hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酵母IscSタンパク質(Nfs1p)の硫黄供給酵素としての多機能な振舞い

IscSはピリドキサルリン酸(ビタミンB6)をふくむシステインデスルフラーゼで、鉄硫黄クラスター(ISC)の生合成に関与している。バクテリアでは、IscSはそれ以外にチアゾール基の形成やtRNAのチオ修飾に関与することが知られている。一方真核生物においてISC生合成はミトコンドリアで行なわれ、酵母IscSであるNfs1pもミトコンドリアにおいて鉄硫黄クラスターの構成成分である硫黄原子を供給している。Nfs1pがISC生合成以外の経路に関与しているという報告はこれまでになかったが、Nfs1p遺伝子座位の発見された経緯などから真核生物においてもNfs1pがtRNAのチオ修飾に関与している可能性があると考え、Nfs1p枯渇条件でのtRNAのチオ修飾の解析を行なった。その結果、Nfs1pはミトコンドリアtRNAとサイトゾルtRNAのどちらのチオ修飾にも関与していることが明らかになった。更にミトコンドリアtRNAのチオ修飾はNfs1pを枯渇すると速やかに解消されるがサイトゾルtRNAのチオ修飾はNfs1p枯渇後ゆっくりと解消される、といった違いがあることを見い出し、これら局在の異なるtRNAに同様に硫黄原子を供給する、という共通点がある一方、その供給経路は異なるということを示唆する結果を得た。更に、サイトゾルtRNAにおいて、5-メトキシカルボニルメチル-2-チオウリジンのウリジンの2位の位置を修飾する硫黄原子がNfs1pによって付加されることを見い出した。IscSはビタミンB6を補酵素に持つシステインデスルフラーゼである。主に酸化還元反応を行なう様々なタンパク質の活性中心として知られる「鉄硫黄クラスター(Fe/S)」構成成分の硫黄原子はIscSによってシステイン分子から切り離されたものである。バクテリアでは、IscSによってつくり出される硫黄原子は鉄硫黄クラスター以外にも、チアミンの生合成やtRNAの修飾に関与するとの報告がある。当該研究者らは酵母IscS(Nfis1p)を用いて、真核生物におけるIscSタンパク質の多機能性を追求している。真核生物では、Nfs1pの存在するミトコンドリアで鉄硫黄クラスター形成が行なわれ、ここでもNfs1pが硫黄原子をクラスター構成成分として供与している。一方、真核生物では、核で作られる細胞質tRNA(cy-tRNA)とミトコンドリアで作られミトコンドリア内にのみ存在するtRNA(mt-tRNA)がある。wobble位置にチオ修飾を持つtRNAはcy-tRNAにもmt-tRNAにも知られており、このチオ修飾はmRNA翻訳の効率維持やtRNA構造の安定化に重要である。当該研究者らは、この度、Nfs1pが、mt-tRNAのみならずcy-tRNAのチオ修飾にも関与することをin vivoの実験で明らかにした。Nfs1p枯渇によりmt-tRNA_<UUU>^<Lys>とmt-tRNA_<UUG>G^<Gin>双方のwobble位置のチオ修飾は速やかに起こらなくなり、またcy-tRNA_<UUU>^<Lys2>とcy-tRNA_<UUC>^<Glu3>のwobble位置のチオ修飾も著しく減少した。cy-tRNAでも、mt-tRNAの場合に比べてゆっくりとではあるがチオ修飾は減少した。またLC/MS解析により、Nfs1pを枯渇した菌体のcy-tRNAではmcm^5s^2Uの減少に見合うようにその未チオ化前駆体が増えていた。本研究により、ミトコンドリアのNfslpによってmt-tRNAのチオ修飾が速やかになされるのに対し、ミトコンドリアNfs1pによって生成した硫黄原子はなんらかの形で細胞質に運ばれたものがcy-tRNAのチオ修飾にも使われることが明らかになった。

一方真核生物においてISC生合成はミトコンドリアで行なわれ、酵母IscSであるNfs1pもミトコンドリアにおいて鉄硫黄クラスターの構成成分である硫黄原子を供給している。Nfs1pがISC生合成以外の経路に関与しているという報告はこれまでにはなかったが、Nfs1p遺伝子座位の発見された経緯などから真核生物においてもNfs1pがtRNAのチオ修飾に関与している可能性があると考え、Nfs1p枯渇条件でのtRNAのチオ修飾の解析を行なった。その結果、Nfs1pはミトコンドリアtRNAとサイトゾルtRNAのどちらのチオ修飾にも関与していることが明らかになった。さらにミトコンドリアtRNAのチオ修飾はNfs1pを枯渇すると速やかに解消されるサイトゾルtRNAのチオ修飾はNfs1p枯渇後ゆっくりと解消される、といった違いがあることを見い出し、これら局在の異なるtRNAに同様に硫黄原子を供給する、という共通点がある一方、その供給経路は異なるということを示唆する結果を得た。更に、サイトゾルtRNAにおいて、5-メトキシカルボニルメチル-2-チオウリジンのウリジンの2位の位置を修飾する硫黄原子がNfs1pによって付加されることを見い出した。
東シナ海陸棚縁辺部における低塩分水の黒潮中層への潜り込みに関する研究

1999年5月2229日、同年10月412日、2000年5月1623日および同年10月510日に、東シナ海中央部の大陸棚縁辺部において、CTDおよびADCPによる水温・塩分および流速の鉛直分布測定を、また同時に係留系による流速と水温の時間変化の測定を行った。1999年5月の調査では、観測期間の前半には陸棚上の表層に分布していた低塩分水が、後半には陸棚端の方に張り出してくる傾向がみられた。それに伴って低塩分水の黒潮への潜り込みもみられたが、表層の低塩分水とのつながりはやや不明瞭であった。また、同年10月の調査では、低塩分水が黒潮縁辺部に形成された渦に沿って取り込まれるような形状が推定されたが、黒潮中層への大きな潜り込みはみられなかった。2000年5月の調査では、黒潮を横切る2測線(両者の間隔は約80km)上を2隻の調査船により同時に繰り返し観測を行った。下流の測線では観測期間の前半には陸棚端付近にあった水温フロントが徐々に陸棚上に張り出してくる傾向がみられた。一方、陸棚上に分布する低塩分水の一部が陸棚上に張り出した黒潮の中層に潜り込む様子が見られた。同時に観測を行った黒潮の上流側の測線では、顕著な低塩分水は認められず、低塩分水の潜り込み現象の空間的な変化の大きさが示唆された。同年10月の調査では、比較的広範囲に測線を設定したが、中層への潜り込みを示唆する低塩分水の分布はいくつかの測線で見られた。係留系による観測では、短いスケールの内部波が頻繁に観測された。特に1999年5月の調査では観測期間の後半に顕著な内部波が起こっており、成層構造の変化も見られた。2000年5月の調査で行った係留系による観測では、鉛直方向に詳細な流速分布が得られた。低塩分水の潜り込みに対応した流れの分布は明らかでなかったが、躍層付近の密度構造の変化に伴って、鉛直方向に小さなスケールを持った岸沖方向の流れが生じていることが確認された。1999年5月2229日(1回目調査)および同年10月412日(2回目調査)に、東シナ海中央部の大陸棚縁辺部において、CTDによる水温・塩分および濁度の鉛直分布測定を、また同時に係留系による流速と水温の時間変化の測定を行った.また2回目調査では曳航しながら昇降させて水温・塩分を測定する機器(Flying Fish)を用い、詳細な分布の測定を試みた.1回目調査では、観測期間の前半には陸棚上の表層に分布していた低塩分水が、後半には陵棚端の方に張り出してくる傾向がみられた。

また、2回目の調査では、観測期間の前半には陸棚端の表層付近に低塩分水の小さなパッチがみられ、後半には陸棚よりの低塩分水とつながって、広い範囲を占めるようになった。この結果からは、低塩分水が黒潮縁辺部に形成された渦に沿って取り込まれるような形状が推定されたが、黒潮中層への大きな潜り込みはみられなかった。係留系による観測では、短いスケールの内部波が観測されたが、特に1回目の調査では観測期間の後半に顕著な内部波が起こっており、成層構造の変化も見られた。また、2回目の調査では天侯の悪化のため途中で係留系を回収したため、十分なデータが得られなかった。2回目の調査で用いた曳航用のプロファイラーでは、陸棚端付近の詳細な海洋構造が得られたが、低塩分水の潜り込みについてはあまり明瞭な現象は起こっていなかった。黒潮と沿岸水との相互作用について、大西洋の湾流の場合と比較検討するため、湾流における同様の研究の経験が深いアメリカの研究者を訪問し、今回得られたデータと湾流の研究との比較を行い、今後の研究の進め方について議論を行った。2000年5月1623日(1回目調査)および同年10月510日(2回目調査)に、東シナ海中央部の大陸棚縁辺部において、CTDによる水温・塩分および流向流速の鉛直分布測定を、また1回目調査では同時に係留系による流速と水温の時間変化の測定を行った。1回目調査では、黒潮を横切る2測線(両者の間隔は約80km)上を2隻の調査船により同時に繰り返し観測を行った。下流の測線では観測期間の前半には陸棚端付近にあった水温フロントが徐々に陸棚上に張り出してくる傾向がみられた。陸棚上には顕著な低塩分水の分布が見られたが、その一部が陸棚上に張り出した黒潮の中層に潜り込む様子が見られた。この低塩分水はそれより下層に比べて低温の場合もあり、明らかに水平的な潜り込みであることが確認された。しかし一方同時に観測を行った黒潮の上流側の測線では、顕著な低塩分水は認められず、低塩分水の潜り込み現象が、必ずしも黒潮の流れる方向に広く広がった現象とも言えないことが示された。2回目調査では、比較的広範囲に測線を設定したが、中層への潜り込みを示唆する低塩分水の分布はいくつかの測線で見られた。表層から潜り込む形状を示す低塩分水の他に、それに比べてやや深い層、陸棚の底層からつながっているような分布を示すこともあった。1回目調査で行った係留系による観測では、鉛直方向に詳細な流速分布が得られた。上述の黒潮フロントの陸棚上への張り出しに伴って、陸棚端付近の流れが強くなっていることが確認され、また、陸棚端付近では下部躍層の近くで黒潮の流速がほぼ0になっていることが認められた。低塩分水の潜り込みに対応した流れの分布は明らかでなかったが、躍層付近の密度構造の変化に伴って、鉛直方向に小さなスケールを持った岸沖方向の流れが生じていることが確認された。
高分子薄膜に含まれる微量水が高分子構造や機能性に与える影響の解析手法の確立

本研究課題では,高分子内に含まれる微量水が高分子の集合構造や機能性に与える影響に注目し,研究をおこなった.特に,イオン伝導性材料の代表であるナフィオンに含まれる水について研究を行い新しい知見を得た.これまでナフィオン中の水は,スルホン酸基に吸着した`水和水'と`バルク水'の2種の存在が知られていたが,これらの水の運動性を評価すべくプロトンNMRで解析した結果,2種のほかに運動性が極めて低い第3の水“束縛水"の存在を見出した.赤外分光法と量子化学計算による検討の結果,この束縛水はスルホン酸基と2か所で水素結合した吸着構造をとっており,低い運動性の構造化学的起源を説明できた.H26年度は,本研究課題のテーマの一つであるNafion膜の水和構造解明に向けた研究を行った.Nafionは燃料電池のセパレータの材料であり,より高いプロトン伝導性をめざした膜構造の解析が行われている.代表者のグループが以前,NMR測定により発見した,Nafion膜中に存在する運動性の極めて低い`束縛水'(第3の水)に着目し,その水和構造を赤外分光法と量子化学計算により解明した.Nafion膜の加熱による脱水和過程の赤外スペクトルを測定した結果,`バルク水',スルホン酸基の`水和水'の既知の2種が段階的に脱離し,水和水が脱離する際の複雑なスペクトル変化を量子化学計算により解析し,スルホン酸基が3水和から2水和に変化するとき,アニオン化していたスルホン酸基が中性化することがわかった.これらの2種類の水が脱離したNafion膜は,スルホン酸基が完全に無水和の状態と考えられてきたが,量子化学計算により無水和のスルホン酸では説明できず,中性のスルホン酸基と1分子の水が環状の会合構造を形成していることがわかった.この水分子はスルホン酸基と2か所で水素結合を形成しているため加熱しても脱離しにくく,NMRで存在が示唆された運動性の低い水と対応することから,束縛水と結論づけることができた.さらに,質量分析法により加熱過程で発生する化学種を調べた結果,予想通り3種の水が段階的に現れ,最後まで残った水はスルホン酸が熱分解する温度に至るまで脱離しないことがわかった.このように,NMRで存在が示唆された束縛水の水和構造を赤外分光法と量子化学計算で明らかにし,運動性の低さの分子論的な原因を明らかにした.この結果は,完全に脱水和したNafion膜を得ることはできないことを意味する.この成果については,国内・国際学会で報告し,国際的な学術誌に発表した.H27年度は,大きく分けて2つのテーマに取り組んだ.前年度に行ったNafion膜中のスルホン酸基に水和した吸着水の構造解析の結果を受けて,我々が見出した`束縛水'を含めた3種の水についてプロトンNMRを用いて定量的に評価した.その結果,中性のスルホン酸基が3水和になるまでの吸着水が`束縛水',3水和以上ではスルホン酸基が酸解離してヒドロニウムイオンを生成しており,ヒドロニウムイオンへの吸着が起こり,78水和までは`水和水',それ以上ではバルク水として吸着することを明らかにした.この結果は国内・国際学会で報告し,国際的な学会誌に発表した.また,本課題のもう一つのテーマである,「溶液中の高分子構造におよぼす微量水の影響」についても研究を進めている.一つはポリエチレングリコールと水の分子間相互作用の解明を目指すもので,その前段階として水ーエチレングリコール混合溶液における相互作用を赤外分光法と多変量解析を用いて調べた.不凍液として知られるこの溶液中には,エチレングリコール1分子に水分子が約4水和した化学種`会合体'が存在し,この会合体の濃度に依存する量変化が凝固点の変化とよく一致することがわかった.この会合体中の分子間相互作用は純水中のものよりも強いため,低温でも安定に存在することが予想され,結晶核の生成を阻害すると考えられる.この結果も国内・国際学会で報告し,この内容をまとめた論文を投稿中である.本研究課題を構成する2つのテーマのうち,「Nafion膜中の水分子の水和構造」に関しては昨年度にほぼ達成していたが,今年度NMRを用いることで定量的に評価することまで達成し,予定していた以上の成果を上げることができた.「溶液中の高分子構造におよぼす微量水の影響」についても研究は進んでおり,1つのテーマは論文投稿の段階まで進んでいる.前年度までに,プロトン伝導性高分子膜の代表であるNafion膜の,性能を支配する膜中の水分子について調べ,Nafion膜中の親水性サイトであるスルホン酸基に水和した水の構造を明らかにした.今年度は,Nafion膜の大部分を構成するパーフルオロアルキル(Rf)鎖の,プロトン伝導性における役割を調べる研究を行った.これまでRf鎖の部分は,水分子が一切入り込まない“疎水性コア"として考えられてきた.しかし,最近Rf鎖の凝集性が低下した部分は双極子相互作用支配の性質が現れ,分子水やクラスタサイズの水に対して親和性を示すことが明らかになった.Nafion中のRf鎖は分岐構造を有し,凝集していない“孤立鎖"として存在するパートが多いと予想される.そこで,Rf鎖が孤立鎖で存在する際の水に対する相互作用を調べる研究を行った.

具体的には,凝集性が極めて低くRf孤立鎖としての性質を示す,CF2基の数が3および5のRf鎖を末端に有する両親媒性分子の水面上での吸着構造を表面圧・表面電位測定で調べた.その結果,Rf孤立鎖は水の表面に強く吸着し,容易には脱離しないことがわかった.Rf鎖は水への溶解性が低い点で,この性質は親水性とは異なる.水表面には水素結合が形成していないダングリングOH結合が多数存在するため,このOH基とRf鎖が双極子ー双極子相互作用を通じて吸着していることがわかり,この性質をRf孤立鎖のダイポールインタラクティブ性と呼んでいる.この研究内容は国内の界面化学,フッ素化学等の学会で講演し,国際的な学術誌に発表した.本課題を構成する2つのテーマのうち,「Nafion膜内の水分子の解析」は,予定していた親水性パートに関する研究だけでなく,疎水性と考えられてきたパーフルオロアルキル鎖にも注目した研究を行った.その結果,両パートの役割について統合的に議論でき,想定していた以上の成果を上げることができた.もうひとつのテーマである「溶液中の高分子構造におよぼす微量水の影響」について,刺激応答性高分子の構造解析の研究を進めており,このテーマのまとめを次年度に行う.本課題では,プロトン伝導性膜の代表である「Nafion膜中のスルホン酸基に水和した水」に注目し,赤外分光法やプロトンNMR等を用いて水和水に関する新たな描像を明らかにした.また,これまで疎水性とみなされ,プロトン伝導には関与しないと思われてきたパーフルオロアルキル(Rf)鎖についても,アモルファス状態であれば親水的な性質を示すことを実験的に明らかにし,Nafion膜のプロトン伝導に関する新たな知見を得た.最終年度は,本課題のもうひとつのテーマである「溶液中の高分子構造におよぼす微量水の影響」にとりくんだ.刺激応答性高分子であるpNiPAMの,有機溶媒に対する溶解性を変化させる因子として立体規則性がある.我々はこれまで,溶液プロセスで作製したpNiPAM薄膜の構造解析により,立体規則性に依存して吸着構造が変わることを明らかにし,それに加えて水分子の吸着量に違いがあることがわかった.溶液中の水分子が高分子の構造や溶解性に影響を与える可能性があるため,とくに水分子の吸着量が多かったアイソタクティシティが高いpNiPAMについて,1赤外分光法によるPNiPAM鎖の二次構造,2プロトンNMR測定によるPNiPAMへの水分子の吸着を調べた.常温では高分子鎖がのびた状態で,水分子は高分子鎖に吸着していたが,溶液を加熱すると水和水が脱離することがわかった.一方,冷却しても水和水の脱離が見られたが,高分子鎖は側鎖のアミド基間の水素結合がすすんだヘリックス構造を形成していた.このように,高分子鎖および水和水の2つに着目して,溶液中の高分子構造と水分子の挙動を明らかにした.本研究課題では,高分子内に含まれる微量水が高分子の集合構造や機能性に与える影響に注目し,研究をおこなった.特に,イオン伝導性材料の代表であるナフィオンに含まれる水について研究を行い新しい知見を得た.これまでナフィオン中の水は,スルホン酸基に吸着した`水和水'と`バルク水'の2種の存在が知られていたが,これらの水の運動性を評価すべくプロトンNMRで解析した結果,2種のほかに運動性が極めて低い第3の水“束縛水"の存在を見出した.赤外分光法と量子化学計算による検討の結果,この束縛水はスルホン酸基と2か所で水素結合した吸着構造をとっており,低い運動性の構造化学的起源を説明できた.本研究課題は大きく2つのテーマで構成されており,そのうちの一つである「Nafion膜中に存在する水分子の水和構造」についての研究をほぼ一年のうちに完了することができた.
触媒的不斉合成反応の開発に関する研究

合成化学的に有用な炭素-炭素結合生成反応を不斉触媒化しようとする本研究の3年間の研究成果は以下の通りである。1.不斉アルドールの触媒的立体化学制御:ユーロピウム錯体を触媒に用いてα-アルコキシおよびα-アミノアルデヒドとケテンシリルアセタールとの不斉アルドール反応の立体化学制御に成功し、酵素反応で見られるような「分子認識に基づく触媒的立体化学制御」を実現した。さらに、この触媒反応手法を用いて、カルバペネム中間体やレニン阻害剤の構成成分の高ジアステレオ選択的不斉合成に成功した。2.カルボニル-エン反応の不斉触媒化:光学活性ビナフトールから調製したキラルなチタン錯体を触媒に用いてグリオキシラート-エン反応の不斉触媒化に功成し、α-ヒドロキシエステル類の効率的不斉合成法を確立した。また、この不斉触媒反応において、不斉源の光学純度を上回る不斉収率がえられるという珍しい"不斉増幅現象"を見出し、そのメカニズムを解明した。3.Diels-Alder型反応の不斉触媒化:上記のキラルチタン錯体は、グリオキシラートを親ジエン体とするヘテロD-A反応やるメタクロレインやキノン類を親ジエン体とするD-A反応に対しても優れた不斉触媒となることを見出し、(ヘテロ)D-A反応の不斉触媒化にも成功した。4.アリル金属のカルボニル付加反応の不斉触媒化:上記のキラルチタン錯体を触媒に用いて、グリオキシラートへのアリルシランやアリルスズは付加反応の不斉触媒化にも成功した。5.Claisen転位の不斉触媒化:パラジウム(II)錯体を触媒に用いて"エーテル交換を経るClaisen転位"の高ジアステレオ選択的触媒化に成功したが、その不斉触媒化は以然未成功である。今後光学活性配位子をもつキラルパラジウム錯体を用いてその不斉触媒化を検討する予定。合成反応、とりわけ炭素ー炭素結合生成反応の不斉触媒化は今日の有機合成における最重要課題である。アルド-ル反応、カルボニルーエン反応などを不斉触媒化しようとする本年度の研究の成果は以下の通りである。1.<アルド-ル反応の不斉触媒化>___ー.NMRシフト剤として広く用いられているユ-ロピラム錯体がアルデヒドとシリルケテンアセタ-ルとのアルド-ル反応の有効な触媒となることを見出した。また、このランタノイド触媒はキラルなαーアルコキシアルデヒド類の不斉アルド-ル反応およびキラルなβーヒドロキシ酪酸エステル由来のシリルケランアセタ-ルを用いる不斉アルド-ル反応において、特異な立体制御能と分子認識能を示すことを明らかにし、不斉アルド-ル反応の高ジアステレオ選択的不斉触媒化に初めて成功した。更に、このランタノイド触媒反応をポリオ-ル系の立体選択的合成やαーアミノアルデヒド類とのアルド-ル反応に展開した。2.<カルボニルーエン反応の不斉触媒化>___ー.光学活性ビナフト-ルから誘導したキラルなチタン錯体が、グリオキシラ-トを親エン体とするグリオキシラ-トーエン反応の優れた不斉触媒となることを見出し、この不斉触媒的エン反応がαーヒドロキエステル類の高エンチオ選択的不斉合成法となることを見出した。また、この不斉触媒的エン反応では、生成物の光学純度が用いたビナフト-ルの光学純度をはるかに上まわるという“不斉増幅現象"が見られることを示し、この不斉触媒反応では、チタン錯体の二量体が“真の"不斉触媒となっていることを明らかにした。

更に、このキラルなチタン触媒は、グリオキシラ-トを親ジエン体とするヘテローDielsーAlder反応やグリオキシラ-トへのアリルシランやアリルスズの付加反応の優れた不斉触媒ともなることを見出した。合成化学的に有用な炭素ー炭素結合を不斉触媒化しようとする本研究の本年度の研究成果は以下の通りである。1.不斉アルド-ル反応の不斉触媒化:前年度にユ-ロピウム錯体がアルデヒドとケテンシリルアセタ-ル(KSA)とのアルド-ル反応の有効な触媒となることを見出した。そこで本年度は種々のαーアルコキシアルデヒドおよびαーアミノアルデヒドとKSAとの不斉アルド-ル反応におけるユ-ロピウム触媒の立体化学制御能を系統的に検討し、この触媒がアルデヒドの構造(保護基のちがい)を敏感に認識し、それぞれ違った立体化学を生成物に付与することを明らかにした。2.カルボニル-エン反応の不斉触媒化:前年度に光学活性ビナフト-ル由来のキラルなチタン錯体がグリオキシラ-トーエン反応の優れた不斉触媒となることを見出したが、本年度はこの不斉触媒の分子内カルボニルーエン反応への展開を行い、分子内エン環化反応の不斉触救化に初めて成功した。3.DielaーAlder反応の不斉触媒化:上記のエン反応において優れた不斉触媒化を示したキラルなチタン錯体は、グリオキシラ-トを親ジエン体とするヘテロ-DielsーAlder反応およびメタクロレインあるいはキノンを親ジエン体とするDielsーAlder反応においても比較的高い不斉収率を与えることを見出し、(ヘテロ)DielsーAlder反応の不斉触媒化にも成功した。4.Claisen転位の不斉触媒化:Claisen転位の不斉触媒化は未だ成功していないが、光学活性アリルアルコ-ルを用いる環状エノ-ル系の不斉Claisen転位のパラジウム錯体による触媒化に成功し、このPd(II)触媒転位では、熱的転位とは逆の不斉移転が見られることを見出した。有用な炭素-炭素結合生成反応を不斉触媒化しようとする本研究の本年度(最終年度)の研究成果は以下の通りである。1.不斉アルドールの触媒的立体化学制御:前年度にユーロピウム錯体を触媒に用いてα-アルコキシアルデヒドとシリルケテンアセタール(KSA)との不斉アルドール反応の立体化学制御に成功したが、本年度はこの触媒手法をα-アミノアルデヒドとKSAとの不斉アルドール反応に応用し、最近レニン阻害剤の構成成分として注目されているβ-アミノアルコール類の高ジアステレオ選択的不斉合成に成功した。2.カルボニル-エン反応の不斉触媒化:前年度までに光学活性ビナフトール由来のチタン錯体を触媒に用いてグリオキシラート-エン反応の不斉触媒化に成功したが、本年度はこの不斉触媒反応で観測された興味ある“不斉増幅現像"(不斉源の光学純度を上回る不斉収率がえられる現像)のメカニズムを錯体の構造化学的研究によって解明した。3.Diels-Alder反応の不斉触媒化:前年度、上記のキラルなチタン錯体が、グリオキシラートを親ジエン体とするヘテロ-Diels-Alder反応の優れた不斉触媒となることとを見出したが、本年度はこの不斉触媒系をキノン類を親ジエン体とするDiels-Alder-反応に応用し、アントラサイクリン系抗生物質を鍵中間体的不斉合成に成功した。4.Claien転位の不斉触媒化:依然、Claisen転位の不斉触媒化には未成功であるが、パラジウム(II)錯体を触媒に用いてアリルアルコールと環状エノールエーテル系との“エーテル交換せ経るClaisen転位"を触媒化する手法を確立した。
plasmidを用いたTIMP−2遺伝子の癌組織への注入による治療の可能性

癌の浸潤および転移の際主要な役割を果たすとされるMatrix Metalloproteinases-9(以下、MMP-9)の腫瘍マーカーとしての有用性を検討する目的で、胃癌55症例(胃癌群)、大腸癌15症例(大腸癌群)、食道癌7症例(食道癌群)および膵臓癌7症例(膵臓癌群)の術前末梢血中MMP-9活性の測定を、ゼラチンを基質としたザイモグラフィーにて行い、デンシトメトリーにより測定した。対照群14症例(23-53歳、平均31.7歳)のMMP-9の平均値は218.4±133.9であった。胃癌群のMMP-9の値は375.6±188.9、大腸癌群490.9±130.0、食道癌群470.6±73.5、膵臓癌群462.3±179.5といずれも高値を示し、対照群との間に統計学的有意差を認めた(P<0.05)。また、胃癌群のstage別の値を比較したところ、stageIは333.6±142.1.stageIIは308.7±176.4、stageIIIは360.6±186.9、stageIVは474.0±225.3であり、stageIとstageIVの間において統計学的有意差を認めた(p<0.05)。MMP-9は、胃癌では早期の症例でも対照群と比較し有意に高値を示しており、胃癌の早期発見に有用となる可能性が示唆された。大腸、食道、膵臓癌患者においてもMMP-9の値は対照群に比べて高値を示し、これらの消化器癌患者においても、その早期発見に腫瘍マーカーとして有用である可能性が示唆された。今後はさらに症例を重ねることにより、stage以外の他の病理組織学的因子との関連性を検討していきたい。また、術後継時的にMMP-9活性を測定することにより再発および予後の予測に応用できないかを検討していく予定である。
希土類元素添加半導体の新展開:秩序制御による新しいスピン物性の発現

本研究では、「デバイスの性能向上をめざした半導体スピントロニクス材料の追究」という観点から「希土類元素添加半導体」を新しい希薄磁性半導体として捕らえ、希土類元素に起因するスピン物性を解明/制御することにターゲットを定める。具体的には、『原子レベルでの結晶成長・不純物添加技術(有機金属気相エピタキシャル(OMVPE)法)』、『ミクロ構造の直接的評価技術(シンクロトロン放射光を用いた蛍光EXAFS法やX線CTR散乱法)』、『各種スピン物性の評価技術(PL法、ESR法、SQUID法)』の有機的結合を基盤として、[1]Er添加GaAsに発現する新奇なスピン物性を、局在スピンを構成する4f電子と遍歴キャリアとの交換相互作用という観点から解明すること、[2]また、その知見を基にして、GaAs中にErを原子のレベルで精密配置したり、不純物添加や外部刺激を用いて遍歴キャリアの種類と量を操作することにより、交換相互作用を人為的に設計・制御し、新しいスピン物性を効果的に発現させること、を目指した。今年度は、OMVPE法により作製した各種Er添加GaAsにおいて、その電気的・磁界的・光学的特性を系統的に調べた。その結果、秩序制御されたEr,O共添加GaAsやEr,Zn,O共添加GaAsにおいて、(1)面直磁場下で、わずかな正の磁化挙動が観測されること、(2)新奇な温度依存性を示す特徴的なESR信号が観測されること、また、(3)Er,O共添加GaAsにおいて特徴的な光反射率変化が観測されることを明らかにした。以上の結果はマクロ物性の発現には原子レベルでの構造の制御が重要であることを示唆している。具体的には、『原子レベルでの結晶成長・不純物添加技術(有機金属気相エピタキシャル(OMVPE)法)』、『ミクロ構造の直接的評価技術(シンクロトロン放射光を用いた蛍光EXAFS法やX線CTR散乱法)』、『各種スピン物性の評価技術(PL法、ESR法、SQUID法)』の有機的結合を基盤として、[1]Er添加GaAsに発現する新奇なスピン物性を、局在スピンを構成する4f電子と遍歴キャリアとの交換相互作用という観点から解明すること、[2]また、その知見を基にして、GaAs中にErを原子のレベルで精密配置したり、不純物添加や外部刺激を用いて遍歴キャリアの種類と量を操作することにより、交換相互作用を人為的に設計・制御し、新しいスピン物性を効果的に発現させること、を目指す。今年度は、抵抗異常が生じる30K近傍以下の温度領域で、わずかに正の磁化挙動が発現するEr,Zn,O共添加GaAsに着目し、そのスピン物性を系統的に調べた。その結果、(1)Zn添加量の増大とともにEr発光強度が減少すること、(2)Erに起因する電子スピン共鳴(ESR)信号が観測されること、(3)ESR信号が観測される磁場位置は温度に依存しないものの、その信号強度は8K近傍で最大値を示し、それより低温域で急激に減少することを明らかにした。
時空間分折手法としての地理情報システム

環境変化は、自然現象、人文現象、社会現象に幅広くまたがり、複租である。しかも、時間一空間にまたがった現象である。環境変化を把握し、分析するためには、デ-タ収集、デ-タベ-ス、分析、プレゼンテ-ションの各部分と統合して利用でき、かつ、多くの研究者が利用できる研究環境の確立が要求される。地理情報システムは、このような要求を満たすシステムとして、IGBPHDGECなど、国際的な環境に関する共同研究において「研究プラットフォ-ム」として採用されることになっているが、問題点が少なくない。特に、地理情報として従来、用いられてきた地図や統計が、その発達期の技術、社会に対応したものであったため、(1)2次元的な情報が中心であり、時間や高さの情報に乏しい、(2)誤差、精度に関して、充分な吟味がされてこない、(3)デ-タ交換などに関して充分な注意が払われていない、などの問題があった。本研究では、これらの問題に対応するため、(1)3次元、4次元の地理情報システムの開発、(2)デ-タ取得の方法と精度に関する研究、(3)既存の地図、統計に関してその改良と新しいリクワイヤメントに関する調査(4)デ-タ交換方法の研究、(5)マルチメディアなど、新しいタイプの地理情報システムに関する研究開発、(6)リモ-トセンシングと地理情報システムの統合に関する研究、などを行なった。本年度は初年度であるため、地理情報システムの設置、整備に重点がおかれたが、年度内にはシステムの稼動がスタ-トし、当初計画した研究を行うことができた。
中国江蘇省の胃・食道がん高率・低率地域における防御要因に関する比較疫学研究

中国江蘇省には胃・食道がんの罹患率がともに高い地域(揚中市、淮安市)と低い地域(〓州市)とがあり、その両地域は食生活などライフスタイルが著しく異なる。本研究の目的は、両地域に焦点をあて胃・食道がんの同時比較疫学研究を実施し、両部位のがんに特異的、または共通した環境・宿主要因を解明することである。環境要因に関しては、高・低率地域の一般住民842名に対し生活習慣の調査をもとに解析を行い、低率地域では特にアリウム属野菜を中心に、生野菜、果物、トマト、豆類などがん予防効果を持つ食物の摂取頻度が高いことが判明した。更に胃がん患者432名、食道がん患者263名に関して3地区ごとの症例・対照研究の解析を行い、熱い食物、塩辛い食物、残ったお粥、漬け物の頻回摂取で胃・食道がんのオッズ比の上昇を、ニンニク、ネギなどアリウム属野菜、生野菜、隠元豆、トマト、果物、お茶の頻回摂取でオッズ比の低下を認めた。CYP2E1のRasl遺伝子多型の解析では、低率地域でRaslのrare alleleの頻度が高い傾向が認められたが、胃・食道がんのリスクと有意な関連は認められなかった。GST M1とGST T1の解析では、null型の分布に地域差は認められなかったが、高率地域ではGST M1のnull型で胃がんのオッズ比上昇を認めた。HLA DRB1 alleleの遺伝子多型では、同じ漢民族の範囲内で異なった分布を呈した。更に、胃・食道がん患者では高率地域でDRB1^★13が、低率地域ではDRB1^★02が高頻度に認められた。抗Helicobacter pylori抗体陽性率とペプシノゲンI、IIを用いた萎縮性胃炎の分布に地域差は認められなかった。胃・食道がんのリスクに関与している宿主要因がいくつか認められたが、住民全体に寄与する割合は低く、両地域における胃・食道がんの死亡率の差は環境要因が大きく関与している可能性が示唆され、特にアリウム属野菜を中心としたがん予防効果を持つ食物の摂取頻度が高い低率地域で明らかであった。1.中国でのDNA抽出と日本での解析:胃・食道がん好発家系の患者とその家族を対象に血液採取とDNA抽出を開始した。揚中市ではDNA採取が困難であることが判明したので、胃・食道がんの好発地域として新たに南京市近郊の北部に位置する准安市を対象地区に加え40検体が集められた。検体は日本へ招聘された中国側研究者が持参し、浜松医科大学病理学第一教室でP450IIE1遺伝子多型が、鹿児島大学医学部ウイルス学教室でHLA-DR allele typeが解析された。持参されたDNAの質的評価では、ほとんどの検体が解析に適する状態であった。P450IIE1遺伝子多型の解析では食道がん好発家系患者の多型性の分布が日本人一般集団と多少異なる傾向が見られ、HLA-DR B1 allele typeの解析では対象集団が中国北方系民族に属することが示された。2.質問票調査の進捗状況:揚中市では胃がん130例、食道がん70例、胃炎140例、対照443例の質問票調査が完了した。〓州市でも進行中、准安市では準備中である。

症例・対照研究の解析に関して、まず、中国側研究者を日本へ招聘し解析方法の打ち合わせを行った。胃・食道がん高率地域である揚中市で生野菜、ねぎ、にんにくの頻回摂取者で胃・食道がんのリスクが低い結果が得られた。また、一般住民に対しても揚中市で417例、〓州市で425例の調査が完了した。両市住民の生活習慣を比較すると、胃・食道がんの要因となる飲酒、喫煙、漬け物の摂取頻度には大きな差がないが、低率地域である〓州市ではにんにくやねぎの摂取が遙かに多いことがわかった。3.揚子江流域のがん疫学情報の収集:揚子江上流域の四川省の年齢調整がん死亡率は男122人/10万人、女60人/10万人と中国全土に比べ低く、男で頻度の高いがんは1)胃、2)肺、3)食道、女で1)胃、2)食道、3)子宮の順であった。Ecological study:揚中市と〓州市に在住する一般住民それぞれ417名、425名に対する質問紙調査が終了し解析を行った。低リスク地域である〓州市では、ニンニクやネギ、タマネギ、ニラなどallium属野菜の摂取頻度が非常に高いこと、ニンニクやネギは生でも摂られていること、その他に生野菜、果物、トマト、大豆食品、小麦の摂取頻度が高いこと、高リスク地域である揚中市では肉や米の摂取頻度が多いことなどが判明した。喫煙、飲酒習慣、お茶や漬物などの摂取頻度に関して大差はなかった。症例・対照研究:高リスク地域である揚中市で胃がん患者153例、食道がん患者81例、及び対照者234例の情報が得られ解析を行った。胃・食道がんとも漬物や残ったお粥の頻回摂取でオッズ比(OR)の上昇が認め、食道がんでは喫煙でORが高くなる傾向があった。逆に胃・食道がんともに低いORが認められた項目はお茶の多量摂取、生野菜、allium属野菜の頻回摂取であった。淮安市と〓州市においても現在、同様の症例・対照研究が進行中である。分子疫学的研究:予定した検体採取はほぼ終了した。胃・食道がん患者122例、その家族122例、健常対照者100例のDNAが採取され、現在、解析中である。健常対照者におけるP450IIE1遺伝子多型のvariant typeの地域別分布はリスク地域で2.0%(1/50)、低リスク地域で14.3%(7/49)と必ずしも高率地域が高くなかった。また、低率地域におけるHLA-DR allele typeの頻度分布は北方系漢民族に類似し、一方、高率地域の分布には南方系漢民族に共通する部分もあり、両地区の分布はやや異なることも示された。血清疫学的研究:検体採取は終了し、現在、抗Helicobacter pylori抗体の検索中である。中国江蘇省には胃・食道がんの罹患率がともに高い地域(揚中市、潅安市)と低い地域(〓州市)とがあり、その両地域は食生活などライフスタイルが著しく異なる。本研究の目的は、両地域に焦点をあて胃・食道がんの同時比較疫学研究を実施し、両部位のがんに特異的、または共通した環境・宿主要因を解明することである。環境要因に関しては、高・低率地域の一般住民842名に対し生活習慣の調査をもとに解析を行い、低率地域では特にアリウム属野菜を中心に、生野菜、果物、トマト、豆類などがん予防効果を持つ食物の摂取頻度が高いことが判明した。更に胃がん患者-432名、食道がん患者263名に関して3地区ごとの症例・対照研究の解析を行い、熱い食物、塩辛い食物、残ったお粥、漬け物の頻回摂取で胃・食道がんのオッズ比の上昇を、ニンニク、ネギなどアリウム属野菜、生野菜、隠元豆、トマト、果物、お茶の頻回摂取でオッズ比の低下を認めた。
MT1-MMPによる細胞-細胞外マトリックス間のクロストーク制御機構の解析

我々は膜型マトリックスメタロプロテアーゼMT1-MMPは細胞外基質上での細胞運動を促進することをこれまでに報告しているが、その分子メカニズムは不明であった。細胞は細胞外基質にインテグリンを介して接着することによりExtracellular Signal-Regulated Kinase(ERK)などのリン酸化(活性化)が起こるが、MT1-MMPを阻害すると数時間後にはERKのリン酸化が減弱するとともに、細胞運動が抑制された。すなわちMT1-MMPは持続的なERKの活性化および細胞運動に必須であった。タイムラプス分析で細胞運動過程を解析したところ、細胞は細胞外基質を分解しながら、運動先進部分に細胞接着斑を集積させ運動していた。一方、MT1-MMPを阻害すると細胞接着斑は細胞周囲に均一に肥大化して分布していたすなわちMT1-MMP阻害により細胞接着斑周辺の細胞外基質の分解が抑制されたため、細胞接着斑のターンオーバーが低下し、その結果としてFocal Adhesion Kinase(FAK)、ERKシグナルが低下したことが示唆された。そこでMT1-MMP阻害分子(MT1-Pex)をFAKの細胞質ドメインと融合させたキメラタンパクMT1-Pex-FATを作成し、MT1-Pexを細胞接着斑にターゲットすることにより細胞接着斑での細胞外基質分解を特異的に抑制することを試みた。その結果、MT1-Pex-FATはMT1-MMPの細胞接着斑における細胞外基質分解を効率よく阻害し、ERKのリン酸化および細胞運動を抑制することに成功した。以上の結果よりMT1-MMPによる細胞接着斑における細胞外基質の分解は細胞接着斑のターンオーバーを促進し、FAK、ERKシグナルを亢進することにより細胞運動を制御していることが強く示唆された。MT1-MMP1の新規基質の同定膜型マトリックスメタロプロテアーゼー1(MT1-MMP)の新規基質としてβアミロイド前駆体タンパク(APP)のαセクレターゼであることを見出した。APPはMT1-MMPにより切断を受けることにより細胞内領域は核へ移行し、転写制御に関わることを示した。しかし、この切断によりアルツハイマー病の原因となるβアミロイドペプチドの産生は低下しなかった。TIMI1-2によるMT1-MMP基質特異性の選択MT1-MMPによる細胞-ECMクロストークの調節MT1-MMPを発現しているHT1080細胞のECM上での細胞運動はMMP阻害剤により抑制され、同時にECM分解の減少と細胞接着斑の肥大化も認められた。MT1-MMPの過剰発現はECM分解、細胞運動と細胞接着斑のターンオーバーの亢進を誘導し、MT1-MMP活性を阻害することでその抑制が認められた。HT1080細胞のMMP阻害剤処理は細胞接着により誘導されるERK活性化を抑制する一方で、FAKの自己リン酸化を亢進していた。よって、MT1-MMPによるECM分解は、細胞接着斑の安定性・ターンオーバーを制御することによりERK活性化、FAK自己リン酸化を調節し、細胞運動を制御していることが明らかとなった。
モリソン時事資料群活用による新たな東アジア近現代史像の構築とその世界への発信

本共同研究は、東アジア近現代史の研究者を結集し、東洋文庫所蔵「モリソンパンフレット」(以下、パンフと略称する)の利用環境を整えるとともに、パンフを活用した研究を進めパンフの歴史資料としての可能性と魅力を広く世界に発信することを目的としている。本共同研究のメンバーは、パンフの概要を紹介するカタログ作成を進めるとともに、各人の研究テーマに即してパンフを調査し、パンフの利用を通じていかなる新たな知見が獲得できるかという実験的な試みを進めてきた。その成果は各人が個別に発表した諸研究という形で公開され、さらに『モリソンパンフレットの世界』(東洋文庫論叢75、2012年3月)として公開された。本研究の研究目的は、東洋文庫が所蔵するモリソンパンフレットの高い史料的価値を世界にアッピールすると同時に、零細でバラバラで扱いにくいパンフレットの利用環境を整えることにある。以上二つの研究目的にアプローチするために、本年度の研究計画は、第一に、モリソンパンフレットのデジタルデータ化の作業を進めるとともに、個々のパンフレットについて、サマリーを附した詳細な目録を作成すること、第二に、本研究の研究分担者各人が、モリソンパンフレットの文献的位置付けをふまえた上で、各人のテーマと関連させてパンフレット資料を考察し、他の同時代資料を参照しつつ、モリソンパンフレットを利用した東アジア近現代史研究の新たな可能性を提示することに置かれた。第一の課題に関しては、平成23年度中に、12,571コマ分について、マイクロフィルムからデジタルデータへの変換と、確認作業を終え、近日中の公開に備えている。目録及びサマリー作成作業においては、大学院生のアルバイトを雇い、5人でデータ作成を進めた。23年度の1年間に、全7200件のパンフレットのうち507件についてデータを作成し、エクセル入力を完了した。第二の課題に関しては、モリソンパンフレットを利用した研究成果を発表する研究会を23年度中に2回開催した。それらの研究成果は、2012年3月31日発行の斯波義信編『モリソンパンフレットの世界』(東洋文庫)として公開された。本書には、モリソンパンフレットそのものの史料的な価値や、パンフレットを蒐集したモリソンはいかなる観点に依拠して蒐集していたのか、を紹介することを狙いとした論考が3本(岡本隆司、新村容子、矢吹晋)と、各人の個別のテーマに関する研究においてモリソンパンフレットを利用した論考が3本(城山智子、村上衛、本野英一)収録されている。『モリソンパンフレットの世界』の刊行は、本研究会の活動の出発点を示すとともに、今後の研究の発展を展望するものでもある。本研究は、東アジア近現代史研究者の共同研究を通じて、(1)東洋文庫所蔵モリソンパンフレット(以下、パンフと略称する)の利用環境を整えること、(2)パンフを活用した新しい東アジア近現代史研究の知見を世界に発信すること、以上の2点の課題を追求するものである。(1)の課題に関しては、1マイクロフィルムに撮影したパンフのデジタル画像化、2パンフの概要紹介を含む詳細なカタログ作成という2つの具体的作業に取り組んできた。1に関しては、東洋文庫図書部の山村義照氏の協力を得てデジタル画像化を進め、25年度中に作業はほぼ100%完了した。2に関しては、研究分担者である東洋文庫長斯波義信氏を中心として、中国関係パンフを中心に書誌情報に加えて概要紹介を含むカタログ作成を進め、すでに483件分のパンフについて概要作成作業が完成しており、ホームページ上での公開に備えている。(2)の課題に関しては、研究代表者と研究分担者計8名は、各人の研究テーマに即してパンフを収集し、他の資料群と関連させつつ、パンフの可能性を発信する実験的研究を進めてきた。具体的には、岡本隆司は辛亥革命後のモンゴル独立問題、城山智子は19世紀初頭の中国貿易に関する研究、新村容子はイギリスにおけるアヘン貿易反対運動、松重充浩は日露戦争後における奉天省当局による諸改革とモリソンの「満洲」認識、村上衛は海峡植民地における華人移民問題、本野英一は辛亥革命期における中英の対立の構図を上海の莊票兌換問題を題材として考察する研究、吉澤誠一郎は袁世凱の帝制導入問題、以上のテーマについて各人、パンフを活用し研究を進めてきた。これらの研究は、パンフを活用する具体的手順・方法と、パンフによって得られる新たな知見を提示するものであり、新たな東アジア近現代史像の構築に大いに貢献するものである。パンフの可能性を世界に発信する研究であると評価できる。本研究は、東アジア近現代史研究者の共同研究を通じて、1.東洋文庫所蔵「モリソンパンフレット(以下、パンフレットと略称する)」の利用環境を整えること、2.パンフレットを活用した新しい東アジア近現代史研究の知見を発信すること、以上の2点を目的としている。

1の課題に関しては、研究分担者である斯波義信氏を中心として、パンフレットの内容のサマリー作成作業が進められた。本年度は6名のアルバイトを雇用し、新規作成および既存データの修正加筆両者合計468件分を完成させた。同時に、連携研究者である東洋文庫図書部山村義照氏を中心として、パンフレットのデジタル資料化と一般公開の作業が進められ、新規作成76件1381コマ分を公開することができた。2の課題に関しては、本年度は多彩な研究活動を進めることができた。まず、(1)研究会の開催。4月21日(東洋文庫開催)と10月27日(岡山大学開催)との2回開催し、4月21日の研究会では、『モリソンパンフレットの世界』合評会という形式で前年度の各人の研究の総括をおこなうとともに、今後の各人の研究計画について報告と討論をおこなった。10月27日の研究会では、各人の研究計画をより具体化した研究報告および研究進捗状況報告がなされた。これらの研究成果は将来的に『モリソンパンフレットの世界』第2弾として公表することを目標としている。次に(2)東洋文庫2012年度秋期東洋学講座「東洋文庫と本の世界II」において、研究分担者の岡本隆司氏が「モリソンパンフレットの世界」を講演し(2012年11月30日)、パンフレットの価値とその利用拡大を一般に訴えた。さらに(3)本研究の研究代表者と3名の研究分担者が執筆者となって英文雑誌Modern Asian Studies Review ,Volume 4が刊行された。これは、世界に向けて本研究課題の意義を発信するものである。モリソンパンフレットは極めて微細なパンフレットを集めた資料群である。その利用を促進するためには、デジタルデータ化と目録作成の作業が不可欠である。その作業は順調に進展している。利用促進のためには、同時に、モリソンパンフレットの利用方法を具体的に提示することも不可欠である。2012年3月末に刊行された『モリソンパンフレットの世界』は、研究分担者各人が、それぞれのテーマに即して、モリソンパンフレットの位置づけをおこないつつ、他のどのような史料を参照して議論を組み立てていくか、を具体的に提示しており、モリソンパンフレットを利用して研究を進めたいと考えている研究者に参照される有効な文献となるであろう。『モリソンパンフレットの世界』が刊行できたことを以て、当初の計画以上に進展している、と判断した。25年度が最終年度であるため、記入しない。本共同研究を推進している8名の研究者がゆるく連携しつつも、各人の責任において「モリソンパンフレット」の価値を世界に発信していくという理想的な共同研究のスタイルが構築された。具体的な成果としては、東洋文庫長斯波義信氏を中心として進めているパンフレットのデジタル化とサマリー作成作業、東洋文庫2012年度秋期東洋学講座での岡本隆司氏講演「モリソンパンフレットの世界」、Modern Asian Studies Review ,Volume 4の刊行などである。23年度の研究成果において示された研究の基本的な方向性は、24年度の研究においても継続される。同時に、新しい試みを探ることも必要かもしれない。
Hippo経路制御因子および破綻シグナルの検索

がん抑制シグナルであるHippo経路の分子基盤を解明するために、その活性を制御し、機能的に相互作用する遺伝子や化合物を、細胞ベースのハイスループットスクリーニングや質量分析法により同定し、機能解析を行った。これらの研究により、その活性制御剤として、イベルメクチンを始めとする複数の薬剤を特許出願して一部を論文発表するとともに、Hippo経路の新規抑制標的として、がん遺伝子産物であるmicroRNA制御タンパク質Lin28Bを見出し、発表した。マウスにおいてHippo経路が破綻すると、その抑制標的である転写共役因子YAP/TAZが活性化され、多くの組織で腫瘍形成が起こることが知られている。さらに、多様なヒト悪性腫瘍において、このYAP/TAZの機能亢進がみられることから、YAP/TAZの阻害は非常に有望な治療標的である。我々はこの重要因子YAP/TAZの阻害剤および制御遺伝子を同定することを目的に、YAP/TAZの転写活性を細胞レベルで検出できるレポーターシステムを構築した。これを利用した化合物・天然物ライブラリースクリーニングにより、Hippo経路因子欠損マウスで、YAP/TAZを阻害し、抗腫瘍効果を示す物質が特定される等の成果につながった。また、同様のシステムを利用して、ヒトキナーゼ・フォスファターゼsiRNAライブラリーのスクリーニングを実行し、YAP/TAZの活性を制御する興味深い遺伝子も同定できた。さらに我々は、細胞接触によりHippo経路上流因子NF2が活性化され、がん抑制シグナルを伝達する分子機構に注目し、マス解析により、細胞接触時にNF2と結合する蛋白質がLin28Bであることを見出した。Lin28Bは核において、未成熟let-7マイクロRNAに結合して成熟化を阻害し、成熟let-7の標的であるMyc等のがん遺伝子のmRNA翻訳を亢進することで、腫瘍形成やiPS誘導を促進する因子である。本研究によって、細胞接触が起点となり、NF2がリン酸化依存的にLin28Bと結合することでLin28Bの核局在を阻害し、Lin28Bと未成熟型let-7の複合体形成を抑制して、成熟let-7の増加と細胞増殖の低下を引き起こすことを明らかにして報告した。このことより、Hippo経路におけるLin28B/let-7を介した新規がん抑制経路の存在が示唆され、新たな治療標的として注目されるものと考えられる我々は独自に開発した、内在性のYAP/TAZの活性を細胞レベルで視覚化・定量化できるレポーターシステムの構築に成功し、これを利用することで、システマチックでハイスループットな阻害剤およびsiRNAスクリーニングを実現可能にした。実際、複数のYAP/TAZ阻害剤の有望物質が得られており、それらの1つ抗寄生虫薬イベルメクチンであり、マウスを用いたin vivo実験において抗腫瘍効果もつことが示され、最近PNASに報告された。さらに、siRNAスクリーニングにおいても、エネルギー応答、免疫応答、細胞修飾、糖鎖修飾に関わる遺伝子が、新規のYAP/TAZ活性制御遺伝子として同定され、今後以下のとおり解析予定である。また、Hippo経路全貌を多角的に解析するため、Hippo経路上流因子NF2の結合蛋白質をマス解析により、網羅的に探索してマイクロRNA制御因子でかつ腫瘍誘導因子であるLin28Bが、新たにNF2の抑制標的であることを見出した。このNF2からのLin28Bを標的とした新規がん抑制シグナルの分子機構は最近Cell reportsに発表している。広範囲の生体組織において恒常性を維持し抗腫瘍シグナルとして作用するHippo経路の主な抑制標的は転写共役因子であるYAP/TAZである。このようにYAP/TAZの活性化は腫瘍化・がん幹細胞維持を促進するが、その一方、種々の組織幹細胞でも観察され、組織再生にも必須であることわかっており、生体恒常性の破綻と維持の両方に関わる諸刃の剣であることがわかる。それ故に、生体内でHippo経路およびYAP/TAZの活性が厳密にコントロールされていることが予想されるが、どのような環境やストレスで、方や腫瘍化、一方で組織再生に向かう道筋が規定されるのは全く分かっていない。そこで、我々はこれらの解明は、がんの予防・治療や再生医療の観点からも急務であると考え、その手がかりを得るために、内在性のYAP/TAZの活性化を視覚化・定量化できるYREレポーターを導入した細胞を利用して、siRNAライブラリーおよび標準シグナル剤キット(化学療法基盤支援活動)のスクリーニングを実行し、YAP/TAZの活性を制御する遺伝子やシグナル・ストレス刺激を網羅的に検索した。その結果、siRNAスクリーニングより糖鎖修飾、低栄養応答、炎症応答関連遺伝子や、さらに機能未知のキナーゼを同定し、Hippo経路シグナル伝達因子やYAP/TAZとの相互作用を解析中である。さらに、標準シグナル剤キットを用いたスクリーニングからは、種々のストレス応答に関わる薬剤がYAP/TAZの活性制御と密接に関わっている可能性が示唆され、その作用点を解明するとともにその効果に関する特許の申請を準備中である。平成28年度は、レポータースクリーニングにより同定した、YAP/TAZ活性を制御する遺伝子や薬剤に関して、内在性のYAP/TAZ標的遺伝子に対する効果やその作用機序の解明を主な課題していた。しかしながら、平成28年7月より産業医科大に赴任し、その異動前後の準備、異動後これまで汎用してきた実験系の立ち上げと再現性の確認、さらに必要機材の用意のために予定した進行状況よりやや遅れている。現在、産業医科大でも従来の実験系が遂行出来ることを確認出来たので、平成28年度に予定していた研究を遂行中である。