hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸性雨pH範囲における方解石の溶解に関する速度論的研究

(2)pH4.5以上の範囲では、大気に開放な状態に設定した場合の溶解速度はCO_2分圧をほぼ0に設定した場合のそれに比べて大きい。本研究では秋吉合石灰岩を希塩酸溶液に溶解させ、その際のカルシウムイオン濃度およびpHの経時変化を測定し、以下の結果を得た。(1)回転数が大きいほど、また温度が高いほど、初期溶解速度は大きい。(2)回転数700rpmにおける初期溶解速度をアレニウスプロットすることより求められた活性化エネルギ-は、みかけ上初期pH4の場合15KJ/mol、初期pH5の場合25KJ/molとなる。以上の結果をもとに本研究では弱酸性域における方解石の溶解について、特にレオロジ-の観点から次のように考察する。水の粘性率は温度に依存し、その値は本研究における温度域である5°Cおよび40°Cでは約2倍ほど異なる。よって回転数は溶液の流動状態を適当に表わしているとはいえない。そこでRes=Pd^2n/μで定義される攪拌レイノルズ数を用いて、溶解速度と攪拌との関係を整理する。ここでPは水の密度、dは代表長さ(攪拌羽根の回転直径)、nは回転数、μは水の粘性率である。その結果Res=7×10^4における初期pH4の初期溶解速度はごくわずかな温度依存性が認められるにすぎず、活性化エネルギ-は1KJ/molであった。この温度依存在の欠如は、方解石の溶解反応速度が境膜内の化学種の拡散速度より著しく大きいことを示唆している。また同様に初期pHSの場合について活性化エネルギ-を求めたところ12kJ/molを得た。これらの値はともにResを用いない場合よりも小さな値である。従来の研究において提案された活性化エネルギ-はいずれも溶液の粘性の温度依存性を無視しているがゆえに大きい結果を得ていることがわかった。また、初期ph5の活性化エネルギ-が初期pH4に比して大きいことから、pH5においては律速段階は化学種の拡散過程が支配的であるが、pH4よりも反応過程の影響を受けていることがわかった。
心臓移植後の慢性拒絶反応におけるToll-like receptorの関与の解析

小動物の実験では、150-200gのLewis ratをドナー、150-200gのFischer ratをレシピエントとし、また、Lewis ratをドナー、およびレシピエントとして心移植を行った。免疫抑制剤として、サイクロスポリンA (CsA) 10mg/kg/日を皮下注した。心移植手技はOno-Lindsey法に準じて行った。Lurieらの方法でsclerotic grading score(SGS)として表わした冠動脈硬化は、allograftでは有意に高いことを確認した。このモデルをもちいて心筋中のIL-1 receptor、IL-1 beta、IL-6およびTNF-alphaのmRNAの発現を測定する方法について検討して心臓移植後の冠動脈硬化症に対するtoll-like receptorの関与を検索するために、まず、allograftとisograftで、冠動脈硬化症の程度が異なることを確認した。これは、150-200 gのLewis ratをドナー、150-200 gのFischer ratをレシピエントとし、また、Lewis ratをドナー、およびレシピエントとして心移植を行った。Toll-like receptorの関与を検索する目的で、macrophage infiltration、Toll-like receptor-2、-4について使用した薬剤、拒絶反応との関係から検索した。これらは心臓移植の長期生存成績を向上させる重要な研究であると考えている。免疫抑制剤として、サイクロスポリンA(CsA)10mg/kg/日を皮下注した。このモデルをもちいて心筋中のIL-1 receptor、IL-1 beta、IL-6およびTNF-alphaのmRNAの発現を測定する方法について検討している。
不特定人称視点映像を用いたコミュニケーション型教示映像メディア

前年度に引き続き「多視点スライディング方式の拡張」と「閲覧インタフェースの開発」に取り組んだ。「多視点スライディング方式の拡張」では、スポーツトレーニング、技能伝承などの作業者間のコミュニケーションが発生するインタラクティブな指導・教示現場で実利用な方式の開発に取り組んだ。多視点映像取得から多視点スライディング映像の生成・提示までの全ての処理をリアルタイムで実行するオンサイト視覚フィードバック方式を実装し、RGB-D映像から推定した被写体の3次元位置に基づいた映像観察者が注視すべき地点と観察方向を自動的に設定する方式を実現した。「閲覧インタフェースの開発」では、実用的なコミュニケーション型教示映像メディアを実現するために、幅広いユーザにとって使いやすい映像閲覧インタフェースを考案した。まず、3次元仮想空間で操作プラットホームを構築し、様々なカメラ操作インタフェースを統一的に扱う事を可能とした。その結果、ユーザは3次元的にカメラ操作ができるため直感的な映像閲覧が可能となった。連携研究者の慶應大の山本・榎本と連携して、発達教育セラピストへのアンケート調査とシステム改良を繰り返す開発ワークフローを確立した。入力インタフェースとしては、マルチタッチ入力や加速度センサ機能を有する携帯端末を用いる方法を考案した。さらに、位置姿勢計測機能を有するHMDを用いて、自由に空間中を飛び回ったりコミュニケーション相手の視野に飛び移ったりする閲覧インタフェースを実現した。平成30(2018)年度は、「多視点スライディング方式の拡張」と「閲覧インタフェースの開発」について重点的に取り組んだ。「多視点スライディング方式の拡張」で目的に設定していた、光線空間処理を用いた焦点・照明の再設定処理は、必要な光線データを取得可能な撮影システムの構築が間に合わず、十分な成果をあげるには至っていないが、2019年度以降に計画していた、多視点映像取得から多視点スライディング映像の生成・提示までの全ての処理をリアルタイムで実行するオンサイト視覚フィードバック方式の構築を進め、当初計画以上の進捗を納めた。「閲覧インタフェースの開発」については、当初計画通り開発ワークフローの確立と、それに基づく実利用可能なインタフェース開発、実証実験を実施した。以上のように、現在までの研究進捗状況はおおむね計画通りと言える。平成30年度までの研究進捗はおおむね計画通りであるが、次年度以降も計画以上の実績が上がるよう研究活動を推進する。特に、「コンテキスト理解技術との統合」については、まずはスポーツシーンを対象としたコンテキスト理解処理を導入し、それを教示するのに最適な視点からの映像生成技術を確立する。「多視点スライディング方式の拡張」で実現を目指している、光線空間処理を用いた焦点・照明の再設定処理について、多視点映像撮影装置の準備が整い次第、アルゴリズムの実装に着手し、実証実験を通じてその実用性を検証する。「多視点映像撮影システムの構築」と「多視点スライディング方式の拡張」に取り組んだ。「多視点映像撮影システムの構築」では、(1)無線操作可能な小型カメラを教示現場に必要台数設置することによりケーブリングの手間を廃し、簡易に設営可能な多視点映像装置を構築した。フレーム補間技術を多視点映像に適用することにより、同期ズレの影響を軽減した多視点スライディング映像生成を可能とし、カメラ間の同期ズレの問題を解決した。(2)多視点画像上での対応点関係からカメラの位置姿勢を自動的に推定するStructure from Motion(SfM)処理を用いて、教示現場での多視点キャリブレーション処理行い、基準点群の設置・撮影や対応関係の獲得が困難な状況に対応可能な方式を実現している。(3)全方位カメラを用いて多視点映像を撮影することにより、教示現場全域の多面的な観察を可能とした。「多視点スライディング方式の拡張」では、提示映像のさらなる高品質化を目指し、多視点スライディング方式の映像生成機能の拡張に取り組んだ。具体的には、(1)多視点映像に3次元映像処理技術を適用することで注目物体の3次元情報を推定し、空間中を動き回る被写体を対象とした多視点スライディング映像生成・提示を実現した。(2)撮影シーン内側から外側を観察するInside-Out映像と、外側から内側を観察するOutside-In映像と、両カメラ間を視点遷移合成映像を組み合わせることにより、複数の称視点映像を連続的に観察可能とした。さらに、多視点映像を用いて復元した撮影シーンの3次元情報を手がかりとした画面再構成法により、カメラを設置していない視点位置からの観測も可能とした。平成29年度では、応募課題の基盤となる「多視点映像撮影システムの構築」と「多視点スライディング方式の拡張」の基本的技術について重点的に取り組んだ結果、研究計画を全て達成した。さらに、平成30年度以降の計画であった「閲覧インタフェースの開発」について、前倒しで研究開発に着手した。また、同様に平成30年度以降の計画である「実証実験」における、技能伝承(セラピストの育成、医療施術)について、連携研究者と共同で評価実験を開始し、一定の知見を得た。以上のように、現在までの研究進捗状況は当初計画以上に進んでいる。

「閲覧インタフェースの開発」では、実用的なコミュニケーション型教示映像メディアを実現するために、幅広いユーザにとって使いやすい映像閲覧インタフェースを考案した。まず、3次元仮想空間で操作プラットホームを構築し、様々なカメラ操作インタフェースを統一的に扱う事を可能とした。その結果、ユーザは3次元的にカメラ操作ができるため直感的な映像閲覧が可能となった。連携研究者の慶應大の山本・榎本と連携して、発達教育セラピストへのアンケート調査とシステム改良を繰り返す開発ワークフローを確立した。入力インタフェースとしては、マルチタッチ入力や加速度センサ機能を有する携帯端末を用いる方法を考案した。さらに、位置姿勢計測機能を有するHMDを用いて、自由に空間中を飛び回ったりコミュニケーション相手の視野に飛び移ったりする閲覧インタフェースを実現した。平成30(2018)年度は、「多視点スライディング方式の拡張」と「閲覧インタフェースの開発」について重点的に取り組んだ。「多視点スライディング方式の拡張」で目的に設定していた、光線空間処理を用いた焦点・照明の再設定処理は、必要な光線データを取得可能な撮影システムの構築が間に合わず、十分な成果をあげるには至っていないが、2019年度以降に計画していた、多視点映像取得から多視点スライディング映像の生成・提示までの全ての処理をリアルタイムで実行するオンサイト視覚フィードバック方式の構築を進め、当初計画以上の進捗を納めた。「閲覧インタフェースの開発」については、当初計画通り開発ワークフローの確立と、それに基づく実利用可能なインタフェース開発、実証実験を実施した。以上のように、現在までの研究進捗状況はおおむね計画通りと言える。平成29年度の研究進捗は計画以上に進んでいるが、次年度以降もそのアドバンテージを活用し、計画以上の実績が上がるよう研究活動を推進する。特に、「閲覧インタフェースの開発」では、インタフェース構築・改善と、それに対する実際のユーザからのユーザビリティに関するアンケート調査を繰り返すことにより、実用性の向上を目指す。「コンテキスト理解技術との統合」については、まずはスポーツシーンを対象としたコンテキスト理解処理を導入し、それを教示するのに最適な視点からの映像生成技術を確立する。平成30年度までの研究進捗はおおむね計画通りであるが、次年度以降も計画以上の実績が上がるよう研究活動を推進する。特に、「コンテキスト理解技術との統合」については、まずはスポーツシーンを対象としたコンテキスト理解処理を導入し、それを教示するのに最適な視点からの映像生成技術を確立する。
近世・近代のヴラーフ人の移動と集団形成に関する基礎的研究：バルカン・中欧・新大陸

2018年度は、国内研究会を2018年4月に開催した(通算3回目)。ここでは、研究分担者・研究協力者によるギリシア北部諸都市(とくにメツォヴォ)のヴラーフ人コミュニティと博物館の資料収集状況についての報告、セルビアにおけるヴラーフ研究の動向報告、スロヴァキアのヴラシュキの研究・展示状況の報告が行われた。2019年3月には、プロジェクトメンバー7名が参加して、ギリシア北部諸都市のヴラーフ関連博物館およびヴラーフ商人・移民の移動ルートの調査を合同で行った。セレス、メツォヴォ、ヨアニナ各市の博物館での聞き取り調査により、ヴラーフ人の伝統的生活様式の保存実態、研究・展示活動の実態を確認し、加えて、現在のヴラーフ人コミュニティの活動とアイデンティティに関するインフォメーションを得ることができた。カストリアの博物館および市内フィールドワークにおいても、ギリシア北部の皮革産業及び商業活動におけるヴラーフ人の役割と他のエスニシティとの関係性、その記憶の保存の実態に関する情報を得ることができた。この他、プロジェクトメンバー単独の調査も北マケドニア、ルーマニア、ブルガリアでも実施し、ヴラーフ関連史資料の収集と現地博物館等での展示状況の確認を進めた。北マケドニアでの調査では、クルシェヴォ市周辺での活発なヴラーフ言語・文化振興の実態を確認し、ルーマニアでの調査ではブルガリア系住民の近世のブルガリア難民の記憶とアイデンティティの実態を確認することができた。2018年度に本研究に関連して、秋山晋吾『姦通裁判ー18世紀トランシルヴァニアの村の世界』、山本明代「難民による社会運動」(田中ひかる編『社会運動のグローバル・ヒストリー』ミネルヴァ書房、2018年5月、pp.159-191)などが発表された。研究プロジェクト2年目の2018年度中は、全般的に順調に研究は進展した。プロジェクトメンバーによる関連諸国におけるヴラーフ人の歴史に関する研究・文献動向調査は順調に進んでおり、国内研究会での報告はほぼ一巡した。今後、これら基礎調査を踏まえて、メンバーによる個別研究の構想報告・中間報告を2019年度から本格的に進めていくことになる。また、2018年度に実施したギリシア北部での合同調査により、ヴラーフ人の歴史研究がはらむ課題と可能性について共通認識を獲得することができ、共同研究の方向性をより明確化する基盤を整えることができた。調査先の文書館・博物館等の臨時休館などの不測の事態が発生する恐れはないわけではないが、調査対象の国・都市は複数にまたがるため、調査順番を調整するなどで対応することが可能である。2019年度は、7月および11月頃の2回の国内研究会を開催する。そこでは、2018年度の合同調査の総括、ヴラーフ研究動向報告、プロジェクト後半に向けた個別研究の構想報告(7月研究会)、概要報告(11月研究会)を実施する。メンバーによる、現地資史料調査は、計画通り進める。加えて複数のメンバーによる合同調査の実施可能性も探り、可能な限り3月頃に実施する。調査候補はブルガリアまたはセルビア。平成29年度は、国内研究会を5月及び10月に2回開催した。第1回研究会(5月)は、おもに、本研究プロジェクトの趣旨、および、研究期間中の大まかなスケジュール確認を行い、第2回研究会(10月)には研究代表者が基調報告を行い、ヴラーフ関連研究文献の収集・整理の方針の確認を行った。文献情報の集積は、ウェブ上などでの公開に向けて作業を続けている。プロジェクトメンバー(代表者・分担者・連携研究者・協力者)によるヨーロッパ各国の文書館・図書館・博物館での資史料・展示・文献調査を行った。主な調査先は、ハンガリー国立文書館、ボスニア国立歴史博物館、ブルガリア国立文書館、オーストリア国立軍事博物館、ギリシア国立図書館、セルビア国立文書館、クロアチア国立文書館、スロヴァキア国立文書館などである。また、ヴラーフ関連フィールドワークとして、ブルガリア・ペルニクのスルヴァ祭の調査、ギリシア・カストリア地方伝統建築調査なども並行して行った。研究プロジェクト初年度ということもあり、平成29年度には学会報告・論文発表という形で、直接的に本研究にかかわる研究成果の公刊はできなかったが、本研究の準備・関連研究として、秋山晋吾「ミナレットとブショーオスマン帝国の痕跡を訪ねる」(『ハンガリーを知るための60章』)、戸谷浩「川の街コマーロムのマイノリティ:『トート人』、スロヴァキア人、そしてハンガリー人」(『明治学院大学国際学研究』)などが発表された。研究プロジェクト初年度の平成29年度中は、全般的に順調に研究は進展している。プロジェクトメンバーによる国外での資史料調査は計画以上に進んでおり、平成30年度とそれ以降の調査にむけてより発展することが期待できる。

セレス、メツォヴォ、ヨアニナ各市の博物館での聞き取り調査により、ヴラーフ人の伝統的生活様式の保存実態、研究・展示活動の実態を確認し、加えて、現在のヴラーフ人コミュニティの活動とアイデンティティに関するインフォメーションを得ることができた。カストリアの博物館および市内フィールドワークにおいても、ギリシア北部の皮革産業及び商業活動におけるヴラーフ人の役割と他のエスニシティとの関係性、その記憶の保存の実態に関する情報を得ることができた。この他、プロジェクトメンバー単独の調査も北マケドニア、ルーマニア、ブルガリアでも実施し、ヴラーフ関連史資料の収集と現地博物館等での展示状況の確認を進めた。北マケドニアでの調査では、クルシェヴォ市周辺での活発なヴラーフ言語・文化振興の実態を確認し、ルーマニアでの調査ではブルガリア系住民の近世のブルガリア難民の記憶とアイデンティティの実態を確認することができた。2018年度に本研究に関連して、秋山晋吾『姦通裁判ー18世紀トランシルヴァニアの村の世界』、山本明代「難民による社会運動」(田中ひかる編『社会運動のグローバル・ヒストリー』ミネルヴァ書房、2018年5月、pp.159-191)などが発表された。研究プロジェクト2年目の2018年度中は、全般的に順調に研究は進展した。プロジェクトメンバーによる関連諸国におけるヴラーフ人の歴史に関する研究・文献動向調査は順調に進んでおり、国内研究会での報告はほぼ一巡した。今後、これら基礎調査を踏まえて、メンバーによる個別研究の構想報告・中間報告を2019年度から本格的に進めていくことになる。また、2018年度に実施したギリシア北部での合同調査により、ヴラーフ人の歴史研究がはらむ課題と可能性について共通認識を獲得することができ、共同研究の方向性をより明確化する基盤を整えることができた。調査先の文書館・博物館等の臨時休館などの不測の事態が発生する恐れはないわけではないが、調査対象の国・都市は複数にまたがるため、調査順番を調整するなどで対応することが可能である。計画通り、年度内2回の国内研究会にて、プロジェクトメンバーによる調査報告、ヴラーフ関連文献・資史料の集積と整理を進め、web上での公開の準備を進める。メンバーによる、現地資史料調査は、計画通り進める。2019年度は、7月および11月頃の2回の国内研究会を開催する。そこでは、2018年度の合同調査の総括、ヴラーフ研究動向報告、プロジェクト後半に向けた個別研究の構想報告(7月研究会)、概要報告(11月研究会)を実施する。加えて複数のメンバーによる合同調査の実施可能性も探り、可能な限り3月頃に実施する。調査候補はブルガリアまたはセルビア。
HPV分子を標的とした癌免疫療法剤のコンパニオン診断開発のための基礎的研究

子宮頸癌の原因であるハイリスク型ヒトパピローマウイルス(HPV)の癌蛋白質E7は、子宮頸癌およびその前癌病変(CIN2-3)に高発現している。ウイルス由来の外来性蛋白質であることから、癌抗原としては、癌免疫療法の最適な標的分子と言える。本研究では、HPV16型E7を標的にした癌免疫療法を開発し、その医師主導治験を実施する体制を整えた。この癌免疫療法は、HPV16陽性CIN2-3を対象疾患として、粘膜免疫を介した癌免疫療法である。本治験薬IGMKK16E7は、乳酸菌Lactobacillus caseiにHPV16 E7を発現させた菌体である。IGMKK16E7を経口投与することで、腸管粘膜(粘膜下リンパ組織:パイエル板)にてE7に対する粘膜免疫誘導を起こす。E7に対するTH1型粘膜リンパ球は末梢血を通って子宮頸部のCIN2-3病変にホーミングする。CIN2-3に発現しているE7に感作されたE7特異的TH1型リンパ球は、IFNgamma等のTH1サイトカインを産生し、CIN2-3に対するNK活性を高め、免疫排除につながるという薬理効果である。したがって、本治験薬の薬理効果は、E7発現量に依存する可能性がある。一方、粘膜リンパ球CIN2-3のE7分子の発現量は、症例によって個体差があることが知られている。そこで、本研究では、CIN2-3病変でのE7発現量を半定量的にモニターするアッセイ系を確立し、本治験薬の有効性を予知するコンパニオン診断薬になりうるかを検討した。本年度は、E7発現量を簡便に測定できるアッセイ系を確立することに成功した。2018年度は、個々のCIN2-3患者の子宮頸部病変から採取した検体を用いて、E7発現量を評価するアッセイ系を確立することをマイルストーンとして設定した。このアッセイ系を確立できたことから達成度は100%である。E7発現量は、子宮頸部擦過細胞を採取し、Thinprep用採取容器(70%アルコール含)に収穫した。この細胞から、HPVタイピングと同時にRNAを抽出し、定量的RT-PCRを用いてE7発現量を評価するアッセイ系を樹立した。また、医師主導治験は、PMDAに治験届を提出し、これを承認された。治験実施施設の日本大学医学部附属板橋病院におけるIRBにおいても承認された。治験薬製造が予定より2か月遅れたため、当初の予定の2019年4月開始から6月開始となった。治験実施状況としては、達成度は80%であったが、ほぼ予定どおり治験が開始されることから、概ね順調と判断した。このアッセイ系は、日本大学医学部内に設置された治験中央ラボにおいてin-houseのアッセイとして樹立されたものである。このE7発現量は、E7特異的TH1型細胞性免疫誘導能と相関性を見ると同時に、臨床効果(病理学的寛解)との相関性を見ることが重要である。2019年6月から開始される第I/II相臨床試験では、プラセボ群を置いた並行群間ランダム化比較試験であり、キーオープンは、2020年9月を予定していることから、臨床効果との対比はそれまでは難しいが、少なくとも、免疫誘導能とE7発現量の相関性は2019年度に評価可能と考えている。その結果が、ポジティブデータとなれば、本アッセイ系を簡易型キットになるような検討に入る予定である。

E7発現量は、子宮頸部擦過細胞を採取し、Thinprep用採取容器(70%アルコール含)に収穫した。この細胞から、HPVタイピングと同時にRNAを抽出し、定量的RT-PCRを用いてE7発現量を評価するアッセイ系を樹立した。また、医師主導治験は、PMDAに治験届を提出し、これを承認された。治験実施施設の日本大学医学部附属板橋病院におけるIRBにおいても承認された。治験薬製造が予定より2か月遅れたため、当初の予定の2019年4月開始から6月開始となった。治験実施状況としては、達成度は80%であったが、ほぼ予定どおり治験が開始されることから、概ね順調と判断した。このアッセイ系は、日本大学医学部内に設置された治験中央ラボにおいてin-houseのアッセイとして樹立されたものである。このE7発現量は、E7特異的TH1型細胞性免疫誘導能と相関性を見ると同時に、臨床効果(病理学的寛解)との相関性を見ることが重要である。2019年6月から開始される第I/II相臨床試験では、プラセボ群を置いた並行群間ランダム化比較試験であり、キーオープンは、2020年9月を予定していることから、臨床効果との対比はそれまでは難しいが、少なくとも、免疫誘導能とE7発現量の相関性は2019年度に評価可能と考えている。その結果が、ポジティブデータとなれば、本アッセイ系を簡易型キットになるような検討に入る予定である。医師主導治験の開始が、2018年度から、2019年度にずれ込んだために、2018年度の予定していた研究費を使用できなかった。そのため、2019年度に持ち越しを行った。治験登録症例から採取された臨床検体を解析するための必要経費を持ち越した。
骨融合機能を有する金属系インプラントの創製

バイオマテリアルに対して加工と同時に骨融合性(生体活性)を付与するための手法として,加工中ワークが常に晒される研削液の成分に注目し,化学的な反応を利用して骨融合性を付与することを試みた.その結果,研削液の主成分を水酸化ナトリウムとし,昨年度の研究成果として構築した表面改質加工システムを利用して加工を行うことにより,一般的に生体活性能を持つことが知られている非晶質のチタン酸ナトリウムの層が形成されることが明らかとなった.これは,上記表面改質加工システムにより加工を行うことで,加工面は化学的に活性な状態となっており,酸化反応過程において研削液中に含まれるナトリウム元素と効率的に反応が起こることにより形成されたものと考えられる.また,そのような表面に対して生体活性能を調査した結果,同材をSBF(擬似体液)中に浸漬すると約一週間程度で骨融合性の高いハイドロキシアパタイト(以下,アパタイト)が自然析出することが明らかとなった.これは上記プロセスにより形成されたチタン酸ナトリウム層の存在に起因するものであると考えられる.さらに,アパタイトの析出量や時間は表面改質加工システムにおける電気化学反応を調整することにより,ある程度制御可能であることを明らかとした.以上のことから,本研究で考案した加工システムを利用し,研削液の成分等,加工条件を適切に設定することにより,加工面に骨融合性を有する表面改質層を形成可能であるといえる.本研究で得られた知見は今後のバイオインプラント開発に大きく貢献するといえる.1.電気化学反応援用によるバイオマテリアルの表面改質加工プロセスの開発:本研究ではまず,超精密鏡面研削技術であるELID(電解インプロセスドレッシング)研削法の原理を応用し,バイオマテリアルの表面改質加工システムを考案した.本システムは,ワークに対してプラスの電位を与えることにより,ELID研削プロセス中の電解により発生した研削液中の水酸イオンを加工面と効率的かつ積極的に反応させるというものである.これにより,加工面に厚く強固な酸化皮膜を形成させることが可能となった.また,ワークに与えるプラス電位を調節することにより,加工面に形成される酸化皮膜の膜厚を制御可能となる.2.バイオマテリアルに対する骨融合性の付与:バイオマテリアルに対する骨融合性の付与にはまず,上記システムにおける酸化反応時間を長く設定することにより,加工面での外部酸化を促し,(骨芽)細胞の付着に有効な微細形状を有する酸化皮膜の創製を行った.その結果,その加工面には約2μm程度の微細な凹凸を形成可能となることを明らかとした.これは加工面で過度に酸化が進み,酸化反応が外方に進行する外部酸化反応が起きることにより形成されたものであると考えられる.一般的にこのような微細凹凸面は細胞の接着を促進するということが知られているが,本技術では加工プロセス中にそのようなテクスチャーを形成可能となり,高い骨融合性を付与することが可能となると考えられる.また,加工中ワークが常に晒される研削液の成分に注目し,化学的な観点から骨融合性(生体活性)を付与することを試みた.その結果,現時点では研削液成分を変えることにより,表面の化学組成が変化することを確認している.ただし,この点に関する詳細は検討段階であり,次年度の課題として更なる分析の必要があると考えている.バイオマテリアルに対して加工と同時に骨融合性(生体活性)を付与するための手法として,加工中ワークが常に晒される研削液の成分に注目し,化学的な反応を利用して骨融合性を付与することを試みた.その結果,研削液の主成分を水酸化ナトリウムとし,昨年度の研究成果として構築した表面改質加工システムを利用して加工を行うことにより,一般的に生体活性能を持つことが知られている非晶質のチタン酸ナトリウムの層が形成されることが明らかとなった.これは,上記表面改質加工システムにより加工を行うことで,加工面は化学的に活性な状態となっており,酸化反応過程において研削液中に含まれるナトリウム元素と効率的に反応が起こることにより形成されたものと考えられる.また,そのような表面に対して生体活性能を調査した結果,同材をSBF(擬似体液)中に浸漬すると約一週間程度で骨融合性の高いハイドロキシアパタイト(以下,アパタイト)が自然析出することが明らかとなった.これは上記プロセスにより形成されたチタン酸ナトリウム層の存在に起因するものであると考えられる.さらに,アパタイトの析出量や時間は表面改質加工システムにおける電気化学反応を調整することにより,ある程度制御可能であることを明らかとした.以上のことから,本研究で考案した加工システムを利用し,研削液の成分等,加工条件を適切に設定することにより,加工面に骨融合性を有する表面改質層を形成可能であるといえる.本研究で得られた知見は今後のバイオインプラント開発に大きく貢献するといえる.
環北方域の針葉樹林の衰退機構と適応的森林資源管理

本研究では、北方林の攪乱体制に関する知見に基づいて、北方林の生態学的管理手法を検討することを目的にした。カナダ・北欧の研究者と連携し、北方林の自然攪乱に関するデータを収集した。カナダの針葉樹林の劣化するメカニズムは、山火事による更新サイト形成と山火事後の種子分散の確率に規定されていることが、空間統計モデルの解析から明らかになり、山火事に適応した保残林施業の重要性が示唆された。フィンランドの北方林では、風害のパターンを、倒木の倒壊角度データを用いて分析し、風害の時空間的な同調性を明らかにした。森林の倒木方位分布から、北方林の風害に対する感受性を推定する方法は、森林管理にも寄与すると考えられた。北方域の気候変動や森林施業による人為インパクトは、将来的な北方林の資源動態に大きな影響を及ぼしつつある。本研究では、北方域の針葉樹林帯における山火事撹乱の強度・頻度の変化が、木材資源動態に及ぼす影響を、実データに基づいた空間点過程モデルと個体ベースの森林動態シミュレータで分析しようとしている。本研究は、従来の地域限定型の資源保全研究とは一線を画し、環北方域の森林動態に共通した生態プロセスを解明する。今年度は研究初年であるため、フィンランドの共同研究者を相手国のマッチングファンドで招聘し、研究計画全体について会議を行い、調査計画と論文執筆計画を策定した。この会議では、山火事撹乱が変化した場合、北方林が低密度林やヒースに劣化するメカニズムを明らかにし、環境変動に適応し汎用性のある持続的森林施業のオプションを提示することを確認した。北方林の山火事撹乱は、その頻度と燃焼強度に負の相関がある。燃焼強度の高い山火事が稀に発生する場合、高密度の針葉樹林が更新し、次の山火事までに複数世代の樹木が共存する異齢林が発達する。山火事の頻度が高く燃焼強度も弱くなるに伴い、針葉樹の更新密度は低下し、同齢の低密度林からヒースへと衰退する。フィンランド北部の森林構造の空間変異や更新様式の差異は、このような山火事撹乱の頻度と強度の変異に対応していると考えられる。以上のプロセスを分析するため、本年度は、山火事撹乱跡地の森林再生過程を、空間点過程と角度統計を組み合わせたスキームで解析する手法を検討し、論文投稿の準備も行った。本研究では、北方域の針葉樹林帯における山火事撹乱の強度・頻度の変化が、木材資源動態に及ぼす影響を、空間点過程や角度統計などの統計モデル、個体ベースの森林動態シミュレータで分析した。一昨年度に計画の一部変更を行い、繰り越した予算によって、森林動態シミュレータの基礎パラメータとなる北欧の樹木種の機能特性に関する化学分析を行った。昨年の具体的な研究成果は以下の通り。1)北方林の樹冠動態を、日射角度に対する応答と個体間競争の相対的重要性に基づいて解明した。この研究では、北方林の林冠成長を光資源を巡る採餌戦略と捉え、北方林構成種の樹冠成長を角度統計を用いた新規的な統計モデルで解析した(現在投稿準備中)。2)北方林の生物多様性を特徴づける指標群集として地衣類に焦点をあて、そのベータ多様性を用いて森林管理インパクトの評価を行った(現在投稿準備中)。3)森林管理研究に群集生態学における種の集合理論を導入することを検討した。近年、生物多様性の創出機構として群集集合理論が注目を集めており、保全等の応用研究への適用が重要課題となっている。この研究は、伐採インパクト(施業に対する生物多様性の応答)を定量するために、群集集合理論を帰無モデルとして導入する可能性を示し、幾つかの事例解析を行った(現在投稿準備中)。近年の森林管理では、生物多様性や生態系機能の保持と木材生産を両立させることが重要視されている。本研究では、主に北欧の森林生態系に焦点をあて、現状の森林管理の問題点、及び、生態学的管理手法を分析した。また、日本列島の森林生態系との対比も行い、北方林、温帯林、亜熱帯林に一貫した森林管理上の生態学的問題点を明らかにした。野外調査では、森林を構成する樹木種の生体サンプルを収集し、葉と材の物理的・化学的機能特性を測定した。また、草本種の機能特性は既存情報から抽出しデータ化した。これらより樹木種の機能特性データベースを構築した。さらに、北欧と日本の植生調査データを収集・編集し、森林群集の種組成データベースを構築した。これらの二つのデータベースを統合し、人為インパクトを受けた二次林と原生的な森林の多様性を、分類学的指標と機能的指標に基づいて評価した。

具体的には、伐採跡に成立した二次林の多様性指標のパターンから、現在行われている施業が群集集合パターンや生態系機能に及ぼす影響を定量した。この分析から、現状の森林施業の生態学的影響は、森林タイプによって異なることが判明した。特に、高緯度の北方林では、伐採による木野的多様性の劣化が顕著だった。この結果は、森林群集の機能的冗長性が機能特性や森林植生帯によって異なることを示唆している。群集の機能的冗長性の度合いを考慮することが、生態系の多面的機能の維持を目的とした森林管理において重要であると考えられた。北方域の気候変動や森林施業による人為インパクトは、将来的な北方林の資源動態に大きな影響を及ぼしつつある。本研究では、北方域の針葉樹林帯における山火事撹乱の強度・頻度の変化が、木材資源動態に及ぼす影響を、空間点過程や角度統計などの統計モデル、個体ベースの森林動態シミュレータで分析した。昨年度は、北欧において2回の海外調査を行った。その際、ヘルシンキ大学とフィンランド森林研究所においてセミナーと共同研究の会議を行い、共著論文の執筆計画を確定した。さらにヘルシンキ大学の共同研究者を日本に招聘し、共同でデータ解析と論文執筆を行った。また、一昨年度に計画の一部変更を行い、繰り越した予算によって、北欧の樹木種の機能特性に関する化学分析も行った。昨年の具体的な研究実績は以下の通り。1,北方林の樹冠動態を、日射角度に対する応答と個体間競争の相対的重要性に基づいて解明した。この研究では、北方林の林冠成長を光資源を巡る採餌戦略と捉え、北方林構成種の樹冠成長を角度統計を用いた新規的な統計モデルで解析した(現在投稿準備中)。2,北方林の生物多様性を特徴づける指標群集として地衣類に焦点をあて、そのベータ多様性を用いて森林管理インパクトの評価を行った(現在投稿準備中)。3,森林管理研究に群集生態学における種の集合理論を導入することを検討した。近年、生物多様性の創出機構として群集集合理論が注目を集めており、保全等の応用研究への適用が重要課題となっている。この研究は、伐採インパクト(施業に対する生物多様性の応答)を定量するために、群集集合理論を帰無モデルとして導入する可能性を示し、幾つかの事例解析を行った(現在投稿準備中)。4)フィンランドの国レベルの森林センサスデータを用いて、マクロスケールで森林施業インパクトを評価することを開始した。主にフィンランドを中心とした野外調査を行っている。ヘルシンキ大学およびフィンランドの森林研究所の共同研究者の協力もあり、予定以上に研究が進捗している。現在、投稿準備中の論文が3編、データ解析中の論文が3編ある。今後は、これらの論文を専門雑誌に発表できるよう研究を進める予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。海外の共同研究者との連携を密にして、調査や実験を効率的に行うようにする。また、論文原稿の改訂も、電子メールなどを用いて頻繁に行うことで内容の質を向上させ、インパクトのより高い専門雑誌に発表できるようにする。
新規CI^-感受性蛍光色素による細胞内CI^-濃度の多点経時変化測定法の開発と応用

2.ビデオ信号処理装置の作製:SITビデオカメラによる蛍光顕微鏡画像を、NTSCフォーマットのビデオ信号に変換した。同期分離後、測定すべき領域に対応するウィンドウパルスを作成し、輝度信号を切り出し、低域フィルタを通してペンレコーダにより記録した。この装置によりMQAE負荷細胞内の多点経時測光が可能になった。この方法を応用して以下のことが明らかになった。3.角膜内皮細胞:ウサギ角膜内皮細胞ではα_2アドレナリン性受容体を介して細胞内Cl^-が排出される。また、細胞内Cl^-濃度が低下した状態では、β受容体刺激により細胞内Cl^-濃度が上昇し、β受容体-cAMP系を介して内皮細胞膜のCl^-透過性の上昇またはCl^-取り込み機構の活性化されることが明らかになった。4.網膜色素上皮細胞:ウサギ網膜色素上皮細胞では細胞内Cl^<-1>濃度が約90mMの高濃度を示し、ナトリウム利尿ペプチドはフロセミド感受性Na^+/K^+/Cl^-共輸送系の活性化を介して細胞内にCl^-を蓄積することが明らかになった。5.脳海馬錐体細胞:ラット脳の海馬錐体細胞の細胞内Cl^-濃度について細胞内部位別に比較したところ、線維状突起部>周辺部>細胞中心部の順にCl^-濃度は低下した。また、Cl^-ポンプ阻害剤およびNa^+/K^+/Cl^-共輸送系阻害剤に対する反応から、Cl^-ポンプは神経細胞の中心部に、またNa^+/K^+/Cl^-共輸送系は周辺部に高密度に存在することが明らかになった。以上、本研究により初代培養細胞内Cl^-濃度の多点経時測定法が確立され、諸種細胞のCl^-関連研究に応用し得ることが明らかになった。本年度研究実施計画に添って実験を進め、次の成果を得た。2)ビデオ信号処理装置の作製:SITビデオカメラによる蛍光顕微鏡画像を、NTSCフォ-マットのビデオ信号に変換した。同期分離後、測定すべき領域に対応するウィンドウパルスを作成し、輝度信号を切り出し、低域フィルタを通してペンレコ-ダ-により記録した。3)細胞内Cl^-濃度標準曲線の作成:細胞膜透過性が高くMQAE消光効果を持たないNO_3^-をCl^-置換用イオンとし、高濃度K^+(135mM)、バリノマイシン、ナイジェリシン、トリブチルチンおよび種々濃度のCl^-を含む細胞外潅流液により、細胞内MQAE蛍光の消光曲線をCl^-濃度に対応させた。この方法により無処置の培養ラット海馬神経細胞およびウサギ角膜内皮細胞の細胞内Cl^-濃度は、それぞれ6.6±1.6mMおよび30.1±1.6mMであることが初めて示された。4)上記の方法を応用しラット海馬神経細胞の細胞内Cl^-濃度制御機構を検索した。細胞内Cl^-濃度はNa,KーATPase阻害剤であるウアバインおよび細胞内外pH勾配を消失させるCCCP+NH_4^+では変化せず、Cl^-ポンプ阻害薬であるエタクリン酸または細胞内ATP濃度を減少させる処置により上昇したので、海馬神経細胞はエタクリン酸感受性でATP要求性のCl^-ポンプにより細胞内Cl^-濃度を低く保っていることが明らかになった。Cl^-感受性蛍光色素の使用とビデオ信号処理装置の作製により、これまで測定不可能であった単一小細胞の細胞内Cl^-濃度の測定が可能になり、細胞単位でのCl^-輸送系の解析が可能になった。海馬神経細胞1)初代培養ラット海馬錐体神経細胞にクロライドイオン感受性蛍光色素

MQAEを負荷し、細胞内クロライドイオン濃度の変化を顕微蛍光測光法により観察した。2)クロライドイオンポンプ阻害剤であるエタクリン酸により錐体細胞の細胞体では細胞内クロライドイオン濃度が上昇した。この変化は細胞外液にクロライドイオンの存在しないときには見られなかった。また、細胞内のATPを消費させ濃度を低下させると細胞内クロライドイオン濃度は上昇した。3)Na/K/Cl共輸送系の阻害剤であるフロセミドは、錐体細胞内クロライドイオン濃度を低下させた。以上の結果から錐体細胞の細胞内クロライドイオン濃度は、クロライドイオンポンプによるCl^-汲み出しとNa/K/Cl共輸送系によるCl^-蓄積によって調節的に維持されていることが明らかになった。角膜内皮細胞1)初代培養ウサギ角膜内皮細胞にMQAEを負荷し、細胞内クロライドイオン濃度の変化を観察した。2)角膜内皮細胞内クロライドイオン濃度は、30.1±1.6mMであった。細胞内クロライドイオン濃度は、ノルアドレナリンにより一過性に低下し、ヨヒンビンでは持続性に低下し、フェニレフリンおよびイソプロテレノ-ルでは変化しなかった。ノルアドレナリンに対する反応は、α受容体遮断薬でフェントラミンにより消失した。以上の結果から、角膜内皮細胞はα_2受容体刺激によりクロライドイオンを排出することが明らかになった。本年度研究実施計画に添って実験を進め、次の成果を得た。実験にはCl^-感受性蛍光色素MQAEを負荷した初代培養細胞を用い、初年度に設計購入した蛍光顕微測光装置により、単一細胞レベルおよび単一細胞内特定領域のCl^-濃度を測定した。1.角膜内皮細胞:ウサギ角膜内皮細胞ではα_2アドレナリン性受容体を介して細胞内Cl^-が排出される。α_2受容体刺激により細胞内Cl^-濃度が低下した状態では、β受容体刺激またはフォルスコリンによるアデニレートシクラーゼ直接刺激により細胞内Cl^-濃度が上昇し、β受容体-cAMP系を介して内皮細胞膜のCl^-透過性の上昇またはCl^-取り込み機構の活性化されることが明らかになった。2.網膜色素上皮細胞:ウサギ網膜色素上皮細胞では細胞内Cl^-濃度が約90mMの高濃度を示し、ナトリウム利尿ペプチドはフロセミド感受性Na^+/K^+/Cl^-共輸送系の活性化を介して細胞内にCl^-を蓄積することが明らかになった。3.脳海馬錐体細胞:ラット脳の海馬錐体細胞の細胞内Cl^-濃度について細胞内部位別に比較したところ、線維状突起部>周辺部>細胞中心部の順にCl^-濃度は低下した。また、Cl^-ポンプ阻害剤であるエタクリン酸およびNa^+/K^+/Cl^-共輸送系阻害剤であるフロセミドおよびブメタニドに対する反応から、Cl^-ポンプは神経細胞の中心部に、またNa^+/K^+/Cl^-共輸送系は周辺部に高密度に存在することが明らかになった。以上、本研究により初代培養細胞内Cl^-濃度の多点経時測定法が確立され、諸種細胞のCl^-関連研究に応用し得ることが明らかになった。
遺伝性がんB細胞性慢性リンパ性白血病の感受性遺伝子と多段階発がん機構の解析

B細胞性慢性リンパ性白血病(BCLL)は家族集積性や発症率の人種差から複数の感受性遺伝子による遺伝性癌の一つと考えられる。我々は、New Zealand White(NZW)マウス系がBCLLを自然発症することを見出し、遺伝学的解析によりBCLL前駆細胞の増殖に関わるいくつかの感受性遺伝子領域を明らかにした。さらにこれら前がん状態の細胞が悪性細胞へと変異する際に、多段階発癌機構が働いている可能性が示唆された。本研究では、発がんに関わる変異遺伝子群を明らかにするため、BCLLを発症したNZWマウスから白血病細胞をFACSソーティングにより分離し、マイクロアレイで528個の遺伝子の発現レベルを白血病を発症しないB10マウスの脾臓B細胞のそれと比較した。その結果、BCLL細胞においては、Igf1・Fosなどの成長因子・癌遺伝子が正常B細胞に比べ発現が亢進しており、また、Brca2・Tsg101・Rb1などの癌抑制遺伝子やTnfr1・Tgfb1・Il2rgなどの免疫調節遺伝子の発現が低下していることが判明した。今後、発現に差の認められたこれらの遺伝子について、ゲノムでの遺伝子変異の有無や、BCLL細胞のalellic deletion解析で見出される変異遺伝子との関連を解析し、BCLL発症機構を総合的に解明していきたい。
チタン系電解コンデンサ用マイクロ・ナノ合金微粒子の創製

塩化カルシウム溶融塩中、還元剤金属カルシウムを用いた無電解還元法により、電解コンデンサ用チタン-ジルコニウムマイクロポーラス合金を試作した。酸化物の還元速度は、用いた酸化物粒子径の減少とともに増大した。これに伴い、還元金属中に含まれる不純物酸素濃度も減少した。最適な条件を用いて無電解還元を行うことにより、低不純物酸素濃度・高比表面積を持つマイクロポーラスチタン-ジルコニウム合金を作製することができた。本研究においては、酸化物を金属カルシウムにより直接無電解還元する新しいプロセスを用い、高い電気容量を持つ新規電解コンデンサ用のTi-Zr合金を作製することを目的としている。本年度においては、TiO2およびZrO2マイクロ粒子を金属カルシウムにより同時還元し、Ti-Zr合金を得ることを試みた。ZrO2マイクロ粒子、溶融塩である塩化カルシウム、および還元剤である金属カルシウムをチタンるつぼ中に封入し、1173Kの無電解還元を行った。カルシウム量が理論反応当量に等しい場合には、Zrの低級酸化物やCaとの複合酸化物が生成し、金属相は得られなかった。これに対し、過剰の金属カルシウムを投入することにより、Zr単相が生成した。Zr中に含まれる不純物酸素の量は、還元剤カルシウム量とともに減少し、カルシウム量200%において0.16wt%の低い値となった。一方、さらにカルシウム量を増大すると、生成Zr金属中に含まれる不純物酸素量は増加した。生成したZrをSEMにより観察すると、数μm程度のZr粒子が焼結したマイクロポーラス構造であることがわかった。還元時間の増大とともに、Zrの焼結の焼結が進行し、表面積は小さくなった。TiO2を用いたカルシウム還元においても、ZrO2の場合と同様の還元挙動を示した。上述の実験結果を考慮し、TiO2およびZrO2を混合した酸化物粉末をカルシウム還元することにより、マイクロポーラス構造を持つTi-Zr合金の試作に成功した。生成した合金組成は5%以内の差に収まっており、電解コンデンサ用電極として十分に使用可能であると予想された。ポーラスTi-Zr合金の表面積は0.55m2g-1であり、電解コンデンサの電気容量増大に大きく寄与するものと考えられた。本研究においては、酸化物を金属カルシウムにより直接還元する新規なプロセスを用い、高容量電解コンデンサ用Ti-Zrポーラス合金の作製に挑戦した。前年度の研究においてTi-Zrポーラス合金の試作に成功したことを踏まえ、本年度は酸化物原料のナノ粒子化によって(1)合金表面積のさらなる向上、(2)還元時間の短縮化および(3)合金組成の均一化を試みた。酸化物原料の平均粒子径をマイクロメートルオーダーからサブミクロン、さらに10 nm程度まで小さくしたナノ粒子を用いてカルシウム還元を行うと、酸化物粒子が微細なほど還元速度が増大し、得られた還元金属中の酸素濃度が低くなることがわかった。すなわち、ナノ酸化物粒子を用いてカルシウム還元を行うことにより、低酸素濃度のポーラス金属を高速で形成することができる。これは、酸化物粒子径の微細化によってカルシウム還元の反応表面積が増大したためである。一方、カルシウム還元により一度金属相が生成してしまうと、高温の溶融塩中ではただちに金属同士の焼結が進行するため、生成する金属のポーラス形状は酸化物粒子のサイズによらずほぼ一定となることがわかった。ナノサイズのTiO2-ZrO2混合粉末を用いてカルシウム還元を行うことにより、組成均一性に優れたマイクロポーラスTi-Zr合金を作製することができた。このようなマイクロポーラスTi-Zr合金をアノード酸化することにより、革新的な電気容量を持つ新規電解コンデンサを作製できる。電気化学、表面化学、微細加工当初の研究計画どおりにTi-Zrマイクロポーラス合金を試作することに成功した。また、研究過程において、カルシウム還元の詳細なメカニズムを明らかにするとともに、不純物酸素濃度の低い合金生成条件を明確に見いだした。したがって、本年度の研究は当初計画以上に進展し、学術的・工業的に意義ある知見が得られたと判断できる。来年度の研究においては、酸化物原料として「ナノ粒子」を用いることにより、(1)表面積のさらなる向上、(2)無電解還元時間の短縮化、および(3)合金組成の均一化を検討したい。ナノポーラス合金は、大きな比表面積を持ち、電解コンデンサの容量を飛躍的に増大させる。また、還元時間の短縮化は工業化、エネルギー、コストの観点から極めて重要であり、組成の均一化によりアノード酸化皮膜の均質化を実現することができる。ナノ酸化物粒子のカルシウム還元に関する研究はほとんど報告されておらず、学術的な反応挙動の検討も極めて興味深い。本年度は計画どおり順調に研究が進展したため、若干の予算残が生じた。次年度のカルシウム還元における化学実験必需品(消耗品)に充当する予定である。
UBL-UBA型ユビキチンレセプターを標的とした新規抗癌剤の開発

本研究は、UBL-UBA型ユビキチンレセプターに対する特異的阻害剤の開発を目的に行った。申請者は、抗腫瘍活性物質GUT-70がubiquilin 1と特異的に相互作用することを見出した。GUT-70は細胞内ユビキチン化タンパク質を蓄積させ、さらに薬剤プロテオーム解析により、プロテアソーム阻害剤に似たタンパク質変動プロファイルを示すことが明らかとなった。以上より、GUT-70は細胞内でubiquilin 1を標的にしてユビキチン・プロテアソームシステムを抑制することで、癌細胞の増殖を阻害していることが示唆された。本研究課題は、UBL-UBA型ユビキチンレセプターに対する特異的阻害剤を開発し、それをツールとしてUBL-UBA型ユビキチンレセプターのユビキチン・プロテアソームシステムにおける役割を明らかにすること、またUBL-UBA型ユビキチンレセプター阻害剤の抗癌剤としての有用性を検証することを目的としている。今年度は、化合物アレイを使ったUBL-UBA型ユビキチンレセプターに対するリガンドスクリーニングを行うため、ヒトUBL-UBA型ユビキチンレセプターの代表的な遺伝子(ubiquilin、HR23など)をクローニングし、精製リコンビナントタンパク質を調製した。Ubiquilin 1については、UBLドメイン、UBAドメイン、あるいは両ドメインを欠損させた欠損変異体を作製した。野生型Ubiquilin 1タンパク質の化合物アレイによるリガンドスクリーニングを行った結果、およそ7,000化合物の中からUbiquilin 1に相互作用している可能性のあるヒット化合物を数十種類見出した。他のUBL-UBA型ユビキチンレセプタータンパク質群についても現在スクリーニングを進めている。また、抗癌作用を有する植物由来低分子化合物GUT-70に、Ubiquilin 1と相互作用する活性があることを見出した。GUT-70は、プロテアソーム活性を直接阻害することなく細胞内のユビキチン化タンパク質を蓄積させたことから、GUT-70は細胞内においてUbiquilin 1の機能を阻害している可能性が示唆された。今後は、スクリーニングで得られたヒット化合物の阻害活性や特異性の評価を行う。そして、候補化合物を用いてUBL-UBA型ユビキチンレセプターの機能を解析するとともに、候補化合物の抗癌活性について調べていく。今年度は、昨年度の研究で見出したUbiquilin 1相互作用化合物GUT-70を中心に解析を行った。HeLa細胞を用いた薬剤プロテオーム解析を行った結果、GUT-70はプロテアソーム阻害剤(MG-132)やHsp90阻害剤(Geldanamycin、Radicicol)に似たタンパク質発現変動プロファイルを示した。GUT-70はユビキチン化タンパク質の蓄積を誘導するだけでなく、Hsp90クライアントタンパク質(CDK4など)の発現を低下させることがわかった。そこで、RNAi法でHeLa細胞のUbiquilin 1をノックダウンしたところ、顕著な増殖阻害とともにCDK4の発現低下が誘導された。これらのことから、Ubiquilin 1は細胞生存に不可欠であり、またHsp90クライアントタンパク質の発現制御に深く関わっていることが示唆された。GUT-70のin vivoにおける抗腫瘍活性を調べるために種々の検討をした結果、GUT-70は難水溶性のため動物への投与実験が困難であることがわかった。そこで、分子モデリング手法によって選択したおよそ150種類のGUT-70関連化合物について、細胞増殖阻害活性を評価した。その結果、GUT-70よりも強い増殖阻害活性を示す化合物はなかったが、GUT-70よりも疎水性が低く水に対する溶解度が高い計算値を示す化合物をいくつか見出すことに成功した。