論的にはAsのSbまたはP置換でキュリー温度TCが上昇すると予想されている。昨年度はSb置換試料を作製して室温を超える高いTCを観測したものの、電気抵抗率が金属的に振舞うことがわかった。それに対して、今年度はP置換試料の作製に取り組み、(Ba,X)(Mn,Zn)2P2 (X=K, La)の単結晶育成に成功した。物性測定の結果、P置換系では、半導体的な振舞いを維持することが分かった。ただし、強磁性は観測されず、P置換系ではさらにキャリア注入が必要と考えられる。また、関連物質のCa(Mn,Zn)2Bi2が特異な磁気抵抗効果を示すことを昨年度見出したが、元素置換効果により磁気抵抗効果の振舞いの変化が磁気ゆらぎの違いで説明できる可能性があることがわかった。このように、バルク体を用いた物性探索については順調に推移し、様々な知見を得ることができた。昨年度のトラブルを受けて今年度はパルスレーザー蒸着(PLD)法による薄膜成長を行い、不純物相がやや含まれているものの、目的相が(001)配向した薄膜を得ることに成功した。今後は、さらに成膜条件を最適化して膜質の向上を目指す必要がある。また、基板を変えることで基板との格子ミスマッチによって印加される歪量の異なる薄膜を作製し、それに起因した電子構造の変化が物性に与える影響についても調べる予定である。一方、分子線エピタキシー(MBE)法による薄膜成長についても目途がついたため、様々な条件で薄膜を成長して、それぞれの系に適した手法での高品位薄膜成長を目指すこととする。さらに、これまでの単結晶試料での測定結果を踏まえてAsをSbまたはPで置換した薄膜の作製も行う。特に、Sb置換試料は亜鉛ニクトゲン化合物で初めて室温で強磁性を示したものの、電気抵抗の振舞いは金属的であった。しかし、全置換ではなくて部分置換であれば、半導体的振舞いを維持しながらキュリー温度TCがAs系を上回る可能性が考えられるため、これらの薄膜成長にも取り組む。理論的には、AsのSbまたはPへの置換でTCが上昇することが予言されている。

そこで、これらの系の薄膜化に取り組むとともに、元素置換効果等を通して、強磁性発現機構に関する知見を得ることを目的とした。まず、薄膜成長に先行してバルク体で(Ba,K)(Mn,Zn)2Sb2の試料作成に取り組み、成長条件を最適化することで、Snフラックス法による単結晶育成に成功した。磁化率曲線測定の結果、300 Kでも強磁性的な振舞いがみられ、これら新規磁性半導体候補物質では初めて、室温以上の強磁性を観測した。また、この強磁性はキャリア誘起型であること、その振る舞いが磁気ポーラロンで理解できること、などが明らかとなった。ただし、理論予想に反して、電気伝導度は低温以外では金属的な温度依存性を示した。今後は他の元素置換も行い、半導体的に振舞う組成の探索が必要であると考えられる。一方、Ln(Mn,Zn)AsO (Ln=ランタノイド元素)の薄膜成長に向けた取り組みも行った。同じ結晶構造を有する鉄砒素超伝導体の薄膜成長の知見を活かして、主にLn=Nd系の分子線エピタキシー(MBE)法での成膜を検討した。蒸気圧等について検討した結果、クヌーセンセルを用いたMBE成長で薄膜を得られる可能性を見出したが、セルヒーターの断線等もあり、成膜条件の最適化には至っていない。そのため、並行してパルスレーザー蒸着(PLD)法での成膜にも取り組むこととした。PLD法での成膜は、Ba(Mn,Zn)Pn (Pn=P, Sb)にまず取り組むこととし、これに必要な多結晶粉末の作製等を行った。砒化亜鉛化合物に基づく新規磁性半導体の薄膜成長を目指す取り組みとして、本年度はまず分子線エピタキシー(MBE)法でのNd(Mn,Zn)AsO成膜を検討した。以前の鉄砒素超伝導体での知見を基に蒸気圧等について検討を行い、MBE成長で薄膜を得られる可能性を見出したが、その過程でセルヒーターの断線等のトラブルが生じたために薄膜成長の進展が遅れた。そのため、成膜条件の最適化を行うまでには至っていない。しかし、この遅れを取り戻すために、並行してパルスレーザー蒸着(PLD)法での成膜にも取り組むこととした。そのためにはまず原料ターゲットの作製が必要であり、それに用いるBa(Mn,Zn)Pの多結晶粉末の作製等を行った。このように、薄膜成長は当初の予定よりやや遅れているものの、新たにPLD法にも取り組むこととするなど、今後の研究を促進するための対応策を施した。一方、理論的な予想を検証するために(Ba,K)(Mn,Zn)2Sb2のバルク試料作製を試みたところ、予想以上に順調に単結晶の成長に成功した。さらに、磁化測定の結果、この系が室温以上でも強磁性的に振舞うことがわかった。室温以上の高いTCは、これらの亜鉛系新規磁性半導体候補物質では初めてとなる成果である。一方、電気抵抗率は理論的予想とは異なり、低温以外では金属的な温度依存性を示すことも明らかになった。そのため、単にAsをSbに置換するだけでなく、さらに他の元素置換を行い、半導体組成を得ることが必要であることがわかった。また、その他の関連物質について調べた結果、Ca(Mn,Zn)2Bi2が異方的かつ非単調で巨大な磁気抵抗効果を有することを見出し、結晶構造の特異性に起因する複雑な磁気相互作用が関連している可能性を示唆する結果を得た。このように、バルク体を用いた物性探索については想定以上に順調に推移し、様々な知見を得ることができた。近年、(Ba,K)(Mn,Zn)2As2などの砒化亜鉛化合物で、キュリー温度TCの高い磁性半導体が相次いで発見された。
脳血管攣縮の発現機序に関する実験的研究

成猫を用いた膜下出血(SAH)モデル(twoーhemorrhage model)では、経斜台的に観察した脳底動脈に約40%の直経減少を伴う血管攣縮(VS)と、この脳底動脈潅流領域の40%以上の局所脳血流量低下が観察され、VSの研究を進めるうえで適したモデルであることを確認した。このモデルはVS発生直後より徐々に血管壁の透過性の亢進が観察され、血管内腔側よ投与したトレ-サ-(horse raddish peroxidase,native ferritin,colloidalgold)は、正常では通過しえない内皮細胞間隙を通過し、平滑筋層にまで達しているのが観察された。この結果より、VSの進展や持続に血管壁の透過性亢進が関与している可能性が示唆された。さらに同モデル用いた、5ーlipoxygenase阻害剤、LTC_4・D_4拮抗剤前投与による観察では、脳底動脈のような脳主幹動脈の攣縮を抑制しなかったが、進行性の血流低下を抑制した。このことから、LTC_4・D_4はSAH後の脳微小循環障害に関与していると考えられ、これら薬剤によるVS発生時の脳虚血症状発現の予防を目的とした臨床応用の可能性が示唆された。また蒸留水の一時注入により浸透圧差を利用した脳底動脈の内皮細胞を損傷したモデルを作成し、SAH後のVSと同様の形態学的変化が認められることを確認した。このモデルに対してトレ-サ-を投与したところ、SAHモデルと同様に血管壁の透過性亢進が認められた。以上の結果より、内皮細胞損傷のよる血管壁の透過性亢進が、SAH後のVSの発生、進展、持続に強く関与していることが示唆された。1:猫を用いた予備実験で、レ-ザ-組織微小循環血流量計ALF2100による局所脳血流量の測定値は水素クリアランス法による測定値と良く相関し、安定性も高く極めて信頼性の高いものであった。2:成猫大槽内に自家動脈血を3ml注入72時間後、経斜台的に脳低動脈を露出し、ここに37°Cにて72時間孵置した血液髄液混合液を4時間局所投与するクモ膜下出血モデルを作成した。このモデルでは血液髄液混合液局所投与後脳底動脈径は進行性に減少し、4時間後には約40%の血管攣縮が観察された。この攣縮血管領域のrCBFもこれに伴い進行性に減少し、4時間後には40%以上の低下が観察された。以上より本クモ膜下出血モデルは脳血管攣縮の研究に適したモデルであることを確認した。3:透過型電子顕微鏡を用いた観察では、本クモ膜下出血モデルにおいては、血管内腔側より投与したトレ-サ-、horseradish peroxidase、native ferritinは正常では通過しえない内皮細胞間隙を通過し平滑筋層に達していた。colloidal goldは粒子径5nm、20nmともに血管壁内には認められなかった。この結果より脳血管攣縮時に到達しうることが亢進しており、分子量約560,000のnative ferritin程度の高分子蛋白まで平滑筋層に到達しうることが明らかとなった。これにより流血中の血管作動性物質が直接平滑筋に作用し、この事が脳血管攣縮の進展や持続に関与している可能性が示唆された。4:5-lipoxygenase阻害剤、LTC_4、D_4拮抗剤の投与は脳低動脈のような脳主幹動脈の攣縮を抑制しなかったが、進行性のrCBF低下を抑制した。このことからLTC_4、D_4はクモ膜下出血後の脳微小循環障害に関与していると考えられる。

成猫を用いたクモ膜下出血(SAH)モデル(twoーhemorrhage model)では、経斜台的に観察した脳底動脈に約40%の直経減少を伴う血菅攣縮(VS)と、この脳底動脈潅流領域の40%以上の局所脳血流量低下が観察され、VSの研究を進めるうえで適したモデルであることを確認した。このモデルではVS発生直後より徐々に血管壁の透過性の亢進が観察され、血管内腔側より投与したトレ-サ-(horse raddish peroxidase,native ferritin,colloidal gold)は、正常では通過しえない内皮細胞間隙を通過し、平滑筋層にまで達しているのが観察された。この結果より、VSの進展や持続に血管壁の透過性亢進が関与している可能性が示唆された。さらに同モデルを用いた、5ーlipoxygenase阻害剤、LTC_4・D_4拮抗剤前投与による観察では、脳底動脈のような脳主幹動脈の攣縮を抑制しなかったが、進行性の血流低下を抑制した。このことから、LTC_4・D_4はSAH後の脳微小循環障害に関与していると考えられ、これら薬剤によるVS発生時の脳虚血症状発現の予防を目的とした臨床応用の可能性が示唆された。また蒸留水の一時注入により浸透圧差を利用した脳底動脈の内皮細胞を損傷したモデルを作成し、SAH後のVSと同様の形態学的変化が認められることを確認した。このモデルに対してトレ-サ-を投与したところ、SAHモデルと同様に血管壁の透過性亢進が認められた。以上の結果より、内皮細胞損傷による血管壁の透過性亢進が、SAH後のVSの発生、進展、持続に強く関与していることが示唆された。
HBVジェノタイプ特異的免疫抑制反応解析による新規治療法開発

HBVジェノタイプ特異的に免疫修飾を行う液性因子としてCX3CL1を同定し、報告済みである。更に詳細な検討を行うため、HBV複製肝細胞より放出されるエキソソーム内のmiRNAを網羅的に解析した。Huh7とHepG2細胞にHBVジェノタイプBとCのプラスミドを導入して培養上清のエキソソームを分離してRNAを抽出した。同時にHBV複製肝細胞よりRNAを抽出した。エキソソーム分離が正しく行えている検定を行なった後、RNAよりライブラリーを作成し、Illumina社のHiseq2500でDeep Sequencing解析を行った。約1500万リード/サンプルでデータを得ることが出来たため、miRNAの発現解析をおこなった。ジェノタイプBとCで異なる発現を示すmiRNAとしてmiR34c-5pを同定した。既報よりc-mycやTGF-induced factor homeobox 2がターゲットとなることがわかったため、アポトーシス誘導に関わるかcaspase3/7活性とmorphologyを解析することにより検討を行うとともに、PD-L1もターゲットとして報告されているため、その発現変化についてcell lysate ELISAを用いて解析を行った。結果、PLC/PRF/5細胞株でmiR34Cの発現はアポトーシスを誘導することが明らかとなった。また、JurkatとTHP-1細胞にてPD-L1の発現が低下することが明らかとなった。このことより、miR34cの発現変化は、PD-L1の発現をジェノタイプ特異的に変化させることにより免疫反応に影響を及ぼすことが明らかとなった。また、肝細胞のアポトーシスについてもHBVジェノタイプ特異的に変化させることも明らかとなった。HBVジェノタイプ特異的に免疫修飾を行う因子としてCX3CL1を同定し、報告済みであるが、今回はHBV複製肝細胞より放出されるエキソソーム内のmiRNAを解析した。Huh7細胞とHepG2細胞にHBVジェノタイプBとCのプラスミドを導入して培養上清のエキソソームを分離してRNAを抽出した。また、同時にHBV複製肝細胞よりもRNAを抽出した。エキソソームの分離が上手くいっていることを電子顕微鏡にて確認した。また、HBV導入によりエキソソームの絶対量に変化がないことを確認するためにCD63ELISAにて定量を行った。結果、HBVジェノタイプ間やHBV発現によりエキソソームの絶対量が変化しないことを確認した。この確認の後、エキソソームと肝細胞より抽出したRNAを用いてライブラリーを作成し、Illumina社のHiseq 2500を用いてDeep Sequencing解析を行った。この解析の結果、約1500万リード/サンプルでデータを得ることが出来た。miRNAの発現解析を行った結果、肝細胞内とエキソソームどちらにおいても、ジェノタイプBとCで統計学的有意に発現が異なるmiRNAとしてmiR34-5pを同定した。このmiR34c-5pは肝細胞内ではジェノタイプCで有意に発現が高いが、エキソソーム内ではジェノタイプBで発現が高いことが分かった。このmiRNAは免疫細胞のPDーL1発現やアポトーシスに影響を与えることが知られており、次年度にはこの機能解析を施行する。また、以前同定した、CX3CL1について、このSNPが発がんや病態進展に影響を及ぼしうるか検討を行うため、臨床検体の収集を継続している。次世代シーケンサを用いた検討であったが、順調にデータを得ることが出来て、HBVジェノタイプ特異的なmiRNAの発現も同定出来たため、おおむね順調に進展していると思われる。HBVジェノタイプ特異的に免疫修飾を行う因子として、ケモカインとしてはCX3CL1を同定し、報告済みである。2017年度はHBV複製肝細胞とHBV複製肝細胞より放出されるエキソソーム内のmiRNAを次世代シーケンサーにて解析し、ジェノタイプBとCで異なる発現を示すmicro RNAとしてmiR34c-5pを同定した。このmiR-34cの標的に対しての検討としては、いくつか既報が存在しており、c-mycやTGF-induced factor homeobox 2があることがわかった。これらはアポトーシスの誘導に関わることがわかった。またPD-L1がターゲットとなることも報告されているため、この確認検討を進めている。ヒト血清を用いた、miRNAsの網羅的検討も施行している。ジェノタイプB 5例、ジェノタイプC 10例、健常者11例の血清よりRNAを抽出してライブラリーを作成して次世代シーケンサーにて解析を行っている。ヒト検体であるが、マップ率は10%程度得られており、順調に解析が進んでいる。また、CX3CL1のSNP解析について120例の検体集積を終了しおり、途中解析の結果、病態進展との有意差が得られているSNPを同定している。当検討については引き続き検体収集、解析を継続していく。ジェノタイプ間での免疫修飾因子をより深く理解するため、免疫反応が大きく異なるとされる、無症候性キャリアと慢性B型肝炎で核酸アナログを投与されている患者、慢性B型肝炎で核酸アナログを投与されていない患者の3群についての検討も開始している。次世代シーケンサーを用いた検討は、ライブラリー作成や解析に時間を要することがあるが、現在この実験系が上手く働いているため、順調にデータが収集出来ている。検体収集も順調に進んでおり、当研究は、おおむね順調に進展していると思われる。HBVジェノタイプ

特異的に免疫修飾を行う液性因子としてCX3CL1を同定し、報告済みである。更に詳細な検討を行うため、HBV複製肝細胞より放出されるエキソソーム内のmiRNAを網羅的に解析した。Huh7とHepG2細胞にHBVジェノタイプBとCのプラスミドを導入して培養上清のエキソソームを分離してRNAを抽出した。同時にHBV複製肝細胞よりRNAを抽出した。エキソソーム分離が正しく行えている検定を行なった後、RNAよりライブラリーを作成し、Illumina社のHiseq2500でDeep Sequencing解析を行った。約1500万リード/サンプルでデータを得ることが出来たため、miRNAの発現解析をおこなった。ジェノタイプBとCで異なる発現を示すmiRNAとしてmiR34c-5pを同定した。既報よりc-mycやTGF-induced factor homeobox 2がターゲットとなることがわかったため、アポトーシス誘導に関わるかcaspase3/7活性とmorphologyを解析することにより検討を行うとともに、PD-L1もターゲットとして報告されているため、その発現変化についてcell lysate ELISAを用いて解析を行った。結果、PLC/PRF/5細胞株でmiR34Cの発現はアポトーシスを誘導することが明らかとなった。また、JurkatとTHP-1細胞にてPD-L1の発現が低下することが明らかとなった。このことより、miR34cの発現変化は、PD-L1の発現をジェノタイプ特異的に変化させることにより免疫反応に影響を及ぼすことが明らかとなった。また、肝細胞のアポトーシスについてもHBVジェノタイプ特異的に変化させることも明らかとなった。miR34-5pの免疫細胞に与える影響を検討する。特に、PD-L1の発現は免疫抑制細胞の機能に重要であるため、この解析を施行することは重要である。また、アポトーシスも病態において重要であるため、この検討も並行して行う予定である。以前同定した、液性因子であるCX3CL1のSNPと病態の関係について臨床検体を用いて解析を行う。現在、臨床検体収集中であり、さらに検体収集を進める。培養細胞系で順調にデータを収集出来ているため、今後、ヒト血清を用いた検討を行っていく予定である。現在、ジェノタイプBとCの患者血清を用いた解析を開始しいる。免疫反応の差が大きい無症候性キャリアと慢性B型肝炎患者の解析を加えることで、より詳細な検討を行っていく方針である。HBVジェノタイプ間におけるmiRNA発現解析の網羅的解析に時間を要したため、機能解析に使用する予定であった試薬がまだ購入されていないため、今年度は予定使用額より少なくなった。同定したマイクロRNAの機能解析よりもヒト血清での解析を優先させたため、培養実験で使用予定であった、遺伝子導入試薬や遺伝子発現解析試薬の購入をまだ行っていない。2018年度はヒト血清を用いた解析と並行して、この検討を行う予定であり、計画当初の予算を執行する方針である。機能解析を平成29年度に集中的に行うため、これらの試薬購入に使用する予定である。
幼児期の三者関係の成立と維持にかかわるコミュニケーションスキルの発達的研究

本研究では幼児期の三者関係の成立と維持にかかわるコミュニケーションスキルについて検討するため、幼稚園児3人組の協同課題の実験場面を設定し、発話と動作について分析を行った。さらに、女子大学生3人組の協同課題場面の分析を行い、高度な三者間コミュニケーションについて検討した。その結果、幼児の三者間コミュニケーションには大人の場合と同様に発話量、発話時の視線、笑いが、さらに幼児独自のものとして模倣が重要な役割を果たしていることが明らかになった。本研究は、幼児期の三者関係の成立と維持にかかわるコミュニケーションスキルの発達について検討することを目的とする。初年度にあたる今年度は、仲間関係の初期の三者間のコミュニケーションについて検討するため、幼稚園年少児を研究対象とした。仲間同士の3人組の遊び場面でどのようなコミュニケーションを行っているかを明らかにするため、年少児15名(平均年齢4歳7カ月)が同性3人1組で10分間粘土遊びをするという実験場面を設定し、観察を行った。また、実験に参加した子ども同士の日常場面での仲間関係(一緒に遊ぶ頻度)について担任教師にインタビューを行った。本研究では実験場面で生じた子ども達の発話、視線行動、笑い、模倣の頻度及び対象について分析を行った。その結果、各グループで3人組のコミュニケーションの特徴が非常に異なっていることが明らかになった。そこで、日常生活での仲間関係のタイプ別に実験場面での三者間のコミュニケーションについて検討した。その結果、日常生活でよく一緒に遊んでいる3人組の子ども達は、発話時に相互に視線を向け合うことが多く、笑いもよく生じ、他者の発話や動作を模倣することも多く、3人それぞれがお互いに関わりあっていた。一方で、日常生活では3人一緒に遊ぶことがあまり多くない3人組では、個人の発話量に差がみられ、他児に視線を向けたり、他児の模倣をしたりすることが比較的少なく、3人の間で均等なやりとりは行われていなかった。本研究の結果、子ども同士の三者間コミュニケーションをうまく成立させ維持するためには、他児の発話や動作の模倣や、笑いを引き出す発話や動作、宛先を1人に限定しない行為が重要なことが示唆された。今後、さらに対象児の人数を増やし、対象年齢をひろげて三者間コミュニケーションについて検討していきたい。本研究は子ども達が円滑な仲間関係を築くために必要なコミュニケーションスキルについて検討するため、幼児3人組の相互作用を詳細に分析し、二者間コミュニケーションと異なる三者間コミュニケーション独自の特徴を明らかにすることを目的としている。そのため、幼児3人1組で一緒に協同課題を行う場面での相互作用を検討し、バランスのとれた三者間コミュニケーションの特徴を検討した。その結果、年少児では、双方への視線や顔の向き、発話の宛先の不定性、独語に対する応答性などが三者間のコミュニケーションの成立と維持に影響する可能性が示された。また、三者間で共有するものとして笑いや模倣が重要な役割を果たしていることが認められた。二者間コミュニケーションでは発話や行為の対象が明確だが、三者間ではコミュニケーションの送り手と受け手が不確定であるためコミュニケーションの成立には発話や行為の宛先の特定が重要だと考えられる。ただし、大人の相互作用と異なり、年少児は人数にかかわらず宛先のない発話(独語)を行うことが少なくない。その点を考慮すると、幼児期には独語に対して応答可能な者が多い方(人数が多い方)が、コミュニケーションが成立しやすい可能性も考えられる。そこで、最終年度は独語が減少していくより年長の三者間コミュニケーションについて検討し、各年齢群の相互作用を比較し、行為や発話の宛先の特定・不特定の要因や、笑いの共有や模倣等が、各年齢群の三者間コミュニケーションの成立・維持にどのような影響を与えているかを明らかにする。本年度は、幼児3人組のコミュニケーションとの比較データとして、大学生が3人1組で協同課題を行う実験場面を設定し、大人の三者間コミュニケーションを成立・維持させるスキルについて検討した。仲の良い女子大学生3人組が、ブロックや人形を使って家を造るという課題を設定し、各発話及び行動について分析した。その結果、幼児のコミュニケーションと比較して、大人3人組では協同課題についての意識が高く共通認識を得るための発話が多い、協同課題に関する他者への質問時にはグループ内の発話数の多さにより視線を他者に向けるか対象物に向けるかが異なる、宛先を特定しない発話が多いといった特徴がみられた。また、幼児と同様に笑いの共有が円滑なコミュニケーションの維持に効果的であったが、幼児によく見られた模倣はあまり見られなかった。三者間の日頃の関わり合いの程度は、実験場面での三者間コミュニケーションの特徴に顕著な影響は与えていなかった。

大人3人組の協同課題の実験場面では、課題意識が強いため、宛先のない発話を行っても他の二者のどちらかが応答する可能性が高く、日常場面の三者関係と比較して安定した対話の構造がみられた。本年度の研究結果は、三者間のコミュニケーションを成立させ維持させるための必要なスキルについて示唆するものであった。
amyloidβを標的とした加齢黄斑変性の脈絡膜血管新生に対する治療戦略

先進諸国における高齢者の失明原因の首位は加齢黄斑変性(AMD)である。特に視力障害の著しい滲出型AMDの病態は,黄斑部網膜に主じる脈絡膜由来の血管新生である。本症における脈絡膜血管新生(CNV)の分子機構を解明し,分子メカニズムに基づいた治療法の確立が必要であると考えられるが,CNVの分子機構は完全には解明されていない。AMD発症の前駆病変が,網膜色素上皮(RPE)下の細胞外沈着物であるdrusenである。近年drusenの成分分析により,drusen内にAlzheimer病における脳内の老人斑の主要な構成成分であるamyloidβ(Aβ)が含まれていることが判明した。そこでAβに着目し,drusen内のAβがRPEに作用して病的状態に至らせることが特に早期AMD発症の原因ではないかと考えた。そこでまず,ヒト培養RPEならびにマウス網膜におけるAβ関連因子の発現を調べたところ,RPEはAβの前駆蛋白であるAPP,分解酵素neprilysin,切り出し酵素secretaseのすべてを恒常的に発現しており,生理的状態で網膜下でAβの産生,分解を制御していた。つぎにRPEが老化し病的状態に陥ってAβを制御するメカニズムが崩れ,Aβが過剰にdrusen内に蓄積した場合にRPEにどのように作用するか調べた。培養ヒトRPE細胞にAβを負荷すると血管新生促進因子であるVEGFの発現は上昇し,逆に血管新生抑制因子であるPEDFの発現は低下した。そしてAβ負荷時のRPE培養上清を血管内皮細胞に添加すると血管腔形成を促進した。最後に,Aβの分解酵素であるneprilysinを遺伝的に欠損したノックアウトマウスにおいて,生後28ヶ月の網膜を光顕的,電顕的に調べると,neprilysinノックアウトマウスの網膜ではwild typeとは異なり,RPEに空泡形成を伴う変性,機能不全による視細胞外節の蓄積に加えヒトのdrusenに類似したbasal depositsの形成がみられた。以上の結果はneprilysinノックアウトマウスがヒト早期AMDの有用な動物モデルであることを示すだけでなく,Alzheimer病だけでなく眼の疾患であるAMDにおいても発症の原因物質としてAβがcriticalであることをはじめて明らかにしたものである。加齢黄斑変性(AMD)は先進国における高齢者の視覚障害の最大の原因であり,人口の高齢化に伴い増加傾向にある。AMDでは特に脈絡膜新生血管(CNV)が発生する滲出型AMDが問題であるが,CNV発生の分子機構は明らかではない。我々はCNVの前駆病変であるドルーゼンに着目し,特にCNVを惹起する物質として最近AMDのドルーゼン中に存在することが明らかになったamyloidβ(Aβ)に着目した。AβはAlzheimer病の原因物質であり,酸化ストレスを惹起し種々の細胞に働きかけて様々な加齢関連疾患を引き起こす主役物質である。そこでドルーゼンからCNV発生に至る原因物質として特にAβに着目して実験を行った。本年度はまずヒト網膜色素上皮細胞(RPE)がAβを産生,分解する能力を有するか調べた。

培養ヒトRPEから抽出したtotal RNAを用いたRT-PCRおよびマウス眼球の凍結切片を用いた免疫染色にて,Aβの前駆物質であるAPP,分解酵素neprilysin,切り出し酵素β-secretaseのすべてが発現しており,RPEは生理的状態でAβの産生,分解を行っていると考えられた。つぎに異常に蓄積したAβがRPEにおける遺伝子発現にどう影響するかを調べるために培養RPEにAβ^<1-40>を負荷して培養し48時間後にRNAと培養上清を採取した。その結果,Aβ負荷後のRPEでは血管内皮増殖因子であるVEGFの発現が有意に上昇し,血管新生抑制因子である色素上皮由来因子PEDFの発現が有意に低下していた。またAβ処理後のRPE培養上清を臍帯静脈内皮細胞HUVECsに添加すると血管腔形成を促し血管新生を促進していた。以上からRPEにおけるAβの生理的代謝が崩れ,異常に蓄積したAβはRPEに作用し血管新生を促進することがin vitroの実験から示された。加齢黄斑変性(AMD)は先進諸国における高齢者の中途失明の主要な原因であり,日本でも人口の高齢化に伴う増加傾向にある。AMDに対する治療としては脈絡膜新生血管(CNV)に対して近年新たな治療が試みられているがCNV発生後の治療では瘢痕形成による視覚障害が残存してしまうため,やはりCNV発生前にそれを予防する治療が必要と考えられる。我々はCNVの前駆病変であるドルーゼン内に含まれるamyloidβ(Aβ)に着目し研究を行ってきた。昨年度にin vitroの実験でAβが網膜色素上皮細胞に作用して血管新生関連因子の発現を変化させ,培養血管内皮細胞の血管腔形成を促進することを示した。本年度は,in vivoでAβを過剰に発現させた場合に果たしてヒトのAMDの病態を再現できるかを調べた。Aβの分解酵素であるneprilysinを遺伝的に欠損したneprilysin knockout mouseを用い,このマウスが生後20ヶ月と高齢化した時点で眼球を摘出し,」光学顕微鏡,電子顕微鏡を用いて調べた。その結果,光学顕微鏡所見ではwild typeに比較し,neprilysin knockout mouseでは網羅色素上皮細胞に空泡形成などの変性所見がみられた。電子顕微鏡所見では,網膜色素上皮細胞の変性所見に加え,網膜色素上皮の貪食機能の低下による視細胞外部の蓄積、さらにヒトのドルーゼンに類似した網膜下沈着物がみられ,ヒトAMDに類似した病態が再現された。以上の成果は,AβがドルーゼンからAMD発症を惹起する重要な原因物質であることを示すものである。加齢黄斑変性(AMD)は先進諸国における高齢者の視覚障害の最大の原因であり,人口の高齢化に伴い益々増加傾向にある。AMDでは特に脈絡膜新生血管(CNV)が発生する滲出型AMDが重要であるが,CNV発生の分子機構は明らかではない。我々はCNV発生の前駆病変であるドルーゼンに着目し,特にドルーゼン内に含まれることが最近明らかとなったamyloid β(Aβ)に注目した。AβはAlzheimer病の原因物質であり,酸化ストレスを惹起し種々の細胞に働きかけて様々な加齢関連疾患を引き起こす主役物質である。そこでドルーゼンからAMDを起こす原因物質としてAβに着目して実験を行ってきた。
異常型プリオン蛋白質の細胞内増殖の分子機構

本研究では、PrP^<Sc>産生を阻害する物質の作用機序の解析、および、プリオン増殖に関与する宿主因子や微小環境の同定、からプリオンの細胞内増殖機構を紐解くための研究を行った。細胞膜上に発現するPrP^Cと反応する4種の抗PrP抗体が、プリオン持続感染細胞におけるPrP^<Sc>産生を抑制した。細胞膜上のPrP^Cと結合した抗体は細胞膜上に停留する傾向があることから、PrP^Cと抗体が結合して、PrP^Cが通常の分解経路に移行しなくなることが、PrP^<Sc>産生抑制の原因と考えられた。また、人工硫酸化糖のプリオン増殖抑制能を調べた結果、4-Sulfo-N-acetylglucosamineおよび6-Sulfo-N-acetylglucosamineにPrP^<Sc>産生抑制活性が認められた。これらを細胞に添加した場合、PrP^Cのエンドサイトーシスが促進され、総PrP^C量が減少した。一方、PrP^<Sc>産生抑制活性のない硫酸化糖はPrP^Cのエンドサイトーシスを促進しなかった。従って硫酸化糖によるPrP^<Sc>産生抑制は、PrP^Cの分解促進が原因と考えられた。マウス神経芽細胞Neuro2aのサブクローンを多数樹立して、プリオン感受性および非感受性に分類した。プリオン非感受性のN2a-1ではPrP^Cの発現は親株やプリオン感受性N2aサブクローンと同程度であった。プリオン感受性サブクローンN2a-3およびN2a-5とN2a-1におけるPrP^<Sc>の吸着を検討したが、感受性・非感受性サブクローン間でPrP^<Sc>の吸着には差が認められなかった。N2a-1のようにPrP^Cは発現するがプリオン非感受性の細胞の存在は、PrP^C以外にもプリオン感受性に関与する宿主因子の存在を示す結果である。そこで、樹立したN2aサブクローン間での遺伝子発現をDNAマイクロアレイ法により解析した。プリオン感受性細胞で2倍以上発現が高い遺伝子を36種、プリオン非感受性細胞で2倍以上発現が高い遺伝子を18種、候補遺伝子として選抜した。候補遺伝子に対するsiRNAを用いて標的遺伝子の発現を抑制し、プリオン感受性への影響を調べた。その結果、F2,A1,C5の3遺伝子に対するsiRNAが、N2a-5におけるプリオン増殖を抑制することが明らかとなった。プリオンの複製に関与する宿主因子の同定、およびプリオン複製機構の解明は、プリオン複製過程を標的としたプリオン病治療法の開発に大きく貢献すると考えられる。しかし、プリオンの複製に関与する因子は、PrP遺伝子以外には殆ど明らかとなっていない。