hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
iPS細胞由来樹状細胞とオートファジー誘導分子搭載ウイルスによる膵癌免疫療法

我々がスクリーニングした分子であるサイトカインシグナリング3抑制(SOCS-3)発現癌治療用ヘルペスウイルスを作成して評価し,高い治療効果を実験モデルにおいて確認した.将来の臨床応用を見据えた膵癌治療用ヘルペスウイルス療法の基礎開発が進んだと考えられる.また,iPS細胞由来樹状細胞を癌治療用ウイルスの腫瘍微小環境下に用いることで腫瘍免疫能が強化された。複雑な実験系であり,当初の予定より遅れ気味であったが、平成26年度最初はヘルペスウイルス作成解析に時間を要した.その後のiPS-DC研究は予定以上に速いスピードで進み、LC3特異的CTL誘導にはほぼ問題なく研究は終了した.現在進行中であるLC3特異的CTL誘導の研究は本研究の最も重要なパートであり、時間をかけて研究を進めている.以上からおおむね順調な進展とした.膵臓外科学平成27年度はじめにはマウス研究は終了する予定である.マウスでオートファジー誘導ヘルペスウイルス治療とLC3発現iPS-DCの併用療法の実現可能性が立証されたら,健常人iPSを用いたpreclinical studyへと研究を推進する予定である.健常人末梢血由来iPS-DCにLC3発現アデノウイルスベクターを感染させる.このDCをstimulatorとし,in vitroでCTLを誘導する.自己LCLにbeclin-1ヘルペスウイルスを感染させ、Targetとする.CTLがこのTargetを特異的に攻撃可能か否かを検討していく予定である.オートファジーを誘導するヘルペスウイルス開発の点では遅れが生じている。しかし、Beclin-1というオートファジー関連分子を同定し、治療ターゲットとしての候補に挙がってきたので、次年度の研究に進みにあたり新たな知見となっている。また、iPS細胞由来樹状細胞の樹立であるが、マウス由来の細胞で誘導に成功し、次年度の研究を進めるにあたり、前倒し出来た進捗状況である。以上、当該年度の研究の達成に関しての総合的な見解は、挑戦的萌芽研究の2年計画初年度としては、おおむね順調と考えている。平成26年度は、当初の計画のひとつであったiPS細胞由来樹状細胞の開発と免疫療法への応用に着手する予定である。すでに、マウスiPS細胞から樹状細胞(DC)の分化・誘導:マウスiPS細胞を使用し、OP9細胞(正常なM-CSF遺伝子を欠損したop/opマウスに由来する骨髄ストローマ細胞株)をフィーダー細胞として用いてDCへの分化誘導には成功している。これらの結果をもとに、安定して培養が可能なシステム構築を行っていく。また、同時並行として、iPS細胞由来樹状細胞の免疫応答に係る基礎的実験を進めていく予定である。さらには、膵癌に対して有効な免疫応答を惹起するペプチドを継続的に検索していく予定である。さらに、オートファジー誘導腫瘍溶解型ヘルペスウイルス或いは抗血管新生作用搭載腫瘍溶解型ヘルペスウイルスとの併用によるby stander効果の有無を検証する予定である。
走査プローブ顕微鏡によるナノスケール局所電気特性計測に関する理論解析

走査プローブ顕微鏡を用いた各種ナノスケール局所電気特性計測の理論解析に必要な方法論・シミュレータを開発・改良し、局所トンネル障壁高さ計測と印加電圧による探針誘起バンド湾曲との相関の解明、4端子抵抗測定にゲート電圧による抵抗値振動や府抵抗値出現の原因の解明、4端子抵抗測定おけるゼロ電流条件を満たす電圧プローブの電圧値を推測する公式の導出、等の成果を得た走査プローブ顕微鏡を用いた各種ナノスケール局所電気特性計測の理論解析に必要な方法論・シミュレータを開発・改良し、局所トンネル障壁高さ計測と印加電圧による探針誘起バンド湾曲との相関の解明、4端子抵抗測定にゲート電圧による抵抗値振動や府抵抗値出現の原因の解明、4端子抵抗測定おけるゼロ電流条件を満たす電圧プローブの電圧値を推測する公式の導出、等の成果を得た本研究では、走査プローブ顕微鏡を応用した各種ナノスケール局所電気特性計測における計測量の物理的意味の明確化を目指し、方法論・シミュレータの開発とそれを用いた理論解析を進めた。まず局所トンネル障壁高さ計測については、水素終端Si(100)面について計算・解析を行い、バンド湾曲に関して既報の実験とよく一致する振舞いを得た。さらに、関連の深い走査トンネル分光についても同じ表面の解析を行い、バイアス極性によるスペクトル形状の違いについて既報の実験とよく一致する結果を得ると共に、その物理的意味も明確にした。次にケルビン力顕微鏡については、金属表面について予備的な検討を行ったところ、試料・探針が同じ原子配列の平坦表面の場合に局所接触電位差がゼロにならないという物理的に不自然な結果を得た。この原因の究明は次年度の課題である。多探針電気特性計測については、ゼロバイアス電圧における自己無撞着計算の速度・収束性を高めるプログラム改良を行うと共に、4端子抵抗の解析を行った。ゲート電圧による4端子抵抗値の振動や負抵抗の出現等の既報実験結果と定性的によく一致する結果を得、これが電圧プローブによる反射と電子波干渉の観点から理解できることを示した。さらに、カーボンナノチューブに空孔欠陥がある場合についても解析し、プローブと欠陥との相対位置により4端子抵抗値が大きく変わり得ることを示した。最後に、走査キャパシタンス顕微鏡および走査型非線形誘電率顕微鏡にむけたナノ構造キャパシタンスの評価については、バイアス電圧印加によるエネルギー変化からの評価およびバイアス印加時のポテンシャル変化からの評価という2つを方法を検討し、金属絶縁体一金属接合系について妥当なオーダーのキャパシタンス値を得ることができた。しかしナノスケールの局所変化を解析するには精度が不足すると判明し、この問題の解決は次年度の課題である本研究では、走査プローブ顕微鏡を応用した各種ナノスケール局所電気特性計測における計測量の物理的意味の明確化を目指し、方法論・シミュレータの開発とそれを用いた理論解析を進めた。まず局所トンネル障壁高さ計測については、本年度は半無限電極部分をジェリウム模型からバルク結晶に代えるプログラム改良に注力した。次にケルビン力顕微鏡については、トンネル電流が大きい時に電極間力に不釣合いが生じる問題の検討を引き続き進めた。多探針電気特性計測については、ゼロバイアス電圧における自己無撞着計算の速度・収束性を高めるプログラム改良を引き続き行うと共に、ゲート電圧による4端子抵抗値の変化について、より精緻な解析を行った。その結果、4端子抵抗スペクトルの振動周期がプローブ先端付近の局在準位のために接触点間干渉から予想される滑らかな振舞いからの外れる場合があること、および1次元系特有の状態密度の発散点であるvan Hove特異点が4端子抵抗スペクトルのピークやディップと関係することを明らかにした。最後に、キャパシタンスが関係した計測法である走査キャパシタンス顕微鏡および走査型非線形誘電率顕微鏡については、ナノスケールの局所変化を解析するには精度が不足する問題が未だ解決できていない。このため、この問題の検討と並行してキャパシタンスが重要な役割を果たす過渡電流応答・交流電流応答について解析を始めた。量子ドットに矩形波ゲート電圧を印加した際の過渡電流の量子ドット-電極接触強度依存性について、最近報告された実験データをよく説明できる計算結果を得ることができた。本研究では、走査プローブ顕微鏡を応用した各種ナノスケール局所電気特性計測の理論解析に必要な方法論・シミュレータの改良と、計測量の物理的意味および関連する計測手法間の計測量の相互関係の明確化を目指した理論解析を行った。まず水素終端Si(100)面について、局所トンネル障壁高さ計測(LBH)と印加電圧による探針誘起バンド湾曲との相関を解析し、バンド湾曲が印加電圧と共に単調に変化するのに対し、LBHの変化は単調でないことを示した。この振舞いの違いは印加電圧による電子状態変化から説明できる可能性があることがわかった。次に多探針電気特性計測については、バイアス電圧印加自己無撞着計算ができるようプログラムを改良したと共に、電圧プローブの電流がゼロとなるような電圧をゼロバイアスでの透過関数から推測する公式を導き、自己無動着計算結果からこの公式がよい近似であることを示した。さらに、電子-フォノン散乱効果をプログラムに組み込み、これを用いて中央の1原子で電子-フォノン散乱を考慮して水素原子鎖の4端子抵抗を計算した。電流端子間および電流端子-電圧端子間の電圧差が振動エネルギーに対応する場合に非弾性散乱で微分抵抗が変化することを明らかにした。

静電容量解析に代えて行った交流・過渡応答特性解析では、まずオクタテトラエン分子架橋系等の過渡応答電流が、分子-電極間相互作用が弱い場合には分子のエネルギー準位に対応する成分に分解でき、その各成分は量子ドット系と同様な単純な挙動を示すことを見出した。次に原子空孔を含む金属単層カーボンナノチューブのTHz領域の交流応答を解析し、直流コンダクタンスが空孔位置によらないのに対し、アドミッタンスの虚数成分は強く依存することを示した。
造血幹細胞の悪性化を生み出す「差異」の同定と、新たな治療概念の創出

治療成績向上を目指し、白血病幹細胞を標的としたより効果的な治療法の開発が進められている。これまでの造血幹細胞と白血病幹細胞の「差異」に着目した研究から、表面マーカー、遺伝子発現、シグナル伝達における両者の違いが明らかとなりつつある。一方で、白血病幹細胞の異常性の根幹となる自己複製経路の活性化が、どのような「差異」によって導かれているかは不明なままである。本研究は造血幹細胞の自己複製の分子機構の破綻が、どのように白血病幹細胞の維持に寄与しているかを解明する。その結果から、白血病化やその維持に必須な因子を明らかとし、白血病幹細胞を標的とした新規治療法の開発へと展開するための研究基盤を確立する。
リピート関連非ATG翻訳のメカニズム解明

リピート関連非ATG翻訳(RAN翻訳)は開始コドンATGに非依存的な翻訳であり、遺伝子非翻訳領域内の異常伸長したリピート配列が起因するノンコーディングリピート病(リピート病)の研究から発見された。転写された異常伸長リピートRNAからRAN翻訳により産生されるポリペプチドが神経変性を引き起こすことから、RAN翻訳のリピート病発症への関与が示唆されている。しかし、RAN翻訳のメカニズムは未解明である。本研究ではその解明を目的とし、RAN翻訳モデル細胞を用いてスクリーニングを行うことでRAN翻訳関連分子を同定し、リピート病モデルショウジョウバエを用いて、RAN翻訳への関与をin vivoで検証する。
友敵論の系譜的再構築を基軸とした「情動のデモクラシー」に関する哲学的研究

本研究の成果は、報告者がこれまで取り組んできたデリダ研究の成果を基盤としながら、それを発展させることによって「情動のデモクラシー」という独自の哲学的観点から、いくつかの哲学的な議論を練り上げたことである。その結果、「友愛」「情熱」「労働」「決断」といった概念についての現代の議論に多角的に貢献することができた。本研究の二年度目である25年度の研究実績は、初年度の成果を引き継ぎながら、以下の視点から、「情動のデモクラシー」を形成する根本的な諸論点を解明したことにある。第一に「決断」と「情熱」。民主主義であれ資本主義であれ、近代の市民社会の制度は、質的に異なる特異な諸個人を均質化・数量化することで成り立っている。現代のデモクラシーにおける「決断」の論点のひとつは、私にとっての他者の存在を、「誰でもよい誰か」の偶然性のみならず「偶然的であるがゆえの必然性」としていかに肯定できるのか、という点である。デリダのキルケゴール論を手がかりとしつつ、この肯定性を、キルケゴールが信仰のうちに見出した「他者への情熱(Lidenskab)」として探究した。第二に「労働」と「言語」。ポストフォーディズムと呼ばれる現代の労働形態が複雑になるにつれ、労働の本質はますます言語によって規定されるようになる。資本主義のこの言語は、しばしば劣悪な環境で労働に従事せざるをえない労働者の「感情労働(やりがい)」を鼓舞するための言語としても現れる。他方、デリダが民主主義の条件として見出したひとつの要点に「すべてを言う権利」としての言語の無条件性がある。言語活動のこうした無条件性の観点から、資本主義経済による感情労働の搾取という実態を批判的に考察し、労働の民主化の条件を模索した。第三に、補足的な作業として、初期デリダの代表作『散種』の再読を通じ、以上のような言語の無条件性への観点を、プラトンからマラルメに至るミメーシス論の脱構築として再検討した。本研究の初年度である24年度の研究実績は、以下の視点から、「情動のデモクラシー」にとっての予備的な諸前提を解明したことにある。第一に、政治的情動論の範型となるデリダの民主主義論に特有の論点を解明した。それによれば、9.11テロ以後の政治状況が一般に見て取られるように、「敵」のつくり出す暴力のイメージ、恐怖のイメージは、メディアというテクノロジーを介して切り取られ再構成されて、世界中に伝播し拡散する。それらのイメージは、人々に恐怖をかき立てる点で、テロリストたちが活用するものであると同時に、テロを根絶しようとしている者たちがメディアを介し、まさに恐怖という情動の出来事へと劇化し共有すべきものとしてつねに欲している当のものにほかならないのである。第二に、民衆を結びつける情動的紐帯のひとつの根源として「ミメーシスの快」の役割を明らかにした。アリストテレス以来のミメーシスの概念は、たんなる再現的な模倣活動であるにとどまらず、自然の鷹揚さそのものの模倣であることにおいて、人間的自由の本質を述べるものであり、そこに人間を相互に結びつける知的快の起源をみとめることが可能である。このことがとりわけカント、ニーチェ、ベンヤミンにいたるミメーシスの系譜において示された。また補足的な論点として、デリダと深い交流関係にあったアメリカの文芸批評家ポール・ド・マンの古典的著作を翻訳・紹介できたことにより、ルソー解釈をめぐる両者の鋭い緊張関係のなかで、ルソーの言語起源論の情動・情念・感動の位置づけを剔抉することができた。本研究の最終年度である26年度の研究実績は、以下の二つの視点から、デリダにおける「情動のデモクラシー」の展開をなす根本的な諸論点を解明した点にある。第一に「友愛」概念の系譜の再解釈。しばしばアリストテレスに帰される「おお友よ、友はいない」という言葉は、近代の校訂版によって覆されるにいたった。しかしデリダの再解釈が明らかにしたのは、あらゆる友愛が、死者への呼びかけとしての哀悼的構造をもち、それがむしろアリストテレスからニーチェへと至る友愛の隠された伝統を形成するということであった。本研究はその論点を明確にすることにより、死せる友たちの記憶によって共同体とその政治が形成されてきた「情動のデモクラシー」の新たな論点を示すことができた。第二に「国家創設」行為について。本研究が、情動のデモクラシーの基礎をなす根本問題として行き着いたのは、国家や共同体を創設する立法行為の問いであった。デリダのアメリカ独立宣言論は、この問題に、ひとつの言語行為論的な説明を与えており、なおかつ、言語行為論の限界を指摘するかたちで、命名や署名の反覆可能な構造における謎を明らかにした。本研究は、この論点をあらためて追究することにより、情動の共同体を媒介する「固有名の効果」というさらなる論点への道筋をつけることができた。上記の点に付帯する成果としては、デリダの重要だが未邦訳にとどまっていた独立宣言論を日本語に翻訳・紹介し、デリダ研究の基礎資料的な次元での貢献をすることができた。

また、初期デリダの研究に欠かせない、フランスの哲学者ジェラール・グラネルの古典的なデリダ論も翻訳・紹介することができた。哲学・倫理学後に示すように、学術雑誌の寄稿論文の公刊といったかたちで、成果を出すことができた。これは当初の計画で考えられていた水準をおおむね達成するものとなっている。ただし、友敵論に関する論考を発表できていないため、課題の達成は次年度以降に持ち越されている。後に示すように、図書での論考、学術雑誌の寄稿といったかたちで、成果を出すことができた。研究は進展しているが、友敵論に関する研究に集中することで、これまで以上に、計画に合致した研究を進める。研究は順調に進展しており、予定通り、研究計画を進める。25年度は、初年度に把握したデリダの友愛論とその民主主義概念を起点とし、その枠組みを「情動のデモクラシー」一般の視座へと練り上げ直すこと、そして、そのように再定義された「情動のデモクラシー」が現代民主主義論のなかでいかに位置づけられるのか、また新たな民主主義概念としてどのような寄与を果たしうるのか、について探究する。作業としては、友敵論を基軸とした「政治的情動」論の可能性をより広範な文脈で一般化するべく、加入学会(日本哲学会、美学会、表象文化論学会など)や19世紀学研究所等を通して他分野の研究者との交流を図り、本研究に更なる反省を加え、その批判的な展開を試みる。
第三世界の発展と超国籍化の進展

2.本研究の相手機関シドニー大学超国籍企業研究所より研究分担者を本邦に招へいし、本研究計画期間中3回にわたって国際ワークショップを開催した。年度別招へいの実積は、昭和62年度1名、昭和63年度2名、平成元年度2名の内訳である。3.本研究の共同研究者が現地実態調査を実施した国は3カ年の研究期間中、韓国、タイワン、中国、タイ、マレーシア、ベトナム、ホンコン、インド、バングラデシュ、オーストラリア、米国、メキシコ、コートジボアール等13カ国・地域に及ぶ。4.内外共同研究者のとりあげた研究論文、国際ワークショップ提出ペーパーは、(1)日本・オーストラリア経済関係の展開、(2)超国籍企業の技術開発、(3)価格政策、(4)多国籍製薬業の市場問題、(5)漁業環境問題、(6)超国籍企業の輸出加工区戦略、(7)超国籍企業と地場産業等を扱う。5,この国際共同研究を通じ、第三世界の発展という観点から日・欧・米企業の超国籍的展開は(1)第三世界との技術格差を拡大しつつあること、(2)先進国企業によるエレクトロニクス技術の第三世界への導入・生産拠点のグローバル化、によって、第三世界の開発戦略に重大なインパクトを及ぼしつつあること、(3)その結果、第三世界はその発展過程にあって技術的主権(Technology Sovereignty)をどのように確保し得るか、という困難な政策課題に直面していること、などが明らかになった。本研究計画は,アジア・太平洋地域等第三世界における日本及び欧米諸国の超国籍企業活動がこれら諸国(地域)の開発体制に及ぼる政活・経済的インパクトを学際的・総合的に研究することにより超国籍化の進展という世界秩序の変容過程を明らかにすることを目的とする.イ)アジア・太平地域における先進諸国系多国籍企業の研究は, (1)国連ESCAP(経済社会委員会)のTNCユニット及び(2)シドニー大学超国籍企業センター(Transnational Corporation Reseaich Project)の両機関が優れた研究成果を出し高い評価を受けている.これら両機関との研究交流・資料交換を今後進めることとなった.ロ)タイ国バンコク市及び近郊の日本及び欧米諸国籍企業を対象として(1)研究開発の実態, (2)価格設定の方式, (3)国際マーケティングの戦略・等について調査票による実態調査を実施した.調査結果の分析は今後の課題である.暫定的なファィンディングスとしては,タイの市場が急速に競争原理のもとに組織化され,企業の経営効率が高まるものと思われる.ハ)オーストラリアの若干企業を訪門,最近M&A(企業合併)による産業のリストラクチャリングの動言を調査し,これがアジア・太平洋地域の市場構成にどのような影響を及ぼすか研究者等の意見摂取を行なった.また,オーストラリアの産業がアジア太平洋地域への投資機会を求めて次第に進出する動きが著しい.ニ)本研究計画が扱うアジア太平界地域は産業地図の急速な変化にともない経済の相互依存関係が進みこれが「超国籍化」という秩序変容にどのように〓じつくが,今後の検討課題といたしたい.2.本研究の相手機関シドニー大学超国籍企業研究所より研究分担者を本邦に招へいし、本研究計画期間中3回にわたって国際ワークショップを開催した。
微小重力環境利用による液体中異相粒子の界面張力勾配駆動型運動の解明

垂直に温度勾配(上方が高い)を持つ蒸留水およびシリコーンオイル中の微細異相粒子の挙動を1gおよびマイクログラビティ(10^<-5>g)環境下で調べた。岐阜県土岐市の無重量落下施設を利用して、微小重力(10^<-5>g,4.5秒)環境下、1gのもとで生じる研究妨害因子を取り除いた状態において、シリコーンオイル中の微小水滴の挙動を調べた。シリコーンオイル中に温度勾配がない場合、微小重力(10^<-5>g)に到達すると、それまで沈降を続けていた微小水滴は停止し微小重力の間中、動きは停止していた。一方垂直方向に温度勾配がある場合、シリコーンオイル中の微小水滴は微小重力に到達すると、、それまで沈降していた動きを短時間止めたあと、上方に運動をはじめた。上昇速度は水滴の直径の増加、温度勾配の増加とともに増大する傾向を示した。水-シリコーンオイル間の界面張力は温度の上昇とともに減少する。したがって、水滴-シリコーンオイル間の界面張力は上方ほど小さくなり、申請者らのこれまでの研究結果をもとにすれば、上記界面張力勾配により、水滴を上方に押し上げる力が作用する。その結果、微小重力のもとでも、水滴が上方に運動するものと解釈でき、上昇速度の粒子径、温度勾配依存性も上記研究結果から、定性的に説明可能である。しかし、蒸留水中のポリスチレンラテックス粒子の挙動等、より多くの種類の系に対して、微細異相粒子の挙動をより定量的に明らかにしていくためには、4.5秒程度の微小重力保持時間では不十分である。航空機実験を行った結果、微小重力が約20秒間得られる本法により、上記微細粒子の挙動のより精密な本質的解明の可能性のあることが明らかになった。報告者らはまず水モデル系を用いて1gのもとで,垂直温度勾配が存在する蒸留水中での固体PS粒子の界面張力勾配駆動型運動を観察した。次いで、落下実験の環境に対応し得る実験装置を製作し、岐阜県土岐市の無重量落下施設を利用して,微小重力(10^<-5>g,4.5秒)環境下,1gのもとで生じる研究妨害因子を取り除いた状態で,界面張力勾配のもとでの微細粒子の運動を調べた。落下実験の結果により新しい装置を落下させるタイミング,落下中セル内の粒子の挙動の観察及び制動時の衝撃(約10G)に対する装置の耐久性など有益なデータが入手できた。さらに,地上(1g)で温度勾配なしの蒸留水中で重力によりゆっくり沈んでいるPS粒子は落下直後,粒子のサイズと関係なくすべての粒子が止まることが分かった。このことにより,微小重力環境下重力の慣性による力が粒子の動きに与える影響が殆どないことを確認した。今後,微小重力環境下で微細粒子の挙動に及ぼす界面張力勾配の影響をより詳しく調べるため,地上の観察実験を各種条件のもとで系統的に行い,1gのもとでの研究の問題点,限界を明らかにする。この結果を踏まえ,微小重力環境下固体PS粒子の界面張力勾配駆動型運動を詳細に調べていく予定である。さらに,地上において,新しい微細液体粒子-液体系の界面張力の温度依存性を精密に測定し,微小重力環境下での微細液体粒子の界面張力勾配駆動型運動を調べ,得られた結果を解析し,定量的に記述することを試みる。報告者らは前年度水モデルを用いて、岐阜県土岐市の無重量落下施設を利用して,微小重力(10^<-5>g,4.5秒)環境下,垂直温度勾配が存在する蒸留水中での固体PS粒子の界面張力勾配駆動型運動を観察する実験を行った。

そこで、その実験結果を踏まえて、今年度には新たに微細液体粒子-液体系を用いて、微小重力環境下粒子の界面張力勾配駆動型運動を詳細に調べた。まず、地上で純水-シリコンオイル系の界面張力の温度依存性を精密に測定したうえ,改良した落下実験装置を用いて、自由落下による微小重力環境下シリコンオイル中微細水粒子の挙動を観察した。微小重力環境になると等温系では微細水粒子が静止したのに対し、垂直温度勾配が存在する系ではそれまで沈降していた純水粒子が上昇した。粒子の直径が大きいほど純水粒子の上昇速度が速い傾向が見出された。向井らは界面張力勾配に基づく駆動力による微細剛体粒子の速度Vと界面張力勾配K及び粒径Rとの関係について次の理論式を導出した。V=-4RK/9η(1)今回の微小重力実験結果はその理論と定性的には一致すると考えられる。さらに、北海道大学低温科学研究所の古川助教授との共同研究として、航空機実験を行った。その実験結果から、航空機実験に最適な観察セルの構造と形状、実験中セル内における粒子の挙動の観察及び航空機内の操作の限界など、有益なデータが入手でき、今後、微小重力状態が保持される時間がより長い(約20秒)航空機実験を用いて、粒子の界面張力勾配駆動型運動のより精密な本質的解明の期待できることを明らかにした。
脳と主観的感情反応及び物理特性に基づいて標準化された触覚刺激の作成

本研究費の主目的であった感情を喚起する触覚刺激提示デバイスは完成し、脳波計測においても、fMRI計測においても問題なく使用できることが確認され、実際に感情喚起実験を行った。これらの成果は、前者を感情喚起を行うことのできる触覚デバイスの開発に関する論文として、後者を圧力と速度を統制した触覚刺激による感情喚起実験の報告として、それぞれ国際誌に投稿中である。また多くの実験参加者に視覚・聴覚・触覚刺激に基づく感情喚起実験を行ったデータから、各感覚と感情の結びつきには個人差があることが明らかになった。これをより詳細に検討するため、質問紙を作成し、人が感情を感じる際にどの程度各感覚情報が寄与するかを測定した。この結果は「感情体験への各感覚寄与度のパタン分析」として第10回多感覚研究会にて発表を行った。この成果により示唆された感覚と感情に関する個人差について、脳科学的に検証する新たな研究を、所属研究機関のプロジェクトとして引き続き行っている。情報技術協会講演会企業向けセミナー「触感が感情認知に及ぼす影響とその可視化、製品応用」において、「触感に反応する脳反応測定と感情状態の可視化」と題する講演を行った。また本基礎技術を基にした企業共同研究を3件開始し、科学研究費で構築した研究パラダイムおよび知見の産業応用への発展を継続的に行っている。また本研究費で研究協力者として参画した埼玉大学原正之准教授との共同研究として科学研究費基盤研究B「ロボティクス・ハプティクス技術に立脚したヒトの自他認識操作技術の創成」が採択され、触感にかかわる研究を継続的に行うことになった。以上のように本研究計画において、脳波およびfMRI実験においても触覚刺激を用いて感情喚起実験を統制的に行うことができるようにり、感情と触感に関する心理および脳科学研究を行う基礎を構築した。本年度は、予定されていた素材の選定、機器の開発、予備実験、fMRI内でのノイズ状況確認、機器の改善、行動実験の遂行と、予定されていた検討内容が完了し、脳科学的実験を行う準備が完了した。一部予定されていた実験を行う必要がなくなった分、省略したものがあることを除いては、全て計画通りに進んでいる。また計画には盛り込まれていなかった、他感覚モダリティとの比較というトピックを盛り込むことで、成果の汎用性を上げる試みを開始した。以下に詳述する。第一に、予定されていた素材の選定に関して、2016/04/21、05/12、06/03、06/19と協議のためのミーティングを行った。この結果素材に関しては、市販の素材を参考にしつつ、広島大学内で単独に素材選定、収集を行うこととした。素材選定に関しては、数十の素材を検証し、fMRI実験に使用可能と判断された8素材を厳選した。第二に、予定されていた装置の開発に関して、2016/05/13、06/19-20、12/20-22、その他電話、遠隔会議などで多数のミーティングを行った。この結果、6月20日にプロトタイプが完成し、運用試験実験を11月まで重ねた。12月に最終調整を行い、触覚刺激装置が完成した。その後fMRI内でのノイズチェック実験を行い、十分に小さなノイズ付加で運用が可能であることを確認した。第三に行動実験に関しては、厳選した8つの素材を、12種類の呈示の仕方で合計96種類の触感刺激を提示し、それに主観的な感情及び触感評定を行わせる実験を50名の参加者に対して行った。本結果は解析中であり、来年度の発表及び出版に向けて知見の整理及び、共有ミーティングを行っていく。研究実績の概要に述べた通り、計画された検討は全て予定通り完了し、これに加えて新たに多感覚比較というトピックを盛り込んだ。さらにMEGでの検討なども進めており、こうした新たなトピックは今後の挑戦的萌芽研究の継続的な獲得を動機づけるものとなっている。また本研究費で研究協力者として参画した埼玉大学原正之准教授との共同研究として科学研究費基盤研究B「ロボティクス・ハプティクス技術に立脚したヒトの自他認識操作

技術の創成」が採択され、触感にかかわる研究を継続的に行うことになった。以上のように本研究計画において、脳波およびfMRI実験においても触覚刺激を用いて感情喚起実験を統制的に行うことができるようにり、感情と触感に関する心理および脳科学研究を行う基礎を構築した。予定されている研究を進めていくと同時に、翌年度以降の研究の継続につながる検討を開始し、新たな科学研究費への応募を目指す。具体的には、予定されていたfMRI実験を行い結果を発表するとともに、新たに得られた多感覚比較というトピック及び脳磁図への応用などの点に関して、連携研究者と協議の上、研究計画を策定する。申請者は同年度から若手研究Aにおいても助成金を受けているが、こちらと機材等を共有して研究を行うことができるため、備品等の効率的な共有により資金が適切に節約できたところがある。具体的には、本年度は研究補助員を雇う必要なく事業を遂行することができたため、主に人件費の点で大きなアドバンテージがあった。さらに、既存の高額な触感サンプルセットを購入する必要なども、協議の結果なくなったので、その分の予算も必要なくなった。fMRIのランニングコストなどが、当初予定では所属研究室のものを使うために発生しないことを予定していたが、実験の迅速な推進のためには、研究費を投入してスキャン数を増やすなど、研究の迅速な遂行に充てる。一方で、当初予定していた予算額からは厳格されている部分があるため、その分に補填できると考えている。
キラルオレフィン触媒を駆使する不斉ハロゲン化反応の開発

本研究では、不斉ハロ環化反応の開発において盲点となっていたキラルオレフィンを基盤とする不斉触媒デザインが高活性なキラルハロゲン化剤の生成につながるかを検証した。具体的には、林・カレイラらによって開発されたキラルジエンや反応性を調節した一置換オレフィンを有するビナフチル型キラルジエン、ならびに基質との静電的相互作用部位をもつ新規オレフィン触媒を公知のブロモラクトン化反応に適用した。しかしながら、これらを用いる反応において反応加速効果は見られなかった。不斉ハロゲン化にオレフィン化合物を触媒として応用するためには、触媒の反応性や基質の構造を精密にチューニングするなど、さらなる検討が必要である。未開発の不斉ハロ環化反応の導出により創薬研究に供給可能な含ハロゲン有用キラル合成素子のケミカルスペースを飛躍的に拡大することを目指し、不斉ハロ環化反応の研究において盲点となっている「キラルオレフィンを基盤とする新しい不斉触媒デザイン」に着目して研究を行った。まず、入手容易なシンコナアルカロイドにオレフィンを導入したキラル化合物群を用いて、すでに公知のブロモラクトン化反応によりアイデアの妥当性を検証した。しかしながら、検討を行ったいずれの触媒においてもオレフィン部分が実質的に反応加速効果を示す有望な結果は得られず、立体選択性の発現も見られたなかった。この理由の一つにオレフィン触媒の反応性が考えられた。すなわち、ハロゲン化触媒としてキラルオレフィンを利用するためには、触媒と基質に含まれる各々のアルケンの反応性を差別化し、触媒が基質よりも先にハロゲン化剤と反応することが鍵となる。そこで、基質に優先して二座配位による安定なハレニウムイオンが生成すると期待されるジエン型触媒に着目した。まず、林・Carreiraらによって開発された市販のキラルジエンを触媒として上記のモデル反応に適用した。これまでのところ、触媒とハロゲン化剤から生じたキラルなハレニウムイオンが介在する反応が進行していることを示す実験結果は得られていない。現在、ブロモラクトン化反応以外のモデル反応を設定して上記触媒の機能評価を行っている。研究実績の概要に示したとおり、現在のところ期待しているキラルオレフィンによるハロゲン化剤の活性化が難しく、不斉制御下でのオレフィン交換による基質の立体選択的ハロゲン化と目的環化反応が進行していない。オレフィン単独でのハロゲン化剤の活性化が当初想定した以上に困難であることが主たる理由であるが、オレフィンによるハロゲン化剤の活性化が進行する場合においても、生じるハロニウムイオン中間体の安定性に加えて、触媒-基質間の相互作用および分子内求核剤の活性化の有無が反応に大きく影響すると考えられる。すなわち、触媒とハロゲン化剤との反応によってハロニウムイオン中間体が生じた際に、触媒近傍に基質が存在していれば効果的に基質とのアルケン交換が起こり、目的反応が促進されると期待される。本研究の目的は、未だ実現していない不活性オレフィン類の不斉ハロ環化反応を導出することにより創薬研究に供給可能な含ハロゲン有用キラル合成素子のケミカルスペースを飛躍的に拡大することであった。課題実現のための戦略として、不斉ハロ環化反応の研究において盲点となっているキラルオレフィンの触媒的応用に注目し、キラルオレフィンを基盤とする新しい不斉触媒デザインが高活性なキラルハロゲン化剤の生成に繋がるかを検証した。キラルオレフィンを不斉ブロモ化触媒として利用するには、触媒オレフィンが基質オレフィンよりも高い反応性を有することが必要である。これを踏まえて、林・カレイラらによって開発されたキラルジエンを触媒に用いて、すでに公知の不斉ブロモラクトン化反応によりアイデアの妥当性を検証した。すなわち、キラルジエンは二座配位によって基質に優先してブロモ化剤を活性化できると期待され、不斉制御下でのオレフィン交換による基質の立体選択的ブロモ化と目的環化反応が進行すると想定した。しかしながら、いずれのキラルジエン触媒を用いた場合も触媒非存在下での反応と比較して顕著な反応加速効果が確認できなかった。この結果から、固定化された二つのオレフィンと相互作用し得るブロモニウムイオン中間体は安定であり、基質オレフィンのブロモ供与が進行していない可能性を考えた。そこて&#12441;、触媒のオレフィンの反応性をチューニングする目的で二置換オレフィンよりも反応性が低い一置換オレフィンを有するビナフチル型キラルジエン、ならびに基質との静電的相互作用部位を併せもつ新規オレフィン触媒を検討した。しかしながら、これらを用いる反応においても反応加速効果は見られなかった。以上から、不斉ハロゲン化にオレフィン化合物を触媒として応用するためには、触媒の反応性や基質の構造を精密にチューニングするなど、さらなる検討が必要である。上記の進捗状況を踏まえ、以下の点に焦点を当てて研究を推進する。

一つ目に、触媒アルケンとハロゲン化剤によって生じるハロニウムイオンの安定性を考慮し、触媒として不飽和エステル類を検討する。共役オレフィンのハロゲン化剤に対する反応性は低いが、生じるハロニウムイオンはより安定化されると期待される。一方で、安定化されている触媒ハロニウムイオンと基質のオレフィンとの交換反応を促進するためには基質を触媒近傍に固定する必要がある。そこで二つ目として、基質触媒間相互作用部位をオレフィン触媒内に導入する。申請者はこれまでに、3価リンとブロモ化剤の反応によって生じるブロモホスホニウム塩が基質との相互作用に有効であることを見出している。そこでまず、基質相互作用部位として3価リンを併せもつ共役オレフィン触媒を合成して触媒活性を調査する。不斉触媒化学触媒合成に高価な試薬類や分取型HPLC用カラムの購入が必要となるが、現在のところアルケン触媒の機能評価が当初の計画通りに円滑に進行しておらず、新規キラルアルケン合成が滞っている。新規キラルアルケンの基本構造が定まり次第、その類縁体ならびに誘導体化を随時行う必要があり、試薬購入や分取型HPLC用カラムの購入に助成金を充てる計画である。
肝内胆汁うっ滞症の創薬分子標的に資するユビキチンリガーゼの同定

MRP2発現293細胞の粗膜分画からMRP2抗体を用いて調製した免疫沈降物中において、MRP2のUb化が確認された。MRP2 293細胞の細胞膜タンパク質を細胞膜非透過性のEZ-Link Sulfo-NHS-SS-Biotinを用いて標識し(biotin標識)、細胞膜上MRP2の分解速度を測定したところ、C末端のグリシン残基を欠失したUbのドミナントネガティブ体(UbΔGG)を発現させることにより顕著な低下が認められた。また、MRP2の内在化速度に関しては、UbΔGGの発現による有意な変化は認められなかったものの、内在化したMRP2の分解速度を測定したところ、UbΔGGの強制発現によって、内在化したMRP2の分解速度は顕著に低下した。以上の結果からMRP2のUb化はMRP2の内在化後の分解シグナルとして働くことが示唆された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
補空間の曲面の性質を用いたリボン結び目の特徴づけと分類

本研究の目的は,3次元空間における結び目の補空間に存在する曲面の位相的な特徴を調べることで,リボン結び目の特徴づけ及び分類を行うことである。メナスコは1980年代の論文において,結び目補空間の曲面を調べるための有効な手法を発表した。この手法を用いると曲面同士の交叉に現れる曲線を調べることで,結び目の図式から直接,曲面の性質を考察可能である。この手法をリボン結び目の研究に適用できるように修正することで,研究成果を上げられると考えた。当該年度は前年度に引き続いて,研究課題であるリボン結び目の補空間の曲面を用いた研究を行った。リボン結び目の例である対称和は,鏡映対称な位置にある2つの結び目を,対称平面上でつなぐことで得られる結び目である。この対称性の条件を考慮することで,補空間の曲面の関係を調べ,対称和の研究をさらに進めた。その結果として,最小ねじれ数が1である対称和に対して,それがサテライト結び目の場合に,その補空間に互いに平行でない圧縮不能トーラスが少なくとも2つ存在することが分かった。またその帰結として,パターン絡み目が双曲的でないことが分かった。関連した研究として,2成分の絡み目である対称和の研究を行った。対称和絡み目に対して,最小ねじれ数を定義し,各成分の最小ねじれ数との間の不等式を与えた。さらに,「その不等式の等号が常に成り立つか」という問題を考え,その問題に対していくつかの反例を与えた。本研究の目的はリボン結び目の特徴づけ及び分類を行うことである。1984年の論文においてMenascoは交代絡み目の研究において,その外部の曲面を調べるための有効な手法を導入した。この手法は,これまで結び目理論におけるいくつかの重要な問題の解決に用いられている。この手法の特徴は結び目の図式から,その結び目の外部の曲面の性質を考察できる点である。したがって曲面を直接扱うため,他の研究手法と比べ,結び目のより詳細な情報を導くことが予想される。そのため,この手法をリボン結び目の研究に用いることは,大きな成果が見込まれ,また意義があると考える。当該年度では,研究課題であるリボン結び目の補空間の曲面を用いたリボン結び目の研究において,リボン結び目の例である結び目の対称和について考察を行った。対称和は結び目の図式の形状を用いて定義されるため,一般に上記のMenascoの手法を用いて交代結び目と同様に特徴づけられると期待できる。その結果として,対称和が合成結び目である場合の補空間の分解球面の位置を調べることで,ある条件の下で対称和の特徴づけを行うことができた。具体的には,合成対称和を構成するタングルが1個の場合に,それが2つの対称和の連結和であるかまたは,ある結び目とその鏡像からなる対称和の成分を含むことを示した。その帰結として,合成対称和で最小ねじれ数が2である対称和結び目の例を初めて示すことができた。関連した研究として,結び目の結び目解消数と領域結び目解消数に関する研究を行った。結果としてゲーリッツ不変量から定まる数量を用いて,それぞれの不変量に関する評価式を得ることができた。対称和の例である金信結び目の結び目解消数と領域結び目解消数はそれぞれ2,3以下であることが分かるが,この評価式を用いることにより,それらが2,3に一致するための十分条件を与えることができた。当該年度はリボン結び目の例として知られている結び目の対称和の特徴づけを行っている。対称和が合成結び目の場合に,その補空間の分解球面を,切り貼りの議論及び概要で述べたMenascoの手法を用いて調べることにより,最小ねじれ数が1の対称和に対してその特徴づけることができた。特に,合成対称和で最小ねじれ数が2である例を多数構成することができた。その内容について8月に開催された研究集会「拡大KOOKセミナー2016」で研究発表を行うことができた。一方で,Menascoの手法を対称和に適用する場合,そこで扱う図形の複雑さから一般には特徴づけることは難しい。しかし,その手法を少し修正することで空間グラフを用いて研究するとこができることが分かってきた。また,結び目のゲーリッツ不変量の研究を行い,結び目の結び目解消数と領域結び目解消数の評価を行うことができた。その結果として対称和の例である金信結び目の結び目解消数と領域結び目解消数がそれぞれ2,3であるための十分条件を与えることが出来,[Topology and its Applications 219 (2017)]において学術論文として発表することができた。以上により,研究はおおむね順調に進展していると考える。本研究の目的は,結び目補空間の曲面の性質を用いてリボン結び目の特徴づけ及び分類を行うことである。Menascoは1980年代の交代絡み目の研究において,結び目補空間の曲面を調べるための有効な手法を導入し,これまで結び目理論におけるいくつかの重要な問題を解決した。この手法では曲面の交わりを調べることで結び目の図式から直接,曲面の性質を考察できる。したがって,他の研究手法と比べて,曲面を頭の中でイメージしながら結び目の性質を調べやすい。よって,このような手法をリボン結び目に用いることは大きな成果が見込まれると考えた。当該年度では,前年度に引き続き研究課題であるリボン結び目の補空間の曲面を用いた結び目の対称和についての研究を行った。対称和は鏡映対称な位置にある2つの結び目を,対称平面上にあるいくつかの2タングルでつなぐことで得られる結び目である。したがって,この対称性を持つことが主要な特徴である。

この対称性と曲面との関係を考察することで研究をさらに進めた。その結果として,合成結び目である場合の補空間の分解球面を調べることにより,対称和の特徴づけを行うことができた。具体的には,最小ねじれ数が1である対称和に対して,それが素な結び目となるための十分条件を示した。また最小ねじれ数が1である2つの対称和結び目の連結和が最小ねじれ数2を持つための必要十分条件を与えた。さらにその帰結として,最小ねじれ数が2である結び目が無限個存在することを示した。これまでの研究成果をまとめた論文を査読付き雑誌に投稿した。関連した研究として,対称和のp彩色数に関する研究を行った。結び目の符号数の性質を用いることにより,p彩色数がpである対称和が無限個存在することを示した。当該年度は前年度に続き,結び目の対称和の特徴づけを行っている。合成対称和に対して,その補空間の分解球面を切り貼り手法及びグラフ理論的手法を用いて調べることで,ある種の対称和が素となるための十分条件を与えた。また最小ねじれ数が1である2つの対称和の連結和が最小ねじれ数2を持つための必要十分条件を与えた。さらにその結果を用いて,対称和で最小ねじれ数が2である例を無限個構成することができた。その内容について11月に開催された研究集会「4次元トポロジー」で研究発表を行うことができた。一方で,Menascoの手法を対称和に適用して研究を行った。その結果,一般に対称和の補空間の曲面を扱う場合,対称平面上にある2タングルと曲面との交わりの解析が重要であることが分かってきた。実際,Menascoの標準的な位置の曲面とタングルとの交わりに制限(条件)を与えることができることが分かった。また,対称和のp彩色数の研究を行い,p彩色数がpである対称和が無限個存在することを示した。この結果は,岐阜大学教育学部研究報告(自然科学)(2018)において学術論文として発表することができた。以上により,研究はおおむね順調に進展していると考える。本研究の目的は,3次元空間における結び目の補空間に存在する曲面の位相的な特徴を調べることで,リボン結び目の特徴づけ及び分類を行うことである。メナスコは1980年代の論文において,結び目補空間の曲面を調べるための有効な手法を発表した。この手法を用いると曲面同士の交叉に現れる曲線を調べることで,結び目の図式から直接,曲面の性質を考察可能である。この手法をリボン結び目の研究に適用できるように修正することで,研究成果を上げられると考えた。当該年度は前年度に引き続いて,研究課題であるリボン結び目の補空間の曲面を用いた研究を行った。リボン結び目の例である対称和は,鏡映対称な位置にある2つの結び目を,対称平面上でつなぐことで得られる結び目である。この対称性の条件を考慮することで,補空間の曲面の関係を調べ,対称和の研究をさらに進めた。その結果として,最小ねじれ数が1である対称和に対して,それがサテライト結び目の場合に,その補空間に互いに平行でない圧縮不能トーラスが少なくとも2つ存在することが分かった。
位相型X線イメージングによるアルツハイマー病原因物質βアミロイド検出の試み

今日一般的に用いられているX線画像は、被射体を透過した後のX線吸収差を捉えて形成されるが、感度が低く生体軟部組織を無造影で弁別することが難しい。一方、X線の波の性質を用いた位相X線イメージング法では、生体構成元素H, C, N, Oに対する感度が従来の透過法より約千倍高く、生体軟部組織構造を無造影で画像化できるため、世界中で注目されている。我々は、位相情報を画像化する干渉計を用いた位相X線イメージング装置を開発している。本装置を用い、老齢ラットの腎臓を撮影し、糸球体機能異常のため、尿細管内に蛋白が蓄積している画像を無造影で得た。これに類似した病的な変化として、アルツハイマー病(AD)でのβアミロイドの脳内沈着があり、高感度な本技術により、このβアミロイドを描出できる可能性が非常に大きい。本研究では、アルツハイマー病モデル動物脳を撮影し、位相型X線イメージングでβアミロイドの脳内沈着が検出できる事を碓認する。H17年度、本研究を実施するため、米国ジャクソン研究所から3組のアルツハイマー病モデル動物を購入し、病的モデルマウスの子孫を交配し、画像化実験に用いるため約百匹に増やした。月齢の6、9、12、15、18ヶ月に分けて、ADマウス及び年齢相当の正常マウスの脳固定試料を作製した。H18年度、これらADマウスの脳内のβアミロイドの蓄積の状態を調べるために、高エネルギー加速器研究機構のPFとSPring-8の20XUで、各々の月齢のマウス脳試料の位相X線CT撮影を行った。撮影終了後、各試料の病理組織切片を作製し、βアミロイド免疫組織染色等を行い、本技術によるβアミロイド検出の感度及び精度を検討した。光学顕微鏡画像に近似して、位相X線CTで、マウス脳の構造や、主に大脳皮質と海馬領域に分布したβアミロイド斑が確認できた。βアミロイド斑の最小径は40-μm (PF)と12-pm (SPring-8)であった。現在、βアミロイドの立体的な分布と数の定量的な解析を行っている。このように、位相X線CTでは、ADマウス脳の病的変化が経時的に観察可能で、新薬の治療効果評価法として利用可能であると考えられた。X線は生体内を観察する重要な技術として広く利用されている。今日用いられているX線画像は、被射体を透過したX線の吸収差を捉えて形成されるが、X線の波の性質を用いた新しいイメージング法が世界中で注目されている。波の屈折を捉えると、生体構成元素H,C,N,Oに対する感度が従来の透過法より約千倍高くなり、生体軟部組織構造を無造影で画像化できる。我々は、位相情報を画像化する干渉計を用いた位相X線イメージング装置を開発した(Nature Med.2,473,1996;Radiol.214,298,2000)。本装置を用い、老齢ラットの腎臓を撮影し、糸球体機能異常のため尿細管内に蛋白が高密度で集積している画像を得た。これに類似した病的な変化として、痴呆性疾患であるアルツハイマー病でのβアミロイドの脳内沈着があり、高感度な本技術により、このβアミロイドを描出できる可能性が非常に大きい。本研究を実施するため、米国ジャクソン研究所から3組のアルツハイマー病モデル動物を購入し、病的モデルマウスの子孫を交配し、現在約百匹に増やした(現在、9ヶ月のマウスが最年長)。すなわち、実験を行うための準備が整ってきた。この動物モデルは、6ヶ月頃からβアミロイドが沈着し始め、9-12ヶ月に著明な沈着が観察されると報告されている。平成18年度から、これらの月齢に対応させて位相X線画像収集、βアミロイド組織染色等を行い、位相X線CTによるβアミロイド検出の感度及び精度を検討する。また、βアミロイドの立体的な分布と数の定量的な解析ソフト開発を実施する。予備的な脳の撮影実験では、脳構造が明瞭に弁別できている。

月齢の6、9、12、15、18ヶ月に分けて、ADマウス及び年齢相当の正常マウスの脳固定試料を作製した。H18年度、これらADマウスの脳内のβアミロイドの蓄積の状態を調べるために、高エネルギー加速器研究機構のPFとSPring-8の20XUで、各々の月齢のマウス脳試料の位相X線CT撮影を行った。撮影終了後、各試料の病理組織切片を作製し、βアミロイド免疫組織染色等を行い、本技術によるβアミロイド検出の感度及び精度を検討した。光学顕微鏡画像に近似して、位相X線CTで、マウス脳の構造や、主に大脳皮質と海馬領域に分布したβアミロイド斑が確認できた。βアミロイド斑の最小径は40-μm (PF)と12-pm (SPring-8)であった。現在、βアミロイドの立体的な分布と数の定量的な解析を行っている。このように、位相X線CTでは、ADマウス脳の病的変化が経時的に観察可能で、新薬の治療効果評価法として利用可能であると考えられた。
細胞表面抗原を利用した下垂体前葉組織幹細胞の同定と単離、その分化誘導の探索

組織幹細胞はある程度の多分化能を持ち、発生過程や細胞死、損傷組織の再生において、新しい細胞を供給する役割を持つと考えられている。下垂体前葉は、ホルモンの合成・分泌を行い、成長、生殖、代謝、行動など多くの生体機能の制御に関与している重要な内分泌器官である。下垂体前葉は、5種類のホルモン産生細胞と、非ホルモン産生細胞であるS100βタンパク質陽性細胞(S100β陽性細胞)と、血管系の細胞から構成される。申請者は、ラット下垂体前葉において幹細胞マーカーであるケモカインレセプターCXCR4とSOX2を発現する細胞は、細胞表面抗原CD9が発現することを見出した。本研究では、1)CD9陽性を示すS100β陽性細胞を組織学的手法及び分子生物学的手法により同定した。そして、CD9抗体とpluriBead Cell Separationkitを使うことで簡単にラット下垂体前葉からCD9/S100β/SOX2/CXCR4陽性細胞を高純度で単離することに成功した。分化誘導を行うことで内皮細胞へと分化することを証明した。またその分化誘導はBMPを介するシグナル伝達が非常に重要であることを明らかにした。臨床面から下垂体前葉を俯瞰すると、下垂体前葉に発生する腫瘍性病変を下垂体腺腫と呼ぶ。幹細胞の腫瘍化も報告され、短期間に再発を繰り返し、血管新生を引き起こすことで転移性をもち、下垂体癌となる。我々が得た単離したCD9/S100β/SOX2/CXCR4陽性細胞の内皮細胞への分化誘導は、この下垂体癌の形成機序を明らかにすることを期待させた。この結果は論文掲載された。2)CD9/S100β/SOX2/CXCR4陽性細胞を単離後、pituisphereを作製することに成功し、さらにこのpituisphereからホルモン産生細胞が分化することを明らかにした。この結果を学会発表し、現在論文執筆中である。5種類のホルモン産生細胞と、非ホルモン産生細胞であるS100βタンパク質陽性細胞(S100β陽性細胞)と、血管系の細胞から構成される。申請者は、ラット下垂体前葉内S100β陽性細胞は幹細胞マーカーであるCXCR4を発現することを報告している。本研究では、1)CXCR4陽性を示すS100β陽性細胞が細胞表面抗原であるCD24を発現することを組織学的手法及び分子生物学的手法により同定した。そして、CD24抗体とpluriBead&reg; CellSeparationkitを使うことで簡単にラット下垂体前葉からCD24/S100β陽性細胞を単離することに成功した。そして単離した細胞がSOX2など種々の幹細胞マーカーの高い発現を示した。この結果は学会にて発表し、現在論文執筆中である。2)S100β陽性細胞特異的にGFPを発現するトランスジェニックラットの胎生期下垂体を観察することで、S100β陽性細胞の一部が下垂体前葉外から血管形成と共に下垂体前葉に侵入して定着するという新たなS100β陽性細胞の起源を明らかにし、論文掲載された。3)膜タンパク質であるCD90が下垂体前葉においてThyrotropeで発現することを明らかにし、さらにpluriBead Cell Separation kitと抗体を使用することで簡単にThyrotropeを純化・培養できることを明らかにし、論文掲載された。現在単離したCD24/CXCR4発現細胞の分化誘導をin vitroの系で行っている。S100β陽性細胞はheterogeneityが高く、その中のサブポピュレーションが下垂体前葉組織幹細胞の可能性が示唆されてきた。申請者は、ホルモン産生細胞の1つであるThyrotropeの細胞純化・培養に成功した。そして幹細胞性のS100β陽性細胞の単離を膜タンパク質の発現とその抗体、市販のキットを使用し成功した。さらにその単離した細胞が種々の幹細胞マーカーを発現することを明らかにした。そして単離した細胞は血管網様構造を形成すること、そのシグナル伝達を既に明らかにしている(未発表)。既に2報の投稿論文が掲載されており、研究業績から鑑みても当初の計画通りに進展していると判断できる。