hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
皮下における肝臓器新生の試み

生体内に第二の肝組織を作製することにより新たな肝疾患治療法の開発を行うことを最終目的として、研究を遂行した。肝組織の手法として、我々は、分離した成熟肝細胞を肝臓外部位に移植し、その肝細胞を長期生着させることを第一目標とし、それら肝細胞により自ら組織を作製させる手法をとった。しかしながら、分離肝細胞を肝臓外部位に移植した場合に、それら肝細胞の生着率は極めてひくく、かつその生存期間は世界的レベルにおいても数週間と極めて短期間である。本研究においては、組織作製を皮下に行うことを目標とし、組織作製局所環境を如何に整備するかに着目し、肝細胞が皮下において長期間生着し得る手法を開発することを第一目標とした。平成15年度は、組織作製皮下局所において血管ネットワークを整備することが可能なデバイスの作製を行った。様々な工夫の結果、ポリエチレンテレフテレートのメッシュをバッグ状にし、その中に低融点ゲルに溶解した血管内皮細胞誘導因子を充填することで徐放デバイスを作製した。平成16年度は、マウスの実験系において、前年度に開発したデバイスを用い、皮下に血管ネットワークを作製し、その局所に肝細胞と細胞外マトリックスを混合し移植した。そのことにより、皮下移植肝細胞は200日以上の長期間生着し、血管網を伴う肝組織作製に成功した。平成17年度は、マウス皮下に作製した肝組織の機能解析を行った。antitrypsin、albuminや凝固因子の産生などの観点から、自己肝と同等の肝機能を発揮することを確認した。さらに、phenobarbital等の薬剤をマウスに投与した場合、作製肝組織はこれら薬剤と取り込む能力と酵素誘導により薬剤の代謝能力を有していた。さらに、同手法によりラットを用いた実験系においても皮下組織作製に至った。以上の結果より、小動物モデルを用いた系において、皮下という最も臨床的アクセスの容易な部位に、安定かつ機能的な肝組織を作製する手法の開発に成功した。生体内において第二の肝組織を作製することにより新たな肝疾患治療法の開発を行うことを最終目的として、平成15年度は、肝細胞を皮下に移植した場合に移植細胞の長期生者を獲得することを目標とした。マウスより成熟肝細胞を分離し、同系マウスの皮下に単純に移植する実験を行ったところ、肝細胞の生着率は移植後50日で5%以下と極めて不良であった。細胞生着の改善を目的に、ラミニン、typeIV collagenに富む細胞外マトリックス成分を移植肝細胞に供給したところ、50日において約20%と生着率は著明に向上した。このことから、肝細胞の肝臓外における生着には、細胞外マトリックス成分が重要であることが明らかとなった。我々は、さらなる長期安定生着を目指し、皮下移植予定部位に血管ネットワークを構築することを試みた。具体的には、血管誘導因子の徐放システムとして、ポリ乳酸にacidic FGFと因子安定化剤としてのヘパリンを包埋したマイクロスフェアーズを作製し、マウス皮下での血管誘導実験において両製剤の適含有濃度を決定した。このマイクロスフェアーズを用い、移植前に皮下において血管ネットワークを構築した後に、細胞外マトリックスと共に肝細胞を移植することにより、はぼ100%の生着率が100日を超える期間で可能となった。この長期生着細胞は、肝細胞としての形態を保ち、細胞周囲に十分な血管構造を伴っていることから、肝組織を形成していることを確認した。また、平成16年度で予定している遺伝子導入

肝細胞移植による組織作製よりその治療実験に向けて、血友病第9因子を産生するレンチウイスルベクター(LV-chAAT-hFIXR(+)W(+)および(LV-chAAT-hFIXR(+)W(+)IgkMAR)を作製し、培養下肝細胞における至適遺伝子導入条件を設定した。生体内に肝細胞を移植し第二の肝組織を作製することにより新たな肝疾患治療法の開発を行うことを最終目的として、平成15年度研究において開発した肝組織作製法を用いて作製した皮下肝組織における長期間安定性を評価するとともに各種肝機能の評価を行った。さらに、同手法を改良することにより、腎被膜下における安定した肝組織作製法を開発し、形態ならびに機能的特徴についても検討を加えた。皮下移植予定部位にacidic FGFを徐放するマイクロスフェアーズを挿入することにより血管ネットワークをあらかじめ構築した後にマウス成熟肝細胞を分離し、ラミニンやIV型コラーゲンに富む細胞外マトリックス成分と共に移植することにより、100日を超えた安定した肝細胞の生着を得た。この移植肝細胞の生着により、皮下での安定した肝組織作製が可能となった。antitrypsin、albuminそしてglycogenの産生において機能評価を行ったところ、自己の肝臓と同等の産生能を保持することを確認した。肝臓は切除してももとの大きさへと増殖するという再生機能を有する特徴がある。そこで、皮下に作製した肝組織がこの再生増殖力を有しているかにつき検討したところ、自己の肝臓と同期した活発な再生増殖力を有していることが判明した。さらに、薬剤刺激による再生機構という別経路の再生経路についても皮下の肝組織は備えていることを明らかとした。以上のことから、皮下という肝臓から離れており門脈血流を受けない部位において、肝臓としての機能を充分に発揮し得る肝組織を作製し得ることを示した。さらに、腎被膜下に肝細胞を移植することによる肝組織作製法も確立した。皮下同様、門脈血流をうけない場所ではあるものの、肝細胞としての形態、機能、再生能力を備えた組織作製が可能であることを示した。生体内に肝細胞を移植し、第二の肝組織を作製することにより新たな肝疾患治療法の開発を行うことを最終目的として研究を進めた。平成15-16年度の研究結果から、皮下に長期間安定する肝組織を作製するためには、あらかじめ血管ネットワークを作製することが必須であることが明らかとなった。我々は、この血管ネットワークを構築する為に、マイクロスフェアーズ封入FGFを用いてきたが、臨床応用を見据え、より簡易な組織作製技術を開発した。主な開発点は、血管ネットワーク構築用のデバイスを、取り除き可能なデバイスに設計変更することと、そのデバイスを取り除いた皮下空間に移植する肝細胞の至適化を行った点である。まず、皮下挿入用のデバイスは、ポリエチレンテレフタレートメッシュ膜を用いて12x25x1mmの袋状バックを作製し、内腔をポリビニルアルコールにより裏打ちした。このバッグに低融点アガロースに溶解した血管内皮誘導物質であるbasic FGFを包埋し、血管誘導デバイスを作製した。このデバイスを皮下組織に挿入し、7-10日後にデバイスを抜去し、分離成熟肝細胞を移植した。細胞数に関らず、移植肝細胞は半永久生着し、肝組織が皮下に作製されることを確認した。
医薬シーズ探索のためのインドネシア底生海洋生物の調査

新しい医薬資源を開発するため、インドネシア・ティモール島西端(クパン)、ビアック島周辺およびフローレス島マウメレ地域のサンゴ礁域において、底生海洋生物279サンプルの採集を行い、生物標本として保存すると共に抽出エキスを調製した。さらに、水中写真を基にした、生息分布状況、生育環境、形態的特徴に加え、生物活性試験の結果と産生成分の情報をまとめ、これをリスト化した。また、海砂や海洋生物から分離した真菌140種についても、同様なリストを作成した。インドネシアは、赤道を挟んで1万7千以上の島々が東西に分布した国土を有しているが、それらの島々のサンゴ礁に生息する海綿や軟サンゴなどの底生海洋生物の分布については殆ど知られていないのが現状であり、新しい医薬資源探索の面から非常に魅力に富んでいる。しかしながら、インドネシアにおいても自然破壊により新たな医薬資源が確実に失われつつある現状をふまえ、日本・インドネシア両国間の天然物化学研究者を中心とする共同研究チームによる底生海洋生物の調査・採集を行い、調査地域での生物種の分布・生息状況に関する情報を収集するとともに、海洋底生生物由来の新しい医薬資源を開発するための生物資料の収集を行っている。本年度の調査では、日本側から天然物化学、海洋生物学を専攻する3名と、インドネシア側共同研究機関であるランプン大学理学部の3名、ディポネゴロ大学海洋実験所の1名の他、ダイバーとして6名のテクニシャンが調査メンバーとして参加し、インドネシア・ティモール島西端クパン地域を重点調査地域として、以下の調査を行った。1)海洋生物の生息状況の調査と生物資料の採集:調査用ボートをチャーターして、沿岸サンゴ礁域をスキューバダイビングにより広範に探索し、底生海洋生物の水中写真、生息状況の調査と生物資料の採集を行った。2)採取した各底生海洋生物の抽出エキスについて、生物活性スクリーニング試験を行った。現在、活性が見られた生物種から、活性試験の結果を指標に活性物質の分画精製を進めている。3)海洋生物採集時に同時に採取した海底土壌などから、海洋微生物の単離を試み、それらの産生成分についても検討を開始している。インドネシアは、赤道を挟んで1万7千以上の島々が東西に分布した国土を有している。しかしそれらの島々のサンゴ礁に生息する海綿や軟サンゴなどの底生海洋生物の分布については殆ど知られていないのが現状である。また、これら底生海洋生物は、新しい医薬資源探索の面からも非常に魅力に富んでいるが、インドネシアにおいても自然破壊により新たな医薬資源が確実に失われつつある。これらの現状をふまえ、本研究では日本・インドネシア両国間の天然物化学研究者を中心とする共同研究チームにより、底生海洋生物の調査・採集を行い、調査地域での生物種の分布・生息状況に関する情報を収集するとともに、海洋底生生物由来の新しい医薬資源を開発するための生物資料の収集を行っている。本年度の調査では、日本側から天然物化学または海洋生物学を専攻する4名と、インドネシア側共同研究機関であるランプン大学理学部の1名、ディポネゴロ大学海洋実験所の1名の他、ダイバーとして3名のテクニシャンが調査メンバーとして参加し、インドネシア・ビアック島地域を重点調査地域として、以下の調査を行った。本年度の調査では、日本側から天然物化学を専攻する4名と、インドネシア側共同研究機関であるランプン大学理学部の1名、ディポネゴロ大学海洋実験所の1名の他、ダイバーとして4名のテクニシャンが調査メンバーとして参加し、フローレス島マウメレ地域を重点調査地域として以下の調査を行った。1.調査用ボートをチャーターして、沿岸サンゴ礁域をスキューバダイビングにより広範に探索し、底生海洋生物の水中写真、生息状況の調査と80サンプルの生物資料の採集を行った。また生物資料については抽出エキスとして、その写真とともにライブラリー化した。

2.作成した抽出エキスについて、生物活性スクリーニング試験を行った。現在、活性が見られた生物種から、活性試験の結果を指標に活性物質の分画精製を進めている。3.海洋生物採集時に同時に採取した海底土壌などから、68種類の海洋微生物の分離に成功した。また現在、それら微生物の培養抽出物をライブラリー化するとともに、産生成分についても検討を行っている。
細胞性粘菌における種間認識機構の解析

細胞性粘菌は土壌中に生息する単細胞アメーバであるが、飢餓状態におかれることで集合し、多細胞体を形成する。野外では多種の細胞性粘菌が密に共存しており、集合時には異種のアメーバが混在することもあるが、多細胞体を形成する過程で細胞選別がなされ、ほとんどの場合、最終的な構造体に異種が含まれることはない。しかし細胞認識・選別の詳しいメカニズムは不明である。本研究は、細胞性粘菌における種間相互作用をテーマとして、特に種間認識・選別機構の解明を中心に進めた。細胞性粘菌の多細胞体形成は飢餓からの経過時間に従って集合期、マウンド期、移動体期、子実体形成期の各段階を経る。これまでの研究では、異種の混合具合の指標には移動体期が使用され、その他の時期については定量的に示すことが叶わなかったが、平成26年度では集合期および子実体形成期においても独自の指標を設定することで数値的な差を示すことに成功した。さらに、DpとDdの各種は、互いに形態形成を阻害するような効果は持たず、一旦混合さえすればそれぞれが胞子形成まで問題なく完了できることを確かめた。この結果は、種間の認識・選別のみでなく、発生におけるシグナル伝達の種間互換性を考察する上でも重要な知見である。続いて、前年度に作成したtgrC1-/Dp-tgrC1株について、さらに詳細な細胞動態の解析をおこなった。結果、この株は異種であるDpの細胞列の中に1細胞ずつ混合し、Dp細胞と同方向へ適切に前進できることが明らかになった。対して、tgrC1-株は、Dpの細胞に囲まれた状態では適切に運動することができなかった。このことから、ある細胞が異種の多細胞体へ混合できるかどうかは「同種であるか」ではなく「適合するTgr分子を持っているかどうか」で判断されることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、細胞性粘菌の種間認識・選別機構を分子レベルで解明することを目指す。また、申請者のこれまでの結果により、細胞性粘菌は何らかのシグナル分子を種間で共通利用し、他種との共存が適応的に有利であることが示唆されている。本研究はこのシグナル分子の特定に加え、実際の野外環境下における複数種の共存関係を調査することで、細胞性粘菌の種間相互作用について一貫した理解を得ることも目的としている。平成24年度は1、種間認識・選別機構に関与する因子の特定2、野外サンプリングの実施を到達目標とした。実験にはDiclyoslellum discoldeum(Dd)およびD.purpureum(Dp)を主に用いた。1、種間認識・選別機構に関与する因子の特定これまでの研究結果と、細胞性粘菌の接着因子に関する知見から、種間認識・選別に関与する因子として、Contactsite A(CsA)、TgrClを候補に挙げた。平成24年度は、Dpにおけるこれらの因子をDdに発現させ(それぞれDp-csA株,Dp-tgrCl株と呼ぶ)、異種の混合状態から同種を選別する過程を追跡した。結果、Dp-csA株については野生型と差が無かったが、Dd側にDp-tgrC1株を用いた場合では、2種の細胞は完全には選別されず、混合した多細胞体を形成した。これは、細胞性粘菌の種間認識・選別機構にTgrClが関与することを明確に示す。TgrC1は、本研究とは独立したHiroseらの研究によって、Dd種内の株間認識に関わることが示されている(Hirose et al., 2011)。今回の結果から、種間の認識・選別機構は種内の株間認識・選別機構と共通の機構を用いている可能性が出てきた。今後、細胞性粘菌の種分化を議論する上で重要な知見となることが期待される。2、野外サンプリングの実施へむけて平成24年度は、予定する野外サンプリングの準備段階として、大学構内の植物園において少量の土壌を採取し、細胞性粘菌の単離と、SSUの塩基配列から複数種の同定を行い、その技術を習得した。本研究は細胞性粘菌の種間相互作用をテーマとして、特に種間認識・選別機構を分子レベルで解明することを目的としている。申請書のこれまでの研究では、細胞性粘菌Dictyostelium discoideum (Dd)とD. purpureum (Dp)の種間認識には、接着因子であるTigerC1 (TgrC1)が関与することが強く示唆されている。平成25年度は「種間で共有するシグナル因子の特定」、「野外サンプリングの実施」も予定していたが、投稿論文の執筆を優先し、引き続き「種間認識・選別機構の解明」を重点的に進めた。DdのTgrC1欠損株(tgrC1^-株)へDpのTgrC1を導入し(tgr C1^-/Dp-tgrC1株とする)実験を行った。親株のtgrC1^-株は多細胞体形成の早い段階で発生が停止する変異体である。TigerC1はTigerB1 (TgrB1)とヘテロフィリックに結合して機能するが、「tgrC1^-/Dp-tgrC1株」で発現しているTgrB1・TgrC1は本来の結合ペアではないため表現型は回復せず、正常な多細胞体形成をおこなえなかった。

しかしDdの野生型、Dpの野生型の両方に混合できるという興味深い表現型を示した。さらに2種混合の多細胞体における各種細胞の分布からTgrB1・TgrC1は単なる接着の機能だけでなく、何らかのシグナル伝達を介して種間認識・選別に関わっている可能性が示唆された。細胞性粘菌では多くの知見はモデル生物であるDdに偏っている。TgrB1・TgrC1についても、これまでにDdの種内においては株間認識に関与することが知られているが、詳しい作用機序や種間での機能は明らかになっていない。本研究で得られている結果は、TgrB1・C1の具体的な機能解明の一端となり、細胞性粘菌の種分化を分子遺伝学的な背景から議論する上で重要な知見となることが期待される。細胞性粘菌は土壌中に生息する単細胞アメーバであるが、飢餓状態におかれることで集合し、多細胞体を形成する。野外では多種の細胞性粘菌が密に共存しており、集合時には異種のアメーバが混在することもあるが、多細胞体を形成する過程で細胞選別がなされ、ほとんどの場合、最終的な構造体に異種が含まれることはない。しかし細胞認識・選別の詳しいメカニズムは不明である。本研究は、細胞性粘菌における種間相互作用をテーマとして、特に種間認識・選別機構の解明を中心に進めた。細胞性粘菌の多細胞体形成は飢餓からの経過時間に従って集合期、マウンド期、移動体期、子実体形成期の各段階を経る。これまでの研究では、異種の混合具合の指標には移動体期が使用され、その他の時期については定量的に示すことが叶わなかったが、平成26年度では集合期および子実体形成期においても独自の指標を設定することで数値的な差を示すことに成功した。さらに、DpとDdの各種は、互いに形態形成を阻害するような効果は持たず、一旦混合さえすればそれぞれが胞子形成まで問題なく完了できることを確かめた。この結果は、種間の認識・選別のみでなく、発生におけるシグナル伝達の種間互換性を考察する上でも重要な知見である。続いて、前年度に作成したtgrC1-/Dp-tgrC1株について、さらに詳細な細胞動態の解析をおこなった。結果、この株は異種であるDpの細胞列の中に1細胞ずつ混合し、Dp細胞と同方向へ適切に前進できることが明らかになった。対して、tgrC1-株は、Dpの細胞に囲まれた状態では適切に運動することができなかった。このことから、ある細胞が異種の多細胞体へ混合できるかどうかは「同種であるか」ではなく「適合するTgr分子を持っているかどうか」で判断されることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の主目的である、細胞性粘菌における種間認識・選別機構の解析については、到達目標としていた関与因子の特定を達成した。野外サンプリングに関しては、実験に必要な技術を確立し、フィールドでの調査を遂行する準備は十分整った。また、細胞性粘菌が種間で共有しているシグナル分子について具体的な候補をしぼり、異種間形質転換用コンストラクトを作製することも進めている。以上から研究の進展は順調であると判断する。平成25年度は、本研究で主軸となる「種間認識・選別機構の解明」について重要な進展があった。また、細胞性粘菌は株や種ごとに様々な性質が異なっていることが多く、同一条件下で再現性の高いデータを得ることが困難であったが、平成25年度は培養条件や実験設計を見直し、安定した定量データの取得に成功した。現在は追加データを収集するとともに論文執筆を進めている。
汎用バースクリーン複合型渓流取水工の開発

バースクリーン複合型渓流取水工の水理諸元の算定にあたっては、取水工上流側の比エネルギーに基づき、計画取水量、渓流河川流況を考慮して決定している。このとき、土地改良事業設計基準(農林水産省構造改善局)では、流入係数μ=0.50.55程度を与えるものとされている。しかし、この係数は、バー材料として管径100mm程度の鋼管を用いた場合を想定しており、鋼管の代わりに鋼棒を使用すると、バーに沿って流れる流下水が、バースクリーンの隙間に落ちやすくなるため、流入係数も一律ではなく、変化するものと考えられる。バーの隙間幅を一定とし、管径を28mm、40mm、50mmの3種に変えて水理模型実験を行なったところ、流入係数は、0.430.48程度となり、このままでは所期の取水量が確保できないことになる。したがって、流入係数を上記のように固定することは問題があるといえる。ただし、バースクリーン下流側にデフレクター(エンドシル)を設けると、必要水量は確保できることも確認している。また、前述のように、バー材料として、鋼管の代わりに鋼棒を用いると、同一の取水条件に対して、バーの長さを短くできるので、取水工の落差を小さくすることができ、すなわち、取水工の規模を小さくすることができるので、流域環境の保全を図ることができる。さらに、計画取水量が大きくなる場合、あるいは取水工建設地点の落差が大きくなる場合には、1段の落差を小さくし、バースクリーンを複列に設置することにより、全断面式の魚道機能を備えた構造とすることができる。この構造は、水クッション内に土砂礫が堆積しにくいのみならず、連続した斜面(バースクリーン部)を水が流れ落ちる(カスケード式)ので、景観的にも優れたものとなる。1,現地調査を行い、既設のバースクリーン複合型渓流取水工が、高水時においても十分な取水機能を発揮していることを確かめた。2,バースクリーン複合型渓流取水工はバースクリーンの取付角度が大きいので、バーの上端から下端にわたって水が均等に流下しないので、バーの上端から一定の長さは、流下水脈がバーの裏側まで達しない。したがって、この部分を遮蔽することは所期の取水量の確保に影響を与えないと考えられ、また、遮蔽することにより、バーの強度を高めることができる。バースクリーン取付角度θ=50°および60°の場合について、水理模型実験を行ったところ、いずれの場合も流下水脈の到達位置より算出した長さを遮蔽しても取水量には、全く影響の生じない。3,デフレクターのはい上がり高さは、土地改良事業計画設計基準によると年に56回程度生じる洪水流量に基づいて決めるとされているが、この流量を決定することは難しいことが多い。したがって、計画取水量に基づいて決定する方法を試みた。過去の研究から、全量取水状態では浮遊流下物による目詰まりが生じやすいので、計画取水量の2倍を基準と決める。このときのはい上がり高さを、計画取水量の3倍、4倍としたときの高さと比較しても、デフレクターの構造物としての大きさを考慮すると、ほとんど違わない値となる。デフレクターのはい上がり高さは、土砂礫の掃流および下流への河川流量の確保の面から低い方が好ましいので、設計に当たっては、計画取水量の2倍をデフレクターの設計流量とすればよいことの知見を得た。
新規IgE産生制御メカニズムの解明

アレルギー性疾患の患者数は年々増え続け、いまや大きな社会問題となっている。アレルギー反応の基となる抗原特異的なIgE抗体の産生には、抗原提示細胞とTh2細胞、B細胞の三者間での物理的な接触と、抗原情報の受け渡しが必要である。しかし、抗原の生体内への侵入をきっかけに、いつ、どこで、どのようにこれらの複数種の免疫細胞が集まり、効率よくIgE抗体を産生するかは、明らかになっていない。本研究は、プロスタグランジンD2(PGD2)が、このIgE産生メカニズム果たす役割を解明することを目的としている。野生型マウス(WT)に卵白由来アルブミンであるオボアルブミン(OVA)を抗原とし、これをアジュバントとともに腹腔内投与(感作)すると、血清中のOVA特異的IgE値(OVA-IgE)が増加した。これと比較して、PGD2合成酵素(H-PGDS)およびCRTH2受容体の欠損は、OVA-IgE値を減少した。抗体産生の場であるリンパ節および脾臓におけるPGD2量を測定したところ、他の脂質メディエーターと比較してPGD2の産生量が最も高く、さらに感作後の各臓器ではこの量が顕著に増加していた。WTに蛍光標識したデキストランを腹腔内投与すると、これを捕捉した抗原提示細胞が脾臓で検出され、この数はCRTH2欠損マウスで減少していた。近年、皮膚から侵入した抗原が抗原特異的IgE産生を促し、再度抗原が体内に侵入するとアレルギー反応を引き起こす二重抗原曝露説が提唱されている。野生型マウスにOVAをアジュバント非存在下で皮膚に塗布すると、OVA-IgEが産生された。CRTH2欠損マウスに同様の操作を行うと、WTのそれと比較し低値であった。初年度では、1PGD2シグナルがアレルギー症状とIgE産生に与える影響の検討:全体像の把握、2PGD2シグナルによるIgE産生促進機構の解明I(組織レベル)を計画していた。2つの感作モデル(腹腔内投与および皮膚塗布)を用いて、PGD2のシグナル欠損(CRTH2欠損)がIgE産生量を減少させること、それと相関して抗原の投与により引き起こされるアレルギー症状(体温低下の程度)も減少することを確認した。さらに、CRTH2欠損マウスでは、抗原の投与経路に関わらず、抗原を最初に補足してリンパ節へ運搬する抗原提示細胞の動きが鈍いことも明らかにした。全体像を把握し、かつ、複雑なIgE産生メカニズムの中で対象とする細胞種を特定することができたことから、おおむね順調な進捗状況といえる。今後は、細胞レベルでのPGD2シグナルによるIgE産生促進機構の解明を行う。具体的には、H-PGDSやCRTH2の欠損や薬物による阻害が、抗原刺激による抗原提示細胞やT細胞の遊走とサイトカイン産生、B細胞の増殖に与える影響ついて評価する。また近年、皮膚感作メカニズムにおいて、自然リンパ球(ILC2)やその活性化を担う液性分子(TSLP)、それを分泌するケラチノサイトや好塩基球の重要性が数多く報告されている。感作後のWTおよびCRTH2欠損マウスの皮膚組織におけるそれぞれの細胞の変化を検討し、PGD2シグナルとの関連性を検討する。さらに、CRTH

2欠損マウスでは、抗原の投与経路に関わらず、抗原を最初に補足してリンパ節へ運搬する抗原提示細胞の動きが鈍いことも明らかにした。全体像を把握し、かつ、複雑なIgE産生メカニズムの中で対象とする細胞種を特定することができたことから、おおむね順調な進捗状況といえる。今後は、細胞レベルでのPGD2シグナルによるIgE産生促進機構の解明を行う。具体的には、H-PGDSやCRTH2の欠損や薬物による阻害が、抗原刺激による抗原提示細胞やT細胞の遊走とサイトカイン産生、B細胞の増殖に与える影響ついて評価する。また近年、皮膚感作メカニズムにおいて、自然リンパ球(ILC2)やその活性化を担う液性分子(TSLP)、それを分泌するケラチノサイトや好塩基球の重要性が数多く報告されている。感作後のWTおよびCRTH2欠損マウスの皮膚組織におけるそれぞれの細胞の変化を検討し、PGD2シグナルとの関連性を検討する。
代数曲線、K3曲面、アーベル多用体の総合的研究

三角群Δ(7,7,7)をモノドロミー群とするScwarz写像を考察し,その逆写像をRiemannのテータ関数を用いて具体的に構成した。Schwarz逆写像を構成する為に,付随する代数曲線の族に対し,モノドロミー群,周期行列,Riemann定数を具体的なsymplectic基底に対し決定した。これにより,Kleinの4次曲線及び7次Fermat曲線のモジュラー多様体としての解釈を与えた。超幾何関数のモノドロミー群を通して算術的三角群(7,7,7)のユニタリ表現が得られる。これを利用して7次のFermat曲線及びKlein4次曲線を超幾何曲線のモジュライ空間として調べた。7次のFermat曲線は三角群(7,7,7)のcommutator subgroupにより一意化され、Klein4次曲線はその中間部分群によって一意化される。一意化写像はJacobi逆問題を具体的に考察することによりThomae型定理が得られ、テータ関数を用いて具体的に記述することができる。Klein4次曲線はlevel 7のモジュラー曲線であることが古典的に知られており、Elkiesによって6次元QMアーベル多様体をパラメタライズする志村曲線としても考察されている。今回の研究によりKlein4次曲線の新たなモジュライ的解釈が得られた。代数曲線に関しては、GAP等の数式処理ソフトを用いて大きな自己同型群をもつRiemann面及び算術的三角群の数論的側面などを中心に考察した。特殊な場合には超幾何曲線とK3曲面との関係も調べることができたので、来年度以降Kuga-Satake対応等より広範な研究を行う土台ができた。一方、研究を進めるに従い計算量も増えコンピュータのメモリが足りなくなってきている。昨年度に引き続き代数曲線、K3曲面、アーベル多様体等の特殊多様体及び多変数超幾何関数、テータ関数等の特殊関数を考察した。代数曲線に関してはGAP等の数式処理ソフトを用いて大きな自己同型群をもつcompactリーマン面及びarithmetic三角群の数論的側面などを中心に考察した。先行研究としてConderによる組織的な分類があるが、このようなRiemann面の代数方程式と群の作用を具体的に記述する問題は、深く考察されていないようであるので、種数の小さな場合に具体的な記述を目指し計算し、いくつかの方程式は決定できた。しかし論文としてまとめるだけの結果に至っていない。またMumfordによるテータ関数の2次関係式を調べ、principal polarizationでない場合のKummer曲面の方程式を考察した。Jacobian Kummer曲面の場合には満足のいく結果が得られているが、それに相当するような結果は得られていない。研究課題の一つである、K3曲面とAbeli多様体の間のKuga-Satake対応の幾何学的実現に関しては成果が得られなかった。また与えられた有限群による不変な方程式系の計算やテータ関数の関係式の計算量が膨大になり、計算機の性能が追いつかない状況になりつつある。来年度は数式処理ソフトMagmaを導入する予定である。また、今年度は大学の業務の関係等で予定していた研究集会に参加できなかった。1.Gaussの超幾何関数の多変数化としてAppell-Lauricellaの超幾何関数F_A, F_B, F_C,F_Dが知られている。超幾何関数F_Dに関しては,Deligne-Mostow, Teradaによるcomplex ball uniformizationを与えるパラメータの決定,及びmonodromy群のarithmeticyに関する有名な結果が知られているが、他の3種の超幾何関数に対しては,類似した結果は知られていない。同様な結果を求め,後藤良彰氏(小樽商科大学)と共同で超幾何関数F_CのMonodromy群の構造を調べた。後藤-松本によるF_Cに関する先行研究,Beukers-Heckmanによる一般超幾何関数の微分Galois群の考察における手法を活用し,monodromy群のZariski閉方を調べた。また3変数の特殊なパラメータに対する積分表示はCalabi-Yau多様体の周期積分となっているが,このCalabi-Yau多様体についても考察した。2.昨年同様,主偏極でないKummer曲面の普遍族を考察したが,テータ関数の関係式が非常に複雑で方程式の係数とmodular多様体との関係を記述する事はできなかった。3.mirror symmetryで注目浴びた3次元5次超曲面のpencil(Dwork quintics)の周期積分について志賀弘典氏(千葉大学)、永野中行(東京大学)氏と集中的に討議した。関連する超幾何関数のSchwarz写像及び志村曲線等を考察したが進展が無かった。自己同型群が大きいRiemann面、そのJacobi多様体を調べる上でMathematica, GAPやMacaulay2等の数式処理ソフトが不可欠であるのでCPUの交換・メモリーの増設等、計算機の性能改善を行う予定でいる。シドニー大学が開発している数式処理ソフトMagmaの導入し、計算機のメモリを増設する予定でいる。またLauricella'S FA, FC等の多変数超幾何関数のMonodromyのarithmeticyに関して研究を行う予定でいる。代数幾何
矯正的歯の移動に伴う歯の動揺度に関する実験的研究

歯に振動を加えて機械インピーダンスを測定する装置を用いて、矯正患者の歯と歯周組織の機械インピーダンスの変化を測定した。その測定結果から矯正的歯の移動を行った上顎犬歯は、初期移動期間中では移動開始とともに機械インピーダンスが低下し、移動終了後に保定を開始すると機械インピーダンスが増加してくる傾向がみられた。これによって矯正治療に伴う歯周組織の改変の程度を機械インピーダンスの測定結果から推定できることがわかり、本測定法の臨床応用の可能性が示唆された。さらに機械インピーダンスをより高くかつ広範な周波数領域まで観測、測定するため、従来の機械インピーダンス測定装置に大幅な改良を加えた。この新開発の測定装置ではデータ解析をより明確なものとするため、歯と歯周組織の近似モデルを弾性要素、粘性要素、質量要素の3つからなるいわゆる1自由度粘性減衰モデル(単一共振モデル)とした。これによって歯周組織の振動応答分析をより明確かつ簡便に行うことが可能となった。新開発の測定装置の基本性能を検討する目的で、上下顎中切歯の測定(30秒間隔で20回)を試行した。測定結果から弾性係数、粘性係数、実効質量の3つの値は同一歯においては試行回数に関係なくほぼ一定の値を示した。これによって測定のために歯に連続的に20回の振動を加えても、歯周組織に測定上問題となるような影響を及ぼさないことが分かった。同一歯の測定でみられた弾性係数、粘性係数、実効質量を表す数値のばらつきは小さく、著者らが使用した従来型の測定装置と比較して遜色ない性能が認められた。また歯種による差異については上顎中切歯と下顎中切歯との間ではその測定値に有意の差が認められ、これらの歯の間にみられる質量の差や歯根長の違いなどが測定結果に影響を与えることが示唆された。以上新開発の測定装置はヒトのみならず動物実験などの特殊な目的にも広く応用できるもので、歯の動揺度測定法の臨床応用確立のための基礎研究の有力な方法を提供するものである。平成4年度は主に装置部品の購入、改良から実験を開始する予定であったが装置購入等の準備が遅れ、一部当初の計画を変更した。以下に実績の概要を記す。1.測定データ(モビリティデータ)の解析を行って歯周組織の粘弾性持性を算出している。この解析方法の手順の再検討を行い最適化をはかるために検討を行っている.主にヒトの歯のモビリティデータと小型動物のモビリティデータとが異なるためその力学的な考察と実際の解析手順についての考察を行っている。2.従来、測定対象をヒトの歯として研究を行ってきたので測定装置全体が小型動物には適したものではない。頭部質量の小さく歯も小さい小動物に適応するために以下の項目について検討を行っている。1)小型動物の頭部を測定時に固定する方法、固定に使用する装置の検討。2)小型動物測定センサーの考案被験歯に測定センサーを一定荷量で押し当てて測定は行うが、ヒト用のセンサーの先端では適していない。小型動物の歯の形態を考慮したセンサーの考案を行っている。3.長期治療経過の追跡。上述の動物実験に関した項目に加えて、従来から行ってきた矯正治療中のヒトの歯の粘弾性特性を経時的に、さらに長期にわたって測定した記録をもとに矯正治療の動的治療期から保定期にいたる長期の歯周組織の性状の変化傾向をモビリティデータから推考した。今後の計画としてヒトの被験歯の測定結果を基礎に、動物実験の経過を予測して、動物実験の全行程の計画を立案する。以上新開発の測定装置はヒトのみならず動物実験などの特殊な目的にも広く応用できるもので、歯の動揺

度測定法の臨床応用確立のための基礎研究の有力な方法を提供するものである。1.測定装置および解析プログラムの改良平成4年度に購入したセンサ部分の重量は約150グラムであり、このうちドライバは約140グラム、センサ約10グラムの構成であるが、その軽量化は現在のところ費用と時間の点できわめて難しく、本実験の趣旨に沿うことはできなかった。そこで本平成5年度は小型化の計画を中断して本装置による測定可能な周波数域の拡大および周波数分解能の向上に努力し、その能力を約10倍に高めた。これは信号処理専用のコンピュータ7T18A(NEC三栄)の効果的応用によって飛躍的な測定能力アップを可能としたものであるが、現在その測定プログラムを大約完成し、続いてデータ解析プログラムを開発中である。これらが完成すると極めて広い周波数範囲での測定が可能となり、実験動物の歯の測定などの特殊な用途にも対応できるようになるものと思われる。2.動物実験のための基礎的データ収集矯正治療中の患者の協力を得て行った一連の実験で、次のような動物実験に利用しうるデータを得た。(1)上顎犬歯の測定にあたって、隣在歯(上顎第一小臼歯)の近心面コンタクト部分を削除しても測定結果にほとんど影響を及ぼさなかった。この結果から動物実験を行ううえで、隣在歯が測定結果に及ぼす影響を推察することができるようになった。(2)上顎犬歯に超弾性スプリングを応用して遠心傾斜を試み、この結果から超弾性スプリングは一定の牽引力が持続すること、その作用距離が長くとれることなどの特性を確認し、その利用が動物実験に極めて好都合であることを確認した。1.歯と機械インピーダンス測定装置臨床応用のための基礎的データの収集蓄積従来の歯と機械インピーダンス測定装置を応用して矯正治療中の患者の歯周組織性状の変化を追跡研究し,その臨床応用のための基礎的データの収集蓄積につとめた。2.歯周組織性状変化の把握性能向上のために・・・(より高性能な歯と歯周組織の機械インピーダンス測定装置の新開発)さらに機械インピーダンスをより高くかつ広範な周波数領域まで観測,測定するため,従来の機械インピーダンス測定装置に大幅な改良を加えた。この新開発の測定装置ではデータ解析をより明解なものとするため,歯と歯周組織の近似モデルを弾性要素,粘性要素,質量要素の3つからなるいわゆる1自由度粘性減衰モデル(単一共振モデル)とした。これによって歯周組織の振動応答分析をより明解かつ簡便に行うことが可能となった。新開発の測定装置の基本性能を検討する目的で,上下顎中切歯の測定(30秒間隔で20回)を試行した。測定結果から弾性係数,粘性係数,実効質量の3つの値は同一歯においては試行回数に関係なくほぼ一定の値を示した。これによって測定のために歯に連続的に20回の振動を加えても,歯周組織に測定上問題となるような影響を及ぼさないことが分かった。同一歯の測定でみられた弾性係数,粘性係数,実効質量を表す数値のばらつきは小さく,著者らが使用した従来型の測定装置と比較して遜色ない性能が認められた。また歯種による差異については上顎中切歯と下顎中切歯との間ではその測定値に有意の差が認められ,これらの歯の間にみられる質量の差や歯根長の違いなどが測定結果に影響を与えることが示唆された。
力学系に関わる作用素環の研究

ここ数年間,私の導入した位相グラフと呼ばれるものから作られるC*環の構造を解析してきたが,今年度はその応用としていくつかの論文を公表し,いくつかの新しい結果を得た.まずは昨年度から行っているKirchberg環に関する次の結果を論文にまとめ公表した.Kirchberg環とはある条件を満たすC*環でありK群が完全不変量であることが知られている.Kirchberg環のK群への有限群の作用がいつKirchberg環の作用に持ち上げることができるかという問題があるが,私は位相グラフを通してKirchberg環の組み合わせ論的構成を与えることにより,この問題をある有限群加群の問題に帰着することに成功した.そして群コホモロジーを用いることで有限群がこの問題を満たすための必要十分条件は任意のSylow群が巡回群であるということを示した.このことにより上記の問題が任意のSylow群が巡回群である有限群に対して解かれたことになる.上の有限群加群の問題とは別の問題として,泉によって完全にコホモロジーが自明である加群の構造の問題というものが有限群のKirchberg環へのRohlin作用との関連で考えられたが,これに関して新たな結果を示しその応用として泉による帰納極限分解の別証明を得ることができた.また,グラフC*環,Exel-Laca環をともに自然に拡張したC*環としてウルトラグラフと呼ばれるものからできるC*環があるが,これが位相グラフからできるC*環と思うことができるということを示した.このことにより私の位相グラフの一般論をウルトラグラフからできるC*環に対して適用することが可能になり,様々な新しい結果を得ることができた.さらに力学系のエルミート直線束でひねられた接合積に関して一般論を構築した.これに関しては現在論文にまとめているところである.この一般論は2次形式から作られるC*環や(高次元)非可換球面などへの応用がある.C^*環の例を作る方法として重要なものに,位相力学系から作られる接合積と呼ばれる構成方法がある.私は位相力学系の非可逆的な拡張と思うことができる位相グラフというものを導入し,それらからC^*環を作る方法を提案した.そして,このC^*環の構成方法は接合積やグラフ環だけでなく,これまで様々な研究者によって調べられてきた構成方法を自然に含んでいることを示した.また,位相グラフから作られるC^*環のクラスは,接合積によって構成されるC^*環のクラスよりはるかに大きく,多くの重要なC^*環の例を含んでいることを示した.位相力学系に対して定義される極小性,推移性などの諸概念を位相グラフに拡張し,これらの概念が位相グラフから作られるC^*環の構造とどのような関係があるかを明らかにした.そして,位相グラフから作られるC^*環のイデアル構造をほぼ完璧に記述することに成功した.その結果として,位相グラフから作られるC^*環が単純,または素になるための必要十分条件を位相グラフの言葉で書き下すことができた.そして,位相グラフを用いて素であるが原始的でないC^*環を作りだした.今年度はさらに,上であげたC^*環の構成方法と,C^*連絡の本質的表現,Quasi-Diagonality,ウルトラグラフ,非可換球面などとの関係に対しての研究も行った.これらの研究に関しては来年度以降論文にまとめていく予定である.私は位相グラフと呼ばれるものを導入し,それから作られるC^*環の構造を解析していくつかの論文を書いてきた.今年度はそのシリーズの最後として位相グラフから作られるC^*環がいつ純無限という性質を持つかを調べ論文にまとめた.純無限C^*環の中で特にいい条件を持つものをKirchberg環というが,私は全てのKirchberg環が位相グラフから作られるC^*環として表れるということを示した.これは,Kirchberg環の新しい構成方法を与え,Kirchberg環に対するいくつかの未解決問題を解く上で有効であると期待される.実際,私はこの構成方法を用いて,Kirchberg環のK群の自己同型写像は位数を変えることなくKirchberg環の自己同型写像に持ち上げることができることを示した.この結果は,この方向で今までに知られている結果を全て拡張するものであり,有限群のKirchberg環のK群への作用は全てKirchberg環への作用に持ち上げることができるかという未解決問題に対する新たな進展である.私の上記の結果は実際には,次の二つの結果を合わせて導かれるものである.まず,私は群加群に対して置換表現を持つという概念を定義し,任意のSylow群が巡回群である有限群に対しては,任意の加群が置換表現を持つことを示した.これは有限群加群に対する新しい結果である.そして,群のKirchberg環のK群への作用に対して,それが定義する加群が置換表現を持つならKirchberg環への作用に持ち上げることができるということを示した.昨年度,位相グラフを用いて素であるが原始的でないC^*環を構成したが,この構成方法を修正することで位相グラフではなくAF環の理論を用いるだけでそのようなC^*環を作り出すことができることを示した.この構成方法は,可分でないAF環の病的な現象をあらわす例とともに一つの論文にまとめられている.ここ数年間,私の導入した位相グラフと呼ばれるものから作られるC*環の構造を解析してきたが,今年度はその応用としていくつかの論文を公表し,いくつかの新しい結果を得た.

まずは昨年度から行っているKirchberg環に関する次の結果を論文にまとめ公表した.Kirchberg環とはある条件を満たすC*環でありK群が完全不変量であることが知られている.Kirchberg環のK群への有限群の作用がいつKirchberg環の作用に持ち上げることができるかという問題があるが,私は位相グラフを通してKirchberg環の組み合わせ論的構成を与えることにより,この問題をある有限群加群の問題に帰着することに成功した.そして群コホモロジーを用いることで有限群がこの問題を満たすための必要十分条件は任意のSylow群が巡回群であるということを示した.このことにより上記の問題が任意のSylow群が巡回群である有限群に対して解かれたことになる.上の有限群加群の問題とは別の問題として,泉によって完全にコホモロジーが自明である加群の構造の問題というものが有限群のKirchberg環へのRohlin作用との関連で考えられたが,これに関して新たな結果を示しその応用として泉による帰納極限分解の別証明を得ることができた.また,グラフC*環,Exel-Laca環をともに自然に拡張したC*環としてウルトラグラフと呼ばれるものからできるC*環があるが,これが位相グラフからできるC*環と思うことができるということを示した.このことにより私の位相グラフの一般論をウルトラグラフからできるC*環に対して適用することが可能になり,様々な新しい結果を得ることができた.さらに力学系のエルミート直線束でひねられた接合積に関して一般論を構築した.これに関しては現在論文にまとめているところである.この一般論は2次形式から作られるC*環や(高次元)非可換球面などへの応用がある.
質量分析計を利用した嗅覚障害の病態解明

嗅神経細胞は終生にわたり再生を繰り返すユニークな特徴があり、sの再生過程には、様々な因子が関与している。本研究では、嗅神経細胞の再生過程における遺伝子レベルでの動態を観察した。その結果、神経栄養因子BDNFは、再生過程初期では嗅上皮で機能しており、再生過程晩期では嗅球で関与することが示唆された。メチマゾール投与による嗅神経細胞障害モデルを用いて、嗅神経細胞の再生過程における網羅的な遺伝子解析をマイクロアレイ法で行った。本実験において、嗅上皮および嗅球の再生過程の遺伝子レベルでの変動が詳細に観察された。それらの結果を検討した上で、嗅神経の再生に有意な変動を認めた遺伝子を選出した。神経栄養因子であるBDNF遺伝子の発現は、再生過程初期の嗅上皮において、劇的な増加を認めた後に減少をしていった。一方で、嗅球でのBDNF遺伝子の変化は、再生過程初期で劇的に減少を認めた後に、徐々に増加していった。この結果によりBDNFは、再生過程初期では嗅上皮で機能しており、再生過程晩期では嗅球で関与することが示唆された。これらの結果は、将来的に嗅覚障害に対する新たな治療法(再生)に向けた実験系を確立する際に、治療候補因子の選出のための貴重な情報となりうると考えられる。最終年度(2012年度)には本実験の結果、有名英文雑誌へ投稿を行い、掲載されている。(Neuroscinece Letter 16:45-9,2012)嗅神経細胞は終生にわたり再生を繰り返すユニークな特徴があり、sの再生過程には、様々な因子が関与している。嗅神経細胞は終生にわたり再生を繰り返す能力があり、その再生過程のメカニズムの解明が嗅覚障害の治療発展に重要である。嗅覚障害の病態を人為的に作成する方法の中で、メチマゾールの全身投与する方法があり、嗅覚障害の再生過程の観察が可能である。本研究では、メチマゾール投与による嗅覚障害モデルマウスを用いて、再生過程における種々の栄養因子の発現の変化を観察する実験を行った。方法は、DNAマイクロアレイ解析法を用いて、メチマゾールによるダメージから再生する過程の嗅上皮組織と嗅球組織における種々の遺伝子のmRNAレベルの測定を行った。再生過程において多くの遺伝子の変動を認めてり、障害前の基準値から2倍以上の変動を認めた遺伝子は、嗅球で809種類、嗅上皮で1312種類であった。それらの遺伝子の中で、神経栄養因子のひとつでありBDNF(brain-derived nerve growth factor)がドラマティックな変化を認めていた。嗅上皮組織では、BDNFのmRNA量がメチマゾール投与日から最初の7日間で増加を認め、それ以降は減少していた。それに対して嗅球組織におけるBDNFのmRNA量は、メチマゾールを投与してから最初の7日間では、減少を認めており、それ以降が緩やかに増加をする変化を認めていた。この結果は、BDNFが嗅上皮においては再生過程の早期に機能しており、嗅球においては再生過程の晩期に機能していることが示唆された。嗅覚障害モデルでの遺伝子量の変化を観察する実験を予定どおり行うことができ、その結果から特定の神経栄養因子の機能に関する知見が得て、英文雑誌への論文投稿と掲載が達成できた。今回のDNAレベルでの解析結果を検討して、嗅球組織と嗅上皮での再生過程の栄養因子のかかわりをさらに解明していく。それに対して、当大学内で利用可能な質量分析装置を用いたメタボロミクス解析が有用であると考えており、再生過程での代謝産物の測定を行う。昨年度と同様に、嗅覚障害モデルマウスでの嗅球組織と嗅上皮組織をサンプリングして、質量分析装置におけるメタボローム解析を実施する。研究結果を学術雑誌、学会にて発表を行う。以上に対して研究費を使用する予定である。
mDiaが紡ぐアクチン細胞骨格の個体生理での役割と分子メカニズムの解析

アクチン細胞骨格は、細胞の形態、接着、移動、分裂に大きな役割を果たしているが、これが個体の様々な機能でどう働いているかは余り明らかでない。本研究では、アクチンを造り出すmDiaという分子の遺伝子を欠損したマウスを作出し、このマウスの表現型を解析することで、この点を明らかにしようとした。その結果、mDiaが造り出すアクチン細胞骨格が、脳内のシナプスの構造を制御して、社会隔離された動物の不安亢進に働くこと、免疫に重要なT細胞の抗原刺激による活性化に働いていること、精巣の精細間で精子細胞とセルトリ細胞の相互作用を調節して精子に形態形成に働くこと、皮膚腫瘍形成で大きな役割を果たすことが明らかになった。本研究の目的はアクチン細胞骨格を誘導するRho-mDia経路の1神経可塑性、2T細胞活性化、3精子形態形成、4皮膚のがん化での働きとメカニズムを明らかにし、アクチン細胞骨格がどのようにして組織の恒常性と可塑性に働いているかを明らかにしようとするものである。これまでの研究で、1では、培養神経細胞の活動低下時にmDia1/3がシナプス前終末に蓄積しそこでアクトミオシン束を形成してシナプス前終末を収縮させシナプス伝達効率を低下させていること、慢性社会隔離ストレスに曝したマウス脳側座核神経細胞の腹側被蓋野へ投射シナプス前終末で同様の前終末収縮がmDia依存性に起こり、神経伝達の低下を起こしていること、これが、慢性ストレスによる不安様行動の惹起に関係していることを明らかにした。これは、これまで不明であったシナプス前終末の可塑性の様式を明らかにしたものである。2では、mDia1/3二重欠損マウスのT細胞でTCRシグナル伝達障害を見出し、その作用を人工脂質二重膜上でTCRをMHC-agonist peptide複合体で刺激する系で解析した。その結果、mDiaがTCR microclusterの求心性移動に働きcSMAC形成を促進すること,この過程がTCRからのシグナル伝達を可能ならしめるように働いていることが明らかになった。これは、これまで不明であったTCRシグナル伝達に必要なアクチン細胞骨格の誘導分子を明らかにしたものである。3では、mDia1/3がセルトリ細胞で働き、精子頭部の形態形成に預かるF-actin hoopや細胞を裏打ちする皮質のアクチン線維の形成に預り、精子との細胞間接着を介して精子の形態形成を遂行しているのが明らかになった。4では、FVBの遺伝背景のmDia1遺伝子欠損マウスでDMBA/TPA塗布による皮膚腫瘍の形成が遅延し、腫瘍数や大きさも減少することを明らかにしている。これらのことから、Ras依存性の皮膚腫瘍発生でmDia1は腫瘍の形成と進展に関与していることが明らかになった。本研究の目的はアクチン細胞骨格を制御するRho-mDia経路の1神経可塑性、2T細胞活性化、3精子形態形成、4皮膚の癌化での役割と分子作用機序を明らかにすることである。これまでの研究で、1では、in vitroの初代培養神経細胞系において神経活動抑制時にmDia依存的なアクトミオシンの収縮力によってシナプス前終末の形態が収縮することを見出し、in vivoで社会隔離ストレスを与えたマウスにおいてmDia依存的な側坐核神経細胞のシナプス前終末の収縮、不安様行動の亢進が起こることを見出した。これらの結果はシナプス前終末における神経可塑性メカニズムの解明に大きく貢献することが期待できる。2では、mDia1/3がT細胞活性化に不可欠であることを見出し、mDiaがTCRの求心性移動に働き、この過程がTCRシグナル伝達を促進的に働いていることが明らかになった。これは不明であったTCR刺激によるアクチン細胞骨格の再編成がmDia1/3依存的であることを明らかにしたものである。3では、mDia1/3が精子形成を支えるセルトリ細胞で特徴的なアクチンの網目状構造を作り、このアクチン構造が精子の分化及び形態形成に不可欠なセルトリ細胞ー精子の細胞間接着装置を制御していることを見出した。このことから、精子形成過程にセルトリ細胞側のmDia1/3依存的な網目状アクチンが重要であることが明らかとなった。4では、mDia1遺伝子欠損マウスは活性型Ras依存的皮膚がんモデルにおいて、野生型と比して有意に腫瘍形成が抑制されることを見出した。さらに、Rho-mDia1シグナル系によるRasの下流情報伝達経路の調節をin vitroで解析を行った結果、mDia1枯渇細胞では、ERKのリン酸化の減少を見出した。このことから、Rho-mDia1経路はRas依存性の皮膚腫瘍発生で重要な役割を担うことが明らかになった。1神経可塑性。in vitroの初代培養神経細胞において、mDia1/3のシナプス前終末への集積を示し、シナプス間隙末端付近にシナプス前終末の収縮に欠かせないmDia依存的なアクチン繊維が形成されることを見出した。それに加えて、社会隔離ストレスを与えたマウスで側坐核神経細胞のmDia依存的に不安様行動の亢進が起こることを示し、この時にシナプス前終末がmDia依存的に収縮を起こしていることを見出した。2T細胞活性化。