hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本の民間企業・大学等が持つ技術特許の移転・流通に関する研究

質問票は、TLOの形態、特性、ポリシー、運営スタイル、成果、将来計画等についての設問で構成した。この質問票を、2004年12月に全てのTLOに配布し、2005年1月に回答を得た。このうち有効回答39団体のデータを集計し、産と学との仲介役としてのTLOの活動実態、各TLOにおけるライセンス・アソシエイトの役割とワークスタイル、各TLOは誰の利益を追求しているのか(クライアントは誰か)、といった切り口で分析を進めている。また、今年度は前年度の研究成果をInternational Association of Management of technology(IAMOT2004)及びPortland International Center for Management, Engineering, and Technology(PICMET'04)で報告した。さらに、この研究から得ることのできたいくつかの知見を図書『知財マネジメント入門』日本経済新聞社2004年、に含めて出版した。最終年度となる次年度は、質問票調査の分析結果を、論文・報告書、国内外の学会での発表というかたちで成果報告し、同時に全研究成果をまとめた著書作成の準備を行う予定である。本年度(平成17年度)は、次のように研究を実施した。・昨年度実施したTLO(大学技術移転機関)質問票調査結果のさらなる分析を行った。(主として、研究分担者妹尾)・上記調査を補完するためのTLOを対象としたヒアリング調査を実施した。(主として、研究分担者渡部、福嶋、米山)・民間企業の知財戦略に関する調査と分析を行った。(主として、研究分担者竹田)以上の研究活動により、多くの知見を得た。以下にはその一部を抜粋する。・技術ライセンシングはマーケティング活動として解釈することができること。その際、消費財、サービス財、および工業用品などを対象とした従来のマーケティング活動とは異なるアプローチを必要とすること。・TLOの役割は、科学的発見と市場ニーズとのマッチングだけでなく、技術思想を継続的に生み出すような長期的関係のファシリテイトにもあること。・日本のTLO(全40団体)の実態を調査した結果、メンバー個々の独自活動による成果の単純合計がTLOの成果となる「個人プレイ」型の団体は事前に予想していたほど多くなく、組織資産やメンバー間協働にある程度依存して成果が生み出される「組織プレイ」型の団体が多くを占めていること。・TLOの活動を営業的活動、法務的活動、戦略的活動に3分すると、これらの時間配分のバランスがライセンス収入に影響を与えている可能性が高いこと。最終年度として、これらの分担部分と知見を統合して、論文・報告書、国内外の学会での発表といった成果報告にまとめ、同時にこれまでの全研究成果をまとめた著書作成の準備を行った。
l進エタール・コホモロジーと分岐理論

モジュラー曲線の安定モデルについての研究をおこなった。一般に局所体上の曲線が与えられたとき、種数が2以上であれば、基礎体を適当に拡大して、そこに底変換すれば、安定モデルをもつことが、ドリーニュ・マンホードの定理により知られている。しかし、具体的に曲線の定義方程式から、安定モデルを導くアルゴリズムは知られていない。数論的に興味深く、その安定モデルの様子がわかりたい曲線としてモジュラー曲線が挙げられる。この問題に関して知られている主な先行結果は以下の通りである。レベルが1の場合には、井草、ドリーニュ・ラポポルトの研究で知られている。レベルが2のときにもエデグスホーベンにより計算された。レベルが3のときは、最近のコールマンの研究でわかった。この問題をレベルが4の時に、証明した。私の計算は大変初等的なものである。この場合の新しい現象として、還元の中にドリーニュ・ルスチィック曲線があらわれることがわかった。モジュラー曲線の安定モデルを研究する意義は、ラングランズ対応の理解に貢献があることである。別の様々な数論的応用があることは言を待たない。その意味で、モジュラー曲線の安定モデルの理解は重要で意義深い。これは、私の研究目的であるガロワ表現の暴分岐と多様体の悪い還元の関係を一つ深く理解できたことになる。L進分岐理論に於いて、局所化された特性類の研究を行ってきた。Logarithmic blow-upを用いて、logarithmicに局所化された特性類を導入した。logarithmic blow-upを用いると馴分岐が消えるという加藤和也氏と斎藤毅氏の哲学に沿って、この馴分岐を忘れるという局所化を実現することができた。これによって、暴分岐locusに台をもつエタール・コホモロジー群に特性類を構成することができる。この局所化の応用として、導手公式を証明した。導手公式とは、l進Galois表現の暴分岐から生じる導手という整数論的に重要な不変量を表示、計算する公式であり、古典的な等標数の場合の導手公式(0次元の場合)の高次元スキームへの一般化になっている。以上の意味において整数論的に意義深い公式であるということができる。これに加えて"退化的局所化"という別のタイプの局所化の方法を導入した。これの意味について述べる。最近l進層に対して、斎藤毅氏は非退化性という概念を定義したが、これは加藤和也氏によって導入された階数1の場合のclean性の自然な一般化ということができる。l進層が非退化であるとは分岐が余次元1のところだけで決まるということと大体同じである。更に斎藤氏は非退化なl進層に対し、lefschetz跡公式を証明した。これらのことを踏まえると、退化性とは余次元が二以上の部分スキームの暴分岐の寄与を反映している部分であり、上記のLefschetz跡公式に現れる自己交点積と特性類との差の部分とも思える。するとその差の部分が退化locusに局所化できるのではないかと期待するのは自然なことである。このようなアイデアに基づいて、退化的局所化を導入した。これと上述のlogarithmicな局所化とを比較した。その系として、Abbes-斎藤-GOS公式の精密化が実現できた。これと上記の導手公式とを合わせると階数1の場合に導手のより簡明な表示が得られる。以上が平成19年度に実施した研究成果の概略である。平成20年度に於いて、研究実施計画通り、正標数の体上の代数多様体の上の1進層の特性類の局所化について研究を進めた。私の研究分野である数論幾何学に於いて、最も重要な中心対象はガロワ表現である。例えば、モジュラー曲線、高次元の志村多様体のエタール・コホモロジーから生じるガロワ表現についての理解からFermat予想や佐藤・Tate予想が導かれたことは記憶に新しい。このガロワ表現に関して、分岐という重要な現象があるのだが、これを考察しガロワ表現に対する理解を深めようとするのが私の研究の主目的である。この分岐の深さを測る不変量に導手というものがある。このがロワ表現の導手を多様体の退化のひどさを表す幾何学的な不変量で計算する、というのが導手公式で、これを等標数の場合に証明した。この証明において重要な役割を果たしたのが、特性類の局所化である。考える代数多様体上の1進層の階数が1の場合には、局所化のより簡単な方法があり、これに関することを論文にまとめてRIMS Kokyuroku Bessatsuに投稿した。高階数の場合にも局所化のうまい方法が見つかり、導手公式の証明を含め論文を作成中であり、近く論文誌に投稿予定である。以上の研究は、正標数の完全体上の話であり、幾何的状況と呼ばれるが、数論的状況と呼ばれる局所体上の幾何学についても研究を行っている。これについては以下のような結果を得ている。局所体上のFermat曲線の幾何学をエタール・コホモロジーを使って調べると、数論的に重要なGauss和やHecke指標、ヤコビ和といった対象についてわかることがある。このFermat曲線に付随するエタール・コホモロジーの完全な計算を行った。例えば、これの系として、GaussによるGauss和の公式などが出る。この計算についても論文を作成中であり、論文を投稿する予定である。

一般に局所体上の曲線が与えられたとき、種数が2以上であれば、基礎体を適当に拡大して、そこに底変換すれば、安定モデルをもつことが、ドリーニュ・マンホードの定理により知られている。しかし、具体的に曲線の定義方程式から、安定モデルを導くアルゴリズムは知られていない。数論的に興味深く、その安定モデルの様子がわかりたい曲線としてモジュラー曲線が挙げられる。この問題に関して知られている主な先行結果は以下の通りである。レベルが1の場合には、井草、ドリーニュ・ラポポルトの研究で知られている。レベルが2のときにもエデグスホーベンにより計算された。レベルが3のときは、最近のコールマンの研究でわかった。この問題をレベルが4の時に、証明した。私の計算は大変初等的なものである。この場合の新しい現象として、還元の中にドリーニュ・ルスチィック曲線があらわれることがわかった。モジュラー曲線の安定モデルを研究する意義は、ラングランズ対応の理解に貢献があることである。別の様々な数論的応用があることは言を待たない。その意味で、モジュラー曲線の安定モデルの理解は重要で意義深い。これは、私の研究目的であるガロワ表現の暴分岐と多様体の悪い還元の関係を一つ深く理解できたことになる。
水流による浮遊・遊泳補助を利用したマダコ種苗生産技術の開発

昨年度のマダコ幼生の行動実験で得られた撮影記録の観察と結果の解析を実施した。使用した0、5、10、および15日齢のマダコ幼生の平均乾燥重量はそれぞれ0.48、1.12、2.73、および5.51mgであった。行動観察実験を実施した300mL円柱容器内の水流環境を、上昇流を正の値、下降流を負の値とした流速で表すと、-11.3、-9.0、-6.8、-4.5、0.0、4.5、6.8、9.0、11.3、および13.5mm/秒であった。観察時間中に幼生の摂餌行動が見られたのは全観察数960個体のうち59個体であり、水流との関係は認められなかった。一方、水流と幼生遊泳位置の間には明確な関係が認められた。0日齢と5日齢の幼生は、水流がない条件下(0.0mm/秒)でも昼夜ともに水槽上部に位置していた。そして、幼生の遊泳位置は下降流が強くなるほど下方に、上昇流のもとでは上方へと変化した。10日齢または15日齢になると、幼生は水流に関係なく日中は中層、夜間は上層に位置していた。これらの結果から、若齢のマダコは水流に抗って泳ぐ力が弱く、上方向への遊泳を補助するためには、本実験において安定して上層へ定位可能であった6.8mm/秒以上の上昇流が有効であると考えられた。上昇流を発生可能な中規模の飼育装置を開発した。500L円形水槽2面をホースで接続し、片方の水槽を飼育水槽、他方をサーバー水槽とした。サーバー水槽に送水ポンプを設置し、塩ビ管を介して飼育水槽の底面中央に10L/分の強さで海水を吹き付けるようにした。送水した海水は連結ホースからサーバー水槽へ戻って循環するようにした。エアレーションはサーバー水槽にのみ設置した。飼育水槽にマダコ幼生を収容して遊泳状況を観察したところ、水槽底に吹き付けられた海水によって水槽壁面付近に生じる上昇流に蝟集し、幼生が沈降し難い環境が創出されていることを確認した。当初の計画通り、水流の向きと強さがマダコ幼生に及ぼす影響を明らかにすることに成功した。また、マダコ幼生を長期飼育するための水流装置の開発も順調に進捗している。次年度は、マダコ幼生を長期養成するために必要となる餌の開発に着手する予定である。開発予定の餌と本年度までに開発した水流飼育装置を組み合わせることで、マダコ幼生を安定的に飼育することができる技術の開発を目指す。水流の向きと強さがマダコ幼生の遊泳行動と摂餌に及ぼす影響を解明することを目的に、水流の向きと強さを調節可能である上下にバルブを取り付けて水中ポンプと連結した300mL容の円柱型水流発生装置を8基作成した。4/195/19の間に瀬戸内海中央部においてタコツボ漁で漁獲された成熟した雌ダコ13個体を瀬戸内海区水産研究所百島庁舎に搬入し、3kLFRP水槽2面を用いてイシガニおよびマガキを給餌して養成した。雌ダコは5/45/23にかけて水槽内に設置したタコツボ内に順次産卵を開始した。産卵を開始した雌ダコは500L水槽に移して個別に流水環境で飼育した。6/24、6/26、および7/2に異なる3個体の雌ダコからふ化したマダコ幼生を3つの500L水槽に約1,200個体ずつ収容して飼育を開始した。マダコ幼生の餌として、ガザミのゾエア幼生を与えた。これらの飼育水槽から0、5、10、および15日齢に達したマダコ幼生をサンプリングし、各水流発生装置の中に1個体ずつガザミゾエア幼生50尾とともに入れ、装置内におけるマダコ幼生の行動を20分間ビデオ撮影した。異なる水流の向き(水流なし、上昇流、下降流)と強さ(上昇流:弱、中、強、下降流:弱、強)を装置内に発生させ、それぞれの条件下で日中に5回と夜間に3回ずつ撮影を行った。撮影後、使用したマダコ幼生の乾燥重量を測定した。現在は撮影データについて装置内のマダコ幼生の12秒ごとの垂直位置を記録するとともに、摂餌回数の観察を実施中であり、記録結果を解析することで水流がマダコ幼生の行動に及ぼす影響を定量化する予定である。研究開始当初の計画では、本年度は異なる水流環境がマダコ幼生の摂餌行動に及ぼす影響について検討する予定であったが、ビデオ撮影装置を用いることにより、遊泳行動についても同時に検討可能とした。遊泳行動は、容器内におけるマダコ幼生の位置データを時系列に沿って記録することにより定量化する予定であるため、記録映像の観察・解析に時間を要するものの、次年度の計画(水流が遊泳に及ぼす影響の解明)を先取りしたものであり順調に進捗している。

行動観察実験を実施した300mL円柱容器内の水流環境を、上昇流を正の値、下降流を負の値とした流速で表すと、-11.3、-9.0、-6.8、-4.5、0.0、4.5、6.8、9.0、11.3、および13.5mm/秒であった。観察時間中に幼生の摂餌行動が見られたのは全観察数960個体のうち59個体であり、水流との関係は認められなかった。一方、水流と幼生遊泳位置の間には明確な関係が認められた。0日齢と5日齢の幼生は、水流がない条件下(0.0mm/秒)でも昼夜ともに水槽上部に位置していた。そして、幼生の遊泳位置は下降流が強くなるほど下方に、上昇流のもとでは上方へと変化した。10日齢または15日齢になると、幼生は水流に関係なく日中は中層、夜間は上層に位置していた。これらの結果から、若齢のマダコは水流に抗って泳ぐ力が弱く、上方向への遊泳を補助するためには、本実験において安定して上層へ定位可能であった6.8mm/秒以上の上昇流が有効であると考えられた。上昇流を発生可能な中規模の飼育装置を開発した。500L円形水槽2面をホースで接続し、片方の水槽を飼育水槽、他方をサーバー水槽とした。サーバー水槽に送水ポンプを設置し、塩ビ管を介して飼育水槽の底面中央に10L/分の強さで海水を吹き付けるようにした。送水した海水は連結ホースからサーバー水槽へ戻って循環するようにした。エアレーションはサーバー水槽にのみ設置した。飼育水槽にマダコ幼生を収容して遊泳状況を観察したところ、水槽底に吹き付けられた海水によって水槽壁面付近に生じる上昇流に蝟集し、幼生が沈降し難い環境が創出されていることを確認した。当初の計画通り、水流の向きと強さがマダコ幼生に及ぼす影響を明らかにすることに成功した。また、マダコ幼生を長期飼育するための水流装置の開発も順調に進捗している。次年度以降は、引き続き記録映像の解析を進めるとともに、マダコ幼生の浮遊・遊泳に適した水流を発生させる飼育装置の開発を実施する。水流飼育装置については、先行開発した試作装置を用いたマダコ幼生飼育実験において、すでに良好な飼育成績が得られつつあり、マダコ養殖の実現に資する成果が得られる見込みは高い。次年度は、マダコ幼生を長期養成するために必要となる餌の開発に着手する予定である。開発予定の餌と本年度までに開発した水流飼育装置を組み合わせることで、マダコ幼生を安定的に飼育することができる技術の開発を目指す。
ポリマー末端固定化型の遷移金属錯体の精密合成と環境調和型の触媒的合成反応への利用

本課題は新しい触媒設計の概念に基づく固定化遷移金属触媒の創製と高選択的有機合成プロセスの開拓・構築で、具体的には「リビング重合の特徴を利用して"ポリマーの末端に配位子を導入することを特徴とした"新しい固定化型遷移金属錯体触媒の創製と有機合成プロセスの開拓」である。期間内には環状オレフィンのリビング開環メタセシス重合により合成した各種配位子を有する錯体触媒の合成手法の確立と、各種有機合成反応への応用を目的としている。平成17年度の成果は以下の通りである。モリブデン錯体触媒によるリビング開環メタセシス重合を利用して、ポリマー末端にフェノキシ配位子やピリジンやビピリジル配位子を有するポリノルボルネンを合成した。ピリジンやビピリジル配位子を有するルテニウム錯体を合成・同定し、同均一系錯体触媒によるシクロヘキサノンの水素移行還元反応は効率よく進行し、反応速度は基質濃度に1次に比例すること、鎖長による活性への顕著な違いは見られないことを明らかにした。反応後の溶液をメタノール中に注ぐことで、触媒をろ過により回収し、繰り返し用いても触媒活性の顕著な低下は見られなかった。なお、反応系内や前後でのNMR測定より、ピリジン配位ルテニウム錯体が触媒反応に関与することを明らかにした。この触媒反応はカルボニル基選択的に進行し、アセトフェノンや5-ヘキセン-2-オン、2-アリルシクロヘキサノンのカルボニル基のみが優先的に還元された。これらの反応でも触媒の回収・再利用により顕著な活性の低下は見られなかった。また、フェノキシ配位子を有するチタン錯体を合成・同定し、エチレン重合を検討した。本課題は新しい触媒設計の概念に基づく固定化遷移金属触媒の創製と高選択的有機合成プロセスの開拓・構築で、具体的には精密重合、特に「リビング重合の特徴を利用して"ポリマーの末端に配位子を導入することを特徴とした"新しい固定化型遷移金属錯体触媒の創製と有機合成プロセスの開拓」である。期間内には環状オレフィンのリビング開環メタセシス重合により合成した各種配位子を有する錯体触媒の合成手法を確立し、各種有機合成反応を検討して本手法の有用性を確立することを目的としている。平成16年度の成果は以下の通りである。モリブデン錯体触媒によるリビング開環メタセシス重合を利用して、ポリマー末端にピリジンやビピリジル配位子を有するポリノルボルネンを合成した。均一系ルテニウム触媒によるシクロヘキサノンの水素移行還元反応に上述のピリジンやビピリジル配位子を添加すると、触媒活性が向上し、反応の前後でポリマー主鎖中のオレフィン二重結合は水素化されなかった。この事実はこの水素移行還元反応がカルボニル基選択的に進行したことを強く示唆するもので、実際にアセトフェノンや5-ヘキセン-2-オン、2-アリルシクロヘキサノンの還元においては、カルボニル基のみが優先的に還元された。なお、触媒活性は使用する溶媒(トルエン-イソプロパノール混合溶媒)の割合や、塩基濃度、反応温度に依存し、反応の経過により触媒の失活はみられなかった。また、反応後の溶液をメタノール中に注ぐことで、触媒をポリマー固体として、ろ過により回収し、再び用いても活性の低下は見られなかった。[第94回触媒討論会(9月、東北大学)、及びファインケミカルズ合成触媒国際会議(12月、香港理工大学)にて発表]本課題は新しい触媒設計の概念に基づく固定化遷移金属触媒の創製と高選択的有機合成プロセスの開拓・構築で、具体的には「リビング重合の特徴を利用して"ポリマーの末端に配位子を導入することを特徴とした"新しい固定化型遷移金属錯体触媒の創製と有機合成プロセスの開拓」である。
超高精度音場制御が可能な超音波トランスデューサの開発

本研究では、高精度のAD/DA変換技術である△Σ変調を2次元に拡張し、1ビット信号群のみでアレイトランスデューサを駆動する事を提案した。シミュレーション及び実際に高分子アレイトランスデューサを作製し実測を行い、本駆動方式の評価を行った。シミュレーションにより、本方式による収束音場の発生及び、ビームスキャニングを試みた。この結果、提案した駆動方式でピームフォーミング可能なことを確認した。また、アレイトランスデューサを実装する上で設計の指針とした。1、従来の駆動方法では困難であったビームフォーミングに関しての検討を行った。(1)送信超音波のレベル制御、(2)アポダイゼーションによる低サイドローブ化、(3)送信波の帯域制限において新規性のある良好な結果を得た。以上の結果より、本研究において提案した駆動方式によるアレイトランスデューサの高性能化を実証した。実用化には、素子ピッチを0.15mm程度、変換効率の高い圧電材料を用いることで十分可能であると考えられる。2、高分子圧電材料P(VDF-TrFE)を用いて、32素子、素子ピッチ0.5mm、1素子寸法10×0.3mmのリニアアレイトランスデューサを作製し、設備備品費より購入したディジタルビットパターンジェネレイター(TIME98)を実験システムに組み込んだ。実験は水中で行い、ハイドロフォンで受信し、ディジタルオシロスコープで波形の観測を行った。このハイドロフォンをWYステージを用いて、1mmずつシフトさせ、各点における受信波形のpp値を取り指向特性を評価した。実験はシミュレーション同様、収束波の発生、及びその収束ビームのスキャニングを行った。使用した圧電材料の低変換効率のため出力パワーが弱かったが、波形、指向性共に良好な結果を得ることが出来た。本研究では、高精度のAD/DA変換技術であるΔΣ変調を2次元に拡張し、1ビット信号群のみでアレイトランスデューサを駆動する事を提案した。1、シミュレーションにより、本方式による収束音場の発生及び、ビームスキャニングを試みた。この結果、提案した駆動方式でビームフォーミング可能なことを確認した。このハイドロフォンをXYステージを用いて、1mmずつシフトさせ、各点における受信波形のpp値を取り指向特性を評価した。さらに、従来の駆動方法では困難であったビームフォーミングに関しての検討を行った。

シミュレーション及び実際に高分子アレイトランスデューサを作製し実測を行い、本駆動方式の評価を行った。シミュレーションにより、本方式による収束音場の発生及び、ビームスキャニングを試みた。この結果、提案した駆動方式でビームフォーミング可能なことを確認した。また、アレイトランスデューサを実装する上で設計の指針とした。1、従来の駆動方法では困難であったビームフォーミングに関しての検討を行った。(1)送信超音波のレベル制御、(2)アポダイゼーションによる低サイドローブ化、(3)送信波の帯域制限において新規性のある良好な結果を得た。以上の結果より、本研究において提案した駆動方式によるアレイトランスデューサの高性能化を実証した。実用化には、素子ピッチを0.15mm程度、変換効率の高い圧電材料を用いることで十分可能であると考えられる。2、高分子圧電材料P(VDF-TrFE)を用いて、32素子、素子ピッチ0.5mm、1素子寸法10×0.3mmのリニアアレイトランスデューサを作製し、設備備品費より購入したディジタルビットパターンジェネレイター(TIME98)を実験システムに組み込んだ。実験は水中で行い、ハイドロフォンで受信し、ディジタルオシロスコープで波形の観測を行った。このハイドロフォンをXYステージを用いて、1mmずつシフトさせ、各点における受信波形のpp値を取り指向特性を評価した。実験はシュミレーション同様、収束波の発生、及びその収束ビームのスキャニングを行った。使用した圧電材料の低変換効率のため出力パワーが弱かったが、波形、指向性共に良好な結果を得ることが出来た。
視細胞G蛋白質の作動機序およびトラフィッキング機構の一分子生化学

本研究の目的は、脊椎動物視細胞外節円板膜上でのG蛋白質トランスデューシンによる標的酵素cGMP加水分解酵素(PDE)の活性化機序を1分子のレベルで明らかにすること、また明順応の一貫として起こるトランスデューシンの外節から内節へのダイナミックな移動を1分子観察し,その分子機構の解明に寄与することである.まず最初にとり組むべき目的していたG蛋白質トランスデューシンの近赤外蛍光による標識に成功し、標識後も正常な機能を維持していることを確認した。この標識を用い、750nmレーザー励起によって暗黒条件でのトランスデューシンの拡散運動を始めて撮影することに成功した。トランスデューシンはロドプシンより高速に拡散しており、可視光照射に伴って光退色ロドプシン・トランスデューシン複合体が形成されるとその拡散が顕著に遅くなることを確認した。さらに、GTP添加に伴うGTP-GDP交換後は複合体が解離することによってトランスデューシンの拡散係数が顕著に増加することも確認できた。ロドプシン・トランスデューシン複合体の拡散係数はロドプシンのそれに較べて小さく、また脱コレステロールによってmicrodomain形成を抑制するとロドプシンと同じレベルの拡散運動を示すようになるため、ロドプシンとトランスデューシンの反応の場はmicodomainの界面であることが強く示唆されるに至った。Microdomainの形成機序についてはまだ未解明であるが、G蛋白質信号系の新たな側面を明らかにできつつある。外節から内節へのトラフィッキングについては生細胞への蛍光標識トランスデューシンの導入に成功していないが、GTP型トランスデューシンは円板膜周辺部のチューブリン繊維に凝集する傾向があることを発見しており、今後の研究に展望が得られている。円板膜でのトランスデューシンの挙動については現在論文準備中である。視細胞の光信号変換分子機構で中心的役割を果たす3量体G蛋白質トランスデューシンの蛍光一分子観察に成功した。この試みの成否を分ける重要なポイントはG蛋白質の機能を損なわずに蛍光標識することにあるが、光を受容したロドプシンとトランスデューシンが強い複合体を作ることを利用して両蛋白質の接触面を保護しながら蛍光標識したところ、トランスデューシンαサブユニット(Tα)を選択的に標識することに成功した。蛍光標識としては近赤外蛍光物質のマレイミド化合物を用いた。さらに、ヌクレオチド交換で膜から解離させた後、独自の微量蛋白質精製技術を駆使して精製することもできるようになった。蛍光はトランスデューシンαサブユニット(Tα)の一つのCys残基に導入されており、標識Tαはロドプシンとの光依存的結合能力を維持していた。この標識トランスデューシンを視細胞円板膜に極微量添加し、690nmレーザー光を用いた全反射顕微鏡によって諸条件下に一分子観察したところ、以下のような知見が得られた。(1)暗黒中でトランスデューシンはロドプシンより若干速い側方拡散を示した。GTPが存在しない条件下、光照射によってトランスデューシンの側方拡散は遅くなった。光照射後の拡散係数はロドプシンの中でも遅い成分の拡散係数に相当している。このことは遅い成分のロドプシンが選択的にG蛋白質活性化に関与する可能性を示唆している。(2)光照射後にGTPあるいはその非水解性アナログを投与するとTαの挙動は一変し、0.5μm^2/s程度の速い拡散係数を示した。このことは観察しているトランスデューシンが光依存的にロドプシンと結合し、ヌクレオチド交換に伴ってその複合体から解離して円板膜上を自由に拡散し始めるという正常な機能をもったものであることを示している。

本研究によってこうした新しいロドプシン像とG蛋白質活性化機構が明らかになりつつあり、視細胞光信号系のようなGPCRの標準となる信号系において、作動機序を説明する基本モデルに大きな変更を加える可能性がある。正常な機能を保持したトランスデューシンを得ることができたので、そのトラフィッキングの一分子観察にも引き続き挑戦していきたい。昨年度はカエル視細胞の3量体Gタンパク質トランスデューシンαサブユニット(Gαt)を近赤外蛍光標識することに成功してが、本年度は750nmのレーザーを導入した全反射顕微鏡によってGαtの一分子挙動が光依存的に変化する事を明らかにすることができた。暗黒下でのGαtはロドプシンと相互作用せずに自由に膜上を動いており、光照射によって光退色したロドプシン(Rh*)が表れるとGαt-Rh*複合体を作って顕著に拡散係数が低下することが分かった。このとき、Gαt-Rh*の拡散係数はロドプシンの中でも遅い部類に属し、2量体形成あるいはRh周囲でのmicrodomain形成がこの複合体の拡散係数を抑えている可能性が示唆された。さらに、複合体はGTPの添加に伴って解離し、GαtはGTP型でまた自由に膜上を拡散するようになることも確認できた。GTP型Gαtは円板膜上を高速で拡散するとともに円板膜辺縁部のチューブリン繊維が局在する箇所に集積することや、そこでの会合・離散が繰りかえされることも認められた。光条件に依存したGαtトラフィッキングプロセスの一場面を捉えることができたものと考えられる。当初690nmのレーザーで励起して観察を試みていたが励起光によるRh退色によって明確な明暗の差は認められなかった。そのためより長波長の励起光として750nmレーザーの導入に努力したが、実験開始が昨年秋と遅れ、成果発表は生物物理学会における口頭発表に留まった。
大強度偏極中性子ビームの開発による三核子相互作用のスピン依存性の研究

本研究では、スピン偏極した中性子と重陽子の弾性散乱から、クーロン力の影響を受けずに三核子相互作用のスピン依存性を調べるため、大強度偏極陽子ビームを廉価に生成する新方式イオン源の基礎開発を行った。提案したのは、レーザー光ポンピングにより偏極させたルビジウム蒸気と水素原子とのスピン交換によって偏極水素原子ビームを生成し、ECRイオン源で偏極中性原子をイオン化するというものである。初年度は偏極ルビジウム蒸気生成システムの開発に重点を置いた。高偏極度・大強度ビームを得るにはルビジウムの偏極度を高く保ちつつ高い蒸気密度を達成する必要があり、大強度レーザー光を効率良くルビジウムに吸収させる点が鍵となる。この波長領域では廉価で大強度の半導体レーザーが利用可能だが、ドップラー効果による吸収幅の広がりが1GHz程度であるのに対して発光幅は約1THzもあり、1000分の1程度のパワーしか有効に使えない。従来は、発光幅は狭いが高価なTiサファイア固体レーザーを使い、光モジュレータによって逆に幅を広げる事により高吸収効率を達成するのが一般的だった。半導体レーザーでも外部共振器で幅を狭める事はできるが、市販品は分光を目的とする1MHz幅・数mW小出力のものに限られていたため、回折格子の代わりにファブリーペロー型外部共振器を用いて数100MHz幅・1W程度の大強度を発振可能なレーザーシステムの開発を行った。波長幅を制限するエタロンの製作に予想外の時間がかかったが、長時間の安定運用を行うための波長フィードバックシステムの整備や原子ビーム部の設計・製作を平行して行った。また、超伝導ECRイオン化器の運転を次年度から開始し、希ガス重イオンビームの加速を通してビーム引き出し部やビーム輸送部の改良が行われた。研究期間内には偏極イオンビームの加速までには至らなかったが、今後偏極度計の整備等を進め、システムの完成を目指している。また、ワークショップを開催して原子核理論研究家との協力体制の促進も図った。本研究では、大強度スピン偏極中性子ビームを得るために、レーザー光ポンピングにより偏極されたルビジウム蒸気を使い、水素原子とのスピン交換によって偏極水素原子ビームを生成して、ECRイオン源によりイオン化するという手法を提案している。今年度は、先ずスピン偏極したルビジウム蒸気を生成するシステムの開発、および、水素分子を解離して原子ビームを生成し、アルカリ蒸気と相互作用させるシステムの製作までを目標とした。高偏極度・大強度ビームを得るためには、ルビジウムの偏極度を高く保ちつつ高い蒸気密度を達成する必要があり、鍵となるのは大強度のレーザー光を効率良くルビジウムに吸収させる点である。吸収光の波長は795nmであるので、廉価で大強度の半導体レーザーが利用可能であるが、ルビジウム原子のドップラー広がりによる吸収幅が1GHz未満であるのに対して半導体レーザーの発光幅は約1THzもあり、1000分の1程度のパワーしか有効に使う事ができない。このため従来は、発光幅は非常に狭いが高価なTiサファイア固体レーザーを使い、光モジュレーターによって逆に幅を広げる事により高い吸収効率を達成するのが一般的だった。本研究では、この状況を打破するため、単一結晶の半導体レーザーと外部共振器を組み合わせる事により、数100MHzの幅に1W程度の大強度を集中して発振させるレーザーシステムの開発にとりかかった。

波長幅を制限するエタロンの製作に時間がかかったため、システムとしては未だ完成に至っていないが、構成部品は揃っており、各種パラメータの最適化を始めようとしている。水素原子生成システムも平行して製作が進められた。来年度製作予定のイオン化部の設計・検討も行った。昨年度整備の進められた外部共振器付き半導体レーザーを用いて、光ポンピング系の整備・開発を行った。レーザーパワーを効率的に利用するため、原子ビームとレーザー光を正確にアラインしてドップラー広がりの影響を抑え、長時間の安定運用を行うための波長フィードバックシステムが設計・整備された。原子ビーム部に関しては、高温のリチウムによるダメージを抑えつつ、高い熱伝導率により温度分布の一様化を図り、かつ磁場影響を抑えるため、純ニッケル素材によるオーブンの設計・製作を行った。これらを組み合わせた総合テストが現在進行中である。また、3価のリチウムイオンを作り出すための超伝導ECRイオン化器の試験運転が今年度春から開始され、アルゴンやクリプトン等の希ガス重イオンビームを共同利用実験に供する一方、ビーム引き出し部やビーム輸送部の改良が行われた。今年度内には偏極リチウム中性原子ビームをイオン化器に入射するまでには至らなかったが、スピン減偏極を抑えつつ、高効率で3価のイオンを作り出すための運転条件の最適化が今後の課題となる。そのためにはイオン化後のスピン偏極度を測定する偏極度計が必要であり、当初計画では入射サイクロトロンで加速した後の高いエネルギー(60MeV)での^4He(^6Li,α)^6Li弾性散乱の利用が考えられていたが、限られたサイクロトロンの利用頻度では開発のフィードバックにとって望ましくないので、新たに加速前の低エネルギー(60keV)で利用可能な偏極度計の設計が行われ、ターゲットに80kV程度の負高圧を印可すれば^2H(^6Li,α)^4He反応の利用が可能である事がわかった。一方、これらの実験的研究と平行して、リチウムに代表される複合粒子ビームを用いた反応機構の取り扱いに関するワークショップを開き、原子核理論研究家との協力体制の促進を図った。
イオン液体中における機能性膜タンパク上の溶媒和構造と生体機能との相関の解明

イオン液体は難揮発性・難燃性といった特性をもつため、電気化学・生体機能デバイスへの応用が期待されている。本研究では、周波数変調型原子間力顕微鏡(FM-AFM)を用いたイオン液体の3次元溶媒和構造可視化技術の開発を行い、プロトン性イオン液体であるEthylammonium nitrate (EAN)および非プロトン性イオン液体である1-Ethyl-3-methylimidazolium dicyanamide (emim-DCA)の水溶液中において原子分解能3次元溶媒和構造の可視化に成功した。更に、分子動力学計算を用いて、溶媒和構造のシミュレーションも行った。本研究は、市販の装置に改良を行った超低雑音の液中動作FM-AFMおよび3Dフォースマップ法と呼ばれる試料表面各点でフォースカーブを取得する手法を用いて、イオン液体水溶液中において、生体試料表面上に形成された溶媒和構造可視化機構の解明を目的としている。これまでのところ、イオン液体水溶液中の、負帯電のマイカ表面上において、3Dフォースマップ計測に世界で初めて成功し、水溶液中とは異なり、局所的な水玉構造は形成されないが、表面電荷分布を反映するようにして表面上で不均質な溶媒和構造を形成することを明らかにした。これは生体試料表面においても表面電荷の大きさおよび極性は溶媒和構造に大きな影響をおよぼす事を意味する。更に、クリノクロアと呼ばれる正と負帯電表面を出すことができる層状ケイ酸塩鉱物を用いて、水溶液およびイオン液体中において実験を行い、表面電荷の極性(正と負帯電)と溶媒和構造の相関を明らかにすることに成功した。電解質濃度が数百mMよりも小さい場合には、表面電荷の極性の違いは水和力の背景力に反映されることが分かった。すなわち、溶液中において探針が負に帯電しているため、正帯電表面上では引力的、負帯電表面上では斥力的な水和力が働くことを明らかにした。また、イオン液体を電解質として用いることで、電解質濃度を数M以上にした場合には、表面電荷の極性の違いは、溶媒和力のピーク間隔に反映されることが分かった。また、イオン液体水溶液中において3Dフォースマップ計測に世界で初めて成功し、水溶液中とは異なり、局所的な水玉構造は形成されないが、表面電荷分布を反映するようなにして表面上で不均質な溶媒和構造を形成することを明らかにした。本研究は、おおむね順調に進展している。過去の学術論文において、実験的に2次元的な溶媒和構造に関して報告がなされているが、3次元的な溶媒和構造に関するデータは示されていない。本研究において、FM-AFMを用いて世界で初めてイオン液体の原子スケールでの3次元的な溶媒和構造を可視化することに成功した。また、溶媒和構造と表面電荷の相関を明らかにするためには、同一探針を用いて、同じ実験の中で異なる試料表面上の測定を行う必要がある。クリノクロアと呼ばれる異種表面を同時に出すことができる試料を用いて世界で初めて異種表面上に形成された異なる溶媒和構造の同時観察に成功した。本研究は、市販の装置に改良を行った超低雑音の液中動作3D-FM-AFMを用いて、イオン液体水溶液中において、生体試料表面上に形成された溶媒和構造可視化機構の解明を目的としている。これまでイオン液体中におけるAFMの実験結果に関する報告例はあるが、3次元的な構造を可視化した内容は存在しない。またバルク溶液中の理論計算結果の報告例は多いが、表面上に形成された溶媒和構造を議論している報告例も少ない。前年度までの研究において、弱電解質水溶液中およびイオン液体水溶液中において、3次元溶媒和構造の可視化に成功しており、表面電荷と溶媒和構造の相関に関して知見を得ることができた。今年度は、更に効率的に3次元計測を可能とするための計測および解析プログラムの開発を行った。また、共同研究先であるフィンランドの理論グループから分子動力学計算による二つの異なった帯電表面の境界近傍における水和構造のシミュレーション結果を得ることにも成功した。その他、京都大学の産官学連携本部の研究室との共同研究により、密度汎関数法を用いたイオン液体分子の電子状態最適化および分子動力学法を用いた水溶液中における溶媒和構造のシミュレーション結果を得ることにも成功し、3D-FM-AFMの実験結果に対応する理論計算データを得ることにも成功した。実験と理論の比較から、プロトン性のイオン液体の場合には、水分子と水素結合ネットワークを形成するため、アニオンとカチオンが複数個合体した溶媒和クラスター構造を形成する。一方で、非プロトン性のイオン液体の場合には、このような構造は形成せず、アニオンとカチオンが分離して観察されることを明らかにした。

これまでの研究でイオン液体中における生体試料表面上における溶媒和構造可視化メカニズムに関する多くの知見を得ることができた。今後は、液中環境下において、より効率的に3Dフォースマップ計測が可能な技術の開発を行うため、3Dデータ解析プログラムの改良および超高真空FM-AFMにおいても3Dフォースマップ計測を行いたいと考えている。電子工学研究テーマが中長期的に行うものであり、1年間では完結することができず、研究費を2年間に分散して使用したため。次年度は3Dフォースマップ法の改良などの装置開発を行うために、Nanonis製の位相同期回路(PLL)の制御プログラムなどを購入する予定である。
加齢随伴炎症を標的としたがん免疫療法の効果増強戦略の開発

本研究では、がん患者、高齢者で増加する炎症応答の、がん免疫応答抑制因子としての働きに着目し、がん免疫療法を受けた担がん個体での、1炎症性サイトカインIL-6が、がん免疫療法の感受性を予測する指標となる可能性、および2IL-6シグナル阻害との併用療法が、がん免疫療法の効果を増強する新たなアプローチとなる可能性について検討し、がん免疫療法の効果予測、さらに汎用性を高める方策の開発の基盤を構築することを目的とした。申請者は免疫チェックポイント阻害剤(ニボルマブ)を投与した悪性黒色腫患者の予後とIL-6の相関を検討したところ、ニボルマブ投与に伴いIL-6濃度が増加した患者では、IL-6濃度が変化しない患者に比べて、早期の腫瘍進展が観察された。このことは、IL-6ががん免疫療法による抗腫瘍免疫応答の惹起を抑制する働きをもつ、という可能性を示唆するものであった。そこで、担がんマウスモデルにて解析を進め、抗PD-1抗体投与によるIL-6産生誘導が、腫瘍進展を助けるミエロイド系細胞系譜であるマクロファージを体内から除去した場合に観察されなかったことから、マクロファージがIL-6産生誘導の原因細胞であることが示唆された。実際に、マクロファージを除去した際、抗PD-1抗体投与によりCD4+T細胞のIFN-gamma産生能が促進し、抗腫瘍効果が増強した。この発見は、PD-1阻害療法とそれに伴う炎症応答誘導の直接的関連を分子生物学的に説明し、IL-6がPD-1阻害療法の効果増強の標的として有効である可能性を示唆し、これらの研究成果を学術雑誌に報告した。本研究は、IL-6を標的としたがん免疫療法の効果予測システム、およびIL-6とPD-1シグナルの併用阻害により、効率的にT細胞の(再)活性化を誘導し得る戦略開発の基盤となる前臨床研究であり、この成果の臨床応用は十分な将来性が見込まれる。昨年度までの研究成果は、研究を計画した当初の仮説を支持する結果であり、申請者は、これらの内容をはじめとした研究成果を学術論文として発表することができた(Tsukamoto H. et al., Cancer Res. 78,5011-5022, 2018.)。申請者の研究成果は、炎症応答をT細胞を介したがん免疫療法の効果予測マーカーの確立、がん免疫療法の効果増強の有効な戦略の開発につながる発展性を有すると考えられ、この臨床応用を目指し、さらなる解析を進めている。これまでの申請者の解析から、実臨床でPD-1阻害療法を受けたがん患者においても、マクロファージがIL-6産生誘導に寄与し、PD-1阻害療法によるT細胞活性化、さらには治療効果を減弱させる可能性が考えられる。しかし、マクロファージには様々なサブセットが存在し、ヘテロな集団であることから、どのような性質のマクロファージが炎症応答亢進に寄与するか、またIL-6産生を制御する分子機構についての詳細は不明であり、これらを明らかにすることが今後の課題である。この課題に対して、申請者は、マクロファージの老化に着目し、老化したマクロファージが炎症応答の亢進を引き起こし、抗腫瘍免疫応答の減弱に寄与する、と仮説を立て、この検証を目指し、現在さらなる検討を行っている。具体的には当初計画していた、マクロファージをはじめとするミエロイド系細胞特異的に細胞老化制御因子Cdkn2aを欠損するマウスを作成を完了し、この老齢マウスを作出するとともに、上記マウスを用いて、抗腫瘍免疫応答の解析を始めている。この解析結果は、老齢個体におけるマクロファージによる炎症応答の、がん免疫療法の反応性低下に対する影響と、その分子基盤解明に資するはずである。「がん患者の多くが高齢」であり、「加齢に伴い免疫機能が低下する」ことを鑑みた場合、より実臨床に近いモデルとして、老齢担がんマウスを用いて、がん免疫療法により誘導される抗腫瘍免疫応答に影響を与える因子を評価することは非常にリーズナブルである。申請者は、当初の研究計画に従い、マクロファージによる炎症応答亢進の影響を検討するため、ミエロイド系細胞特異的Cdkn2a欠損マウスより老齢マウスを作出し、このマウスにおいて、がん免疫療法により誘導される抗腫瘍免疫応答を、野生型老齢マウスと比較検討する。また、マウスのみならず、ヒトにおいても、加齢に伴いマクロファージの老化・蓄積が誘導され、炎症誘導能が上昇する可能性について検証する。健常者、および肺がん患者の血液よりCD14陽性単球を単離し、マクロファージへと分化させたのち、炎症性サイトカイン産生、及びCdkn2aの発現を検討する。また、誘導されたマクロファージとT細胞を共培養し、T細胞応答への影響についても検討する。そして、これらのパラメーターをもとにがん患者を層別化し、がん増生、臨床予後との相関についても検討する。これらの検討により、マウスおよびヒトの個体老化に伴うマクロファージの蓄積、炎症亢進、抗腫瘍免疫応答の低下の関連性について評価できると考えられる。さらに、抗PD-1抗体治療を受けた際に発生する自己免疫応答の誘導に対する、炎症応答の関与は明らかでなく、この自己免疫性の有害事象に対する影響についての解析も必要であると考え、これについても検討をすることを計画している。

本研究では、がん患者、高齢者で増加する炎症応答の、がん免疫応答抑制因子としての働きに着目し、がん免疫療法を受けた担がん個体での、1炎症性サイトカインIL-6が、がん免疫療法の感受性を予測する指標となる可能性、および2IL-6シグナル阻害との併用療法が、がん免疫療法の効果を増強する新たなアプローチとなる可能性について検討し、がん免疫療法の効果予測、さらに汎用性を高める方策の開発の基盤を構築することを目的とした。申請者は免疫チェックポイント阻害剤(ニボルマブ)を投与した悪性黒色腫患者の予後とIL-6の相関を検討したところ、ニボルマブ投与に伴いIL-6濃度が増加した患者では、IL-6濃度が変化しない患者に比べて、早期の腫瘍進展が観察された。このことは、IL-6ががん免疫療法による抗腫瘍免疫応答の惹起を抑制する働きをもつ、という可能性を示唆するものであった。そこで、担がんマウスモデルにて解析を進め、抗PD-1抗体投与によるIL-6産生誘導が、腫瘍進展を助けるミエロイド系細胞系譜であるマクロファージを体内から除去した場合に観察されなかったことから、マクロファージがIL-6産生誘導の原因細胞であることが示唆された。実際に、マクロファージを除去した際、抗PD-1抗体投与によりCD4+T細胞のIFN-gamma産生能が促進し、抗腫瘍効果が増強した。この発見は、PD-1阻害療法とそれに伴う炎症応答誘導の直接的関連を分子生物学的に説明し、IL-6がPD-1阻害療法の効果増強の標的として有効である可能性を示唆し、これらの研究成果を学術雑誌に報告した。本研究は、IL-6を標的としたがん免疫療法の効果予測システム、およびIL-6とPD-1シグナルの併用阻害により、効率的にT細胞の(再)活性化を誘導し得る戦略開発の基盤となる前臨床研究であり、この成果の臨床応用は十分な将来性が見込まれる。昨年度までの研究成果は、研究を計画した当初の仮説を支持する結果であり、申請者は、これらの内容をはじめとした研究成果を学術論文として発表することができた(Tsukamoto H. et al., Cancer Res. 78,5011-5022, 2018.)。申請者の研究成果は、炎症応答をT細胞を介したがん免疫療法の効果予測マーカーの確立、がん免疫療法の効果増強の有効な戦略の開発につながる発展性を有すると考えられ、この臨床応用を目指し、さらなる解析を進めている。これまでの申請者の解析から、実臨床でPD-1阻害療法を受けたがん患者においても、マクロファージがIL-6産生誘導に寄与し、PD-1阻害療法によるT細胞活性化、さらには治療効果を減弱させる可能性が考えられる。しかし、マクロファージには様々なサブセットが存在し、ヘテロな集団であることから、どのような性質のマクロファージが炎症応答亢進に寄与するか、またIL-6産生を制御する分子機構についての詳細は不明であり、これらを明らかにすることが今後の課題である。この課題に対して、申請者は、マクロファージの老化に着目し、老化したマクロファージが炎症応答の亢進を引き起こし、抗腫瘍免疫応答の減弱に寄与する、と仮説を立て、この検証を目指し、現在さらなる検討を行っている。具体的には当初計画していた、マクロファージをはじめとするミエロイド系細胞特異的に細胞老化制御因子Cdkn2aを欠損するマウスを作成を完了し、この老齢マウスを作出するとともに、上記マウスを用いて、抗腫瘍免疫応答の解析を始めている。
骨髄グリコサミノグリカン糖鎖異常が造血細胞移植後の造血分化とGVHDに与える影響

コンドロイチン硫酸合成酵素であるN-acetylgalactosaminyltransferase-1のKOマウス(TIKO)の解析を前年度に引き続き行った。今年度はコンドロイチン硫酸の意義を造血幹細胞、骨髄間質細胞別に検討した。T1KO由来の造血幹細胞はWTマウスへの連続移植により明らかに造血キメリズムの低下を認めた。一方T1KO由来の骨髄間質は移植ストレスによる造血幹細胞の低下を軽減することが明らかとなった。この結果はコンドロイチン硫酸は造血幹細胞と骨髄間質で異なる造血に対する機序を持つことを示唆する。今後この分子メカニズムの詳細を検討する予定である。コンドロイチン硫酸が造血幹細胞の幹細胞性の維持に重要であるとの今回の知見は造血幹細胞を起源とする白血病の発症機構や新たな治療法の開発の基礎データとなる。分子メカニズムの検討のためRNA seqを予定しているが、準備に時間がかかっている。今年度はコンドロイチン硫酸合成酵素欠損マウスの定常状態とストレス負荷後の造血幹細胞、造血前駆細胞の動態を検討した。まず、コンドロイチン硫酸合成酵素欠損マウスの骨髄中のコンドロイチン硫酸量を測定した。その結果他の臓器と同様に骨髄においてもほぼ50%のコンドロイチン硫酸量であることが判明した。コンドロイチン硫酸のturn overを考慮し週齢による差異も検討したが特に変化は認められなかった。次にコンドロイチン硫酸合成酵素欠損マウスの定常状態における造血を検討した。末梢血液においては白血球数、赤血球数、血小板数に差は認めなかった。一方造血幹細胞分画についてはフローサイトメトリーによる検討では加齢とともに増加する傾向が認められ、髄外造血も亢進する傾向が認められた。さらにマウスに5FUおよび放射線照射を行い、その造血回復動態を検討した。その結果放射線照射後の造血幹細胞、前駆細胞の回復が遅れその結果末梢血液の回復も遅延することが明らかになった。コンドロイチン硫酸が造血に及ぼす機序の検討も並行して行った。骨髄造血には骨髄内の末梢神経の関与が近年明らかにされている。コンドロイチン硫酸合成酵素欠損マウスでは脊髄損傷後の中枢神経の回復能が亢進することが共同研究者により明らかにされているが、末梢神経に対する作用を検討するため、代表的な末梢神経障害モデルである糖尿病性神経障害モデルを作成し、コンドロイチン硫酸合成酵素欠損マウスでは神経障害が軽減されることを見出した。おおむね計画どおりに遂行したが、CRUアッセイの準備に時間がかかり、まだ一部のデータが取れていない。機序解析については神経障害モデルを作成し計画以上に進行している。このマウスでは骨髄中のLSK分画の増加がみられたが、放射線照射による骨髄抑制からのあきらかな回復遅延が認められた。そこで、造血細胞と骨髄間質細胞のコンドロイチン硫酸の機能をそれぞれ調べるためにWT造血細胞をT1KOマウスへ移植する実験とT1KOの造血細胞をWTマウスへ移植する実験を行った。その結果T1KOの造血細胞を移植した場合に移植後のLSKの減少を認めた。一方T1KOの骨髄間質はWTと比し造血分化に対する明確な差をもたらさなかった。さらにT1KO造血細胞の機能を検討するため連続移植によるCRUアッセイを行った。その結果T1KO造血幹細胞は2次移植において有意に低いキメリズムを来した。この結果より送血幹細胞のコンドロイチン硫酸は幹細胞機能に重要な役割を果たしていると考えられた。当初予想とは異なる結果も得られているが、研究は当初計画通りに研究は進捗している。おおむね順調に進行しており、次年度以降も計画に従い研究を遂行Hしていく予定であるが、一部遅れているCRUアッセイについては準備が整ったので今年度は優先的に進めていく。骨髄間質のコンドロイチン硫酸の機能についてさらに検討を進めると同時に、造血幹細胞のコンドロイチン硫酸の減少が幹細胞能の低下や分化能の低下をもたらすメカニズムについて解析を進める。研究はほぼ予定通り遂行できているが、試薬代金の執行上残額が若干生じたものである。658056円は2018年3月中の納品に対する支払いが4月になったものである。最終的な次年度への繰り越しは6725円であるが、これは30年度の研究費として8月に使用する予定である。

コンドロイチン硫酸の造血幹細胞における作用の分子基盤を明らかにするためRNA seqを予定していたが準備に時間がかかったため2019年度に行う。次年度早期に執行予定である。