hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膵癌におけるWarburg効果誘導因子の同定と治療応用

本研究ではWarburg効果が膵癌進展に及ぼす影響を解析し、癌細胞における代謝機構を標的とした新規治療法開発のための基礎検討を行うことを目的とした。膵癌細胞の代謝機構を変化させるマイクロRNA、miR-197をテトラサイクリン誘導性に発現する細胞株を樹立し、miR-197発現誘導により酸素消費量が低下することを確認した。miR-197発現誘導によって酸化的リン酸化・電子伝達系のコンポーネントを構成する多数の分子の発現が抑制されていることが判明した。また、膵癌細胞の上皮間葉形質転換を誘導する膵星細胞培養上清による刺激は、膵癌細胞の代謝プロファイルを大きく変化させることも明らかとなった。本年度はヒト膵癌細胞株を用いてテトラサイクリン誘導性にmiR-197を発現する細胞株を作成し、細胞機能の変化を解析した。ヒト膵癌細胞株MIAPaca-2へテトラサイクリン制御因子発現ベクター、テトラサイクリン依存性ZsGreen・miR-197発現ベクターを導入し、抗生剤による選択後にM197-2細胞株を樹立した。テトラサイクリン投与により本細胞株で緑色蛍光蛋白ZsGreenの発現が誘導され、miR-197発現が4倍程度に増加することを確認した。細胞外フラックスアナライザーによる解析では、miR-197発現を誘導したM197-2細胞において細胞の酸素消費量が低下していることが確認された。同様の効果はmiR-197前駆体をトランスフェクションしたヒト膵癌細胞株Panc-1、AsPC-1でも確認された。miR-197の下流で細胞内代謝に寄与する標的遺伝子を特定するため、マイクロアレイにより遺伝子発現プロファイルの網羅的解析を行った。その結果、miR-197誘導によって複数のミトコンドリア関連分子の発現が低下することが判明し、その多くが電子伝達系の構成因子であることが明らかとなった。Targetscanデータベースによる解析を行ったところ、これらの遺伝子のmRNAにはmiR-197と結合しうる3'非翻訳領域配列が存在するものが複数確認され、miR-197がミトコンドリア関連分子を直接標的とし、細胞内代謝を制御している可能性が示された。本年度はテトラサイクリン誘導性にmiR-197を発現するMIAPaca-2由来細胞株を用いて、マイクロアレイで同定された潜在的なmiR-197の標的遺伝子発現レベルをリアルタイムPCRにて検証した。その結果、ミトコンドリア関連分子であるATP合成酵素サブユニットファミリー遺伝子やCytochrome Coxidaseファミリー遺伝子の発現低下が確認された。また、膵癌細胞に上皮間葉形質転換(EMT)を誘導する種々の刺激は膵癌細胞の代謝機構を多様に変化させることが報告されているため、膵星細胞培養上清(PSC-CM)による刺激が膵癌細胞株に与える影響についても評価を行った。その結果、PSC-CMには高濃度のIL-6が含まれることを確認し、細胞内での主要な炎症性シグナル伝達因子であるSTAT3のリン酸化が膵癌細胞で惹起されることが明らかとなった。PSC-CMによる刺激は膵癌細胞の遊走能を増強し、この作用はPSC-CMにSTAT3阻害剤を添加することやIL-6中和抗体処理を行うことによって抑制されることを確認した。PSC-CMによる刺激は膵癌細胞においてSOCS3やSERPINA3といった典型的なIL-6標的遺伝子を誘導したが、既報ではIL-6が様々な解糖系酵素の発現誘導を介して解糖系活性を上昇させるとの報告もみられるため、PSC-CM刺激による膵癌細胞でのメタボローム変化の網羅的解析にも着手している。本年度はmiR-197強制発現によって発現変化する遺伝子について、mRNAレベルでの発現低下を確認した。これらの遺伝子はミトコンドリアでのATP産生を制御する中心的な分子であり、miR-197発現によって細胞の酸素消費量が低下するメカニズムを解明する基礎となる結果と考えられる。また、miR-197以外のEMT誘導刺激に関しても解析を実施し、PSC-CMがIL-6/STAT3経路を介して膵癌細胞にEMTを誘導することを明らかにした。IL-6/STAT3経路は細胞内の解糖系活性増強に寄与することが報告されているシグナル伝達経路であり、もう一つのWarburg効果誘導因子として機能している可能性が考えられる。以上のように膵癌細胞の代謝に関わる複数の上流因子が同定され、その制御メカニズムの一端が明らかにされはじめていることから、本研究課題の進捗状況はおおむね良好と考えられる。本年度は最終年度として、膵癌細胞・膵星細胞間相互作用によって変化する膵癌細胞内の代謝機構について解析を行った。我々のこれまでの検討により、膵癌細胞を膵星細胞培養上清(以下、PSC-CM)で処理することで膵癌細胞のEMT促進・癌幹細胞機能の亢進がみられることが判明している。質量分析を用いた網羅的解析によって、PSC-CM処理は膵癌細胞の代謝機構に大きな影響を与えることが明らかになった。その中でも解糖系およびTCAサイクル中間代謝物の増加が著しく、膵星細胞による刺激がエネルギー産生を促していることの証左と考えられた。膵癌細胞内のアミノ酸含有量にも変化がみられ、細胞生存や増殖促進作用との関連か想定される。

我々はPSC-CMによる刺激が正常酸素分圧条件下でもAkt・ERK経路を介して低酸素応答性マイクロRNA、miR-210誘導を引き起こすことを報告してきたが、細胞のエネルギー産生を変化させる低酸素応答シグナルは今回の研究で観察された細胞内代謝の変化に寄与している可能性が高い。PSC-CMに含まれるシグナル伝達分子としては通常のサイトカインや成長因子に加えてexosomeが注目を集めており、膵星細胞からはexosomeが放出されることもすでに同定している。膵星細胞由来のexosomeには細胞遊走促進作用があり、細胞内代謝への影響についても評価が必要である。これまでに得られた膵癌細胞の細胞内代謝に関する知見を基礎として、その上流の制御因子と作用メカニズムの詳細につき、更なる解明を進める予定である。本研究ではWarburg効果が膵癌進展に及ぼす影響を解析し、癌細胞における代謝機構を標的とした新規治療法開発のための基礎検討を行うことを目的とした。膵癌細胞の代謝機構を変化させるマイクロRNA、miR-197をテトラサイクリン誘導性に発現する細胞株を樹立し、miR-197発現誘導により酸素消費量が低下することを確認した。miR-197発現誘導によって酸化的リン酸化・電子伝達系のコンポーネントを構成する多数の分子の発現が抑制されていることが判明した。また、膵癌細胞の上皮間葉形質転換を誘導する膵星細胞培養上清による刺激は、膵癌細胞の代謝プロファイルを大きく変化させることも明らかとなった。細胞内代謝を薬剤投与によってコントロールしうる細胞株が樹立され、機能解析が可能となった。本細胞株を用いることでヌードマウスを用いたin vivoの検討も可能であり、おおむね順調に進展していると考えられる。次年度はこれまでに同定されたWarburg効果誘導因子の下流のシグナルについて解析を進めるとともに、動物モデルを用いた解析も実施する。当科で導入している膵特異的に変異Krasおよびp53を発現するKPCマウスを用いて、前癌病変から浸潤癌へと移行する段階でmiR-197およびその標的遺伝子の発現が変化しているかをin situ hybridizationや免疫染色にて確認する予定である。また、PSC-CM刺激によって変化する膵癌細胞内の代謝機構の変化についても解析を進め、特異的な増減を示す物質を特定する。特定された物質については膵癌患者由来血清やKPCマウス血液サンプルでの検出・定陵を行い、診断への応用が可能であるかを評価する。膵癌におけるWarburg効果の抑制が治療効果を有するかについては、膵癌細胞株を用いて解糖系活性の亢進に寄与している分子のノックダウン実験を行い、ヌードマウスでの腫瘍形成能や抗癌剤への感受性の変化を確認する予定である。薬剤によって阻害が可能なシグナル伝達経路については担癌KPCマウスへの投与実験を行い、膵癌進展の抑制効果がみられるかや担癌マウスのエネルギー代謝が変化するかを解析する。医歯薬学次年度はmiR-197による細胞内代謝の変化が膵癌の進展にどう寄与するかを解析する。具体的には細胞遊走能や抗癌剤耐性といった癌幹細胞関連機能への影響を検討する。また、ヌードマウス皮下移植・膵同所移植モデルを作成し、テトラサイクリン投与によるmiR-197発現誘導がin vivoでの膵癌進展へ及ぼす影響も検討する予定である。本年度は網羅的解析のデータ解析に時間を要したため、消耗品を使用する実験が予想より少なかったため。
基底関数欠損誤差(BSSE)を排除した分子間相互作用エネルギー

1)閉殻系の分子から構成されるクラスターに対しては、局所射影分子軌道に基づく2次摂動法プログラムを完成させ、水2量体、HF2量体などでテスト計算を行った。考慮する電子配置の分類とその効果を解析した。電荷移動項を加えることにより、基底関数欠損誤差(BSSE)を取り除き、かつCounterpoise(均衡)補正の結果に近い値を得ることができる。分散項を考慮する計算には、同時に分子間の電子交換も許す型の励起も同時に加える必要があることを示した。電荷移動項、分子内電子対相関項、分散項(電子交換を含む)の各項を加えた摂動計算がBSSEを含まない実用的近似計算となることを明らかにした。2)一電子物理量に対するBSSEを系統的に数値的に検証し、局所射影分子軌道に基づく2次摂動法計算の結果を比較した。これら物理量にはBSSEは大きくないことが判明した。3)直交条件を課さないHartree-Fock方程式を、閉殻系およびスピン制限開殻系に対して導出し、その解法を提案した。局在化分子軌道の直接解法になると考えられる。4)さらに、3)の方程式を一般化して、局所射影分子軌道法に対する方程式の導出に成功し、その解法を明らかにした。その結果、開殻系局所分子軌道法の解法も明らかになり、プログラム開発を行った。余剰電子を内部に含む奇数電子系分子クラスターの理論計算を、BSSEを含まない計算手法で研究することを可能になった。5)M^+(Ar)_n(M=Li,Na,K)クラスターの構造を理論的に系統的に調べ、クラスターの幾何構造を支配する因子を明らかにした。LP SCF MOをゼロ近似として、電子の非局在と電子相関効果を取りこんだ理論を構築し、プログラム開発をした。長年の懸案であった実用的BSSE free計算法を少なくともSCF近似の範囲では作り上げることに成功した。理論的手法としては、まず摂動法を用いる。LP SCF MOは非直交MOである。ゼロ次関数が非直交である時の摂動通常実用的ではない。実用的でかつ化学的・物理的直感に合い、かつ高い近似を保つには、ゼロ次関数を構成する励起波動関数の選択が重要となる。このことは、MO法では励起(ex)軌道の選択と言い換えるとが出来る。「局所射影」の条件の下で、摂動展開の参照SCF電子配置と励起電子配置とは直交し、また、1電子励起と2電子励起電子配置も直交することを示すことが出来る。LP SCF法は、分子間の電荷移動項を取り入れていないことを示すことができる。この効果は、局所的に展開された励起軌道を用いた1電子励起を加えることで取り込むことができると予想される。実際、2次の摂動論を使うプログラムを開発し(LP SnEx MP2)、水クラスターや希ガスに溶媒和された金属イオンなどに応用した結果、この方法で得られたエネルギーは、Couterpoise法で補正されたSCFエネルギーに非常に近い値を持つことを示すことができた。これらの成果を、7月末にイギリスで開かれる国際会議Exploring Modern Quantum Chemistryにおいて発表した。昨年までに、局所射影分子軌道法(LP SCF MO)を開発し、試験的な計算の結果、重大な欠陥を見出し、その原因を明らかにした。この欠陥を克服するために、電子の非局在と電子相関効果を取りこんだ理論を構築し、プログラム開発をした。その結果、摂動的に1電子励起項を加えることによって、欠陥が克服されることを、理論及び数値的に示すことができた。この方法で得られたエネルギーは、Counterpoise法で補正されたSCFエネルギーに非常に近い値を持つ。結果として、長年の懸案であった実用的BSSE free計算法を少なくともSCF近似の範囲では作り上げることに成功した。

この波動関数を用いて、双極子モーメントと四極子モーメントを計算し、これら物理量に対するBSSEの効果を系統的に調べた。エネルギーと同様に、Counterpoise法で補正した量と本方法で計算した量とは良い一致を見た。計算量は、本方法は、Counterpoise法に比し、圧倒的に少ない。さらに、希ガス原子に囲まれた金属イオンクラスター(M^+Ar_n,M=Li,Na,K)の研究も進め、イオンと希ガス原子の相互作用と、希ガス原子同士の相互作用の、微妙なバランスで、クラスターの安定構造が決まることを明らかにした。これらの成果を、7月末にドイツで開かれ国際会議(量子化学国際会議)とそのサテライト会議(多電子理論)において発表した。1)閉殻系の分子から構成されるクラスターに対しては、局所射影分子軌道に基づく2次摂動法プログラムを完成させ、水2量体、HF2量体などでテスト計算を行った。考慮する電子配置の分類とその効果を解析した。電荷移動項を加えることにより、基底関数欠損誤差(BSSE)を取り除き、かつCounterpoise(均衡)補正の結果に近い値を得ることができる。分散項を考慮する計算には、同時に分子間の電子交換も許す型の励起も同時に加える必要があることを示した。電荷移動項、分子内電子対相関項、分散項(電子交換を含む)の各項を加えた摂動計算がBSSEを含まない実用的近似計算となることを明らかにした。2)一電子物理量に対するBSSEを系統的に数値的に検証し、局所射影分子軌道に基づく2次摂動法計算の結果を比較した。これら物理量にはBSSEは大きくないことが判明した。3)直交条件を課さないHartree-Fock方程式を、閉殻系およびスピン制限開殻系に対して導出し、その解法を提案した。局在化分子軌道の直接解法になると考えられる。4)さらに、3)の方程式を一般化して、局所射影分子軌道法に対する方程式の導出に成功し、その解法を明らかにした。その結果、開殻系局所分子軌道法の解法も明らかになり、プログラム開発を行った。余剰電子を内部に含む奇数電子系分子クラスターの理論計算を、BSSEを含まない計算手法で研究することを可能になった。5)M^+(Ar)_n(M=Li, Na, K)クラスターの構造を理論的に系統的に調べ、クラスターの幾何構造を支配する因子を明らかにした。
フラーレンの化学反応と電子材料への応用

C_<60>の化学を明らかにする研究の一環として、種々の反応試薬との反応を行ない、生成物の単離、スペクトルによる同定を行なった。C_<60>の反応性を明らかにすると同時に、付加体の構造と反応機構、付加体の反応性と官能基変換、および電気化学的な性質などを調べた。具体的には、我々はまず種々のジエン試薬との付加体を単離し、構造を明らかにした。特にC_<60>のアントラセン二分子付加体が両極より付加した構造を持つことを^<13>CNMRより明らかにすることができた。これは二分子付加体の構造を決めた初めての例である。また、過酸酸化によるジオキシドC_<60>O_2も位置選択性の高い生成物であることが解かった。さらに、我々は“真の"カルベン、ニトレン付加を行なった。即ち、形式的にはカルベンやニトレン付加に相当する付加体が、ジアゾ、アジド化合物との反応により開いた構造をもつ付加体として得られるとの報告があるのに対し、我々の行なった直接的なカルベンやニトレン付加では閉じた6員環-6員環接合部における付加体を与えた。ジクロロカルベン付加体からの官能基変換を検討したが、求核試薬はC_<60>部分にも攻撃するためかなり困難であった。ナイトレン付加により得られたフラーレンアジリジンは新規骨格である。この類縁体はアジド蟻酸エステルを用いても得られた。アジリジン類は熱的に安定であり、閉じた6員環-6員環接合部位の付加体は安定な異性体と考えられる。アジリジン類の還元電位を調べたところ、窒素上の置換基によりかなり影響を受けることが解かった。温度を変えた^<13>CNMR測定により、このアジリジン骨格には窒素の反転が観察され、この反転のエネルギー障壁も窒素上の置換基にかなり左右されることが解かった。
進化分子工学と先端接着技術の応用による脊髄損傷の新たな治療法開発への挑戦

本研究では、可視光硬化型ゼラチンを用いた脊髄損傷の新たな治療法の効果を検討した。動物実験で脊髄損傷部位に可視光硬化型ゼラチンと成長因子を併用し脊髄損傷による機能損傷の改善を認めた。さらに、コラーゲン結合因子を付加した特殊な成長因子を併用することで成長因子がゼラチン内により効果的に留まることでより優れた治療効果を認めた。これまでに脊髄およびその周囲の特殊な環境に適した生体材料は存在しなかったが、本研究によって可視光硬化型ゼラチンの脊髄損傷治療への可能性が実証された。脊髄再生研究において,薬剤・神経栄養因子の投与および細胞移植療法の有用性は,これまで数多く報告されてきた。しかし,それらがいまだ完成された手法でなく,一定の治療効果を超えることができないのは,その投与法,移植法という最後に残った難問をクリアできていないためである。進化分子工学の技術や可視光硬化型ゼラチンにより最適化を図った新たな治療システムが確立されれば,既存の手法の治療効果を著しく高めることが期待される。さらに損傷部はこれらの材料により直接保護,安定化され,脊髄再生には有利な環境となるなど,高度な技術を要求しない,広く普及する治療法となる可能性を含んでいる。本研究では進化分子工学で創製する結合性改変成長因子や可視光硬化型ゼラチンを用いて,脊髄再生に関わる薬剤・神経栄養因子の固定や徐放特性を最適化し,次いで神経幹細胞の3次元培養を試みる。さらに,その成果をもとにマウス/ラット脊髄損傷モデルを用いて,急性期および慢性期脊髄損傷の新たな治療法の効果を検討する。本年度は、可視光硬化型ゼラチンの細胞に対する生体安全性の評価、脊髄再生に関わる薬剤・神経栄養因子の固定や徐放特性を最適化し,次いで神経幹細胞の3次元培養を試みた。その結果、可視光硬化型ゼラチンを用いた神経幹細胞の3次元培養で細胞の性質を維持したまま培養することが可能であることが示された。本研究の目的である1.脊髄再生に関わる薬剤・神経栄養因子の固定や徐放特性を最適化2.神経幹細胞の3次元培養を試みるについて研究を進めており、おおむね順調に進展していると考える。今後はさらに脊髄再生に関わる薬剤・神経栄養因子の固定や徐放特性を検討しながら、動物モデル(マウス/ラット)において検討を進める予定である。急性期治療を想定した研究として、脊髄圧挫モデルを用いて本材の局所療法の有効性を検討する、また慢性期治療を想定した研究としては、瘢痕化した脊髄を一部切除した状況を想定し,下位胸髄を一髄節分切除した脊髄切除モデルを作製する。切除部位に可視光硬化型ゼラチン中で3次元培養した骨髄間葉系幹細胞を移植し,軸索伸展作用を検討する予定である。これらの研究により、可視光硬化型ゼラチンは,その特性から脊髄を愛護的に保護し,薬剤の徐放担体,細胞移植の足場としての有効性が期待される。次年度の研究費の使用計画については、物品費65%(次年度繰り越し分を含む)、旅費25%、その他文献複写費、雑誌投稿費に10%を使用する予定である。
脊髄損傷における境界膜の作用機序の解明および治療応用への基礎研究

脊髄損傷後、グリア境界膜は破壊されるが、その後、損傷組織の周囲にグリア境界膜が再形成される。本研究では、マウス脊髄損傷モデルを用いて、グリア境界膜の再形成過程におけるIV型コラーゲンの発現変化や二次損傷との関連性を解析した。IV型コラーゲンは損傷後に発現が誘導され、さらに、分子種によって異なる発現変化を示すことが分かった。損傷脊髄の組織修復において、細胞外マトリックスと細胞との相互作用が何らかの役割を果たすと考えられた。損傷脊髄の損傷部周囲には境界膜が形成される。グリア瘢痕や線維性瘢痕は組織修復に対し影響を持つことが知られるが、境界膜での細胞外マトリックスと周囲の細胞のクロストークも組織修復に大きな影響を持つと考えられる。また細胞外マトリックスが分解を受けた際、分解産物は本来とは異なる作用を有し、創傷治癒を制御する可能性が指摘されている。我々は“境界膜の特有のIV型コラーゲン分子が亜急性期に運動機能の回復を抑制する一方、慢性期には境界膜の安定化や恒常性の獲得に働く"との仮説を予備実験から得ていた。本研究課題では脊髄損傷における境界膜の重要性を知るため、本仮説の作用機序を解明することとした。本年度は、脊髄損傷後の亜急性期で運動機能の回復が起こるモデル実験系を用いて、機能回復に関与する二次損傷と呼ばれる複数の現象について、IV型コラーゲンのノックアウトマウスと野生型マウス間でに比較を行った。免疫組織染色法により、いくつかの現象において両マウス間で差が見出されたため、さらにRT-PCR法やWestern blot法など異なる手法でその機序について検討を重ねた。また、KeyとなるIV型コラーゲンを発現する責任細胞を免疫組織染色法やin situハイブリダイゼーション法で明らかにしようと試みた。しかし予想に反して損傷部位の細胞構成は複雑であり困難であった。27年度は、26年度に計画した責任細胞の同定や着目した現象の機序の解明に引き続き取り組む。またIV型コラーゲンのバイオマーカーとしての可能性を明らかにする計画である。グリア瘢痕や繊維性瘢痕は組織修復に対し影響を持つことが知られるが、境界膜での細胞外マトリックスと周囲の細胞とのクロストークも組織修復に大きな影響を持つと考えられる。また、細胞外マトリックスが分解を受けた際、分解産物は本来とは異なる作用を有し、創傷治癒を制御する可能性が指摘されている。本研究課題では脊髄損傷における境界膜の重要性を知るため、本仮説を検証し作用機序を解明することとした。まず初めに脊髄損傷後の亜急性期で運動機能の回復が起こるモデル実験系を用いて、機能回復に関与する二次損傷と呼ばれる複数の現象についてIV型コラーゲンのノックアウトマウスと野生型マウス間で比較を行なった。免疫組織染色法により、いくつかの現象において両マウス系統間で差が見出されたため、さらにRT-PCR法やWestern blot法など異なる手法でその機序について検討を重ねた。また、keyとなるIV型コラーゲンを発現する責任細胞をin situハイブリダイゼーション法で明らかにしようと試みたが困難であったのでオリゴヌクレオチドを用いた別の手法の確立に取り組んでいる。28年度はさらに二次損傷において着目した現象の機序の解明に引き続き取り組む。またIV型コラーゲンのバイオマーカーとしての可能性、慢性期の損傷脊髄における働きを明らかにする計画である。マウス飼育施設の改築に伴い、本実験計画に用いる遺伝子改変マウスの使用が困難となった。よって平成27年度は野生型のマウスを用いる解析を進めた。グリア瘢痕や繊維性瘢痕は組織修復に対し影響を持つことが知られるが、境界膜での細胞外マトリックスと周囲の細胞のクロストークも組織修復に大きな影響を持つと考えられる。免疫組織染色法により、いくつかの現象、炎症と線維化において両マウス系統間で差が見出されたため、さらにRT-PCR法やWestern blot法など異なる手法でその機序について検討を重ねた。また本研究に使用するノックアウトマウスの系統維持に遅れが生じたため計画の延長を行なった。前年度はマウス飼育施設の改築に伴い、本実験計画に用いる遺伝子改変マウスの使用が困難となったため研究の進捗は遅れていた。

現状では遺伝子改変マウスの系統維持が順調となり、ノックアウトマウスで見られた亜急性期において回復を促進する分子メカニズムの解析を行っている。損傷脊髄の損傷部周囲には境界膜が形成される。グリア瘢痕や線維性瘢痕は組織修復に対して影響を持つことが知られるが、境界膜での細胞外マトリックスと周囲の細胞との相互作用も組織の修復に大きな影響を持つと考えられる。通常、境界膜とはアストロサイトの終足が軟膜や血管の基底膜に沿って配置し、基底膜と共に形成される膜様構造のことを指す。脊髄損傷後には境界膜も破綻するが、損傷部周囲に新たな境界膜が徐々に形成される。我々は“境界膜に特有のIV型コラーゲン分子が亜急性期には運動機能の回復を抑制する一方で、慢性期には境界膜の安定化や恒常性の獲得に働くのではないか"と考えた。本研究課題では脊髄損傷後の組織修復における境界膜の重要性を知り、その作業機序を解明することとした。まず初めに本研究で着目したIV型コラーゲンノックアウトマウスと野生型マウスを用いて、脊髄損傷後の歩行運動の機能の回復について検証を行った。さらに、脊髄損傷後の亜急性期における境界膜の形成や機能の回復に関与する複数の二次損傷の現象についてIV型コラーゲンノックアウトマウスと野生型マウス間で比較を行なった。免疫組織染色法を用いて解析を行ったところ、境界膜の形成時期には大きな違いはみられず、調査した境界膜成分においてもその分布に大きな違いはみられなかった。また血管新生や炎症性細胞の浸潤にも大きな違いは見られなかったが、線維性瘢痕の形成には違いがあると考えられた。さらにRT-PCR法など異なる手法で検討を重ねる必要があると考えている。本研究ではターゲットとしたIV型コラーゲンが脊髄損傷後の亜急性期において抑制効果をもつ可能性が示唆された。脊髄損傷後、グリア境界膜は破壊されるが、その後、損傷組織の周囲にグリア境界膜が再形成される。本研究では、マウス脊髄損傷モデルを用いて、グリア境界膜の再形成過程におけるIV型コラーゲンの発現変化や二次損傷との関連性を解析した。IV型コラーゲンは損傷後に発現が誘導され、さらに、分子種によって異なる発現変化を示すことが分かった。損傷脊髄の組織修復において、細胞外マトリックスと細胞との相互作用が何らかの役割を果たすと考えられた。平成26年度に計画した個体レベルでの解析では、慎重に追試を重ねる必要性があった。そのため平成26年度に計画したが未解決となった課題がある。しかし、ある方向性は見出すことが出来ているので、平成27年には当初の計画と併せて取り組むこととし、現在までの達成度を判断した。平成26年度、27年度の成果を踏まえ、計画を進める。また、遺伝子改変マウスについては解析を行なうための匹数を確保できるよう系統維持、繁殖を引き続き行う。29年度はkeyとなるIV型コラーゲンを発現する責任細胞の同定や二次損傷において着目した現象の機序の解明に引き続き取り組み、成果発表のための準備も行なう。またIV型コラーゲンのバイオマーカーとしての可能性、慢性期の損傷脊髄における働きを明らかにする計画である。分子生物学平成26年度の成果を踏まえ、計画を進める。マウス飼育施設の改築に伴い、本実験計画に用いる遺伝子改変マウスの使用が困難となった。
手話の特徴と学習者のリアルタイム映像を活用した手話学習システムに関する検討

本年度、研究課題に対して以下の検討を行った。1.効果的かつ効率的な手話学習教材の検討手話の学習においても他の言語同様に語彙力の養成が重要である。単語の使用頻度だけでなく手話表現の特徴に配慮した教材を作成することで、より効果的かつ効率的な学習が可能になることが期待できる。そのために、次の2項目に関して検討を行った。(1)手話の複合表現の特徴に関する検討いくつかの単語の組み合わせにより形成される手話の複合表現に関して、最後尾に来ることが多い単語や中間に来ることが多い単語を調べ、昨年度の成果である先頭に来ることが多い単語の結果と比較して、手話の複合表現の特徴に関する検討を行った。(2)手話表現の特徴を考慮した教材の検討手話の複合表現の特徴、表現の形態的類似性、そして使用頻度の高い表現などの結果を考慮した例文やこうした特徴を生かした手話学習教材に関する検討を行った。2.学習者のリアルタイム映像を活用したシステムの検討市販されている手話教材ソフトに学習者のリアルタイム映像を表示して、学習者のリアルタイム映像に関する評価実験を行った。その結果、実際に学習を進める際に学習者のリアルタイム映像を活用する効果や、映像を表示する際の問題点や今後さらに改良していくべき点などの検討を行った。上記の検討結果は、まだ未整理な状況にあり、今後さらに検討と内容の整理を進めて、その詳細を順次発表していく予定である。本年度、研究課題に対して以下の検討を行なった。1.効果的かつ効率的な手話学習教材を作成するための基礎的データの作成手話の学習においても他の言語と同様に語彙力の養成が重要である。これまでは、使用頻度の高い単語を中心に学習することで語彙力を身につけていたが、手話表現の特徴を考慮した教材を作成することで、より効果的かつ効率的に語彙力を高めることができると期待される。そめために、手話表現に関して次の2種類の特徴を調べ、教材の基礎的な検討を行なった。(1)手話複合表現の特徴に関する検討いくつかの単語の組み合せにより形成されている手話の複合表現に関して、先頭に来ることが多い単語を検討した。さらに、使用頻度の高い単語の学習の際に、その単語を使った複合表現を複数提示し学習することで語彙力を効率的に身につけられる教材の検討を行なった。(2)手話表現の形態的特徴に関する検討使用頻度の高い手話表現に対して形態的に類似した表現を検討した。さらに、形態的に類似した表現を組み合せた例文を作成した。類似した表現は間違えて覚えやすいので、より効率的に語彙力を身につけるためのこうした例文を使った学習教材の検討を行なった。2.学習者のリアルタイム映像を活用するシステムの構築手話の学習の際に、学習者の手話表現を学習者にフィードバックすることで、より効果的な学習ができると期待される。その効果を評価するためのシステムの構築を行ない、市販の手話教材や自作の手話教材に対して、リアルタイムで学習者の手話映像を表示して評価する際の問題点・注意点を検討した。
陽イオン性逆ミセルのミクロ界面を鋳型としたヌクレオチドの自発的縮重合に関する研究

ある種の界面活性剤は油中で水滴を包み込むように逆ミセルを形成する。この逆ミセルの内殻水(water pool)とそのミクロ界面はWo(=[水]/[界面活性剤])や界面活性剤の親水基を変化させると、水の性質、極性、静電場を制御でき、分子認識も可能な酵素に類似した特異な触媒機能を有する多重反応場であることを明らかにしてきた。本研究では以下に示す陽イオン性逆ミセルを中心としたミクロ界面を利用したヌクレオチドの重合化を検討した。1)陽イオン性逆ミセルのwater poolのミクロ界面か鋳型として働きADP分子が一層に吸着され、次々脱リン酸化が起きて縮重合化が進行するという仮説の下に、Mg^<2+>存在下、37°CでADPの重合化を検討した.実験方法は^<14>C-ADP-ADP水溶液(pH9.5)を逆ミセルに溶解し、酵素のない状態でWo=10-20に調整して検討した.その結果、ポリマーの形成は認められなかったが,キャピラリー電気泳動より極微量であるが、trimerとdimerが認められた。2)陰イオン性のAOT逆ミセルのwater pool中でpoly(U)を鋳型として酵素が存在しない状態で、^<14>C-ADPの重合を試みた結果、ある程度重合度の高いPoly(A)が形成されることが示唆された.3)非イオン性界面活性剤逆ミセル(Odaethylenedodecylether)中でMg^<2+>イオンの代わりに微量のFe^<3+>イオンを用いて、Polynucleotidephosphotylase存在下温度を上げることにより、生成されたPoly(A)を沈澱させ、効率的に生成物を単離できることを見出した.特にガラス微粒子を添加すると、重合は顕著に促進された。以上より、逆ミセルのwater poolがヌクレオチドの重合に有利な反応場であることと示され、酵素なしでも縮合の可能性も示唆された。ある種の界面活性剤は極聖の低い有機溶媒中で水滴を包みこむように逆ミセルを形成する。この逆ミセルの内殻水(water pool)と界面活性剤単分子層のミクロ界面は水の性質や極性や静電場を制御でき、分子認識も可能な酸素に類似した特異な触媒機能を有する多重反応場としてとらえられてきた。本研究では逆ミセルのこのミクロ界面を利用したヌクレオチドの重合化を試みる。逆ミセルとしては陽イオン性のHexadecyltrimethylammonium chloride(HTAC)と非イオン性のOctaethyleneglycol dodecylether(C_<12>E_8)をそれぞれisooctaneとoctanolの混合溶媒中で水とともに溶解し、逆ミセルを形成する。これら逆ミセルのミクロ界面でADPの脱リン酸化を伴う縮重合化をPolynucleotide phosphorylase(PNPase)を用いた場合と用いない場合で検討した。実験方法は37°CでC_<12>E_8逆ミセルにTris緩衡液で^<14>C-ADP、Mg^<2+>を溶解し、pH9.0に調整し、Wo(=[水]/[界面活性剤])を20にして重合化を試みた。その結果、C_<12>E_8逆ミセル系では重合化は進行しなかった。しかしPNPaseを用いて検討した結果、ADPの重合はAerosol OT逆ミセルに比べ収率は低いが、進行した。

さらに興味あることはFe3+イオンの場合は濃度が1/200の濃度で3倍の収率で、しかも生成されたpoly(A)は80%が沈降し、分離しやすいことが判明した。一方、HTAC逆ミセル系では酸素なしの場合、ろ過法で10%poly(A)が得られた。このろ過物をADPの重合物と確認するため、エタノールで洗い、ODSカラム、イオン交換カラム、限外ろ過を組み合わせて、HTACと金属イオンの除去法を確立し、キャピラリー電気泳動法で確認した結果、trimer程度のものしかできておらず、現在さらに詳細に検討中である。エチレンオキサイド基の水和の状態は温度及び金属イオンに大きく依存することに着目し、エチレンオキサイド基を8個もつOctaethylenedodecyl ether(C_<12>E_8)の逆ミセル系で、酵素として前回と同様にPolynucleotide phosphorylase(PNPase)を用いてADPの脱りん酸による縮合を試みた。本年度は遷移金属の効果に加えて温度を制御させることによるpoly(A)重合体の合成と反応系からの重合体の分離の確立を試みた。C_<12>E_8逆ミセルにTris緩衝液で^<14>C-ADP、Fe^<3+>イオン、PNPaseを溶解し、pH9.0に調整し、Wo(=[水]/[界面活性剤])を20にして重合化を試みた。温度を5-50°Cに変化させ、重合率、重合体の沈殿の割合を調べ、生成率と分離度の最適条件を検討した。加えて重合体の沈殿を促進させる因子として温度の他に、ガラス界面の要因についても詳細に検討した。その結果、重合率は温度に依存し、10°Cでは殆ど重合は進行しないが、温度の上昇とともにほぼ上昇し、30°C以上で重合率は60%に達する。また時間も6-9時間必要であった。しかし沈澱したpoy(A)と共に沈澱した酵素の活性はAerosol OT逆ミセルに比べ、低かった。以上Octaethylenedodecyl ether(C_<12>E_8)の逆ミセル系においても温度制御と固液界面による効率的核酸の合成と分離が可能である条件をみいだした。2)昨年度から陽イオン性逆ミセルのHexadecyltrimethylammonium chloride(HTAC)の単分子界面が鋳型として働き、ADP分子が一層に吸着され、次々脱りん酸化が起きて、縮重合化が進行する仮定の下に検討してきたが、dimerからtrimer程度であった。
多層オミクスデータ統合解析のための情報幾何的ベイズ推定法の開発

申請者の過去の研究フィールドを中心に、複数のデータセットをベイズ手法により統合解析することに適当な例を文献検索した結果、複数の例が同定されたが、(1) SNPジェノタイプ・トランスクリプトームデータ・個体量的表現型の組み合わせと、(2) SNPジェノタイプ・エピゲノム・トランスクリプトームの組み合わせとが、プロトタイプ検討対象として適切であろうと考えられた。(1)に関して、複数の確率モデルを設定し、シミュレーションデータ生成のプログラムを実装した。また、それを用いて、同プログラムを用いた、確率モデルのパラメタをMCMCベイズ法による事後分布によって推定するプログラムを作成し、方法のフィージビリティ評価を進めた。シミュレーションデータ作成とMCMCベイズ法との両方のプログラム実装を進めるにあたり、いくつかの技術的課題が確認されたので、それに関する情報収集を進め、適宜、改良を行った。以上を平成29年度の上半期を中心に行い、平成30年度も引き続き、チューニングを進めた。(2)については、平成30年に入ってから中心的に取り組んだ。このプロトタイプでは、非負値行列因子分解法(NMF)を応用する形で取り組んだ。NMFは通常、2つの行列型データセットに対して行うものであるが、昨今のオミックス解析では、同一のサンプルセットに対して、3つの異なるオミックスデータを取り、その3オミックス層に潜むクラスタ構造を推定する試みがなされている。方法について検討を開始し、計算量の問題などに課題はあるものの、原理的には有望なアプローチであるとの予備的結果を得た。われわれの構想とほぼ同じ枠組みの論文発表がなされた。これを受け、考え方の方向は悪くはなかったが、研究の新規性について、再検討を要する事態となり、より一般性を持たせたモデル対象の検討のための情報収集を行った。本研究は、申請者と申請者が主宰する大学院研究室メンバー2名とで遂行する計画である。1名が休学・もう1名が卒業となった。担当者として博士研究員の参加を得ることとした。人員移動に伴う引継ぎに手間取ることはあったが、幸い、当初予定通りの進行となった。全体として順調な進捗となっている。外国研究チームから良く似た手法の論文発表があったため、「複数のオミックスデータセット」「一部サンプルが複数オミックス測定に共有されている」という研究テーマの基本の枠を維持した上で、その重なりパターンを比較的複雑にした場合のベイズモデルへの組みなおしを計画し、それに伴う計算量の増大が解析パフォーマンスにどのような影響をもたらすかについての検討を、研究テーマの新規性として前面に出すこととし、MCMCベイズ解析上の重要な新知見を得る方向で統計モデルの特性検討を進めている。平成29年度後半に検討を開始したNMFを用いた多層オミックスの統合解析は非常に有用な印象が得られており、その詳細検討を本格的に進めた。類似研究の発表があり、手法の新規性は減じたが、われわれが実装したプログラムを用いてパフォーマンスを評価した成果は、学会発表に結びつけた。重なりパターンを比較的複雑にした場合のベイズモデルへの組みなおしを計画し、それに伴う計算量の増大が解析パフォーマンスにどのような影響をもたらすかについての検討を、研究テーマの新規性として前面に出すこととし、MCMCベイズ解析上の重要な新知見を得る方向で統計モデルの特性検討を進め、プロジェクト最終年度として、ゲノム・オミックス領域でのベイズ・インテグレーション解析の知見の蓄積を目指す。申請者の過去の研究フィールドを中心に、複数のデータセットをベイズ手法により統合解析することに適当な例を文献検索した。さまざまな例が同定されたが、(1) SNPジェノタイプ・トランスクリプトームデータ・個体量的表現型の組み合わせと、(2) SNPジェノタイプ・エピゲノム・トランスクリプトームの組み合わせとが、プロトタイプ検討対象として適切であろうと考えられた。(1)に関して、複数の確率モデルを設定し、シミュレーションデータ生成のプログラムを実装するとともに、同プログラムを用いて、確率モデルのパラメタをMCMCベイズ法による事後分布によって推定するプログラムを作成し、方法のフィージビリティ評価を進めた。以上を平成29年度の上半期を中心に行った。(2)については、平成30年に入ってから主に取り組んだ。われわれは、この枠組みに対して、サンプルが全オミックスにデータを持たないような場合に、同様の仮説を設定し、それを確率モデルとしてMCMCベイズ法の対象とする方法について検討を開始し、計算量の問題などに課題はあるものの、原理的には有望なアプローチであるとの予備的結果を得た。残念なことに1名の大学院生が体調を壊し、研究への参加がかなわなくなったため、申請者と大学院生1名とで平成29年12月まで研究を進めた。幸い、当初予定通りの進行となった。この研究に加わっていた大学院生が平成29年度を持って卒業するため、研究の予定通りの進行に支障をきたすことが平成29年度半ばで明らかであったため、平成29年度末より、博士研究員に本研究課題に参加する体制に変更し、大学院生から博士研究員へと引継ぎを進めた。

結果として、平成29年度後半はややペースダウンしたものの、全体として順調な進捗となっており、引継ぎの成功により、適切なペースへのキャッチアップが予想されている。申請者の過去の研究フィールドを中心に、複数のデータセットをベイズ手法により統合解析することに適当な例を文献検索した結果、複数の例が同定されたが、(1) SNPジェノタイプ・トランスクリプトームデータ・個体量的表現型の組み合わせと、(2) SNPジェノタイプ・エピゲノム・トランスクリプトームの組み合わせとが、プロトタイプ検討対象として適切であろうと考えられた。(1)に関して、複数の確率モデルを設定し、シミュレーションデータ生成のプログラムを実装した。また、それを用いて、同プログラムを用いた、確率モデルのパラメタをMCMCベイズ法による事後分布によって推定するプログラムを作成し、方法のフィージビリティ評価を進めた。シミュレーションデータ作成とMCMCベイズ法との両方のプログラム実装を進めるにあたり、いくつかの技術的課題が確認されたので、それに関する情報収集を進め、適宜、改良を行った。以上を平成29年度の上半期を中心に行い、平成30年度も引き続き、チューニングを進めた。(2)については、平成30年に入ってから中心的に取り組んだ。このプロトタイプでは、非負値行列因子分解法(NMF)を応用する形で取り組んだ。NMFは通常、2つの行列型データセットに対して行うものであるが、昨今のオミックス解析では、同一のサンプルセットに対して、3つの異なるオミックスデータを取り、その3オミックス層に潜むクラスタ構造を推定する試みがなされている。方法について検討を開始し、計算量の問題などに課題はあるものの、原理的には有望なアプローチであるとの予備的結果を得た。われわれの構想とほぼ同じ枠組みの論文発表がなされた。これを受け、考え方の方向は悪くはなかったが、研究の新規性について、再検討を要する事態となり、より一般性を持たせたモデル対象の検討のための情報収集を行った。本研究は、申請者と申請者が主宰する大学院研究室メンバー2名とで遂行する計画である。1名が休学・もう1名が卒業となった。担当者として博士研究員の参加を得ることとした。人員移動に伴う引継ぎに手間取ることはあったが、幸い、当初予定通りの進行となった。全体として順調な進捗となっている。外国研究チームから良く似た手法の論文発表があったため、「複数のオミックスデータセット」「一部サンプルが複数オミックス測定に共有されている」という研究テーマの基本の枠を維持した上で、その重なりパターンを比較的複雑にした場合のベイズモデルへの組みなおしを計画し、それに伴う計算量の増大が解析パフォーマンスにどのような影響をもたらすかについての検討を、研究テーマの新規性として前面に出すこととし、MCMCベイズ解析上の重要な新知見を得る方向で統計モデルの特性検討を進めている。
眼圧降下剤アセタゾラミドの炭酸脱水酵素阻害作用の分子薬理学研研究

代表的な経口眼圧降下薬であるアセタゾラミドとその標的である炭酸脱水酵素IIとの相互作用を500MHz水素核核磁気共鳴で検討し以下の結果を得た(炭酸脱水酵素IIはウシ赤血球由来のものを用いた)。【1】スピン・エコー法の一つであるCPMG法を炭酸脱水酵素IIの適用し、1分子中11残基あるヒスチジン残基のうち、分子の内部にある2残基を除く、9残基のイミダゾール環のC_2につく水素核に由来する核磁気共鳴信号を捕捉した。【2】9個の核磁気共鳴信号を一次構造に帰属させるべく、酵素を塩基性にした重水中に置き、イミダゾールの重水素化速度を核磁気共鳴で測定し、重水素化された酵素の各残基の重水素化率をFABによる質量分析で測定する方法などを試みたが、FABのバックグラウンドの問題が解決せず断念した。【3】【1】の方法で捕捉した信号を指標として代表的な異項環スルフォンアミドであるアセタゾラミド炭酸脱水酵素IIとの相互作用をみた。その結果、アセタゾラミドは炭酸脱水酵素IIと複合体を形成するにあたって、スルファモイル残基が酵素の活性中心と結合する他に、アセタミド基がヒスチジン残基の一つと相互作用することが分かった。この結果は、既に発表されているX線回折の結果を支持しない。【4】アセタゾラミドの同族体であるメチルアミノチアジアゾールスルフォンアミド、ホルミルアミノチアジアゾールスルフォンアミドについても同様の実験を行った。アセタゾラミドとほぼ同様の効果が認められた。スルファニルアミド(6員環)はアセタゾラミド等5員環スルフォンアミドの場合のような、pHで変化する信号がpHで変化しない信号に変わるような現象は観られなかった。【5】アセタミド基と相互作用するヒスチジン残基を、酵素を化学修飾して核磁気共鳴によって特定しようと試みたが、その化学修飾によってスペクトルの重要な一部が変化してしまい、試みは失敗に帰した。そこで、分子力学計算を行った。その結果、相互作用するヒスチジン残基はHis-64であると推定した。【6】アイソザイムIの場合、アイソザイムIIの場合で見られてようなアセタミド基とヒスチジン残基が相互作用していることを示すデータは得られなかった。1。各種スルフォンアミドと炭酸脱水酵素IIとの結合の仕方と薬理作用の違いー酵素とアセタゾラミド(5員環であるチアジアゾ-ルスルフォンアミド)およびスルフォニルアミド(6員環であるベンゼンスルフォンアミド)との結合の仕方が異なることが核磁気共鳴スペクトルの解析の結果分かった。前者(アセタゾラミド)の場合,活性中心である亜鉛以外に,11個あるヒスチジン残基のひとつ(Hisー64と推定される)と結合するが,後者(スルファニルアミド)の場合,ヒスチジン残基と直接に相互作用する証拠は得られなかった。

前者(50%阻害濃度=0.38×10^<-7>M)は後者(50%阻害濃度=5.4×10^<-6>)より安定な複合体を作る。このことは眼圧降下作用(健常ウサギに0.02mmole/kg投与した場合,アセタゾラミドでは眼圧が72%に低下するが,スルファニルアミドでは殆ど低下しない)にも反映している。なお,チアジアゾリンスルフォンアミドであるメタゾラミドもアセタゾラミドと同様の結合の仕方をすることが分かった。2.ヒスチジン残基のイミダゾ-ルの水素核に由来する核磁気共鳴信号の一次構造への帰届(進行中)ー酵素を重水中に置き各ヒスチジン残基の重水素化速度を核磁気共鳴の経済的観察から算出し,その後,酵素を限定加水分解して質量分析によって各ヒスチジン残基の重水素化率を測定し,両者の比較によって帰省作業をすることにした。重水素化速度の測定にあたって,正確にヒスチジン由来の信号の強度を測定するために,一度酵素を重水中で変性させて,しかる後,再度,高次構造を取り戻させる必要があることが分かり,その条件(6Mグアニジンで変性させる)を決定した。また,限定加水分解の条件(0.5M酢酸中で110°Cで14時間加熱する)と,限定加水分解物の高速液体クロマトグラフによる分取の条件(ODSカラムを使用する)を決定した。1。未変性の(高次構造を有する)アイソザイムIIを弱塩基性の重水中におき各ヒスチギン残基の重水素化速度をNMRで測定し、さらに重水素化されたこの酵素を限定加水分解して質量分析で重水素化率を測定し、両者を比較してヒスチジン残基由来のNMRシグナルを一次構造に帰属させる作業を平成2年度に続いて行った。平成2年度で決めた0.5M酢酸による分解条件をさらに検討すると、この条件では正確な定量を行うことができないことが分った。そこで、現在V8プロテア-ゼ(あるいはプロリン特異性ペプチダ-ゼ)とトリプシンとを組み合わせて行う方法を検討している。2月末現在、完全な条件決定に到っていない。また、質量分析は当初MS/MS法で行う予定であったが、同位体ピ-クのうまい処理方法が見つからず、リンクド・スキャン法で試料の娘イオン(フラグメント・イオン)を測定することを検討している。2。アセタゾラミドとヒスチジン残基との相互作用の存在を直接示す指標として、アセタゾラミドのアセタミド基のメチル基とヒスチヂンのイミダゾ-ル核のC_2Hとの間の核オ-バ-ハウザ-効果のスペクトルがとれた。このことより、アセタゾラミドはアイソザイムIIと複合体を作った場合、そのアセタミド基は11個のヒスチジン残基のうちの一つと極く近いところに位置することが分った。3。分子力学計算を綿密に行って、アセタゾラミドとアイソザイムIIとの複合体では、少くとも2つの構造をとることができることが分った。一つは、アセタゾラミドのアセタミド基がHisー64に向いている構造(2。の結果を支持する構造)であり、もう一つはPheー131の方を向いている構造(X線回析の結果を支持する構造)である。4。アイソザイムIIについての実験が予定を越えて長引いたために、アイソザイムIについての実験は、成果をあげるまでに到っていない。
痴呆の発症機構の研究

アルツハイマー病・アルツハイマー型痴呆(ATD)の成因・病態について、多角的に検討した。亀山らは、痴呆例における髄液および血漿アセチルコリン・エステレース(AChE)活性を測定した。髄液内AChE活性については、ATDのうち、65歳未満発症例では平均値より低下しているが、高齢発症の老年痴呆では、低値のもの・高値のものが混在していた。血漿AChE活性の測定では、ATD、小脳変性症で低値を示した。この方法は臨床症候と組み合わせることによって、ATDのperipheral markerとして使える可能性を示唆した。藤原らは、ATD脳における受容体の変化のうち、今回はヒト脳を用いてアドレナリン受容体のうちβ受容体(【β_1】【β_2】)を検索した。ATD脳内ではβ受容体、【β_2】受容体、ベンゾジアゼピン受容体がそれぞれ特定の部位で変化していることを指摘した。飯塚らは、老齢ラットの脳移植の予備段階として、正常老齢ラットのinsitvの腹側淡蒼球および青斑核の神経細胞体の面績の老化性度化を2ケ月齢、25ケ月齢ラットを用いて比較した。腹側淡蒼球の脳実質内移植の結果、生着率は低いが大脳皮質内に神経突起を伸ばしているコリン作動性ニューロンが証明された。また、青斑核の側脳室内移植を試み、その生着を確認している。朝長らは、pick病のpick咾銀球を免疫組織化学的に検討した。咾銀球はAlzheimer神経原線維変化と同一のepitopeを有すること、それに対し、汎発亜型の封入体はnon-phosphoryated neurofilamentのepitope、も有している。Pick細胞とPick球には、免疫組織化学的に共通性が存することを指摘している。岩田らはATD6例に対して放射化IMPによるSPECTを行って、全例に、皮質機能低下の明らかな左右差を認めている。このことはATDの変性過程が左右半球内で同時に進行するものでない可能性を示唆する。本症の剖検脳について生化学的な検索を行うにあたっても重要な知見である。
MAPKシグナル経路操作による新規放射線感受性増強剤の開発

食道癌治療において放射線療法の担う役割は極めて大きい。本研究は放射線感受性のない癌に対し放射線感受性を増強させる放射線感受性増強剤を開発し、新規癌治療を確立することを最終目標としている。平成30年度は1放射線感受性に関与する遺伝子の抽出、2固形癌における放射線治療効果とMAPKリン酸化遺伝子発現の相関の検証を計画していた。放射線感受性の異なる複数の食道癌細胞株でDNA microarrayを用い網羅的に比較解析を行った。その結果、いくつかの遺伝子が抽出され、放射線感受性に関与していることが示唆された。特に食道癌細胞においてIGF2BP3をknock-downすることにより、放射線アポトーシスの誘導が促進された。さらに、食道癌組織microarrayを用いた免疫組織染色でIGF2BP3と予後を解析すると、手術単独治療群においてIGF2BP3高発現群は有意に予後不良であることが判明した。IGF2BP3は放射線治療抵抗因子であると同時に、予後不良因子である可能性が示唆された。今後はMAPKリン酸化遺伝子とともにIGF2BP3遺伝子を増幅、抑制した細胞での放射線治療効果を検証し、動物実験へつなげていく。研究計画に沿って、概ね順調に進んでいる。研究課題に対し今後は実地の実験、研究に可能な限り時間を当てていく。