hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固体と分子にまたがる中間相の物理(メゾスコピック粒子の電子物性)

平成3年度より平成5年度の3年間に渡って行なった研究の成果をまとめて公表するにあたり、AO-1,AO-2,AO-3各班に渡る共通の、且つ関係の深い成果が多いことを考慮し、その相間を明瞭に示し、班員以外の類似テーマの研究者が成果を利用する際の便利さを足供する目的で、班員でなくテーマ別による新分類により成果を公表することにした。新分類法の相談の為、総括班を中心に、若干の主な班員を含め10月4日5日遠鉄ホテルに於いて会合を持った。その結果下記に示す分類を決定し、評価班の方々の諒承を得た後成果をまとめ印刷し、2月に公表関系各機関及び類似のテーマを研究している方々に送付した。A01A03班間の相互連絡のため、全体の研究集会を7月と1月に各2泊3日の日程で行なった。また全体の研究進行状況調査及び来年度計画見直し検討のため、総括班会議を12月に行なった。A01班(理論)は、多くの物質のマイクロクラスターの電子状態や構造ゆらぎの数値解析・金属クラスターの電気的性質における近藤効果・シェル構造等固有の研究を行なうと共に、研究総会でA02班A03班から報告されたスパーシェル構造・Au_<55>の解析を行なったり、ボロンクラスター設計や励起子ストリングの光応答実験の提言を行なう等、多岐に渡って個々の成果を上げると共に、班間の共同研究の実も上げた。A02班(自由空間の微粒子)は、イオン・トラップ装置・サイズ分割クラスタービーム発生装置,高密度クラスタービーム発生装置等の主要機器の開発に成功し、それらを用いてクラスターと分子の反応,スーパーシェル構造,ビームからの発光,ビームのX線吸収の実験を行なった。また一部の研究者これらの装置を用いて、カーポンクラスターの研究を発展させ、その分野の実験で研究で世界をリードする成果も上げた。A03班(高密度担持)は、Si,Ge,Au等の単体クラスター,CuCl・GaAs等の化合物クラスター,更には複合構造クラスター等多くの種類のクラスターを、孔質ガラスやゼオライトに担持させたり、表面に軟着させたりする等種々の高密度担持の方法を開発し、非磁性金属の強磁性体化,半導体の相転移抑制等の新事実を発見すると共に、高精度の発光・吸収,時間分解分光,加圧効果等の実験により、多くの物性解明を行なった。特に担持を行なった時の担持物質により、クラスター自身の性質が異なって来る事が解明出来たことは、今後の研究に大きな影響を与えるものと思う。全体として見て個々の研究の成果は勿議だが、班内・班間の共同研究の発展で成果が上っている事は、重点領域研究の目的を達成しつゝあると言える。最終年度を迎え、より大きな成果を挙げるべく、年度始めに各班長及び重点校の責任者と連絡をとり、実験推進タイムテーブルを作り、協同研究の便を計った。その結果、AO-I班(理論班)とAO-II,III班(実験班)間の協力関係がより緊密になった。例えば、伊藤氏等や中村氏等更には新井氏等の光学的性質のダイナミックスは花村氏等の理論によって解析されると同時に、その結果は新理論の展開につながった。また小宮山氏等の複合微粒子の実験結果は、川村氏等や萓沼氏の理論的解析と対比された。更に実験班間の連絡もよく、新井氏等と難波氏等の相転移に関する相補的研究茅氏等と近藤氏等の反応性に関する相補研究、新井氏等と望月氏等や山本氏等の微粒子成長に関する研究とその成果の総合解析等々、枚挙にいとまがない。詳細については、来年度製作する報告書で述べるが、上記したように個々の研究は勿論、重点領域研究班設立の実は十分上ったものと思われる。来年度の行事としては、7月14日16日那須町那須白雲荘に於て39名出席のもとに研究総会を行い、評価班の先生方の御比評を頂くと共に、年度末にむけての研究方針の確認を行った。また11月1日3日兵庫県先端科学技術センターに於てAO-I班の、11月30日12月1日神戸市六甲荘に於てAO-II班の、12月6日7日名古屋市愛知年金会館に於てAO-III班の研究会を共々行った。これらについての報告書は提出済である。本年に入って2月1日4日の4日間東京都立大学国際交流会館に於て60名以上の出席者を得て第2回の研究総会を行った。最終回なので1件当り30分の報告・討論時間をとったが、それでも時間超過が続出するなど実のある集会であった。またこの会で、本年度の研究発表会の開催、英文報告書の発行が決定された。
窒化ガリウム用電極開発を行うための金属/窒化ガリウム界面の電位分布直視技術の開発

金属/半導体界面の電位分布を電子線ホログラフィーにより解析するためのTEM試料作製技術を確立した。この技術により作製されたTEM試料の金属/半導体界面に電圧を印加するため、電極位置を正確に制御できるピエゾ駆動のTEMホルダーを用いた。このホルダーにより局所領域における金属/半導体界面の電流-電圧曲線を計測した。さらに、金属電極/半導体界面に順バイアスおよび逆バイアスを印加し、電子線ホログラフィーによる金属近傍の半導体内部における電位分布の変化から、空乏層と電界の変化をとらえることができた。金属/半導体界面の電位分布を解析するために、モデル材として、N型シリコン上にチタンを成膜し、数100°Cの熱処理を行ったサンプルを作製した。このサンプルを集束イオンビーム(FIB)装置のマイクロサンプリングにより、試料を抽出し、1μm厚のアルミニウム泊の端に固定した。この抽出した試料をFIB法により、くさび角度30°及び45°のTEM断面観察試料に仕上げた。その後、アルゴン(Ar)イオンビームを照射し、TEM試料表面に形成されたFIBダメージ層を除去した。TEM観察により、チタンとシリコンの間にチタンシリサイドが形成されているのを確認した。次に、試料のくさび形状の均一性を調べるため、二波条件で観察した。等厚干渉縞の曲がりはなく、試料エッジの角度(くさび形の角度)が均一であることを確認した。以上のようなくさび形加工を行ったシリコン/チタン界面領域の電子線ホログラムを撮影した。このホログラムを再生し、位相分布像を構成した。半導体内部のチタン近傍と数100nm離れた領域を比較すると、チタン近傍に位相が進んでいる領域があることが判明した。この結果は半導体内部の電位分布を示す結果である。半導体のドーパント濃度が均一であるため、この位相の進んだ領域が金属/半導体が接触したときに形成される空乏層(ショットキー障壁)であると考えられる。これらの結果をさらに明確にするため、H19年度はくさび形状の試料に電圧(順バイアス及び逆バイアス)を印加し、半導体内部の位相変化を調べたい。さらに窒化ガリウムに電極が形成されたサンプルについても、その電位分布解析手法について検討したい。金属/半導体界面の電位分布を解析するために,モデル材として,N型シリコン上にチタンを成膜し,数100°Cの熱処理を行ったサンプルを用いた。このサンプルを集束イオンビーム(FIB)-マイクロサンプリング法により適切な試料厚さの透過型電子顕微鏡(TEM)観察試料に仕上げた。このTEM観察試料の金属/半導体界面に順バイアスおよび逆バイアス電圧を印加できるように,TEM用の電圧印加ホルダーステージにサンプルを固定し,FIB装置内部でφ5μmのAuワイヤーを用いて配線を行った。以上のように準備されたサンプルについて,電圧印加無し,順バイアス電圧印加,逆バイアス電圧印加の3つの条件で,電子線ホログラフィーにより金属界面近傍における半導体内部の位相変化から,電位分布状態を詳細に評価した。電圧印加無しの状態と,順バイアス電圧印加の状態では,半導体内部における位相差をほとんど検出できなかったことから,順バイアスによる電位分布変化をとらえることができなかった。しかしながら,逆バイアスを印加した場合,大きな位相変化が現れたため,半導体内部の電位分布の変化をとらえることができた。これは逆バイアスを印加することにより,金属界面近傍における半導体内部の空乏層が拡がった結果と考えられる。順バイアスでは空乏層幅が小さくなるが,今回,その変化を詳細にとらえることができなかった。これらの結果を定量的に評価するため,H20年度はTEM観察の対象となる局所領域において,金属/半導体界面の電流一電圧特性を評価し,電気的特性と電圧印加による空乏層幅の変化について,その関連を明らかにしたい。さらに窒化ガリウムに電極が形成されたサンプルについても,同様な電流一電圧特性評価と,電圧印加(順バイアスおよび逆バイアス)による窒化ガリウム内部の電位分布解析へ応用したい。金属/半導体界面の電位分布を電子線ホログラフィーにより解析するための試料作製技術を確立した。具体的には、集束イオンにビーム(FIB)法による均一厚さの電子顕微鏡(TEM)試料の作製、FIB法によりTEM試料表面に生じるダメージ層の除去、参照波を確保するための試料形状等である。以上により作製されたサンプルについて、金属/半導体界面に電圧印加するために、ピエゾ駆動可能な電極を制御できるTEMホルダーを用いた。このホルダーを用いると試料へ電圧を印加した際の電流-電圧曲線を計測することが可能である。局所領域における金属/半導体界面の電流-電圧曲線を計測した後、順バイアスおよび逆バイアスを印加し、電子線ホログラフィーにより金属近傍の半導体内部における空乏層の変化をとらえることができたことから、半導体内部の電位分布の変化を直視できる技術を確立した。電位分布については定量的な評価も可能である。さらに、金属/半導体サンプルで、電子顕微鏡の対物レンズを作動させると、サンプル面に対し鉛直方向に磁場が印加される。

この磁場をサンプルに印加した状態で、サンプルに電流を流すと、半導体内部の電位分布変化を生じることにより、ホール効果を測定することができた。この他、このように準備したサンプルでは、金属電極近傍の半導体内部において、加速電圧数100keVで加速した電子を照射すると電子・ホールペアが発生し、微弱な電流が流れる。そのような微弱電流と照射電子の領域から、半導体内部の電子拡散距離に関するデータを取ることができた。また、このホルダーでは非常に精度よく電極位置を制御することが可能であるため、集束イオンビームによる局所領域のTEM試料作製技術と組み合わせることにより、実デバイスの電気的な動作を直視観察できる技術へ応用できる。
膵臓癌特異的な微小環境構築能に対する変異KRAS関連シグナル阻害剤の開発

膵癌に対するGemcitabine感受性や耐性化のメカニズムの解明各々の膵癌細胞株(MiaPaka2)をIC50値の濃度のGemcitabineで6ヶ月間培養をおこない、そのなかで、Gemcitabineに対する強い耐性を取得し、表現型の変化、浸潤能の増殖を示す株、MiaPaka-2を作成した。この樹立した細胞株と親株の間でマイクロアレイを施行し、表現型や浸潤能に関与する遺伝子を同定した。またMiaPaka-2は3次元浮遊細胞では耐性化が起こり、2次元培養では致死量(100nM)のGemcitabineの効果が減弱するがわかった。Resveratrolの膵癌細胞株およびGemcitabine耐性株への効果検討既に同定している生体類似3次元環境にて変異KRASが制御する遺伝子群が関与するシグナル経路のなかで、耐性株の増殖に強く影響しているものを探索した。変異KRASが3次元培養特異的に発現を上昇させるPDE4の阻害剤Resveratrolを用いたところ、Gemcitabine耐性株が3次元浮遊細胞においても強い効果を示すことがわかった。
日本における高等ハエ類の適応と分化に関する研究

1.国内外の文献探索やこれまでに代表者によって集められたデータをもとに,ヤドリバエの寄主選好性と従来の分類体系との対比を行い,ヤドリバエの寄生生活への適応の進化について,第3回アジア・太平洋昆虫会議(1997年,台湾・台中)で発表した.この課題については室内実験を含め現在継続中で,ヤドリバエの寄主選好性に基づいた体系では,従来の形態形質の基づく分類体系とは異なる系統群取り扱う必要性が予想されている.2.長い毛をもつ鱗翅類幼虫に選択的に寄生するCarcelia属と,メイガなど毛の少ない幼虫に寄生し,それに近縁と考えられているSenometopia属などの一群について,幼虫の卵や形態,寄主選好性,雌成虫の腹部末端節の構造などを検討し,これらのグループの系統関係と進化について考察を行った.その結果の一部は第4回国際双翅目学会議(1998年,イギリス・オックスフォード)で発表した.従来その分類的な位置が不明であった1種は,卵や雌成虫の内部および外部生殖器の形態が非常に特異で,どのような寄生方法をとってるのか今後の研究課題として残されている.3.国内外の文献と代表者のもとに集積された記録をもとに,日本産ヤドリバエの寄生記録を作成し,日本双翅学会会誌"Makunagi/Acta Dipterologica"に発表した.この研究の結果日本産ヤドリバエ約180種が,鱗翅目約330種,鞘翅目約23種,半翅目および膜翅目30種,直翅目9種,カマキリ目2種,革翅目およびナナフシ目各1種を寄主としていることが判明した.1.国内外の文献探索やこれまでに代表者によって集められたデータをもとに,ヤドリバエの寄主選好性と従来の分類体系との対比を行い,ヤドリバエの寄生生活への適応の進化について,第3回アジア・太平洋昆虫会議(1997年,台湾・台中)で発表した.この課題については室内実験を含め現在継続中で,ヤドリバエの寄主選好性に基づいた体系では,従来の形態形質の基づく分類体系とは異なる系統群取り扱う必要性が予想されている.2.長い毛をもつ鱗翅類幼虫に選択的に寄生するCarcelia属と,メイガなど毛の少ない幼虫に寄生し,それに近縁と考えられているSenometopia属などの一群について,幼虫の卵や形態,寄主選好性,雌成虫の腹部末端節の構造などを検討し,これらのグループの系統関係と進化について考察を行った.その結果の一部は第4回国際双翅目学会議(1998年,イギリス・オックスフォード)で発表した.従来その分類的な位置が不明であった1種は,卵や雌成虫の内部および外部生殖器の形態が非常に特異で,どのような寄生方法をとってるのか今後の研究課題として残されている.3.国内外の文献と代表者のもとに集積された記録をもとに,日本産ヤドリバエの寄生記録を作成し,日本双翅学会会誌"Makunagi/Acta Dipterologica"に発表した.この研究の結果日本産ヤドリバエ約180種が,鱗翅目約330種,鞘翅目約23種,半翅目および膜翅目30種,直翅目9種,カマキリ目2種,革翅目およびナナフシ目各1種を寄主としていることが判明した.1.国内外の文献探索と,これまで代表者によって九州大学に蓄積されたデータや標本を整理し,ヤドリバエ科の寄主・寄生者関係と,比較形態学的な手法によって推定された系統分岐との相関について検討し,その結果を第3回アジア・太平洋昆虫学会議(台湾・台中)において発表した.2.国内に保存される高等ハエ類について,その寄主,生息域などのデータを得るために,兵庫県立人と自然の博物館,農林水産省農業環境技術研究所において,標本と文献の探索を行った.これによって,従来知られていなかった新しい寄主が発見され,ヤドリバエ類の寄生生活への適応についての基礎的なデータがさらに蓄積された.3.ヤドリバエ科の繁殖戦略と寄生生活への適応と進化過程を知るため,ヒトリガに寄生するグループであるCarcelia属の50数種について解剖を行い,成虫と一齢幼虫の形態を観察し,数種については飼育実験を行った.この結果,このグループでは少なくとも3回,卵生から卵胎生への進化が考えられること,卵胎生の中でさらに2回の違う方向への進化を考えざるを得ないことがわかった.現在この研究結果について,1998年夏に開催される国際双翅学会議での発表と論文を準備中である.4.ヤガ類の寄生者である東アジア固有のヤドリバエの属100数種,旧北区と東南アジア産のハバチ類の寄生者20種,旧世界に分布する微小卵性のグループについて,分類学的な再検討を行うとともに,その生物地理的考察,姉妹群探索などについての研究を推進中である.1.野外におけるヤドリバエの生息状況および寄主昆虫の調査のため,7月下旬に約2週間,長野県において野外調査を行った。この調査によって未記載の数種を含む約100種のヤドリバエが得られ,各種についての生息場所と発生状況の確認をおこなった。

2.ドクガ科やヒトリガ科など長い毛をもつ幼虫に寄生する広義のCarcelia属について,卵殻や1齢幼虫の形態と雌腹部末端の構造などから,属内での種による寄主への適応の違いを明らかにし,これらの構造と雄交尾器との相関によって系統関係を推定し,グルーピングを行った。この結果をイギリス・オックスフォードで開催された第4回国際双翅学会議において口答発表した。3.ヤドリバエの産卵植物や産卵場所の選択性,1齢幼虫の生存期間を調査するため,卵胎生,卵生,微小卵性の産卵習性をもつ種を各数種ずつ選び,室内実験を行った。この実験はなお継続中であるが,寄主の寄主植物に産卵する微少卵性のヤドリバエの場合,葉の縁2cm位の位置を選んで産卵する傾向があることが判明した。また待機型幼虫の生存期間は約2週間におよぶことが分かった。4.これまでに発表された寄主記録と,新しく蓄積されたデータをまとめ,日本産ヤドリバエ約180種の寄主記録を整理した。ヤドリバエ科の寄主としては,日本においては鱗翅目約330種,鞘翅目約23種,半翅目および膜翅目各30種,直視目9種,カマキリ目2種,革翅目およびナナフシ目各1種が選ばれていることが判明した。この結果をまとめ,日本双翅学会会誌に発表した。
ペルオキシゾーム病中枢神系における病態解明をめざした基礎的研究

Zellweger症候群(ZS)(7ヶ月)と対照正常(3,6,21ヶ月)由来の大脳につき脂質組成解析を行った。灰白質において、ZSのみでCMHが検出された。灰白質、白質においてコレステロールエステル(CE)が他の対照月齢より約3倍に増加していた。VJ-41抗体を用いた薄層クロマトグラフィー免疫染色によりZSでdisaturated PCの増加を認めた。HPLCによる分子種分画を行ったところZS灰白質ではジパルミトイルジアシルグリセロール(dipalmitoyl DG)が他のどの月齢より増加していた。ペルオキシゾームを欠損する培養細胞(ZP102)細胞では(ceramide monohexoside, CMH)および遊離脂肪酸の増加とトリアシルグリセロール(TAG)の減少が認められた。ZP102細胞では遊離脂肪酸分画中、C18:0減少とC18:1増加があり、TAGでは極長鎖脂肪酸のC24:0が増加し、スフィンゴミエリン(SM)ではC18:1の増加が認められた。^<14>Cラベルされた飽和脂肪酸([^<14>C]lignoceric acid)はZP102細胞においてSMとCMHにより多く取り込まれた。ZP102細胞では対照と比べ膜流動性の低下と相転移温度の上昇を認めた。ペルオキシゾーム欠損により培養細胞において様々な脂質代謝変化が生じ、特に飽和脂肪酸のスフィンゴ脂質への取り込みの増加によって細胞膜流動性の低下がもたらされたと考えられる。このようなペルオキシゾーム欠損細胞の膜の性質の変化がペルオキシゾーム病の病態に関与している可能性が示唆された。Zellweger症候群をはじめとするperoxisomebiogenesis disorders(PBD)ではPex遺伝子の変異によって様々な生化学異常と多彩な臨床症状を呈する。私達はPex5変異によるペルオキシゾーム欠損ZP102細胞を用いて脂質代謝変化および、膜流動性変化について検討した。ZP102細胞では対照のCHO-K1細胞と比較し、糖脂質のセレブロシドが増加し、また、中性脂質のトリアシルグリセロールの減少、および遊離脂肪酸の有意な増加を認めた。各リン脂質の総量の変化は認められなかった。つぎに、核脂質分画の脂肪酸組成をガスクロマトグラフィーで分析したところ、遊離脂肪酸分画でZP102細胞では飽和脂肪酸/不飽和脂肪酸比が対照と比べ減少し、トリアシルグリセロールではこの比は増加していた。各脂肪酸がどのように脂質分画へ取り込まれるか検討するため、[14C]ラベル脂肪酸を培地に加えたところ、ZP102細胞において、ラベル飽和脂肪酸はスフィンゴミエリンおよびセレブロシド分画へより多く取り込まれた。また極長鎖脂肪酸であるリグノセリン酸はパルスラベル実験により、24間後も主にスフィンゴミエリン生成に利用されることが明らかとなった。蛍光プローブのDPHを用いた膜流動性変化の測定ではZP102細胞で有意の蛍光偏光度の増加を認めた。Pex5遺伝子変異によるこれらの脂質代変化、特に館和脂肪酸のスフィンゴ脂質への取り込みの増加がZP102細胞における膜流動性の低下を引き起こし、これがPBDの細胞膜に関連する様々な機能障害をもたらすものと考えられた。Zellweger症候群(ZS)をはじめとするperoxisome blogenesis disorders(PBD)ではPex遺伝子の変異によって様々な生化学異常と多彩な臨床症状を呈する。中枢神経系では神経細胞の遊走障害やミエリン形成不全による構築異常が認められるが、そのメカニズムは未だ解明されていない。私たちはZS患者由来大脳皮質および白質の脂質組成およびリン脂質分子種組成を対照と比較検討した。脂質組成では患者皮質で糖脂質のセレブロシドが増加し、白質では逆に患者でセレブロシドが低下していた。患者では総ホスファチジルコリン量の変化はなかった。

しかし、disaturated phosphatidylcholine(Di-sat-PC)に対するモノクローナル抗体を用いたTLC免疫染色によりこれが対照とくらべ患者では皮質で約4倍に増加していた。Di-sat-PCは白質では対照と変化はなかった。患者皮質のセレブロシド増加はこれまで、他のペルオキシゾーム欠損細胞で認められた結果と同じであり糖脂質合成の亢進が考えられる。また、白質ではミエリン化不全のためセレブロシドが低下していると考えられた。Di-sat-PCの皮質での増加は神経細胞膜の流動性などの物理的性質を変化させると予想され、これが神経細胞の分化や遊走に影響する可能性が示唆された。ペルオキシゾーム欠損変異株Z65細胞と対照CHO-K1細胞の脂質を抽出した。TLCおよびTLC免疫染色法により各脂質成分の定性・定量分析を行い、さらに各脂質を分離後、GC-MSおよびFABMSを用いて構造変化を調べた。すでに報告したように、Z65細胞は対照細胞に比べ、全脂肪酸中のC24:0の割合が高く、C20:4の割合が低下しており、ペルオキシゾームの活性低下により長鎖を短鎖に変換する反応と不飽和結合の導入が影響を受けていることを示している。各脂質分子種についてペルオキシゾーム欠損の影響を調べたところZ65細胞では対照細胞に比べ、コレステロールエステル(CE)が増加し、ホスファチジルエタノールアミン(PE)とスフィンゴミエリンが低下していた。Z65細胞のPE含有量は対照細胞の60%であり、CEの増加量は2.4倍であった。CEの増加はのZellweger症候群脳においても認められる現象である。次に、プラズマローゲン型リン脂質の変化を調べた。Z65、CHO-K1細胞のPEに含まれるプラズマローゲン量は、14,7%および33.3%であり、約半量にまで減少していた。同様の減少はフォスファチジルコリンPC(1.4%、3.4%)、フォスファチジルセリンPS(7.0%、11.4%)にも見られ、3種類のリン脂質中のプラズマローゲン減少量は42.3%に達していた。プラズマローゲン型リン脂質の低下とスフィンゴ糖脂質の相補的増加は膜脂質の代謝変化が相互に影響し合っている結果であると思われる。プラズマローゲンは酸素ラジカルから細胞を保護する役割を持つと予想されることから、両細胞の過酸化水素に対する感受性を調べたが、予想通り、Z65細胞の方が低濃度で障害を受けた。
非小胞輸送型オートファジーの分子メカニズム

これまでに我々は新たな細胞内分解システムを見いだし、RNautophagy/DNautophagy (RDA)と名付けた。RDAにおいては、RNA/DNAがATP依存的に直接リソソームに取り込まれ、内部で分解される。また昨年度、リソソーム膜におけるRNA及びDNAトランスポーター候補分子として、SIDT2を同定し論文報告した(Aizawa et al. Autophagy. 2016, Aizawa et al. Autophagy. 2017)。SIDT2は、RNAトランスポーターとして報告されているC. elegans SID-1のオルソログの1つである。今年度は、SIDT2のリソソーム局在化機構について解析を進めた。まずアミノ酸配列を検索し、SIDT2の細胞質側に3カ所のYXXφモチーフを見いだした。これらのモチーフそれぞれまたは同時に変異を導入したmutant SIDT2を作製したところ、それぞれのmutantについてリソソーム局在の程度が低下し、3カ所全てのモチーフがリソソーム局在に重要であることがわかった。またリソソームに局在しないmutant SIDT2はRNautophagy活性に影響を与えないという結果がin vitro系及び細胞レベルで得られ、3カ所のYXXφモチーフを介したSIDT2のリソソーム局在は、SIDT2によるRNautophagy活性に必要であることが明らかとなった。リソソームにはほとんど局在しないSIDT1分子にSIDT2の3カ所のYXXφモチーフを導入したところ、このmutant SIDT1はリソソームに局在し、さらにRNautophagyに機能するようになったことから、SIDT2の3カ所のYXXφモチーフは実際に機能しているモチーフであることが示された(以上、Contu et al. J Cell Sci. 2017)。29年度が最終年度であるため、記入しない。また昨年度、リソソーム膜におけるRNAトランスポーター候補分子として、SIDT2を同定し論文報告した(Aizawa et al. Autophagy. 2016)。今回我々はRDAのメカニズムについて研究を展開し、SIDT2がリソソームによるDNA取り込みも仲介することを見いだし報告した(Aizawa et al. Autophagy. 2017)。環状DNAと比較し、同配列の直鎖状DNAの方がリソソームに取り込まれにくいことも明らかになった。以上のように、RDAにおけるキー分子を見つけることができた。また、オートファジー関連分子の別の機能として、SIDT2の一部は細胞膜にも存在し、細胞外から細胞内への核酸取り込みgynmnosisを仲介することも見いだした(Takahashi et al. RNA Biol.印刷中)。この結果は、SID-1が双方向性のRNAトランスポーターとして機能するという報告と一致しており、またSIDT2がトランスポーターであるという仮説を支持している。さらに、リソソームによる蛋白質の直接取り込み・分解経路についてもメカニズム解明研究を進めているところである。当初の予定に加え、オートファジー関連分子のそれ以外の機能も見いだすことが出来た。RNautophagyとDNautophagyにおけるキー分子SIDT2を中心に、さらにRDAメカニズムの解明研究をすすめる。また、蛋白質の取り込み・分解経路のメカニズムについても研究を推進する。
HSP90シャペロンを分子標的とした放射線増感と腫瘍内微小環境因子の影響

本研究では、ヒト腫瘍細胞においてHsp90阻害剤であるGeldanamycin(GA)およびその誘導体17-N-Allylamino-17-Demethoxy Geldanamycin(17AAG)と放射線を併用してその相乗効果について検討し、放射線抵抗性を示す癌などに対してより効果的で副作用の少ない放射線療法の質的向上につながる解析を行った。これらの結果からGAによる放射線増感効果の起因はPI3K-Akt経路の抑制によるアポトーシスの誘発とEGFRないしはErbB-2の発現抑制に起因する生存シグナル経路の抑制により得られる事が示唆された。また、17AAGと放射線の併用は放射線抵抗性を示す癌細胞において有用であり、17AAGの放射線増感効果の起因はアポトーシスの増強による事が示唆された。さらに同様の結果はヒト腫瘍の試験管内モデルである多細胞スフェロイドにおいても観察された。放射線治療においてアポトーシスの誘発は効率の良い治療法であると考えられている。また、種々の癌においてPI3K-Akt経路の活性、関連分子であるEGFRファミリー、Aktの活性亢進が認められる。またそれらの分子の過剰発現は薬剤耐性、放射線抵抗性などに関与していることからHsp90阻害剤と放射線の併用療法は実験的に有効性が高い事が示され、臨床の放射線治療でも検討する価値が十分にあると考えられる。Hsp90は分子シャペロンの一つとして知られており、細胞の増殖、分化、シグナル伝達に関与する分子と結合し、それらの分子の機能・局在・安定化に大きく関っている事から新たな癌治療の分子標的として注目されている。Hsp90のアンタゴニストであるGeldanamycin (GA)がHsp90のATP/ADP領域に結合すると複合体の構成が変化して標的蛋白質はHsp90から遊離し易くなり、その後細胞内のユビキチン・プロテアソーム系などで分解される。その結果標的蛋白質のシグナル伝達は阻害される。本研究ではGAと放射線を併用し、肺扁平上皮癌由来のSQ5と大腸の腺癌由来のDLD-1細胞における放射線感受性の増強効果について検討した。まずコロニー形成法により細胞生存率を求めた結果、放射線単独に比べGAと放射線を併用した場合、相乗的に細胞致死効果の増強が両細胞で観察された。Hsp90結合蛋白質であるEGFRなどの増殖因子受容体は生存シグナル伝達に重要であり、GAによる発現制御が放射線増感を引き起こすと考えられる。また増殖因子受容体下流のPI3K-Akt経路は抗アポトーシスの生存シグナル伝達に重要な役割を果たしているが、SQ5細胞ではAktのリン酸化がGAにより大きく抑制された。その結果SQ5においては、GAと放射線を併用する事によりアポトーシスが引き起こされ、大きな放射線致死効果の増強が観察されたと考えられる。今回の我々の結果より、GAによる放射線増感には、Aktの活性化の抑制を介する系と介さない系がある事が示唆される。また、マウス正常細胞とそれに由来する癌化細胞でGAの放射線増感効果について調べたが、癌化細胞で大きく、正常細胞は小さいといった結果であった。現在、臨床応用可能なGA誘導体を用いて、さらに詳細な放射線との併用効果について解析を進めている。HSP90は分子シャペロンとして働いていることが知られており、細胞の増殖、分化、シグナル伝達に関与する分子と結合し、それらの分子の細胞内での機能・局在・安定化に大きく関与している。HSP90阻害剤であるgeldanamycin(GA)がHSP90に結合すると、HSP90と蛋白質の複合体から蛋白質が遊離しやすくなり、その結果、細胞内のユビキチン・プロテアソーム系で分解され、その蛋白質が関与するシグナル伝達系が遮断される。我々はヒト腫瘍細胞では、GAと放射線の併用により放射線感受性が増強されることを見いだし、その放射線増感効果のメカニズムは、PI3K/Akt経路の抑制が関与する場合としない場合があることを報告した。Aktはさまざまな基質をリン酸化し、アポトーシスを起こさないような作用があることが知られている。ヒト腫瘍細胞でGAによりAktの活性が大きく抑制される細胞では、大きな放射線増感が見られ、それにはアポトーシスの誘発が大きく係っていることが見いだされた。

さらに検討を進め、ヒト腫瘍細胞で見られるGAによる放射線増感効果は、ヒト正常細胞では極めて小さいこと、その理由として腫瘍細胞ではAktの遺伝子増幅などで活性が高まっているが、正常細胞ではAktの活性が低く、PI3K/Akt経路があまり働いていないためであることを見いだした。またGAは肝毒性が強いためにヒトへの投与ができないが、肝毒性を軽減したGAの誘導体である17AAGはヒトへの投与が可能であり、現在抗がん剤としての可能性がアメリカで検討されている。そこで17AAGと放射線の併用効果について検討し、GAと同様な作用メカニズムで腫瘍細胞に放射線増感効果を引き起こすことを見いだした。ストレス蛋白質の一種であるHSP90は分子シャペロンとして働いていることが知られており、細胞の増殖、分化、シグナル伝達に関与する分子と結合し、それらの分子の細胞内での機能・局在・安定化に大きく関与している。HSP90阻害剤であるgeldanamycin(GA)がHSP90に結合すると、HSP90と蛋白質の複合体から蛋白質が遊離しやすくなり、その結果、細胞内のユビキチン・プロテアソーム系で分解され、その蛋白質が関与するシグナル伝達系が遮断される。我々はヒト腫瘍細胞では、GAと放射線の併用により放射線感受性が増強されることを見いだし、その放射線増感効果のメカニズムは、PI3K/Akt経路の抑制が関与する場合としない場合があることを報告した。Aktはさまざまな基質をリン酸化し、アポトーシスを起こさないような作用があることが知られている。ヒト腫瘍細胞でGAによりAktの活性が大きく抑制される細胞では、大きな放射線増感が見られ、それにはアポトーシスの誘発が大きく係っていることが見いだされた。平成16年度は臨床応用可能なGAの誘導体である17-AAGと放射線の併用効果について、ヒト頭頚部扁平上皮癌由来の腫瘍細胞を用い、単層培養系とヒト腫瘍モデルである多細胞スフェロイドの系で放射線との併用効果について検討した。両者の併用により、放射線抵抗性腫瘍細胞ではリン酸化Aktの抑制により、アポトーシスの増加が見られ、放射線感受性の高い腫瘍細胞ではネクローシスからアポトーシスへの細胞死のモードが変わる現象が見られた。多細胞スフェロイドの実験では単層培養と同様に放射線と17-AAGの併用により放射線増感効果が観察され、リン酸化Aktの発現の抑制が免疫染色で見られ、アポトーシス細胞の増加がTunel法で観察された。今回の研究により17-AAGは放射線の増感剤として臨床の放射線治療で期待できると考えられる。
社会システムの秩序問題に関する理論的・実証的研究

研究課題「社会システムの秩序問題に関する理論的・実証的研究」にある通り、本年度は、理論研究と実証分析の2つの側面から研究を行なった。1.社会システム論と秩序問題につての理論的・学説史的研究:社会学に社会システム論を樹立したパーソンズにおいて、秩序問題がどのように展開されているか、主著『社会的行為の構造』にそくして考察した。その結果パーソンズは当時のアメリカ社会に全幅の信頼をおくあまり、アメリカ社会の現状に肯定的判断を下し、アメリカ社会で実現さるべき規範や究極価値の分析にむかい、アメリカ社会が生み出す権力作用の分析が欠落していることを明らかにした。また戦後日本の社会学にパーソンズがどのように受容されたかについて検討を加えた。2.秩序問題の実証分析へむけての予備的研究:秩序問題の実証分析を行なう準備作業をとして、社会学のなかで実証研究がどのように位置づけられているか、戦後日本の社会学における実証研究の展開をふりかえりながら考察した。その結果1980年代以降のポストモダン思想の登場によって、従来の実証研究は旗色が悪くなっていることが明らかになった。そこで実証研究を再構築する方法を模索した。以上2つの研究をふまえて、秩序問題の社会学的説明をどうやって確立するかを研究した。
トランスジェニックマウスを用いた運動トレーニングによるGLUT4発現増加機序

運動トレーニングは、糖輸送体(GLUT4)の発現量及びミトコンドリア数を増加させる。GLUT4は、末梢組織での糖代謝の律速段階になっていて、GLUT4の増加は耐糖能を高め、糖尿病を予防する。ミニジーンGLUT4トランスジェニックマウスを用いて、運動によるGLUT4発現増加に関する遺伝子発現調節領域(シス・エレメント)と、それに結合する転写因子の同定を試みた。運動によるGLUT4発現増加のシスエレメントが-551と-442の間に存在していることを明らかにし、ゲルシフト法及びUV-クロスリンクにより、この部分に結合する2種類核内蛋白を見出し、それぞれの結合部位を同定した。更にNF1,MEF2にミューテーションを入れた-3KのGLUT4ミニジーンコンストラクトを作製し、トランスジェニックマウスを作製した。その結果、NF1結合部位がGLUT4の脂肪細胞での発現に必要であること,MEF2結合部位がGLUT4の心筋での発現に必要であることを明らかにした。一方、運動とは逆に、骨折に伴うギプス固定などにより足を動かせなくするとGLUT4量が減ることが知られている。同様にミューテーションを入れたGLUT4ミニジーントランスジェニックマウスを用いて、ギプスによる足固定や、神経切除によりGLUT4発現量が低下するのに必要な領域を見つけた。足固定に反応する領域が、足の筋肉を動かしたときと、動かせなくした時のGLUT4発現のONとOFFのスイッチの役割を果たしている可能性も考えられ、この結果を手がかりに詳細な検討を進め、運動により誘導される転写因子、運動に応答する転写調節領域、そこへ至る情報伝達経路を今後明らかにしていく。本研究では、ミニジーンGLUT4トランスジェニックマウスを用いて、運動によるGLUT4発現増加に関する遺伝子発現調節領域(シス・エレメント)と、それに結合する転写因子の同定を試み、既知の転写因子、プロテインキナーゼとの関連を明らかにする。これらの核内蛋白が結合する部位に、ミューテーションを入れた-3KのGLUT4ミニジーンコンストラクトを作製し、トランスジェニックマウスを作製した。更に運動によって活性化される転写因子MEF2の結合部位がGLUT4遺伝子の-430前後に存在する。このMEF2結合部位にも点変異を導入したトランスジェニックマウスもあわせて作製した。現在、それらのマウスの表現型を調べている。途中経過であるが、MEF2部位変異マウスに於いてはMinigene GLUT4の組織特異的発現を調べた所、心筋での発現が認められなかったが、骨格筋、脂肪組織、褐色脂肪組織での発現は認められた。このことは、MEF2はGLUT4の発現調節が、心筋と骨格筋でかなり異なる事を示している。運動によるGLUT

4発現増加のシスエレメントが-551と-442の間に存在していることを明らかにし、ゲルシフト法及びUV-クロスリンクにより、この部分に結合する2種類核内蛋白を見出し、それぞれの結合部位を同定している。これらの核内蛋白が結合する部位,NF1,MEF2にミューテーションを入れた-3KのGLUT4ミニジーンコンストラクトを作製し、トランスジェニックマウスを作製し、GLUT4が脂肪組織や心臓で発現するのに必要な転写調節領域を見つけた。一方、運動とは逆に、骨折に伴うギプス固定などにより足を動かせなくするとGLUT4量が減ることが知られている。同様にミューテーションを入れたGLUT4ミニジーントランスジェニックマウスを用いて、ギプスによる足固定や、神経切除によりGLUT4発現量が低下するのに必要な領域を見つけた。足固定に反応する領域が、足の筋肉を動かしたときと、動かせなくした時のGLUT4発現のONとOFFのスイッチの役割を果たしている可能性も考えられ、この結果を手がかりに詳細な検討を進め、運動により誘導される転写因子、運動に応答する転写調節領域、そこへ至る情報伝達経路を今後明らかにしていく。
移植後のサイトメガロウイルス再活性化の機序

本研究の目的はサイトメガロウイルス(CMV)が移植後に再活性化する機序を明らかにすることである。そのためにはCMV再活性化のモデルを作成する必要がある。我々はマクロファージ系の細胞株を用いた試験管内実験系でMCMV再活性化には感染細胞の分化度及びヒストンのアセチル化が重要であることを観察した。つぎに動物を用いたCMV再活性化のモデルの作成を試みた。CMV潜伏感染BALB/c♀マウスとBALB/c♂マウスと交配させたところの母乳からCMVが検出された。一方、C57BL/6♂マウスと交配させた群でもCMVが検出されたがウイルス価はBALB/c♂マウスと交配させた群と比較し有意に低値を示していた。○臨床例(妊婦)における検討本研究の目的はCMVの再活性化は免疫抑制によるものではないことを明らかにすることである。平成23年度の研究で免疫抑制を伴わないアロ刺激の臨床例として妊婦に注目した。その結果出産直後の女性の母乳を採取したところ高率(11例中7例)に母乳中に再活性化ヒトCMV(HCMV)が存在することを観察した。出産後2週目より母乳中にHCMVが検出される事を観察し、この臨床研究からCMV再活性化のモデルとして妊娠、出産のモデルが使えるのではないかと考えた。○動物実験系〈実験系〉BALB/c♀マウス7週齢の腹腔内にマウスサイトメガロウイルス(MCMV、Smith株)を感染させた(1500pfu/マウス)。感染4週後には唾液腺、乳腺、脾臓、肺には感染性ウイルスは存在しておらず潜伏感染が成立していることを確認した。このMCMV感染4週マウスにBALB/c♂及びC57BL/6♂を交配した。〈結果〉BALB/c♂マウスと交配させた群(n=10)では出産5,10,15日のいずれの母乳から8,000-20,000コピー/mlのMCMVが検出された。同様に出産後の尿中にもMCMVの排出が認められた。さらに仔マウスは立毛、運動低下などのMCMV感染の症状が認められた。以上より妊娠により母マウスにおいてMCMVが再活性化することが明らかとなった。一方、C57BL/6♂マウスと交配させた群でも出産5,10,15日のいずれの母乳からMCMVが検出されたがウイルス価は6,000-15,000コピー/mlとBALB/c♂マウスと交配させた群と比較し、ウイルス価は有意に低値を示していた。また尿中へのMCMV排出は認められなかった。〈結論〉妊娠、出産に伴う変化によりMCMVが再活性化することが明らかになった。即ち、CMV再活性化には免疫抑制やアロ抗原刺激が関与していないことが示唆された。そこで、仔マウスの唾液腺、肺、肝臓でのMCM値をリアルタイムPCR法にて測定したところ103-104 PFU/mgのウイルスが検出され仔マウスでは急性のMCMV感染症が成立していることが明らかとなった一方、C57BL/6♂マウスと交配させた群でも出産5,10,15日のいずれの母乳からMCMVが検出されたがウイルス価は6,000-15,000コピー/mlとBALB/c♂マウスと交配させた群と比較し、ウイルス価は有意に低値を示していた。さらにMCMV潜伏BALB/c♀マウスとBALB/c♂マウスを交配させ、出生後1時間以内に新生児マウスをMCMV非感染BALB/c♀マウスの母乳にて飼育したところ仔マウスにはMCMVは検出されなかった。これにより仔マウスへの感染ルートは経胎盤ではなく経母乳であることがわかった。CMV潜伏感染BALB/c♀

マウスとBALB/c♂マウスと交配させたところの母乳からCMVが検出された。一方、C57BL/6♂マウスと交配させた群でもCMVが検出されたがウイルス価はBALB/c♂マウスと交配させた群と比較し有意に低値を示していた。○試験管内実験系:1.M1細胞(MΦ前駆体)、Mm1細胞(MΦ)の表面抗原調べた。その結果、Mm1ではM1に比べCD11b、F4/80の発現が増強しており、Mm1がより分化していることを確認した。2.マウスサイトメガロウイルス(MCMV)潜伏感染から再活性化し、MCMV-IEが発現すると細胞が緑色を発色するGreen Fluorescent Protein (GFP)標識MCMVをM1細胞、Mm1細胞に感染させた。しかし、M1、Mm1のいずれにおいてもMCMV再活性化は認められなかった。3.しかし、上記2の実験系において培養細胞に脱アセチル化阻害剤であるトリコスタチンAを添加したところ、Mm1細胞では発色が認められたが、M1細胞では認められなかった。即ちヒストンが非アセチル化している状態ではmajor IE promoter/enhancer (MIEP)が働かないが、トリコスタチンAの作用でアセチル化するとMIEPが活性化し、MCMVが再活性化することを確認した。即ち、MCMV再活性化には感染細胞のヒストンのアセチル化が重要であることを観察した。○動物実験系BALB/c雌マウスにMCMVを感染させ、これにEL4(C57BL/6由来細胞株)を接種する動物実験系について、EL-4接種量などの予備実験を行った。○臨床例(妊婦)における検討本研究の目的はCMVの再活性化は免疫抑制によるものではなくallogeneic stimuliによることを明らかにすることである。そこで、免疫抑制を伴わないアロ刺激の臨床例として妊婦に注目した。その結果出産直後の女性の母乳を採取したところ高率(11例中7例)に母乳中に再活性化ヒトCMV(HCMV)が存在することを観察した。○試験管内実験系(達成度:60%):平成23年度の実験においてMCMV再活性化には免疫抑制ではなく、感染細胞のヒストンのアセチル化が重要であることを観察した。この結果を下記の動物におけるCMV活性化モデルと組みあわせ、今後の研究を行う。この結果は次年度の動物実験系にも応用可能である。○動物実験系(達成度:70%):上述したように平成24年度の実験でBALB/c妊娠、出産マウスでMCMVが再活性化することを観察し、MCMV再活性化の動物モデルの作成に成功した。平成25年度にはこの系を用いてMCMV再活性化の機序を明らかにしたい。○臨床例(妊婦)における検討(当初の実験計画にはなし):本研究と別のプロジェクトとして低出生体重児にみられる新生児CMV感染症の感染経路を調べていた。その結果、母親の母乳に再活性化ヒトCMV(HCMV)が存在することを示した。平成24年度の研究では在胎期間が少なく出生した低体重出生児においては妊娠中に母体からの抗CMV抗体の移行が十分でなく、母乳由来のCMVにより新生児CMV感染症を引き起こすことを明らかにした(日本ウイルス学会にて発表)。○試験管内実験系(達成度:60%)1.M1細胞(MΦ前駆体)、Mm1細胞(MΦ)を用いた実験結果からMCMV再活性化には免疫抑制ではなく、感染細胞のヒストンのアセチル化が重要であることを観察した。またMΦの分化のマーカーとしてCD11b、F4/80が利用できることを明らかにした。2.MCMV潜伏感染
多重散乱光の干渉を利用した新規な高密度光記録用媒体の開発

20世紀の社会を支えた基盤技術は半導体エレクトロニクスであり、レーザーの発明から始まったオプトエレクトロニクスと併せて極めて有効な技術として発展してきた。エレクトロニクスがシリコン等の半導体中の電子の振る舞いを制御することによって成り立っているのに対し、オプトエレクトロニクスでは光を利用しているが、現在のところ半導体中の電子のように、光を自由自在に制御する技術は十分確立されていない。このため、誘電率が光の波長程度の空間スケールで変化した微視的構造体を用いて、光の導波性や自然放出寿命などを制御する技術が待望されている。平成16年度は、光の波長程度の空間スケールで誘電率が不規則に変化した微視的構造体として、マクロ多孔体に焦点を当てた。具体的には、スピノーダル分解とゾルーゲル転移を並行して誘起させることにより、Sm^<2+>を添加したAl_2O_3-SiO_2系マクロ多孔体を作製した。出発物質であるアルミニウムのアルコキシドおよび添加した高分子の量に依存してマクロ多孔構造が変化することを見出した。また、サブミクロン数ミクロンの範囲でマクロ孔の大きさを制御できることがわかった。Sm^<2+>を添加したマクロ多孔体において光記録特性を検討し、光の波長と入射角度だけでなく偏光が記録されるホログラフィーに類似の高密度光記録効果が現れること、ならびに、その記録特性が媒体の散乱強度によって制御できることが確認された。加えて、従来のシリカ系だけでなく、チタニア(TiO_2)系においても、マクロ多孔構造の形成が可能となった。その散乱特性はマクロ孔径と気孔率、骨格とマクロ孔(空気)の屈折率差によって制御できることが明らかになり、多孔質材料が新規な高密度光記録用媒体として有用であることを示した。平成15年度は、光の波長程度の空間スケールで誘電率が不規則に変化した微視的構造体と光反応性のイオンを組み合わせた光記録効果の基礎特性を評価した。具体的には、Sm^<2+>を添加した微粒子複合体において光記録特性を検討し、光の波長と入射角度だけでなく偏光が記録されるホログラフィーに類似の高密度光記録効果が現れることを見出した。さらに、その記録特性が、媒体の散乱強度と吸収量によって制御できることも明らかになった。これらの実験結果を踏まえて、高密度光記録用媒体として無機ゾルーゲル系において酸化物多孔質材料の作製を試みた。スピノーダル分解とゾルーゲル転移を並行して誘起させることにより、従来のシリカ系に加えて、チタニア系においても、マクロ孔の形成が可能となった。また、散乱特性はマクロ孔の細孔径と気孔率、骨格とマクロ孔(空気)の屈折率差によって制御できることが明らかになり、多孔質材料が新規な高密度光記録用媒体としての有用であることを示した。
進行性腎障害の治療のためのTGF-β1標的新規遺伝子制御薬、PIポリアミドの創薬

Hypertension-related, calcium-regulated gene (HCaRG)の腎臓での役割について検討するため、ヒトHCaRGを腎臓に過剰発現させた遺伝子改変マウスを作成し、腎動脈虚血再還流マウスの急性腎不全モデルを用いて実験を行った。HCaRGは急性尿細管障害後の生存率を約2倍改善した。また、腎機能低下も有意に抑制していた。尿細管上皮細胞の増殖を調べたところ、HCaRGは間質の繊維芽細胞には影響を与えず、尿細管上皮細胞の増殖のみを抑制していた。尿細管上皮の表現系を調べたところ、遺伝子改変マウスでは、明らかに成熟型の尿細管上皮細胞が多いことが分かった。HCaRGは腎障害後の治癒過程において、p53と独立した経路のp21の発現を介して、尿細管上皮細胞の細胞周期をコントロールし、脱分化した尿細管上皮細胞を、成熟型細胞に誘導することにより、急性腎不全後の生存率を改善したものと推測された。また、HCaRGを過剰発現させたマウス腎細胞癌細胞をマウスの皮下に移植したところ、HCaRGはコントロールに比べ、有意に腫瘍増殖、腫瘍血管新生を抑制した。腫瘍増殖抑制メカニズムを明らかにするため、PI3K/Akt/mTORとMAPK signal pathwayの発現について検討したところ、Akt, ERK1/2のリン酸化が抑制され、さらに下流のmTOR, HIF-1αの発現が抑制されていた。更に、これらの経路の上流に位置するERBB受容体はさまざまな腫瘍において過剰発現が報告されているが、培養細胞、皮下移植腎細胞癌の両方において、HCaRGはEGFRとHER3の発現をmRNAレベルで著しく抑制し、さらにHER2のリン酸化が抑制されていることが分かった。以上より、HCaRGはERBB受容体の過剰発現を伴う癌の抑制に働く可能性が示唆された。1、進行性腎障害の治療目的に標的遺伝子TGF-β1のプロモーター領域にデザインされたPIポリアミドを、進行性腎障害のモデルラットに投与したところ、未治療群に比べて腎臓の糸球体障害や、間質の繊維化の有意な改善効果がみられた。このPIポリアミドは、投与間隔依存性に腎皮質のTGF-β1、細胞外基質の発現、尿蛋白も減少させた。以上より、生化学的にも組織学的にも腎硬化症の進展を血圧の変化と関係なく抑制していることが確認された。特異性についてマイクロアレイを用いて検討したところ、30000以上の遺伝子のうち変化のあった遺伝子は約3%であった。このうち成長因子、サイトカイン、細胞外基質について詳細な検討を行ったところプロモーター領域にTGF-β1と同様のAP-1結合領域をもつ遺伝子は4種類であったが、いずれもTGF-β1シグナルの下流に存在する遺伝子であった。現在、これら変化あった遺伝子に関して、役割やシグナル伝達、副作用など詳細な検討を行っている。2、The hypertension-related,calcium-regulated gene(HCaRG)の腎臓での役割について検討するため、ヒトHCaRGを腎臓に過剰発現させた遺伝子改変マウスを作成し、一側尿管結紮マウスの繊維化モデルを用いて実験を行った。外因性HCaRGは、腎臓が障害を受けた時に尿細管上皮の増殖を抑制したが、細胞のアポトーシスや腎機能には影響を与えなかった。HCaRGは腎障害時の再構築(治癒)過程における尿細管上皮細胞の過剰増殖をコントロールしていると考えられる。これまでの検討により、HCaRGは腎尿細管上皮細胞の脱分化を抑制し、分化を誘導する因子であり、胎生期における腎臓の形成に関与している可能性が示唆され、虚血や薬剤性などの尿細管障害や尿細管機能障害の治療に役立つ分子ではないかと期待される1、進行性腎障害の治療目的に標的遺伝子TGF-β1のプロモーター領域にデザインされたPIポリアミドを、進行性腎障害のモデルラットに投与したところ、未治療群に比べて腎臓の糸球体障害や、間質の繊維化の有意な改善効果がみられた。2、The hypertension-related, calcium-regulated gene(HCaRG)の腎臓での役割について検討するため、ヒトHCaRGを腎臓に過剰発現させた遺伝子改変マウスを作成し、腎動脈虚血再還流マウスの急性腎不全モデルを用いて実験を行った。

以上より、HCaRGは腎障害後の治癒過程において、尿細管上皮細胞の細胞周期をコントロールし、脱分化した尿細管上皮細胞を、成熟型細胞に誘導することにより、急性腎不全後の生存率を改善したものと推測された。Hypertension-related, calcium-regulated gene (HCaRG)の腎臓での役割について検討するため、ヒトHCaRGを腎臓に過剰発現させた遺伝子改変マウスを作成し、腎動脈虚血再還流マウスの急性腎不全モデルを用いて実験を行った。HCaRGは急性尿細管障害後の生存率を約2倍改善した。また、腎機能低下も有意に抑制していた。尿細管上皮細胞の増殖を調べたところ、HCaRGは間質の繊維芽細胞には影響を与えず、尿細管上皮細胞の増殖のみを抑制していた。尿細管上皮の表現系を調べたところ、遺伝子改変マウスでは、明らかに成熟型の尿細管上皮細胞が多いことが分かった。HCaRGは腎障害後の治癒過程において、p53と独立した経路のp21の発現を介して、尿細管上皮細胞の細胞周期をコントロールし、脱分化した尿細管上皮細胞を、成熟型細胞に誘導することにより、急性腎不全後の生存率を改善したものと推測された。また、HCaRGを過剰発現させたマウス腎細胞癌細胞をマウスの皮下に移植したところ、HCaRGはコントロールに比べ、有意に腫瘍増殖、腫瘍血管新生を抑制した。腫瘍増殖抑制メカニズムを明らかにするため、PI3K/Akt/mTORとMAPK signal pathwayの発現について検討したところ、Akt, ERK1/2のリン酸化が抑制され、さらに下流のmTOR, HIF-1αの発現が抑制されていた。更に、これらの経路の上流に位置するERBB受容体はさまざまな腫瘍において過剰発現が報告されているが、培養細胞、皮下移植腎細胞癌の両方において、HCaRGはEGFRとHER3の発現をmRNAレベルで著しく抑制し、さらにHER2のリン酸化が抑制されていることが分かった。以上より、HCaRGはERBB受容体の過剰発現を伴う癌の抑制に働く可能性が示唆された。