hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
組織アンジオテンシンII生成におけるビッグアンジオテンシン-25の役割の解明

Bang-25の測定系についてラジオイムノアッセイやELISA法を試したがAlpha LISA法がより簡便で高感度であることがわかった。また確立したBang-25のAlpha LISA法はAng IのようなBang-25よりも短いアンジオテンシン関連ペプチドのみでなく、アンジオテンシノーゲン(Aogen)といったBang-25よりも長いアンジオテンシンタンパクを認識しなかった。つまりBang-25に特異的な測定系を確立する事ができた。そのため研究目的(1)のBang-25の測定系の確立を達成できた。また、腎臓疾患患者を含めた尿検体のBang-25を測定した事で尿中Bang-25が腎障害におけるバイオマーカーになりうる可能性が示唆された。また、現在、腎生検の腎臓組織や心疾患、オペ前後の尿・血液を採集している。以上より本研究はおおむね順調に進展しているといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。循環器内科研究目的(2)Bang-25の組織内の分布と病態生理学的意義の解明および(3)Bang-25の生成機構の解明を達成するために以下に示すように研究をすすめていく。1.腎生検や剖検、手術時に得られたヒト検体を用いてBang-25に特異的な抗体を用いて免疫組織染色を行いBang-25の組織内分布を明確にする。2.Bang-25の測定系を用いて循環器・腎臓疾患(高血圧、動脈硬化、心不全、心筋梗塞、腎不全など)の患者の尿中・血中の関連ペプチド濃度を測定して健常人と比較し、疾患重症度を含む臨床パラメータとの関連性を明らかにする。また治療に伴う病態変化と尿中濃度の変化を観察して、治療効果判定のための測定意義を考察する。3.AogenからどのようにBang-25やproang-12のようなアンジオテンシン関連ペプチドが生成されるのかについてAogenにどのような酵素が作用するのかを解明する。そのためAogenの糖鎖構造をHPLCを利用した3Dマッピング法により決定し、その違いによってレニンの結合性が変化するか、また作用する酵素に違いがあるのかを明らかにする。さらにAogenに様々なプロテアーゼを作用させて、どのような酵素によってBang-25が生成されるかを明確にする。4.種々の循環器や腎臓疾患(高血圧、動脈硬化、心不全、心筋梗塞、腎不全等)のモデル動物やヒトの培養細胞、血液を用いて複数のプロテアーゼ阻害剤やRA系阻害剤のBang-25やRA系関連ペプチドにおける生成・変換活性に及ぼす影響を観察し、生成・変換酵素に特異的なプロテアーゼ阻害剤を検索する。
甲状腺ホルモン受容体機能を修飾する補助因子、共役因子の機能に関する研究

1.ヒト核内コリプレッサー(hN-CoR)遺伝子座の決定:リガンドが結合していない甲状腺ホルモン受容体(TR)と結合し、甲状腺ホルモン(TH)の標的遺伝子の転写を抑制するhN-Cokの遺伝子座が17p11.2に位置することを初めて明らかにした。2.甲状腺ホルモン不応症(RTH)の発症に関わるN-CoRの役割:RTHの発症に、変異TRが正常TRの機能を抑制するドミナントネガティブ作用が重要とされている。一方、RTH患者のTRβには、N-CoRと結合するヒンジ領域の変異は認められない。そこで、強いドミナントネガティブ作用を示す変異TRβをコードするcDNAのヒンジ領域に変異を導入し、ドミナントネガティブ作用がどの様に修飾されるかを検討した。ヒンジ領域への変異の導入によりまた、ドミナントネガティブ作用が消失し、変異TRがN-CoRと結合することがドミナントネガティブ作用に必須であることが示唆された。3.TR機能を修飾する補助因子RXRαの細胞内分解:TR作用発揮に必須とされる補助因子RXRαの細胞内分解過程を明らかにし、更にこの分解がリガンド依存性に促進されることを明らかにした。4.グルココルチコイドによる肝細胞におけるRXRαの発現調節:ラット肝初代スフェロイド培養細胞を用い、グルココルチコイドがRXRαの発現促進を介してTH作用を増強することを明らかにした。5.TNFαによるTH作用の修飾:TNFαが、転写因子NF-κBの活性化を介して肝臓における甲状腺ホルモン依存性の5'-脱ヨード酵素の発現誘導を抑制することを明らかにした。この結果はTNFαが上昇する疾患を有する患者が呈するeuthyroid sick syndromeの発症機序を初めて明らかにしたものである。甲状腺ホルモン不応症(RTH)家系の殆どにTRP遺伝子の点突然変異が同定され、変異TRが正常TRの機能を抑制するドミナントネガティブ作用がその発症に重要とされている。一方、RTH患者のTRβには、核内受容体のコリプレッサー結合するヒンジ領域の変異も認められない。そこで、変異TRβをコードするcDNAを用い、ヒンジ領域に変異を導入し、ドミナントネガティブ作用がどの様に修飾されるかを検討した。強いドミナントネガティブ作用を示す変異TRβ:P453X(TRβのC端の9つのアミノ酸が欠失したTR)を発現するcDNAに、コリプレッサーとの結合に重要とされるヒンジ領域のプロリン(P)をアルギニン(R)変異したTRβ(P214R/P453X)を発現するプラスミドを構築した。ヒング領域の変異TRβ(P214R)のT3結合能は正常であったが、P453XおよびP214R/P453XのT3結合能は測定感度以下であった。これらの変異TRβのDNA結合能、ダイマー形成能は正常TRβと同様であった。N-CoRとの結合は、P453Xでは正常TRβと同等であったが、P214R、P214R/P453Xでは低下していた。正常TRβ発現プラスミドとT3により転写が活性化されるルシフェラー・リポーター遺伝子(2xPal TK Luc)を同時に遺伝子導入すると著明なT3依存性のルシフェラーゼ活性の増加が認められたが、P453X発現プラスミドを同時に遺伝子導入するとこのT3による増加は著しく抑制され、ドミナントネガティブ作用が認められた。このドミナントネガティブ作用は、P214R/P453Xでは消失していた。また、TSHαLucとP453X発現プラスミドを同時にトランスフェクトすることによりこのT3依存性の転写抑制が解除されるドミナントネガティブ作用が認められ、この作用もP214R/P453Xでは消失していた。

以上の結果より、変異TRがN-CoRと結合することがドミナントネガティブ作用に必須であることが示唆された。1.甲状腺ホルモン受容体機能を修飾する補助因子RXRαの細胞内分解甲状腺ホルモン受容体機能発揮に必須とされる補助因子RXRαの細胞内分解過程を明らかにし、更にこの分解がリガンド依存性に促進されることを明らかにした。2.グルココルチコイドによる肝細胞におけるRXRαの発現調節ラット肝初代スフェロイド培養細胞を用い、グルココルチコイドがRXRαの発現促進を介して甲状腺ホルモン作用を増強することを明らかにした。リガンドが結合していない甲状腺ホルモン受容体機と結合し、甲状腺ホルモンの標的遺伝子の転写を抑制するhN-CoRの遺伝子座をFISH(Fluorescent in situ hybridization)及びヒト第17染色体を持つsomatic cell hybridを用いて決定し、hN-CoRの遺伝子が17p11.2に位置することを初めて明らかにした。4.TNFαによる甲状腺ホルモン作用の修飾TNFαが、転写因子NF-κBの活性化を介して肝臓における甲状腺ホルモン依存性の5'-脱ヨード酵素の発現誘導を抑制することを明らかにした。この結果はTNFαが上昇する疾患を有する患者が呈するeuthyroid sick syndromeの発症機序を初めて明らかにしたものである。1.TNFαによるTH作用の修飾:Euthyroid sick syndromeは、敗血症、癌患者に認められ、血中T3の低下を伴うことが知られ、この原因として肝臓におけるT4からT3への転換を触媒する5′-deiodinase(5-′DI)活性の低下が示されている。また、これら患者においてはTNFαの血中レベルの上昇が認められることが多い。5-′DI遺伝子の発現はT3により誘導されることが知られているため、本研究では、TNFαがT3依存性の5-′D遺伝子発現誘導に及ぼす影響を検討した。その結果、TNFαが転写因子NF-κBの活性化を介して肝臓における甲状腺ホルモン依存性の5′-脱ヨード酵素の発現誘導を抑制することを明らかにした。2.α型甲状腺ホルモン受容体遺伝子ノックアウトマウスにおける甲状腺ホルモン作用:甲状腺ホルモン受容体(TR)はα,β2つの遺伝子によりコードされる。TRα遺伝子からはalternative splicingによりT3結合能を有するTRα1とTRα2が産生され、更にintron 7に存在するプロモーターからアミノ端を欠くTRΔα1、TRΔα2がコードされる。これまでT3結合能を持たないTRα2、TRΔα1、TRΔα2は培養細胞を用いた系でTRに対し、ドミナントネガティブ作用を発揮することが示されている。本研究では、exon 7及びintron 7に存在するプロモーター領域を破壊することによりTRα遺伝子産物の発現を全て抑制したノックアウトマウスを用い、種々の臓器での甲状腺ホルモン(TH)に対する応答性を検討した。
糖尿病患者に対するナノ構造制御新規インプラント材料の創製

生活習慣病である糖尿病罹患患者では創傷治癒期間の長期化によりインプラント周囲炎の罹患リスクが高くなるため、早期のオッセオインテグレーション獲得が期待される.そこで、本研究ではこれまで早期の骨形成を誘導すると報告してきた加熱処理を加えたナノ構造析出純チタンが糖尿病環境下においてラットの硬組織分化誘導能に与える影響について検討した.各種分化マーカーの評価を行ったところ通常および高グルコース浸漬群でナノ構造純チタンにおいて無処理純チタンと比較して高い値を示した.以上の結果により、グルコース濃度の変化に関わらずナノ構造が確実な初期固定を誘導する可能性の一端を示唆した.近年,インプラント治療は補綴治療において欠かせない選択肢の一つとなり,全身疾患を持つ患者にインプラント治療を施す機会は増加している.その中でも,糖尿病患者に対するインプラント治療の機会は増えているものの確たるエビデンスはなく,オッセオインテグレーションの早期獲得が非常に重要であるとの報告がなされている.共同研究者は,純チタン表面に濃アルカリ修飾を行うことで,チタン金属表面上にナノレベルの構造を析出し,その構造がラットの骨髄細胞の硬組織への分化誘導能を向上させインプラントとして臨床応用するための可能性の一端を示した.そこで,本研究では濃アルカリ修飾によりチタン表面に析出されたナノ構造を糖尿病ラットに応用し,早期のオッセオインテグレーションを獲得できる新規インプラント材料の創製を目指す.市販の純2級チタン金属板を10M水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、室温大気圧条件下で24時間撹拌させて反応を進行させた後、イオン交換水で導電率が5 μS以下になるまで洗浄し,自然乾燥させ,ナノ構造を析出させた。生後7週齢のGKラットの両側大腿骨から骨髄間葉細胞を採取後,3代目を実験に供した.培養7,14日後のALP活性および21,28日後のオステオカルシンの産生量およびカルシウムの析出量を測定した.ALP活性,オステオカルシン量およびCa量は全ての計測時間において,実験群で対照群と比較して有意差が認められた.以上より,糖尿病状態下においてもTNS構造が高い硬組織分化誘導を向上させるという結果が明らかとなった.生活習慣病である糖尿病罹患患者では創傷治癒期間の長期化によりインプラント周囲炎の罹患リスクが高くなるため、早期のオッセオインテグレーション獲得が期待される.そこで、本研究ではこれまで早期の骨形成を誘導すると報告してきた加熱処理を加えたナノシート構造(TNS)析出純チタンが糖尿病環境下においてラットの硬組織分化誘導能に与える影響について検討した.実験材料として市販のJIS2級純チタンを使用し,表面にTNSを析出させたものを実験群,#2000まで研磨したものを対照群として使用した.その後,各種試料を600°Cにて加熱処理を行った.試料表面観察はSEM, SPM,元素解析はXPSで行い、接触角も測定した.また、生後8週齢のGK雄性ラットの両側大腿骨から骨髄間葉細胞を単離し、継代培養し.3代目を各種試料上に播種し、通常グルコース群(5.5mM)と高グルコース群(24mM)の2群で培養し、ALP活性、OCN産生量、Ca析出量について測定した.また、培養3,4週後の各種試料表面をアリザリンレッドにて染色し観察した.実験群の材料表面は厚い酸化膜の上にナノメートルレベルのシート構造が観察され、これは13nmのノジュール構造であり親水性を持つことが明らかとなった.また、各種分化マーカーの評価を行ったところ各グルコース群で実験群において対照群と比較して高い値を示した.以上の結果により、グルコース濃度の変化に関わらずTNSが確実な初期固定を得られる可能性の一端を示唆した.生活習慣病である糖尿病罹患患者では創傷治癒期間の長期化によりインプラント周囲炎の罹患リスクが高くなるため、早期のオッセオインテグレーション獲得が期待される.そこで、本研究ではこれまで早期の骨形成を誘導すると報告してきた加熱処理を加えたナノ構造析出純チタンが糖尿病環境下においてラットの硬組織分化誘導能に与える影響について検討した.各種分化マーカーの評価を行ったところ通常および高グルコース浸漬群でナノ構造純チタンにおいて無処理純チタンと比較して高い値を示した.以上の結果により、グルコース濃度の変化に関わらずナノ構造が確実な初期固定を誘導する可能性の一端を示唆した.糖尿病状態を模倣したGKラットの骨髄間葉細胞培養下においても純チタン金属表面上へのTNS構造の付与によりラット骨髄細胞の硬組織分化誘導能の向上に寄与することを明らかにしたため.歯科補綴学GKラットの下顎骨に数種のナノ構造析出純チタンを埋入する.評価は以下のものとする.1.埋入後,1,2,4週後屠殺し,固定・包埋後にインプラント体を除去する.埋入部位の切片を作製し,チタン金属表面と骨の界面および周囲新生骨の観察を光学顕微鏡にて行い,オッセオインテグレーションの評価を行う.2.埋入部位を含めた骨をそのまま除去し,ナノ構造析出チタンプレートと骨との接着について検討するため,引っ張り試験を行い検討する.3.埋入インプラント周囲組織よりtotal RNAを分離し,cDNAを作製後,骨組織特異的な遺伝子について発現レベルを定量RT-PCR解析によって行い,インプラント周囲再生組織の骨分化の程度および血管新生の程度を評価する.年度末に購入済みである純チタン板の支払いが来年度となったため、一部残金が発生しております。すでに購入済みなので問題ありません。
松果体機能と局所脳機能の連関に関する基礎的研究

昭和61年度が最終年度であり、研究成果のまとめと、松果体の生理、生化学および脳代謝に関する最新の知見を集収し、これに基づいて研究成果の考察を行った。(1)ウレタン麻酔下にラット両側上頸神経節々前線維を切断したあと、一側節前線維のパルス電気刺激(15HZ,0.5msec,20μA)を行い、松果体、視床下部その他の脳内77部位において、局所脳グルコース代謝率を【^(14)C】デオキシグルコース法を用いて測定した。(2)局所脳グルコース代謝率は対照群の77個所のいずれの部位においても左右差は認めなかったため、対照群の左右の平均値をとり、これと刺激群の刺激側あるいは非刺激側とを各々比較検討した。(3)刺激側の上頸神経節におけるグルコース代謝率は95%の増加を示した。松果体の代謝率は対照群(56±4μmolcs/100g/min)に比較して刺激群(96±8μmolcs/100g/min)で71%の増加を示した。他の76脳内部位における代謝率は、刺激側と非刺激側の各部位の代謝率の間にも有意差を認めなかった。(4)オートラジオグラムを米国N【I】Hソコロフ研究室の協力を得て、カラーオートラジオグラムとして定量画像化した。(5)本研究における松果体代謝率上昇は、上頸神経節の電気刺激は生理的な刺激として作用して松果体の電気活動を増加させ、N-acetuR-transferase活性やcyclicAMP濃度の増加を惹起する等の報告(Brooks〓,Hydorns)に対応するものと考えられた。(6)松果体破壊の局所脳グルコース代謝に及ぼす影響を検討すべく松果体切除を手術用顕微鏡下に試みている。しかし、ラット松果体は静脈洞交会の直下に静脈洞硬膜と喩着して存在するので、切除術の際、静脈洞損傷や脳損傷が発生し、これが局所脳代謝に影響を及ぼすことがわかり、この動物手術に改良、工夫を必要とすることが判明した。
タスクアンビエント空調における人体局所冷却と呼吸域空気質が知的生産性に与える影響

省エネルギー性の高いシステムとして、人体に近い空間を効率的に空調できるタスク・アンビエント空調が着目されている。本研究では、人体呼吸域の空気質および人体の局所冷却について、知的生産性へ与える影響を検討した。メンタルワークロードの客観指標として、脳内酸素代謝測定を行い、作業の負荷を高くする場合や、高い室温下において、精神作業時の脳内血流量の指標が大きくなるという関係があることを確認するとともに、局所冷却によって効率的にメンタルワークロードを低減させる可能性を示した。日常生活で経験する範囲のわずかな空気質の違いについては、脳内酸素代謝測定による有意な差は検知できなかった。エネルギー性の高い建築環境設備について検討を行うためには、省エネルギー性の評価とともに、建築環境設備によって作り出される環境について、執務者の熱的快適性や知的生産性を確保することも重要な課題の一つである。省エネルギー性の高いシステムとして、人体に近い空間を効率的に空調できるパーソナル空調やタスク・アンビエント空調が着目されている。本研究の目的は、人体周辺を局所的に空調する場合における、温熱環境や空気環境が知的生産性へ与える影響を検討することである。本年度は、十分な換気のある中で汚染源(カーペット)の有無の違いを比較する被験者実験データを用い、空気環境の質と脳内酸素代謝測定に関する検討を行った。日常生活で経験する程度のわずかな違いを対象としているが、汚染源がある状況において、知覚空気質は悪化し、テキストタイピングの正確性が低下した。脳内酸素代謝測定については疲労や精神的努力の程度の客観指標として有効であることを示したが、本実験条件における室内空気質条件の差を検知できなかった。室内空気質条件の差を検知できなかった理由について検討を行った。実際に曝露された室内環境による影響を正確に把握するため、外気のオゾンレベルや温湿度などの環境物理データについて、設定環境条件ごとに検討した。本実験では、室内湿度を保つために、噴霧式加湿器を用いていたが、外気の湿度が低い場合に加湿量が多かった。そのため、被験者群を加湿量によってグループ化し、知覚空気質のデータを比較したところ、汚染源有の条件における知覚空気質は、加湿量が多いグループにおいて有意に低く、空気清浄効果があったことが認められた。本研究の目的は、人体周辺を局所的に空調する場合における、温熱環境や空気環境が知的生産性へ与える影響を検討し、局所空調時の人体反応特性を明確にすることである。平成24年度は人体の局所冷却が知的生産性に与える影響について検討した。タスク・アンビエント空調等が使用される環境では、省エネルギーのために執務者周辺のタスク域のみを効率的に空調し、アンビエント域は冷房設定温度を高めの28°C程度に設定して運用する場合が多い。本研究では研究対象として、室内温度が28°C程度の中程度の高温環境下において、局所的に人体が冷却されるという場合を設定し知見を得ることとした。申請時は、夏季のオフィス環境を想定した人工気候室内での被験者実験を想定していたが、研究設備環境等の関係で被験者実験の実行が困難となったため、タスク・アンビエント空調に特有の室内環境条件の物理環境データを測定し、人体モデルを用いて数値計算を行った。これまでのサーマルマネキン実験や被験者実験において蓄積してきたデータと比較をすることで、その冷却効果や、脳内酸素代謝に与える影響を評価した。全身を均一な室内環境に曝露することを想定した条件においては、室内環境温度が高くなると、メンタルワークロードの指標である精神作業時の総ヘモグロビン濃度増加量は大きくなるという線形関係が認められた。一方、上半身をタスクファンの気流によって局所冷却する場合については、人体モデルによって冷却効果を評価したところ、熱損失量や体感温度が同程度の全身冷却時と比べて、作業時の総ヘモグロビン濃度の増加は小さいことがわかった。また、前年度に本研究によって得られた室内空気質に関する実験結果のデータを詳細に検討しまとめ、国際誌に投稿した。研究計画通りに順調に進展している。デンマーク工科大学とも議論を行い、データ解析結果について考察を行うことができたため、英文誌への論文投稿への準備が大幅に進んだ。24年度が最終年度であるため、記入しない。タスク・アンビエント空調システムの入手が困難な場合等、研究が当初の計画通りに進まない場合には、研究目的である「呼吸域の空気質」および「人体の局所冷却」の検討を優先し、研究対象を測定できるような試作機器や数値計算によって評価を行うものとする。
残基間平均距離統計を用いたタンパク構造形成部位の予測

本研究においてはタンパクの立体構造の精密予測を目標として、まずタンパク立体構造形成部位の位置や構造形成にかかわるアミノ酸の予測を試みるものである。研究期間において、タンパクにおけるアミノ酸間平均距離統計に基づくコンタクトマップ(平均距離図、Average Distance Map)などを用い、グロビンや免疫グロブリン結合タンパクといったタンパクの実験結果と予測結果を詳細に比較・精査を行い本研究の有効性を示すことができた。本研究の究極の目的は、実用的に有用なタンパクの立体構造の精密予測であり、そのために、タンパク構造を、原子レベルで精密に立体構造を予測するべき部分と、比較的ラフに予測してよい部分に分けることがさしあたりの目標となる。本研究の研究期間においては、精密に予測するべき領域を決めるために、タンパクにおけるアミノ酸間平均距離統計に基づくコンタクトマップ(これを平均距離図、Average Distance Map,ADMと呼んでいる。)及び、アミノ酸間平均距離統計から導いたアミノ酸間有効ポテンシャルによるランダム状態における残基対コンタクト頻度計算を用い、構造形成部位および構造形成においてキーとなる残基の予測を試み、実際の構造と比較・検討を行った。平成19年度においては、構造形成過程の解析(特にφ値解析)が実験的によく行われている以下のタンパクを選んだ。すなわち、グロビンファミリー、リゾチームファミリー、IgG結合ドメインである。そのうえで、まずそれぞれのファミリー内のいくつかのタンパクについて解析を行った。その結果、構造形成において重要な領域をかなり一意的に予測することが可能であることがわかった。また、グロビンファミリー、リゾチーム、IgG結合タンパクにおいて構造形成領域やキーとなる残基が予測できることがわかった。これらの予測においては、構造情報をまったく用いていないことに留意すべきである。平成20年度には、同一ファミリー内において予測サブドメイン部分の配列と構造形成部分とが一致している配列群のアラインメントを行い、まず簡単に保存残基を調べ、保存残基とその部分の立体構造との関係(疎水性パッキング形成など相互作用している残基対との関係)、構造形成のキーとなる残基の保存性などを吟味し、普遍的に適用可能な方法の確立を目指す。本研究課題の目的は、タンパクの構造形成部位のアミノ酸配列情報からの予測であり、最終的にはタンパク立体構造の精密予測を目指すものである。本研究では、立体構造の精密予測の可能な位置を予測することを第一の目標とおき、タンパクにおけるアミノ酸間平均距離統計に基づくコンタクトマップ(これを平均距離図、Average Distance Map, ADMと呼んでいる。)及び、アミノ酸間平均距離統計から導いたアミノ酸間有効ポテンシャルに基づくランダム状態における残基対コンタクト頻度計算より、構造形成配列領域および構造形成においてキーとなる残基の予測を試み、実際の構造と比較・検討を行った。研究期間においては、構造形成過程の解析(特にφ値解析)が実験的によく行われている、グロビンファミリー、リゾチームファミリー、IgG結合ドメインに対し検討を行った。さらに、これらのタンパクの相同配列を用いて予測領域の配列のアラインメントを行い、その保存残基を調べた。以上の結果、まず保存残基は、疎水性パッキング形成など構造上相互作用している残基によく対応しており、本研究における予測残基にもよく一致していた。つまり構造形成に重要と予測される残基はよく保存される。従ってこれらの保存残基はそれぞれのファミリーにおける立体構造形成部位の構造モチーフを定義し、さらに立体構造の検索に利用することが可能である、つまり立体構造予測に応用できる。またその部分の立体構造は構造テンプレートとして定義できることも示唆される。この構造テンプレートはグロビンファミリーにおいてはE-Hヘリックスユニットに対応すると思われ、グロビンフォールドを超えて普遍的に存在することも本研究において示唆されている。本研究はあと一歩で構造形成部分の検索システムの完成に至る。
肺癌転移の臓器微小環境特性から見た分子標的治療法の開発

肺癌の骨転移をとりまく臓器微小環境に着目し、破骨細胞機能を抑制する薬剤を単独あるいは併用することで骨転移が抑制できることや、骨転移巣で高発現している因子が多臓器転移を抑制することを示した。また、樹状細胞が可溶型血管内皮増殖因子受容体(sVEGFR1)を産生し、血管新生阻害により腫瘍進展を抑制することや、肺癌が高発現するHM1.24に対するヒト化抗体が腫瘍増殖を抑制することを見出した。さらに、肝細胞増殖因子(HGF)が肺腺癌の分子標的薬耐性を誘導し、耐性克服の治療標的となることを明らかにした。肺がんの多臓器への転移形成は臨床上重要な問題であり、新しい治療法の確立が切望されている。多臓器転移制御の標的分子として血管新生因子VEGFに着目し、VEGF受容体阻害薬が転移巣における腫瘍血管内皮細胞選択的にアポトーシスを誘導し血管新生を阻害することにより、肺癌細胞株のSCIDマウスにおける多臓器転移形成を抑制することを明らかにした。さらに、血管透過性を抑制することにより、癌性胸水形成も著明に阻害することを見出した。また、癌遺伝子として知られるSrcは癌細胞運動機能に深く関与していると考えられているが、肺癌細胞株におけるSrc発現およびその活性化は細胞株により異なること、Src阻害薬がSrc発現の高い肺癌細胞の運動能、浸潤能、および血管新生因子産生を抑制し、肺転移形成および皮下移植された腫瘍の増大を阻害することを報告した。一方、MRP-1(motility-related protein-1)と同一分子であるCD9は、細胞運動抑制能を有する膜貫通型糖タンパクであり、小細胞肺癌では発現が低下している。CD9発現の欠如した小細胞肺癌株にCD9遺伝子導入することで、SCIDマウスにおける肝転移能が低下することを明らかにした。また、骨転移に関しては抗腫瘍効果と破骨細胞活性抑制効果を併せ持つ新規抗生物質(リベロマイシンA)が、破骨細胞機能を抑制に加えて癌細胞からのPTHrP産生を抑制し骨転移形成を阻害することを明らかにした。リベロマイシンAは骨粗鬆症に対する効果も期待されており、骨粗鬆症および骨転移に対する臨床効果を評価すべく臨床試験を行うためのアプローチを検討中である。また臨床検体を用いた検討にて、癌性胸水が漏出性胸水と比較しVEGF濃度が高く、可溶性VEGF受容体(sVEGFR)の濃度が低いことを明らかにし、sVEGFRのVEGF中和作用を利用した癌性胸水治療の可能性を報告した。また、癌遺伝子として知られるSrcの阻害が肺癌細胞の運動能、浸潤能だけでなく、血管新生も抑制し、その結果肺転移形成および皮下移植された腫瘍の増大を阻害することをこれまでに報告していたが、今回新たにこの血管新生抑制作用がvascular endotherial-cadherinとbeta-cteninの相互作用の増強を介する効果であることを明らかにした。肺癌と同じ呼吸器系腫瘍である悪性胸膜中皮腫については、臨床での進展様式や治療応答性を再現する同所移植モデルを作成し、VEGF阻害がその治療に有用である可能性を示した。また、新規癌抑制遺伝子MY018Bの強制発現によって胸膜中皮腫細胞の増殖能および運動能が抑制されることを示し、上記同所移植モデルにおいて、胸腔内腫瘍増殖能および胸水形成能が有意に低下することを報告した。これらの結果からHDAC阻害剤などによるMY018B遺伝子発現回復は悪性胸膜中皮腫に対する有効な治療法になり得ることが示唆された。肺癌転移の臓器特異性organotropismを規定する微小環境因子を同定し、それらを標的分子とした臓器特異的分子標的治療を開発することを目的に、肺癌のQOL阻害因子として特に臨床上問題となる骨転移および癌性胸膜炎に主眼をおいて研究を進め、以下の成果を得た。cDNAMicroarray解析により骨転移巣で発現が上昇していた遺伝子群を同定し、その中からTGF-βファミリーに属するactivinのアンタゴニストであるFollistatin(FST)に着目し、肺癌の多臓器転移形成における役割について検討した。小細胞肺癌細胞株へのFST遺伝子導入は、invitroでの細胞増殖能、運動能、浸潤能、およびin vivoにおける皮下腫瘍の増殖能に有意な影響を及ぼさなかったが、血管新生を阻害しNK細胞除去SCIDマウスにおける多臓器の転移形成を著明に抑制した。

よって、FSTは骨のみならず多臓器における転移抑制因子であることが示唆された。一方、種々の疾患に生じた胸水中の血管内皮増殖因子(VEGF)関連物質を測定することにより、VEGFおよびAngiopoietin-2のみならずVEGFの内因性拮抗物質である可溶性VEGF受容体1(sVEGFR-1)も滲出性胸水中に存在することを示した。また、sVEGFR-1レベルは非血性胸水に対して血性胸水で低下していたことから、sVEGFR-1が血性胸水誘導因子であるVEGFの活性を修飾し、血性胸水形成を制御している可能性が示唆された。さらに、肺癌早期発見における蛍光気管支鏡の有用性を検討する目的で123名のhighrisk患者に蛍光気管支鏡を施行し、全282生検組織中、93病変(33.0%)が前癌病変あるいは癌病変であったこと、蛍光気管支鏡と通常気管支鏡の比較では、前癌病変の検出感度が前者で有意に高率であることを示し、前癌病変検出における蛍光気管支鏡の有用性を示唆した。肺癌転移の臓器特異性organotropismを規定する微小環境因子を同定し、それらを標的分子とした臓器特異的分子標的治療を開発することを目的に、肺癌のQOL阻害因子として特に臨床上問題となる骨転移および癌性胸膜炎に主眼をおいて研究を進め、以下の成果を得た。PTHrPを高発現する小細胞肺癌株(SBC-5)の溶骨性骨転移モデルにおいて、抗PTHrP抗体とビスフォスフォネート製剤(ゾレドロネート)を併用することで、破骨細胞のアポトーシス誘導により強力に骨転移形成を抑制できることを示した。また、ヒト肺がん細胞株の45%がHM1.24抗原を発現しており、interferon-β, γにより発現が増強されることや、ヒト化抗HM1.24抗体が抗体依存性細胞障害活性(ADCC)を誘導すること、IL-12やIL-15などのサイトカイン併用によりADCCが増強できることを報告した。さらに、ヒト化抗HM1.24抗体がHM1.24抗原を過剰発現した肺癌細胞株の皮下腫瘍増大を抑制することを明らかにした。EGFR活性型遺伝子変異を有する肺癌に著効する分子標的薬ゲフィチニブに対する新たな耐性機序として、肝細胞増殖因子(HGF)がその受容体であるMETを活性化しPI3K/Akt経路の抑制を回復させる機構を明らかにした。さらに、臨床検体を用いた解析において、この機構が肺癌症例における自然耐性と獲得耐性の両方に寄与している可能性を示した。肺癌の転移と薬剤耐性および胸膜中皮腫の分子機構を解析し、治療開発に向けての成果をあげた。1.ヒト単球由来の成熟樹状細胞が、可溶型VEGF受容体1(sVEGFR1)を産生しVEGFの活性を中和することで、肺癌の腫瘍血管新生を阻害し腫瘍抑制に働くことを明らかにした。また、その関与の指標としてsVEGF1/VEGFが重要であることを示した。2.ヒト肺癌細胞をNK細胞除去SCIDマウスに移植することにより、肺癌において初めて溶骨性骨転移のみならず造骨性転移をも形成する動物モデルを確立した。3. HM1.24抗原が肺癌に過剰発現されており、抗HM1.24抗体が抗体依存性細胞障害活性(ADCC)および補体依存性細胞障害活性(CDC)による治療標的となること、IFNによりエフェクター細胞であるNK細胞を活性化することでマウスモデルでの抗腫瘍効果を増強できることを報告した。
立体映像配信技術に関する研究

本研究では、立体映像を対象にネットワークヒステリシス特性の評価ならびに原因解明とともに、符号化を中心とした立体映像トランスポートシステムの試作を行うことを目的としている。本年度は、当研究室で保有している立体映像ディスプレイ(米国Stereo Graphics社製Synthagram202)の故障に伴い、実験計画に遅れが生じてしまったが、結果的には新たにPhilips3Dディスプレイに実験システムの変更を行い、研究開発を継続することができた。本年度は、まず新しく実験システムを構築するとともに、実験システムに沿った3D映像入力モジュールを実装し、実験環境を整えた。続いて、すでに提案済みの多眼型立体映像配信システムトランスポートシステムの試作するとともに、トランスポートシミュレーションの結果から得られているパラメータ条件を用いて、3D映像の主観評価実験を行い、ネットワークヒステリシス特性の解明を行った。ネットワークヒステリシス特性に関しては、評価パラメータが極めて多岐にわたり、完全な解明ができたとはいえないが、本実験環境においては、様々な種類の異なる3D映像入力に対し、一定の共通解が得られたことから、将来の3D映像伝送を考えるうえでの重要な知見が得られたといえる。本研究は本年度から3年間に渡って行うものであるため、まずは実験環境を整えるとともに、基礎実験を行った。具体的には、現有する高速シャッタメガネ型立体映像ディスプレイ、パララックスバリア型裸眼立体映像ディスプレに加え、空中浮遊型ディスプレイを設計、開発した。空中浮遊型ディスプレイは、配信サーバからの映像を受信するために改良が必要であり、それらは重要な研究課題のひとつでもあるため、この部分に特に注力した。空中浮遊型ディスプレイとは、その名の通り、空間上に物体が浮遊しているように見えることが特徴であり、従来は1眼映像の擬似立体映像を表示するシステムしか存在しなかった。そこでこの擬似立体映像表示システムをを改良し、2眼映像を表示するように改良を加えた。具体的には、処理を2重花して2眼画像を取り込めるように改良し、また、表示部をマイクロポール型表示方式に改良することにより、2眼型立体表示を実現した。さらに、これらの各種ディスプレイを用いて映像配信サーバを含めた簡易テストベッドを構築した。このテストベッドは、映像配信サーバと各種ディスプレイの中間にトラフィックコントローラーを配置し、様々なネットワーク条件(遅延付加、損失率増減、帯域制御等)を作り出せる仕掛けとなっている。現在、本システムを用いて簡易実験をスタートしている。また、現在ISO/IEC JTC1 SC29(MPEG)にて多眼画像符号化技術(MVC)についての標準化がスタートしており、本研究代表者もこれに参画し、こちらの動向とも歩調を合わせ、符号化技術の開発も合わせて進めている。すでに所有している高速シャッターディスプレイに加え、サイズの異なるパララックスバリアディスプレイを購入し、これらを視聴者端末として、PCサーバを用いた実験用の簡易インターネット放送局を昨年度構築したが、まず今年度はこのテストベッドの拡張を行った。具体的には、2眼立体視カメラを購入し、これを用いた撮影によりインターネット放送用素材を大幅に増大させ、また、CGべ一スの立体映像を拡充したことに加え、端末の増加として液晶バリア型ノートPCを行った。その後、このテストベッドを用いて基礎実験データを取得するとともにネットワークヒステリシス特性の詳細分析を行っている。また、1年目の基本設計を元に「端末アダプテーション技術」を確立させた。このテストベッドにおいて、配信方式としてDRM(Digital Rights Management)は不可欠であるため、本テストベッドではMPEG-4/IPMP(lntellectual Property Management & Protection)ならびにCoFIP(Content FIngerPrinting)も合わせて実装した。さらに立体映像符号化技術に関する研究を進め、従来方式と比較して高能率の符号化方式を提案するとともに、これらの成果、ならびに標準テスト画像の制作等も含めISO/IEC JTC1 SC29/WG11(MPEG)にて国際標準策定作業に携わった。
ヒトｉＰＳ細胞由来高機能性肝組織を基盤としたｉｎ　ｖｉｔｒｏ肝機能評価系の開発

創薬研究や再生医療への応用を目的に、ヒトiPS細胞から肝細胞を誘導する試みが活発に行われているが、生体肝臓と同等の機能を持ったiPS細胞由来肝細胞は未だに樹立されていない。当研究室ではこれまでに、ヒトiPS細胞から肝細胞や胆管上皮細胞への二分可能を有する肝前駆細胞を効率的に誘導する手法を開発した。さらに、肝細胞の周囲に存在する肝類洞内皮細胞、肝星細胞をヒトiPS細胞から分化誘導することにも成功した。そこで本研究では、これまでに樹立したヒトiPS細胞由来肝構成細胞(肝前駆細胞、肝類洞内皮細胞、肝星細胞)を用いた共培養系を樹立し、創薬スクリーニングや病態モデルへ応用可能なヒト肝臓モデルを作製することを目的としている。これまでに、ヒトiPS細胞由来肝類洞内皮細胞と肝星細胞を用いた血管網を有する微小組織の構築に成功している。そこで、この培養系に肝前駆細胞を導入し、ヒトiPS細胞由来肝組織の構築を試みた。培養条件を検討した結果、肝構成細胞を1つの共培養系で同時に維持することが可能となり、ヒト肝臓モデルが樹立された。このヒト肝臓モデルにおける各種肝代謝酵素遺伝子の発現は、ヒト凍結肝細胞と比較可能なレベルであったことから、ヒト肝臓に近い機能を有するモデルであることが示唆された。さらに、樹立したヒトiPS細胞由来の肝組織は2ヶ月ほどの長期培養も可能であったことから、肝病態モデルなどの長期評価系への応用も可能であることが示唆された。ヒトiPS細胞由来肝構成細胞(肝前駆細胞、肝類洞内皮細胞、肝星細胞)を用いた三次元培養系を構築し、ヒト肝臓モデルの樹立を試みた。各種肝構成細胞は、培養系において特異的な機能を維持し、ヒト肝臓に近い機能を持ったモデルの作製が可能となった。今後はこの肝臓モデルを病態モデルや創薬研究へ応用することが期待されることから、研究は概ね順調に進行していると言える。現在、樹立したヒト肝臓モデル培養系に肝障害物質を添加し、各細胞の応答を解析している。今後は、肝障害物質によって引き起こされる肝細胞死と肝星細胞の活性化を、免疫組織化学解析や遺伝子発現解析を用いて評価し、ヒト肝臓モデルとしての有用性を検討していく予定である。当研究室では既にヒトiPS細胞から肝細胞や胆管上皮細胞への二分可能を有する肝前駆細胞を効率的に誘導する手法を開発している。さらに、ヒトiPS細胞から肝類洞内皮細胞、肝星細胞への分化誘導系の樹立にも成功した。そこで本研究では、これまでに樹立したヒトiPS細胞由来肝構成細胞(肝前駆細胞、肝類洞内皮細胞、肝星細胞)を用いてin vitroで機能的な肝組織を構築し、創薬研究や肝病態モデルへの応用を目指した。ヒトiPS細胞由来肝組織の構築は、in vitroで肝発生を模倣して行った。肝臓の発生は肝類洞内皮細胞や肝星細胞で構成される横中隔間充織に肝前駆細胞が浸潤することで開始する。そこでまず、ヒトiPS細胞由来肝類洞内皮細胞と肝星細胞を用いて三次元構造を有する横中隔間充織をin vitroにて作製した。ヒトiPS細胞由来肝類洞内皮細胞と肝星細胞をコラーゲンゲルに包埋し、三次元培養を行うことで、血管網を有する組織が誘導された。さらに、網羅的遺伝子発現解析の結果から、ヒトiPS細胞由来肝類洞内皮細胞や肝星細胞は、HGFやWntといった肝成熟化に関与する分泌因子やラミニンなどのECMが高発現しており、これらの因子によって肝成熟化が促進される可能性が示唆された。そこで続いて、これらのヒトiPS細胞由来肝類洞内皮細胞、肝星細胞の培養系に肝前駆細胞を導入し、ヒトiPS細胞由来肝構成細胞の共培養系を樹立した。共培養によって、肝前駆細胞は肝細胞へと分化・成熟化が誘導され、シトクロムP450酵素群等の発現がヒト初代培養肝細胞と比較可能なレベルまで増強された。ヒトiPS細胞由来肝構成細胞(肝前駆細胞、肝類洞内皮細胞、肝星細胞)を用いてin vitroにてヒトiPS細胞由来肝組織の誘導を試みた。誘導したヒトiPS細胞由来肝組織はヒト初代培養肝細胞と近い機能を獲得しており、今後、肝病態モデルや創薬研究への応用が期待できる技術となった。研究はおおむね期待通り進展していると言える。培養条件を検討した結果、肝構成細胞を1つの共

培養系で同時に維持することが可能となり、ヒト肝臓モデルが樹立された。このヒト肝臓モデルにおける各種肝代謝酵素遺伝子の発現は、ヒト凍結肝細胞と比較可能なレベルであったことから、ヒト肝臓に近い機能を有するモデルであることが示唆された。さらに、樹立したヒトiPS細胞由来の肝組織は2ヶ月ほどの長期培養も可能であったことから、肝病態モデルなどの長期評価系への応用も可能であることが示唆された。ヒトiPS細胞由来肝構成細胞(肝前駆細胞、肝類洞内皮細胞、肝星細胞)を用いた三次元培養系を構築し、ヒト肝臓モデルの樹立を試みた。各種肝構成細胞は、培養系において特異的な機能を維持し、ヒト肝臓に近い機能を持ったモデルの作製が可能となった。今後はこの肝臓モデルを病態モデルや創薬研究へ応用することが期待されることから、研究は概ね順調に進行していると言える。ヒトiPS細胞由来肝細胞は生体の肝細胞と比較して著しく未熟であることが知られている。生体の肝細胞と遜色無い機能的なヒトiPS細胞由来肝細胞を樹立するためには、生体の肝細胞の周囲に存在し、肝細胞の分化・機能維持に大きく寄与する肝類洞内皮細胞や肝星細胞を肝細胞誘導系に導入することが必須であると考えられる。そこで、ヒトiPS細胞由来肝構成細胞(肝前駆細胞、肝類洞内皮細胞、肝星細胞)を用いてin vitroにてヒトiPS細胞由来肝組織の誘導を試みた。ヒトiPS細胞由来肝組織は、ヒト初代培養肝細胞と比較可能なレベルのシトクロムP450酵素群の発現が認められた。今後は、誘導したiPS細胞由来肝組織の各細胞の局在を免疫組織化学により詳細に解析し、生体の肝組織と構造を比較する。さらに、誘導されたヒトiPS細胞由来肝細胞について、アルブミン合成能、尿素合成能、薬物代謝酵素活性等を指標に性質を評価する。また、ヒトiPS細胞由来肝組織をin vitroでの肝病態モデルへ応用するために、肝障害物質を培養系に添加し、各肝構成細胞の挙動を解析する。現在、樹立したヒト肝臓モデル培養系に肝障害物質を添加し、各細胞の応答を解析している。今後は、肝障害物質によって引き起こされる肝細胞死と肝星細胞の活性化を、免疫組織化学解析や遺伝子発現解析を用いて評価し、ヒト肝臓モデルとしての有用性を検討していく予定である。
農薬・医薬リード化合物の創製を目指す天然生理活性物質の生物有機化学的研究

生物活性天然有機化合物に関して、探索および合成研究、生物検定を行った。全合成達成:抗生物質ポリナクチン類アナログ、植物毒素T-β-L、ピリキュオール類、海洋忌避物質プテロエノン、植物ホルモンジャスモン酸類、鶏胃潰瘍形成物質ジゼロシン。部分合成:気菌糸誘導物質パママイシン類、スピロファンジン類、抗生物質エナシロキシン類、血管新生阻害物質コルチスタチン。単離・構造決定:エナシロキシン類、タキサン類、リモノイド類、新規骨格エチノピン。[1.抗生物質]ボリナクチンアナログβのモノマー両鏡像体を光学分割を用いて行った。気菌糸誘導物質パママイシン593北半球部の骨格合成を行った。エナシロキシンのC11'-Cl5'及びC16'-C23'部のフラグメント合成を行った。スピロファンジンの合成単位であるラクトンの効率的合成法を開発した。[2.植物毒素]タブトキシニン-β-ラクタムの、アゼチジノン環部のジアステレオマーの全合成を達成した。ピリキュオールの両鏡像体合成を行い、非天然型も天然型と同等のイネいもち病様の毒性を示すことを明らかにした。モニリジオール推定生合成中間体の部分合成を行った。[海洋物質]コルチスタチンアナログとして、エストロン-イソキノリンハイブリッド化合物を設計、合成し、血管新生阻害活性には、AB環部官能基の存在とD環部の立体化学が重要であることをあきらかにした。イソキノリンとステロイドD環部の効率的カップリング法を開発した。タルシンの炭化水素環部の部分合成を行った。プテロエノンの全立体異性体を合成した。[ジャスモン酸]デヒドロジャスモン酸の非天然型は、天然型に比べ殆ど白血病細胞誘導活性を示さないことを明らかにした。マオエクリスタルVのコア三環性炭素骨格分子の立体選択的構築をDiels-Alder反応を鍵反応に用いて成功した。イチイ・カヤ等の樹木から、新規骨格を有するタキサン類、新規骨格を有するテルペノイド(エキノパン骨格)を始め数種の新規生理活性天然物質を単離、構造決定した。[1.抗生物質]免疫抑制活性を目的として設計したポリナクチンアナログβの全合成を極微量ながら達成した。気菌糸誘導物質パママイシン593北半球部の合成を達成し、南半球物の縮合を検討した。エナシロキシンのC11'-C15'(酒石酸から)及びC16'-C23'部(アラビノースから)の改良合成を行った。[2.植物毒素]イネいもち病菌毒素ピリキュオールの両鏡像体合成を行い、非天然型も天然型と同等のイネいもち病様の毒性を示すことを明らかにした。一部生合成経路も明らかにした。ピリキュラリオールの初の全合成を、無保護でのStilleカップリング反応を用いて電磁波照射下に行い、絶対立体配置を決定した。ピリキュラリオール・ピリキュオール共通の推定生合成中間体の合成を達成した。[3.海洋物質]コルチスタチンのCD環部分の合成を行い、鍵反応であるオレフィンメタセシス反応の前駆体を調製した。タルシンの炭化水素環部の光学活性体合成を行った。[4.植物起源]ジャスモン酸:各種誘導体の調製を行った。また、2環性合成中間体の光学活性体を酵素分割を用いて調製した。マオエクリスタルV :全合成に向けて、チオフェニル基のMichael付加-分子内アルドール反応を用いてビシクロオクタン骨格を構築することに成功した。樹木成分:イチイ・カヤ・マングローブ・モクレン等の樹木から、新規骨(11, 12-seco型、[3.3.2]propellane型)を有するタキサン類、リモノイド類、フェノール類を初め数種の新規生理活性天然物質を単離、構造決定した。[1.抗生物質]ポリナクチンアナログβの合成研究および生合成変換基質の合成を行った。気菌糸誘導物質パママイシン593の北半球部及び南半球部を合成し、マクロラクトン化の検討を行った。エナシロキシン:酒石酸ジエチルからC11'-C15'部分アルデヒドの改良合成を行った。同じくC16'-C23'部について、アルビノースからWittig-Horner反応を用いる新規合成法を開発した。両者のWittig反応、Julia反応、リチオ化反応によるカップリングを検討した。[2.植物毒素]イネいもち病菌毒素ピリキュラリオールのWittig反応を用いた新規合成法を開発すると共に、イネ葉病斑形成試験を行い構造活性相関を明らかにした。[3.海洋物質]コルチスタチン:RCM反応を鍵段階とするABC環モデルの合成研究を行った。Hajos-Parrish

ケトンがら全合成研究を行った。アナログEI-hybrid Aの単一異性体の合成を行った。プテロエノン:四立体異性体を合成し、南氷洋において魚類忌避試験を行った。クリオネ生息地域に隣接する地域の魚類には忌避作用を示さないことがわかった。[4.植物起源]マオエクリスタルV:Diels-Alder反応をを用いて隣接するビシクロ環-シクロヘキサン環部を連結することに成功した。ジャステン酸:天然型は非天然型より白血病細胞分化誘導活性が強いことを明らかにした。樹木成分:イチイ・マングローブ・ハーブ等の樹木から、タキサン類、リモノイド類を単離・構造決定した。新規骨格テルペノイドechinopine A、Bの参観性部分の合成を達成した。
歯肉線維芽細胞における単球走化性因子JE/MCP-1の遺伝子発現機構

[目的]成人性歯周炎の歯肉組織に多数の単球/マクロファージの浸潤が認めらること、又これら細胞由来のサイトカインに骨吸収活性があることが示されている。従い、歯槽骨吸収時に歯周組織局所のマクロファージlineageの集積に、単球走化性因子の役割は、重要であると考えられる。そこで、単球特異的走化性因子JE/MCP-1の遺伝子発現について、骨芽細胞を用いて検討したところ、TNF、IL-1、TGFに誘導作用が認められた。これらの知見は、MCP-1/JEの発現が、歯周疾患と関連することを推察させるものであった。実際に、私どもは、歯周病患者の患部組織と歯肉溝浸出液中のMCP-1/JE遺伝子産物の存在について検討し、歯周疾患の病態の進行度と相関性があることを報告している。そこで、私は、本年度文部省科学研究助成金で、歯周病病原性細菌Porphyromonas gingivalisのLPSと線毛を用い、歯肉線維芽細胞における単球走化性因子JE/MCP-1の遺伝子発現機構について検討した。[方法]1)細胞:歯肉線維芽細胞は、歯肉組織よりout growthした細胞を継代培養することにより得た線維芽細胞を用いた。2)total RNAの回収:超遠心法によりtotal RNAを抽出し回収した。3)Northen blot analysis:回収したRNAを電気泳動後ナイロンメンブランに転写し、32PラベルしたJE/MCP-1遺伝子とハイブリダイゼーションを行ないmRNAレベルを検討した。4)単球走化性活性:各サンプル処理細胞の培養上清について、ヒト末梢血単核細胞を用い検討した。[結果]1)P.gingivalis線毛並びにLPSの作用により、歯肉線維芽細胞は、MCP-1/JE遺伝子を発現した。また、処理細胞の培養上清中には、強い単球走化性活性が認められ、この遺伝子産物の存在は、免疫沈降により確認された。2)本菌LPSによる、JE/MCP-1遺伝子発現の誘導作用は、転写因子AP-1の特異的阻害剤であるcurcumin前処理により著明に抑制された。また、この遺伝子発現は、NFκ-Bの特異的阻害剤であるPDTCでも、抑制作用が認められた。3)また、本菌LPSによる、JE/MCP-1遺伝子発現の誘導作用は、tyrosine kinaseの阻害剤であるgenisteinにより抑制作用が認められた。また、A kinaseの特異的阻害剤であるH-89で、弱い阻害作用が認められた。[考察]本研究の結果から、P.gingivalis線毛並びにLPSは、歯肉線維芽細胞のMCP-1/JE遺伝子を著明に誘導し、さらにその発現には、転写因子AP-1とNFκ-Bの関与が示唆された。[考察]

本研究の結果から、P.gingivalis線毛並びにLPSは、歯肉線維芽細胞のMCP-1/JE遺伝子を著明に誘導し、さらにその発現には、転写因子AP-1とNFκ-Bの関与が示唆された。
三重項励起子のエネルギー・スピン特性を引き出すナノ界面場の精密制御技術の創成

光励起三重項電子を利用した動的確偏極(triplet-DNP)、三重項-三重項消滅に基づくフォトンアップコンバージョン(TTA-UC)と近年、三重項励起子を利用した機能分野が注目を集めている。これら機能の効率化を図るためには、エネルギーまたはスピン情報を他の分子へ高効率に伝達する必要があり、本研究では、その効率的な伝達過程を示す分子集合体の構築を目指した。三重項電子を利用するtriplet-DNPの新たな結晶性媒体として多孔性金属錯体(MOF)を用いた。カルボキシル基を有するペンタセン誘導体をZn2+とイミダゾール誘導体から構成される結晶性MOF内部に導入し、MOF内部での三重項電子偏極の生成を確認した。更に、MOF骨格構造の運動性の高いメチル基に重水素化を施すことで、triplet-DNPによりMOF骨格中の1H核スピンの高偏極化を達成し、結果として、室温で初めてMOF骨格の1H-NMRのシグナルを約60倍増感することに成功した。TTA-UCの高効率化において重要な問題であったアクセプターからドナーへの逆エネルギー移動を抑制する結晶性UC材料を開発した。長鎖アルキル基を導入した結晶性アクセプター分子を用いて、三重項増感剤であるドナー分子とUCエネルギーを回収するコレクター分子を分子レベルで分散できることを見出した。この材料にレーザー光を照射したところ、ドナーからアクセプターへのエネルギー移動、アクセプター間でのTTA、そしてアクセプターからコレクターへの高効率なエネルギー移動を介して、約10 %という固体UC材料として極めて高い量子収率を得ることに成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。三重項-三重項消滅に基づくフォトンアップコンバージョン(TTA-UC)、一重項励起子分裂(SF)、三重項スピンを利用した動的確偏極(TripletDNP)と近年、三重項励起子のエネルギー・スピン状態を利用した機能分野が注目を集めている。これらの機能の効率化を図るためには、エネルギーまたはスピン情報を他の分子へ高効率に伝達する必要があり、本研究では、その効率的な伝達過程を示す分子集合体の構築を目指した。TTA-UCの発現には、複数の色素分子を必要とする。これらを規則的に集積化する手段として、金属イオンと有機架橋配位子からなる多孔性金属錯体(MOF)の構造に注目し、本研究では、その構造モチーフを転写した配位ナノファイバーという全く新しい分子集積構造の設計指針を提案した。脂溶性アクセプター配位子とアルミニウムイオンとを錯形成することによって得られた錯体は、高速原子間力顕微鏡測定によって、発達した一次元ファイバー構造を有していることが明らかになった。配位結合により一次元に組織化する配位ナノファイバーは、分子構造、サイズの異なるドナー配位子を任意の割合で均一に集積複合化することを可能にした。この配位ポリマーの溶液に、レーザー光を照射したところ、明確なUC発光が観測され、約10 %という高いUC効率を示した。また溶液を希釈してUCの評価を行ったところ、濃度に依存しない一定のUC効率が得られたことから、TTA-UCにおける全てのエネルギー移動過程がポリマー鎖内で起こっていることが明らかとなった。Al-Oという比較的強い配位結合で組織化されたこの配位ナノファイバーは、低濃度条件下でも安定して存在し、その性質によって、従来困難であった溶液濃度に全く依存しないUCシステムが本研究で初めて達成された。本研究では、異なる複数の色素分子を集積する手法として、これまで固体材料分野で展開されてきた多孔性金属錯体の構造モチーフを転写した配位ナノファイバーという新たな分子集合体の設計指針を打ち立てた。本研究によって設計された配位ナノファイバーは高効率なTTA-UCを達成しただけでなく、新規UC材料設計の指針を示した意義ある成果である。

今後は、これまで得られた設計指針をもとに、他の三重項機能分野、一重項励起子分裂・三重項スピンを利用した動的確偏極(TripletDNP)の効率化、高機能化を達成する分子集合体の構築に注力する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。