hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗生物質ノシヘプチドの構造活性相関と合成研究

1.構造活性相関に関する研究二環性ペプチド抗生物質ノシヘプチドは、グラム陽性菌に対して強い抗菌作用を示す。その作用機作は菌のt-RNAに作用してタンパク質の合成を阻害することが知られているが、詳細な活性部位や認識部位さらにその活性発現機構については不明である。そこで申請者は、構造活性相関を明らかにする目的で、ノシヘプチドの部分分解を種々検討し、得られた部分分解生成物の抗菌活性試験を試みた。その結果、脱デヒドロアラニン体は活性発現に大きな影響が見られなかったのに対して、脱インドール体では全体的に抗菌力の低下が、さらに、脱デヒドロアラニン-脱インドール体では大きく活性が低下することが明らかになった。2.合成研究ノシヘプチドの合成研究に関しては、申請者らによるフラグメントD(チアゾールカルボン酸誘導体)の合成研究があるのみであった。研究初年度ではノシヘプチド中のフラグメントE:3-メチル-4-ヒドロキシメチルインドール-2-カルボン酸の合成をおこない、2-メチル-3-ニトロベンジルアルコールを出発原料とし、Reissertのインドール合成法による簡便で効率的な合成法を確立した。また、トレオニンとフラグメントCから成るジペプチドの合成をおこなった。研究二年度では、これまでの糖誘導体を用いたフラグメントD合成が行程数が長くしかも二酸化マンガンを用いたチアゾリジンからチアゾールへの変換反応の再現性に乏しい等の欠点があったが、今回、新たに光学活性1,2,4-ブタントリオールを出発原料とした簡便で効率的なフラグメントDの合成法を確立した。さらにフラグメントAの合成に着手し、電解反応を鍵反応とする3-ヒドロキシピリジン誘導体の構築を試みた。また、これに関連して類似の構造を持つ抗生物質カルナミシンの合成を試み、その半合成に成功した。以上、得られた研究成果については、日本化学会誌上(Chem.Lett.,(1992)1005.)に発表すると共に第16回国際糖質シンポジウム(Paris)や日本化学会年会等において報告した。その作用機作は菌のtーRNAに作用してタンパク質の合成を阻害することが知られているが、詳細な活性部位や認識部位については不明である。そこで申請者は、構造活性相関を明らかにする目的で、ノシヘプチドの部分分解を種々検討した。その結果、まず第一に耐圧反応管を用い、飽和アンモニアーエタノ-ル中、ノシヘプチドを90°Cで2ー3時間加熱すると選択的にフラグメントEが脱離して単環構造になることを明らかにした。さらに、^1H, ^<13>CーNMR,FABーMASS等の各種スペクトルより、フラグメントEのインド-ル骨格は2ーアミド誘導体となり、残りはチオアンモニウム誘導体として開裂していることが明らかになった。第二に、ノシヘプチドをイソプロピルアルコ-ル中、強酸性イオン交換樹脂(IRー120)存在下、2日間加熱環流すると、選択的に脱デヒドロアラニン化し、末端のカルボン酸部分がイソプロピルエステルとなった生成物が得られることを明らかにした。また、このようにして得られた3種の部分構造物については現在、生理活性試験中である。今後、研究2年度目ではフラグメントDのカルボキシル基を利用した環開裂および段階的部分分解を重ねて、部分構造と生理活性との相関について検討する予定である。

2.合成研究ノシヘプチドの合成研究に関しては、申請者らによるフラグメントD(チアゾ-ルカルボン酸誘導体)の合成研究があるのみであった。研究初年度ではノシヘプチド中のフラグメントE:3ーメチルー4ーヒドロキシメチルインド-ルー2ーカルボン酸の合成をおこない、2ーメチルー3ーニトロベンジルアルコ-ルを出発原料とし、Reissertのインド-ル合成法による簡便で効率的な合成法を確立した。また、スレオニンとフラグメントCから成るジペプチドの合成をおこなった。さらに、研究二年度では、フラグメントAの構成チアゾ-ル環二種類の合成を検討すると同時に、フラグメントAの全構造の構築にとりかかる予定である。以上、得られた研究成果に関しては、第63回日本化学会春季年会において報告した。1.構造活性相関に関する研究;二環性ペプチド抗生物質ノシヘプチドは、グラム陽性菌に対して強い抗菌作用を示す。その作用機作は菌のt-RNAに作用してタンパク質の合成を阻害することが知られているが、詳細な活性部位や認識部位については不明である。そこで申請者は、構造活性相関を明らかにする目的で、ノシヘプチドの部分分解を種々検討した。その結果初年度では、耐圧反応管を用い、飽和アンモニア-エタノール中、ノシヘプチドを90°Cで2-3時間加熱すると選択的にフラグメントEが脱離して単環構造になることを明らかにした。さらに^1H,^<13>C-NMR,FAB-MASS等の各種スペクトルより、フラグメントEのインドール骨格は2-アミド誘導体となり、残りはチオアンモニウム誘導体として開裂していることを明らかにした。第二に、ノシヘプチドをイソプロピルアルコール中、強酸性イオン交換樹脂(IR-120)存在下、2日間加熱還流すると選択的に脱デヒドロアラニン化し、末端のカルボン酸部分がイソプロピルエステルとなった生成物が得られることを明らかにした。二年度目では、DMSO酸化やオスニウム酸化による部分分解を試みると共に、得られた部分構造物の抗菌活性試験を試みた。その結果、脱デヒドロアラニン体は活性発現に大きな影響が見られなかったの対して、脱インドール体では全体的に抗菌力の低下が、さらに脱デヒドロアラニン-脱インドール体では大きく活性が低下することが明らかになった。2.合成研究;ノシヘプチドの合成研究に関しては、研究初年度でノシヘプチド中のフラグメントE:3-メチル-4-ヒドロキシメチルインドール-2-カルボン酸の合成をおこない、2-メチル-3-ニトロベンジルアルコールを出発原料としReissertのインドール合成法による簡便で効率的な合成法を確立した。二年度目では、これまでの糖誘導体を用いたフラグメントD合成では行程数が長くしかもチアゾリジンからチアゾールへの酸化反応の再現性に乏しい等の欠点があったが、新たに光学活性1,2,4-ブタントリオールを出発原料とした簡便で効率的なフラグメントDの合成法を確立した。さらにフラグメントAの合成に着手し、電解反応を鍵反応とする3-ヒドロキシピリジン誘導体の構築を試みた。また、これに関連して類似の構造を持つ抗生物質カルナミシンの合成を試み、その半合成に成功した。
アモルファスイオン伝導体を用いた全固体電池の作成と特性評価

全固体電池は、小型、軽量、漏液の心配がないなどの多くの特徴をもつことから注目を集めている。しかしながら現在のところ、信頼性の高いものが得られているとは言い難い。本研究は優れた特性をもつ全固体電池を作製し、その評価を行うことを目的として、(1)固体電池用の新しいカソード材料の合成と特性評価、(2)高いイオン伝導度をもつ常温型固体電解質の開発とその薄膜化を行ったものである。主な成果は次の通りである。1.Li^+イオン伝導性がガラスであるLi_4SiO_4-Li_3BO_3系について、スパッタ法により非晶質薄膜の作製を行った。ターゲット組成、スパッタガス組成、ガス圧などを検討しイオン伝導性の高い薄膜の得られる条件を確立した。2.全く新しい固体電解質としてCuI-Cu_2MoO_4Cu_3PO_4系銅イオン伝導性ガラスを作製した。これらのガラスは室温で10^<-2>-10^<-3>Scm^<-1>という非常に高い伝導度を示す。この値は溶液系電解質の伝導度に匹敵するものである。ガラスの伝導度はCuI含量のぞうかにともない、指数関数的に増加した。3.第2成分として種々の遷移金属酸化物を含むV_2O_5系ガラスを作製し、このガラスをカソードとするリチウム電池を試作してその特性評価を行った。第2成分としてCuOやAg_2Oなどを添加すると放電容量は増加するが、充放電繰り返し特性が劣化することがわかった。またFe_2O_3を添加したガラスでは、放電容量はあまり増加しないものの、充放電繰り返し特性は向上した。これはガラス中のイオンが拡散できる隙間が増加するためにリチウムイオンの拡散速度が大きくなったためであることを明らかにした。4.高いAg^+イオン伝導性を示すAgI-Ag_2MoO_4系についてフラッシュ蒸着法により非晶質薄膜を作製した。得られた薄膜の伝導度は室温で10^<-2>-10^<-3>Scm^<-1>という非常に高いものであった。この薄膜は全固体電池用電解質として使用可能であることがわかった。全固体電池は、小型軽量、長寿命、漏液の心配がないなど、多くの特徴をもつ新しいタイプの電池として注目を集めている。しかし現在のところ、信頼性の高いものが得られているとは言い難い。1.電池用カソード材料として優れた特性が期待されるアモルファスW【S_3】を【(NH-4)-2】【WS_4】の熱分解により合成できることを見出した。銀電池用カソードとしての特性を調べた結果、この電池は充放電が可能であること、またW【S_3】のSを0で置換すると電池特性が悪くなることを見出した。2.新しいタイプのカソード材料として種々の第2成分を含む【V_2】【O_5】系ガラスを融液超急冷法により作製した。

得られたガラスをカソードとした溶液型リチウム電池を試作し、その特性を検討した結果、3V以上の高い放電電圧を示すこと、放電だけでなく充電も可能な2次電池となることがわかった。また、【WO_3】、N、O、【CO_3】【O_4】などの適当な第2成分を添加することにより、【V_4】【O_5】のみのガラスに比べて電池の特性が向上することを見出した。3.【L^?】イオン伝導性ガラスである【L_4】Si【O_4】【L_3】B【O_?】系について、RFスパッタ法により非晶質薄膜の作製を行った。ターゲット組成、スパッタガス組成、ガス圧などを検討し、イオン伝導性の高い薄膜の得られる条件を確立した。4.高いAgイオン伝導性を示すAgI-【Ag_2】O-Mo【O_3】系およびAgl【Ag_(2?)】O【B_(2?)】O系についてフラッシュ蒸着法により非晶質薄膜を作製した。得られた薄膜の伝導度は室温で【O^2】【O^(-3)】【Sc^(10-)】という非常に高いものであった。この薄膜を電解質とし、【Nos_2】をカソードとした全固体電池を試作したところ、充放電可能な二次電池となることがわかった。全固体電池は、小型、軽量、漏液の心配がないなどの多くの特徴を持つことから、新しいタイプの電池として注目を集めている。しかしながら現在のところ、信頼性の高いものが得られているとは言い難い。これは(1)充分に高いイオン伝導度を有する常温型固体電解質が得られていない、(2)カソード材料として何が適しているか充分な知見が得られていないなどの理由による。本研究は優れた特性を持つ全固体電池を作製し、その特性評価を行うことを目的として、(1)高いイオン伝導度をもつ常温型固体電解質の開発とその薄膜化、(2)固体電池用の新しいカソード材料の合成と特性評価を行ったものである。主な成果は次の通りである。1.価数の異なったオルトオキソ酸アニオンを含むCuIーCu_2MoO_4ーCu_3PO_4系銅イオン伝導性ガラスを作製し、その伝導機構について検討した。その結果、Cu^+イオンはガラス中に存在するI_4四面体クラスターからなる伝導経路を主に伝わること、ガラス中のオルトオキソ酸アニオンは伝導キャリアーであるCu^+イオンのトラップとして働くことを見出した。2.Fe_2O_3ーV_2O_5系ガラスを双ローラー超急冷法により作製し、リチウム電池用カソード材料としての特性評価を行った。その結果、これらの電池は3V以上の高い起電力を示し、200Ahkg^<-1>以上の大きなエネルギー密度を持つことより、カソード材料として優れていることがわかった。また放電容量、正極における反応速度ともに、Fe_2O_3を10ー20mol%含むガラスが最も高い値を持つことを見出した。3.酸素とイオウという2種類のアニオンを含むLiBO_2ーLiBS_2系ガラスを作製し、そのリチウムイオン伝導特性について検討した。その結果、これらのガラスが高いイオン伝導性を持つこと、また2種のアニオンを混合することによって酸化物単独のものより高い伝導度を示すことを見出し、このガラスがリチウム電池用電解質として使用し得ることを明らかにした。
卵形成を制御しているクルマエビ卵黄形成抑制ホルモンの作用機構の解明

甲殻類では、眼柄内の神経節が卵黄形成抑制ホルモンを分泌して成熟を調節している。その作用機構を明らかにするため、クルマエビを使って研究を実施した。未熟な雌エビでは血液中のホルモン量が常に高く、成熟を抑制していた。血中量が低下して成熟抑制が解除されると成熟が始まると考えられた。また、雌エビの眼柄を除去して人為的にホルモンを無くすと、卵巣内で様々な遺伝子の発現量が変化した。ホルモン血中量の低下により、卵巣内で様々な変化が生じて成熟が始まると考えられた。甲殻類では、眼柄内神経節からペプチドホルモンの卵黄形成抑制ホルモンが分泌されて卵形成の調節に働くと考えられているが、その作用機構には不明な点が多い。本研究課題では、クルマエビの卵黄形成抑制ホルモンの血中量の変動を明らかにするとともに、ホルモン投与と除去の影響を調べることにより、卵黄形成抑制ホルモンの作用機構を明らかにすることにしている。22年度は、ホルモン測定法の開発とRNA干渉技術によるホルモン合成抑制条件の検討を行った。ホルモン測定のサンプル前処理として、有機溶媒抽出と固相カートリッジ抽出、熱水抽出を比較検討した。その結果、有機溶媒抽出法が最も安定して抽出できることがわかった。この方法を用いることで、多数の検体を効率的に前処理できるようになった。この前処理法とクルマエビの眼柄ペプチドホルモンに対する抗体を利用して血中量を測定することが可能になった。卵黄形成抑制ホルモンの合成抑制を行うために、RNA干渉技術を利用してホルモンに相同な二本鎖RNAを稚エビに投与したところ、2週間後でもホルモンの遺伝子発現を抑制していることがわかった。次に、亜成体雌エビに二本鎖RNAを投与して卵巣発達に対する影響を調べたが、明瞭な変化は見られなかった。亜成体エビでは合成抑制が充分に働かなかった可能性が考えられる。以上のように、22年度はホルモン測定法の改良・開発とRNA干渉技術によるホルモン合成抑制条件の検討を行った。ホルモンの作用解明に向けて、必要な基礎知見を得ることができた。甲殻類では、眼柄内神経節からペプチドホルモンの卵黄形成抑制ホルモンが分泌されて卵形成の調節に働いていると考えられているが、その作用機構には不明な点が多い。本研究課題では、クルマエビの卵黄形成抑制ホルモンの血中量の変動を明らかにするとともに、ホルモン投与と除去の影響を調べることにより、卵黄形成抑制ホルモンの作用機構を明らかにすることを目的としている。23年度は、ホルモン合成抑制が卵形成に与える影響を調べ、さらにホルモン血中量の測定を行った。RNA干渉技術による合成抑制をするため、ホルモンの塩基配列と相同な二本鎖RNAを合成して未熟な亜成体雌エビに注射し、卵巣の発達を調べた。注射から58日後でも卵巣は未熟なままで、生理食塩水を注射した対照区と差がなかった。合成抑制効果が不充分であったことが影響した可能性が考えられた。クルマエビの眼柄神経節には卵黄形成抑制効果を持つペプチドホルモンが6種類あることが確認されている。その内の二種類(SGP1とSGP7)の血中量を測定して個体ごとに相関を調べたところ、正の相関があることがわかった。両ペプチドは眼柄内の同じ神経細胞から合成・分泌されている可能性があり、分泌調節も同じように行われていることが示唆された。また、未熟雌エビの血中ホルモン量を6時間毎に測定したところ、SGP1,7ともに日内変動が見られなかった。未熟エビでは常に卵黄形成抑制ホルモンが分泌され、成熟を抑制していると考えられた。以上の結果をもとに、24年度ではさらにホルモンの作用解明を進める。クルマエビでは、眼柄神経節から分泌される卵黄形成抑制ホルモンが卵巣発達の調節に働いている。そのため、眼柄を除去すると卵黄形成抑制ホルモンの抑制作用が解除されて卵黄蓄積が進む。その際に、様々な遺伝子の発現量が変化すると考えられるが、卵黄タンパク質前駆物質(ビテロジェニン)以外の遺伝子については不明な点が多かった。そこで、未熟な雌クルマエビから両眼柄を切除し、卵巣における遺伝子発現の変化を調べた。発現解析の対象遺伝子として、データベースに登録されている、代謝関連酵素やシグナル伝達系などの15種類の遺伝子を選んだ。それぞれの遺伝子の塩基配列からプライマーを設計し、リアルタイムPCRにより発現量を測定した。眼柄除去により発現量が増加した遺伝子は、シトクロムcオキシダーゼとカテプシンCであった。逆に減少した遺伝子は、分裂促進因子活性化タンパク質キナーゼ(MAPK)、グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ、フルクトース-1,6-ビスホスファターゼ、伸長因子1アルファ、サイクリンBであった。

発現量が変化しなかった遺伝子は、グアニンヌクレオチド結合タンパク質(Gs,Gi)、レチノイドX受容体、エクジソン受容体、グリコーゲンシンターゼ、ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ、卵巣リポタンパク質受容体であった。卵黄蓄積が始まる際には、卵黄形成抑制ホルモンによる抑制作用が解除されてビテロジェニン合成など様々な変化が生じる。今回の実験により、眼柄除去後に卵巣で代謝関連酵素遺伝子とシグナル伝達関連遺伝子の一部の発現量が変化することがわかった。複雑な卵黄蓄積機構の一部を明らかにすることができた。計画では、23年度に卵黄形成抑制ホルモンの作用により発現が変動する遺伝子の同定に着手する予定であったが、23年度はホルモン測定に集中して遺伝子同定を24年度にまとめて実施することにした。そのため、研究計画の進行が一部遅れている。しかし、24年度にまとめて実施して遅れを取り戻すため、最終的には計画を達成できる予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画の最終年度となる24年度は、当初計画通り、卵黄形成抑制ホルモンの作用により発現が変動する遺伝子の同定に集中して取り組む。実施に必要な準備を進めてきており、研究計画の変更や問題はない。また、これまでに得られた成果の公表に努める。
コンピュータやロボットを用いたシミュレーションによる運動学習指導に関する研究

運動教材の中でも、「器械運動」は以下のような点で他の教材となることから、それらを克服するために一般には〓〓以後に示したような指導方法が用いられてきた。(1)学習者の基本動作に対する経験が極めて少ないことから、器械運動で学習すべき動作の感覚がつかめない場合がある。〓〓学習すべき運動を指導者が示範したり、熟練者が行ったビデオの視聴によって動作を把握させる。(2)学習の対象となる運動が危険を伴うものであったり、学習者にとって高難度である場合には、実動作の学習の全く取り組めないことがある。〓〓学習者のレベルに合わせて段階的な指導を行うとともに、補助によって十分な安全確保を行う。本研究では、これら従来の学習指導法に更に、これまでのスポーツバイオメカニクス的な研究から得られた理論を背景として、コンピュータを応用した体育学習指導法の開発という視点から、「鉄棒運動」を中心に理論学習から実動作体験に至る学習指導プログラムを開発・適用した結果、次のようなことが明らかとなった。1.運動の力学的な側面については、理科の学習内容と関係づけた学習プログラムが効果的であった。2.学習すべき運動のイメージを身体運動のイメージに結び付ける方法の一つとして、コンピュータやロボットによるシミュレーション・プログラムによる疑似体験が小学生にも積極的に受け入れられた。3.運動の理論的な学習→身体運動のイメージの疑似体験→実動作のドリル学習というステップを踏むことによって、学習者の学習すべき運動に対する認知レベルや技能獲得のための取組みを含めた学習意欲の向上がみとめられた。平成4年度は,本研究の目的であるI.シミュレーションやロボットを用いた学習指導のためのプログラムやロボットの開発,II.一連の学習指導プログラムを応用した実験授業を行い,学習者の認知レベルや学習意欲ならびに学習動作の変容を追跡記録することによって,シミュレーションを用いた学習プログラムの効果を検証する,の2点のうち,前者について,下記のように進めることができた。1.小学校において学習指導が難しいと言われる器械運動をとりあげ,マット・とび箱・鉄棒運動の教材についてバイオメカニクス的な視点から分析を行った。2.上記で分析を行った教材のうち,特に器械運動の基礎となる教材で,しかも回転動作を含む運動を物理学的・生理学的側面からの理論構造を整理した。3.回転動作を含む教材のうち,マット運動の「開脚前転」,鉄棒運動の「前転」,「後転」および「さか上がり」などについては,上記の理論構造の分析結果に基づいて,ラジオコントロールによって上・下肢関節が屈伸するロボットを作成し,マニュアル操作することによって,前述の各運動が可能にした。4.特に鉄棒運動における「前転・後転」については,肢関節と膝関節の屈伸運動によってコンピュータ画面上のロボットをマウス操作で行うことで回転動作を行なわせるプログラムを開発した。5.平成5年度に実施するシミュレーションやロボットを用いた学習指導のための予備調査として,現在,小学校で行なわれている器械運動の学習指導の現状を,(1)学習内容,(2)学習指導時間,(3)学習指導方法(4)学習指導の成果,などの点から分析を行っている。これらの調査集計については現在進行中である。運動教材の中でも、特に学習者にも指導者にも敬遠されがちな「器械運動」学習を効率よく、しかも安全に取り組むための学習指導プログラムの一つとしての、コンピュータやロボットを用いたシミュレーション指導の効果を検討した。本研究における学習指導プログラムは、いずれもこれまでにスポーツバイオメカニクス的な研究によって得られた理論を学習者に認知させ、それを実践に応用させることにある。本年度は、コンピュータによるシミュレーションならびにロボットによるシミュレーションを用いて小学生に「鉄棒運動」における以下のような過程についての検討を行った。1.学習すべき運動である「鉄棒の腕立て前転・後転」の力学的な理論を理科で学習したテコの考え方と関連づけて学習させる。2.学習すべき運動の力学的な理論を深めるために、コンピュータによるシミュレーションやロボットによるシミュレーションを用いて運動の疑似体験させる。

3.シミュレーションを用いて行った運動の疑似体験を、実際の動作学習に生かせるような環境を設定し、ドリル学習を行わせる。このような、コンピュータやロボットを用いたシミュレーション学習指導プログラムを用いた結果、学習者の運動に対する認知レベルや、技能獲得のための取り組みを含めた学習意欲の向上がみられた。
高結晶性カーボンナノコイルの作製及びその電界放出機構

電界放出顕微鏡(FEM)による孤立したカーボンナノコイルの電界放出の研究1)有限要素法によるカーボンナノチューブとカーボンナノコイル先端の電界分布の分析:カーボンナノチューブとカーボンナノコイルは先端の曲率半径の増大につれ、先端に集中している電界強度が弱くなることと、同じ先端曲率半径をもつカーボンナノチューブとカーボンナノコイルの先端に集中している電界強度はほぼ同程度であることが分かった。またカーボンナノチューブは先端のみ電界が集中するに対してカーボンナノコイルはその第一巻きの表面に電界が集中することが分かった。このことから、カーボンナノコイルはカーボンナノチューブと同レベルの放出閾値電圧を持ち、しかもカーボンナノチューブよりも放出サイトが多いであることを示し、高効率な電子放出源への応用が期待される。2)電子顕微鏡内に一本のカーボンナノコイルをタングスタン針先端に接続させ固定し、超高真空(10^<-10>torr台)チャンバーに陰極であるステージに取り付け、蛍光体を塗布した陽極プレートとの間に電圧を印加し、電界放出時の電流-電圧特性と放出パターンを同期に観測した。I-V測定において、電圧の増加時にステップ状の電流の増加が見られ、それと同時に放出パターンが反時計回りに回転し始め、約360°の回転が観察された。また放出パターンに複数の輝点があるので、カーボンナノコイルの放出サイトがナノチューブより多いことがわかり、有限要素法の計算結果と一致する。さらにナノコイルが印加された電界の方向に配向したこと、コイルの巻き数が1巻き増えたことが分かった。これは強電界中のナノコイルに働いた静電気力、コイルに流れた大電流により引き起こされた構造変化によるストレス緩和効果によるものと考えられる。1,高い結晶性を持つカーボンナノコイルの合成1)成長メカニズムに関する研究:X線回折法による昇温中およびアセチレンガス導入後のFe/ITO触媒の変化を解析した結果、Fe触媒が酸化-還元-炭化インジウム鉄の形成過程が観察された。金属触媒の炭化が進み過飽和になると炭素の析出が始まり、ナノコイルなどの炭素構造物の成長が始まると考えられる。2)触媒組成の制御:組成がきちんと制御したFe-In-Sn-O混合触媒を用いた場合、Fe/lTO触媒を用いた場合作製したカーボンナノコイルの平均外径よりも大幅に小さくなり、しかも外径の分布幅が狭くなることが分かった。それを用いた電界放出源の立ち上がり電圧を大幅に減少することができた。これはコイルを構成しているチューブの外径の減少による電界集中効果であると考えられる。3)後処理の効果:アルゴン雰囲気に2200°C以上の高温処理により、カーボンナノコイルを構成するカーボン原子の再配列が起こりコイルの結晶性が向上されることが確認できた。2,FEMとFIM装置の準備と予備実験1)装置の準備:超高真空(10^<-10>torr台)チャンバーに一本のナノチューブ或はナノコイルをつけたタングスタン線陰電極を設けて、放出電流をFEM像と同期に測定できるシステムの構築を行った。2)CNTを使った予備実験:先端を閉じた多層CNTと開口した単層CNTについてその電子放出特性を観測した。閉じたCNT先端のFEM像は4個の明るいスポットからなる。これはCNT先端にある四つの五員環から優先的に電子が放出することによるものである。開いたCNTではひな菊のような模様を持つ像となる。これはCNT先端の円周上に閉じ込められた電子の定在波による電子放出の疎密であると考えられる。ただし、この二つのCNT先端の曲率半径はほぼ等しくなり、電圧-電流特性は殆ど変わらないことが分かった。
小学校における学級集団の状態に適合した授業モデルの開発

初年度は,小学校において授業観察と記録映像を収集し,学級集団の状態別に特徴的な授業構成と指導行動について抽出と分類を進めた。現在までのところ,1集団の学習規律と関係性の状態によって特徴的な授業構成がみられること,2集団状態と授業における規律づくりと関係性づくりに関する指導行動には関連があること,3授業構成と規律と関係性づくりに関する指導行動は共に学級集団の状態だけでなく在籍する児童個々の実態とも関連していることなどが見出された。授業構成,指導行動の特徴の分析からは,特徴的に見出されるものの授業実践と集団育成に有効なものと,有効ではないものが混在していることが明らかになり,それらを集団状態の実態や指導の文脈に照らして峻別することが課題となった。また,有効ではない授業構成,指導行動の積み重ねが,学級集団の発達を阻害している可能性が考えられ,継続して同一学級の授業観察と記録映像の収集を行うことにより検討を進めているところである。さらに,有効でないと考えられる授業構成,指導行動については,教職経験と関係なく見出されており,実践の改善に資するためには,有効な授業構成,指導行動を意識化し共有するための手立てが必要であり,具体的な方策について検討を始めた。この研究は,近年の児童の現状と課題のなかで優れた授業を行っている教員の授業構成,指導行動から学び,モデル化することによって実践を共有できるようにすることを意図したものである。意識されにくい実践の知に支えられている優れた授業実践について,授業構成,指導行動として意識化できる形にして示すことで,教員養成や教員研修の改善に役立てることができるものと考えられる。これまでの研究成果に関連する内容の一部について,日本教育心理学会総会の研究委員会シンポジウムにおいて話題提供をおこなった。現在,収集した授業の記録映像をもとに,集団状態別に,特徴的な授業構成と指導行動の抽出と分類を行っているところである。集団発達の初期段階である4月,5月,6月の学級編成初期の授業記録データが不足しており,現在,授業の記録映像の収集と抽出,分類を進めているところである。計画では,1年目に集団状態別の授業構成と指導行動の抽出,分類に基づいて,その有効性の検討まで進める予定であったが,やや計画より遅れている状態である。また,心理尺度を用いた学級集団の把握について,尺度を実施できた学級数が少なく十分なデータを得られていないため,さらに,心理尺度による学級集団の状態との授業構成,指導行動との関連ついて分析する必要がある。今年度は,心理尺度の実施の承諾を得られた学級を中心に,心理尺度による学級集団の把握と授業記録映像の収集を進める。できる限り,年度当初の学級集団の発達初期の段階の授業記録映像を収集し,学級集団の状態別に,特徴的な授業構成,指導行動の抽出と分類を進める。その上で,集団状態に適合する授業構成と指導行動の有効性について,教育心理学,教育学,教科教育学などの専門家らと理論的な分析を行い,授業構成と指導行動を授業者と共有できる形に整理する。

できる限り,年度当初の学級集団の発達初期の段階の授業記録映像を収集し,学級集団の状態別に,特徴的な授業構成,指導行動の抽出と分類を進める。その上で,集団状態に適合する授業構成と指導行動の有効性について,教育心理学,教育学,教科教育学などの専門家らと理論的な分析を行い,授業構成と指導行動を授業者と共有できる形に整理する。
工業生産の海外シフトに伴う農業・農村就業の再編と新たな就業様式の可能性

1.自動車関連企業の海外進出や部品の海外調達の進展に伴う、雇用・労働市場への影響について、各種統計調査結果の解析を進めた結果、1991年以降は年を経るに従い、雇用指標は悪化し、特に95年から96年にかけ、東海などが有効求人倍率の落ち込み、製造業の労働時間の非自発的圧縮、パート労働者比率の増大、倒産の増大など、深刻であった。2.愛知県の県内2000の事業所アンケート結果等によれば、最近3年間で、非海外シフト企業の余剰人員発生状況は、海外シフト企業より遙かに深刻な事態にあることが判明。農村部に多い非海外シフト企業における雇用環境の悪化は顕著である。3.3次以下の下請を対象にヒヤリングを進めた結果、受注量の減退や単価の押し下げが顕著であり、今後5年間では事業規模の拡大や高付付加値生産への転換を進める下請もあるが、規模を縮小し、或いは転・廃業する企業が1/3を越えそうなことが判明した。4.農村部の下請雇用の再編に伴い、農村労働力の農業回帰という形での就業再編が、新規参入にも刺激され起こっているが、量的には多くない。高齢者の農業就業の増加が目に付く。定年退職者が従来であれば再雇用されるケースが多かったのと対照的である。5.雇用条件悪化の中、終了機会を自ら創出する起業活動の展開は多様である。村興しと結合させ、定年、間近な壮年層、女性を中心に「百年草」、「山紫庵」などの保護・加工販売・文化を結びつけた交流型施設経営、「荷互奈」などの生産・加工産直施設経営、名古屋市農業文化圏と提携した食材提供の「つくばね」「ひこばえ」グループなど、都市農村交流型のものが多い。経営管理面は概して脆弱であり、地域差も大きく、農村就業の新機軸を担う点からみればまだ補完的である。1.各種統計データの解析を進めた結果、1991年以降は年を経るい従い、雇用指標は悪化。特に95年から96年前半にかけ、自動車依存型産業下の東海などで有効求人倍率の落ち込み、製造業の労働時間の非自発的圧縮、パート比率の増大、倒産の増大が深刻である。2.愛知県内2000の事業所アンケート結果(95年5月)棟にれば、最近3年間で非海外シフト企業(取引先が海外シフトしている企業)の余剰人員発生状況は、海外シフト企業より深刻である。農村部に多い非海外シフト企業の雇用環境の悪化は顕著である。3.3次以下下請の聞き取りによれば、元請会社が部品の内製化や共通化を進め、海外調達も急増させているため、受注量の減退や単価の押し下げが顕著である。今後5年間では事業規模の拡大や高付加価値生産へ転換する下請もあるが、規模を縮小し、或いは転・廃業する企業が1/3を越えそうなことが判明した。4.農村部の下請雇用,の再編に伴い、農村労働力の農業回帰という形での就業再編が、新規参入にも刺激され部分的に起こっているが、量的には多くない。定年退職者が再雇用されるケースが多かった従来とは対照的である。5.雇用条件悪化の中、就業機会を自ら創出する起業活動の展開は多様である。

農業=六次産業と位置づけ、生産・加工・流通に農業体験等を結びつける伊賀の里モクモク手作りファーム、パスカル清美、村興しと結合させ、定年間近な壮年層、女性を中心に百年草、山紫庵などの保養・加工販売・分化を結びつけた交流型施設経営、荷互奈などの生鮮・加工産直施設経営、名古屋市農業文化園と提携した食材提供のつくばねグループなど、都市農村交流型のものが多い。1.自動車関連企業の海外進出や部品の海外調達の進展に伴う、雇用・労働市場への影響について、各種統計調査結果の解析を進めた結果、1991年以降は年を経るに従い、雇用指標は悪化し、特に95年から96年にかけ、東海などが有効求人倍率の落ち込み、製造業の労働時間の非自発的圧縮、パート労働者比率の増大、倒産の増大など、深刻であった。2.愛知県の県内2000の事業所アンケート結果等によれば、最近3年間で、非海外シフト企業の余剰人員発生状況は、海外シフト企業より遥かに深刻な事態にあることが判明。農村部に多い非海外シフト企業における雇用環境の悪化は顕著である。3.3次以下の下請を対象にヒヤリングを進めた結果、受注量の減退や単価の押し下げが顕著であり、今後5年間では事業規模の拡大や高付加価値生産への転換を進める下請もあるが、規模を縮小し、或いは転・廃業する企業が1/3を越えそうなことが判明した。4.農村部の下請雇用の再編に伴い、農村労働力の農業回帰という形での就業再編が、新規参入にも刺激され起こっているが、量的には多くない。高齢者の農業就業の増加が目に付く。定年退職者が従来であれば再雇用されるケースが多かったのと対照的である。5.雇用条件悪化の中、就業機会を自ら創出する起業活動の展開は多様である。村興しと結合させ、定年間近な壮年層、女性を中心に「百年草」、「山紫庵」などの保養・加工販売・文化を結びつけた交流型施設経営、「荷互奈」などの生鮮・加工産直施設経営、名古屋市農業文化園と提携した食材提供の「つくばね」、「ひこばえ」グループなど、都市農村交流型のものが多い。経営管理面は概して脆弱であり、地域差も大きく、農村就業の新機軸を担う点からみればまだ補完的である。
脆弱な抗原性を示す細胞表面新奇自己抗原の解析と新たな自己抗体検査法の開発

抗血管内皮細胞抗体(AECA)を検出するためにCSP-ELISAという新しい方法を開発した。CSP-ELISAによるIgG-AECAの陽性率は、全身性エリテマトーデスで95%、混合性結合組織病で97%、全身性強皮症で58%になった。また、IgA-AECAの陽性率は、それぞれ34%, 20%, 64%になった。これらの疾患患者のAECAは、血管内皮細胞の細胞表面に発現している膜タンパクを認識していた。CSP-ELISAは、臨床状況の中で、抗細胞表面自己抗体の検出と診断の改善に期待できる。CSP-ELISAは、AECA測定の標準法になりうるものと考えており、様々な自己免疫疾患患者血清を測定すると、高率に陽性を検出している。今年度は、全身性エリテマトーデス(SLE)におけるループス腎炎に焦点を当てて測定を行った。SLEでは、患者の約半数で何らかの腎障害が認められるが、腎臓の病態把握のためには腎生検が必要となり、患者にとっては大きな負担である。ループス腎炎患者のCSP-ELISA値、すなわちAECA-IgG抗体価が高い傾向があることが判明し、ループス腎炎の有無(強弱)と、AECA抗体価との相関性の検定を行った。ループス腎炎の有無で、ぞれぞれ約40例ずつの測定を行った。昨年まではAECA-IgG(以下IgG)だけを測定していたが、AECA-IgA(以下IgA)も高値を示す検体があることがわかったため、IgAも測定することにした。その結果、SLE患者では、IgGはほとんど陽性を示すが、IgAについては約半数が陽性であった。さらに、IgG, IgAが共に高値である患者がループス腎炎の症状を示す率が高いことも判明した。またIgA値は、尿沈渣赤血球数と相関していた。腎病理組織においてISN/RPS分類の活動病変を認める患者は、活動性病変のない患者と比較すると、IgG値においては有意差を認めなかったが、IgA値は上昇していた。昨年度までの成果として、抗血管内皮細胞抗体(AECA)を検出するための新しい方法としてCSP-ELISAが確立できた。CSP-ELISAにより患者血清中のIgG自己抗体を測定すると、全身性エリテマトーデス(SLE)、混合性結合組織病で約80%、強皮症で約50%の陽性率を示した。昨年度後半からは、SLEに焦点を当て、SLE患者の約半数で発症するループス腎炎との関連を探った。IgGとIgAについて測定を行ったところ、IgGが95%以上陽性、IgAは30%程度が陽性となった。腎生検が行われてあるループス腎炎患者においては、IgA高値を示す患者において、腎炎の活動性を示す管内増殖、ワイヤーループ、ヒアリン血栓、フィブリノイド壊死などの病理組織像が高頻度に観察された。CSP-ELISA高値の患者血清と可溶化膜タンパク画分を用いた免疫沈降法で自己抗原を精製したところ、SDSポリアクリルアミド電気泳動で約55kDaの患者血清特異的なバンドが観察された。このバンドを含むゲルを切り出し、トリプシン処理後、質量分析を行った結果、Xタンパク(特許出願予定のためXと記載)が同定できた。市販の抗Xタンパク抗体をELISAウェルにコートし、可溶化膜タンパク画分を反応、さらに患者血清を反応させるサンドウィッチELISAで陽性を示す検体が確認できた。これは、Xタンパクが、新奇自己抗原であることを意味したが、約40%の検体が陰性であること、CSP-ELISA高値である検体が、必ずしもサンドウィッチELISAで高値になるわけではないこと、CSP-ELISAとの相関係数は0.35で弱い相関性であることなどから、Xタンパクだけが、新奇自己抗原とは考えにくい結果となった。今後は、さらに別の成分の同定を進め、判明した成分によるELISA系を構築することで、ループス腎炎の新たな診断法として提供できると考えている。本研究の最終的な目標は、新たな自己抗体検査法の実用化である。細胞膜表面に存在するタンパクだけを抗原としてELISAウェルに固相化し、自己免疫疾患患者血清中に存在する抗細胞表面抗体を高感度に検出する新たな測定系CSP-ELISA法を開発してきたが、細胞の破砕法や膜タンパクの可溶化の条件などをさらに検討することにより、安定な測定系を確立することができた。現在臨床検査で用いられている自己抗体検査法は、自己抗原が可溶性のタンパクが主であり、抗原の立体構造も比較的安定なものが多いと考えられる。しかし、CSP-ELISA法では、立体構造が不安定な膜タンパクを標的とする自己抗体を検出することが可能になった。

126名の自己免疫疾患患者について測定したところ、全身性エリテマトーデス(SLE)、混合性結合組織病(MCTD)、全身性強皮症(SSc)などで高率(56-81%)に陽性を示した。健常人については、122名の測定から設定したカットオフ値(0.26)以上となる人が4名見つかり、陽性率は3.3%であった。SLE, MCTD, SScとの診断を受けていながら、自己抗体価には高低があることから、今後は臨床医も加わり、患者の病態との関連を見つけたいと考えている。CSP-ELISA法での検出条件を基に、患者血清を用いた免疫沈降法で、自己抗原の精製を試みた。細胞表面タンパクをビオチン化したものを可溶化し、免疫沈降法で回収された自己抗原を、SDS-PAGEで分離後、ビオチンを検出することで細胞表面に存在していたことが確認できた。患者血清特異的に検出されるバンドが回収され、銀染色で検出したバンドを切り出し、質量分析にかけたところ、細胞表面、あるいは細胞膜に存在するタンパクが同定されてきた。今後、追試するとともに、それらの遺伝子を用いた発現系を構築し、細胞表面上の未知の自己抗原の同定を試みる予定である。昨年度までに、正常ヒト臍帯静脈血管内皮細胞由来の膜画分を用いたCSP-ELISAで患者血清中の抗血管内皮細胞抗体(AECA)を測定すると、全身性エリテマトーデス(SLE)において、IgG-AECA、IgA-AECAがそれぞれ95%、30%陽性になり、IgA-AECA高値患者において腎炎の活動性を示す病理組織像が多く観察されることがわかった。IgA-AECAについてはほとんど報告がなく、病態との関連をさらに詳細に検討した。ループス腎炎が認められるSLE患者51名、および認められないSLE患者25名について、IgA-AECA抗体価と活動性病変の有無を調べたところ、感度、特異度がそれぞれ0.92, 0.72となる検査法と判断できた。IgA-AECAと管内性細胞増多との関連は、IgA-AECAがループス腎炎における血管内皮細胞の障害と関係することが想定され、ループス腎炎の有用な血清マーカーになり得ることが示唆された。また、強皮症患者86名についてCSP-ELISA法でAECA値を測定した。強皮症は皮膚症状を示すことから、正常ヒト皮膚微小血管内皮細胞由来の膜画分を用いた。その結果、IgG-AECA、IgA-AECAがそれぞれ58%、64%陽性になった。臨床症状との関連については、IgG-AECA陽性患者では、肺線維症の頻度が高く、肺活量(%VC)、拡散能(%DLco)は低値を示した。また、IgA-AECA抗体価は、皮膚硬化の程度を示すmTSS、心不全のマーカーである血清NT-proBNP値と正の相関が、また%DLcoと負の相関が見られた。CSP-ELISAによるAECAの測定は、強皮症の重症度を示す有用な血清マーカーとなり得ることが示唆された。免疫沈降法により自己抗原の検出を行い、SDS-PAGEで患者特異的なバンドが得られ質量分析を行ったが、新奇自己抗原の同定には至らなかった。臨床免疫学CSP-ELISA法の測定の条件検討を重ねることで、測定の安定性を確立することができた。また、様々な疾患での測定件数も蓄積されてきており、健常人に比較して有意に陽性を示す率の高い疾患も明らかになってきた。今後は抗体価と病態との関連を見つけることと、抗原を同定することで、臨床検査の場に提案できる新たな検査法になると考えている。
１配偶子定量プロテオミクスによる配偶子インテグリティ評価マーカー探索

近年、iPS細胞など全能性幹細胞からのin vitroでの配偶子形成が実現され、基礎医学・生物学領域のみならず医療応用の分野にまで極めて大きなインパクトを与えている。その一方で、得られた配偶子が正しく機能できるか否か、すなわち配偶子インテグリティーの評価には実際の発生の成否を調べるしかない。したがって、配偶子インテグリティーを事前に判断できるマーカー開発が切望されている。本研究では、次世代定量プロテオミクスを用いた1配偶子単位でのタンパク質発現解析によって、配偶子インテグリティーの実体をタンパク質レベルで解き明かす近年、iPS細胞など全能性幹細胞からのin vitroでの配偶子形成が実現され、基礎医学・生物学領域のみならず医療応用の分野にまで極めて大きなインパクトを与えている。本研究では、次世代定量プロテオミクスを用いた1配偶子単位でのタンパク質発現解析によって、配偶子インテグリティーの実体をタンパク質レベルで解き明かす
各種生体信号処理の統合による食品感性定量化に関する研究

本研究課題は、生体信号中に反映されていると思われる、食品に対する人間の感性が表れるパラメータを特定し、それをもって食品感性の定量化の手法確立を目指すものである。その各種生体信号として、脳波・筋電位・腹部音響信号(腸音)・脳血流(fMRI)を対象としている。それぞれの生体信号について同時進行で研究を行っており、ここでは各進捗について述べる。脳波および筋電位については、感性情報処理に必要となる基礎的信号処理手法の開発を中心に行った。摂食時記録脳波の解析法の開発を行う一方、多次元脳波の因果性解析手法の理論的研究を行った。具体的には、摂食時に記録した脳波に混入する筋電位の影響を取り除いて純粋な脳波成分を抽出するための信号処理手法の開発を行った。さらに、従来の多次元信号処理手法にはない、新しい多次元時系列の時空間的相関パラメータの定義を行った。腸音については、摂取する食品の違いによって腸音発生頻度に変化が現れるかどうかを確かめるため、20人程度の被験者を用意し、栄養士・看護師監修の下で作成した複数のメニューを被験者に与えて腸音の計測を行った。なお、計測した腸音データは、被験者による違い・食前食後の時間経過・消化し易さによる違い、のそれぞれが反映されるよう組まれた実験仕様の下で得られたものである。脳血流については、fMRI実験のタスクとして被験者の嗜好を最優先に選択した食品メニューを用意し、それを摂取しながら計測を行った。なお、その際に特定の食品に含まれる特定の化学成分による影響を取り除き、被験者の嗜好のみを抽出可能な実験仕様を設定した。脳波および筋電位については解析理論・手法の開発を行い、腸音およびfMRIについては食品感性パラメータ抽出を可能とすると思われる食品サンプル群を用いた測定データの収集を行い、それをもって初年度の研究実績とした。
精巣上体におけるプロセシングを介した精子成熟メカニズムの解明

ヒトや家畜などの哺乳動物では、精巣で生産された精子は精巣上体へと輸送される。精子は精巣上体を通過する過程で運動性の獲得や浸透圧による脱水などを受け、受精可能となる。飛田研究員は、精巣上体での精子膜タンパク質のプロセシングを行う酵素としてEp06に着目し、その変異マウスをCRISPR/Cas9法によって作出した。本年度は、研究課題「精巣上体におけるプロセシングを介した精子成熟メカニズムの解明」において、EP06変異マウスの解析を行った。その結果、(1)Ep06変異マウスの精子は卵子透明帯への結合能が失われていること、(2)Ep06変異マウスの精子は子宮から卵管への移行することができないことを明らかにした。(1)Ep06変異マウスから得られた精子を体外受精によって解析した。その結果、変異マウスの精子は卵丘細胞に包まれた卵子と受精することが可能であったが、卵丘細胞を取り除き、透明帯を露出させた卵子とはほとんど受精できないことを見出した。その原因として、Ep06変異精子は透明帯への結合能が損なわれていることを明らかにした。(2)Ep06変異マウスに、ミトコンドリアを赤色蛍光で標識、精子頭部を緑色蛍光で標識するTGマウスを掛け合わせ、Ep06変異マウスの精子の挙動を観察した。Ep06変異精子は、雌性生殖器において、子宮から卵管へと移行する能力が損なわれていることを明らかにした。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
乳幼児突然死症候群(SIDS)に関する乳幼児の覚醒反応発達プロセスについての研究

【はじめに】【対象と方法】対象は通常の寝かせ方があおむけ寝の乳児12人と性別、在胎週数、検査時の月齢を一致させたうつぶせ寝の乳児12人で比較検討した。終夜ポリグラフ検査にて、脳波、眼球筋電図、顎下部筋電図、心電図、胸部と腹部の呼吸運動、鼻腔口腔の気流、動脈血酸素飽和度、体動の同時記録を行った。覚醒反応は脳波の変化の有無により皮質下の覚醒反応(Subcortical Activation)と皮質での覚醒反応(Cortical Arousal)に分類した。【結果】うつぶせ寝ではあおむけ寝に比較して、Cortical Arousalの頻度は減少していたが、SIDS症例で変化を認めたSubcortical Activationの頻度およびSubcortical Activationに対するCortical Arousalの頻度には変化を認めなかった。【考察】これまでに報告したSIDS症例で認められた覚醒反応の特徴は、健康乳児のうつぶせ寝では認められなかった。このことからSIDSの病態には覚醒反応の発達プロセスの異常が関与している可能性が示唆された。乳幼児の睡眠中の覚醒反応のプロセスとして、ポリグラフ的に皮質レベルでの覚醒反応(cortical arousal)と皮質下(脳幹部)での覚醒反応(subcortical activation)に分類され、皮質下で起こった覚醒反応が皮質に伝達されると考えられている。これまでにブリュッセル自由大学附属小児病院との共同研究でSIDS死亡例では覚醒反応のプロセスに異常がある可能性を指摘してきたが、今年度は覚醒反応発現時の心拍数の変化をSIDS例と健康乳児例で比較することで自律神経系のコントロールを検討し、SIDS死亡例での覚醒反応異常の病態について検討した。ポリグラフ上の覚醒反応の定義は、subcortical activationとは脳波上の変化がなく、NREM睡眠においては体動、呼吸パターンの変化、心拍数の10%以上の増加のうちの2項目、REM睡眠においては体動、心拍数の10%以上の増加の2項目を3秒以上認めるもの、cortical arousalとはNREM睡眠においては体動、呼吸パターンの変化、心拍数の10%以上の増加のうちの2項目、REM睡眠においては体動、心拍数の10%以上の増加の2項目を3秒以上認めるものでしかも脳波の変化を伴うものとした。SIDS死亡例16例と検査時の年齢、性別、睡眠中の体位などを一致させた健康乳児16例においてそれぞれの覚醒反応発現時の心拍数の変化を検討し、自律神経系コントロールに相違があるかどうかを検討した。その結果、SIDS死亡例においてcortricalarousal発現時の心拍数の変化はREM睡眠期で健康乳児よりも有意に少なく、subcortical activation発現時にはNREM睡眠期で心拍数の変化が有意に大きいことが判明した。自律神経系発達の未熟性がSIDS死亡例での覚醒反応プロセスの異常に関与している可能性が示唆された。
小児癌におけるp57/KIP2の発現と機能に関する研究

p57/KIP2はG1サイクリン依存性キナーゼインヒビターでありin vitroで細胞増殖を抑制する。遺伝子は11p15.5領域に存在し、IGF2やH19のように刷り込み遺伝子であることが判明しており、p57/KIP2と発癌抑制との関係が注目されている。これまでのところ小児癌での遺伝子変異はほとんど見いだされていないが、Wilms腫瘍でその発現が低下しているとの報告がある。そこで我々はWilms腫瘍を含む小児癌について、p57/KIP2の遺伝子発現をquantitative-PCR法を用いて検討し、更にその発現の発現抑制の機構を明らかにするために、同領域のLOH:Loss of HeterozygosityやLOI:Loss of Imprintingについて検討する。更にこれまでに発癌との関係が示唆されている11p15.5領域内の2つの遺伝子、IGF2、H19について検索しp57//KIP2と比較検討することを目的とした。遺伝子は11p15.5領域に存在し、IGF2やH19のように刷り込み遺伝子であることが判明しており、p57/KIPと発癌抑制との関係が注目されている。さらにこれまでに発癌との関係が示唆されている11p15.5領域内の2つの遺伝子、IGF2,H19について検索しp57/KIP2と比較検討する。本年度は小児癌について、p57/KIP2の遺伝子発現をquantitative-PCR法を用いて検討した。対象症例の内訳はneuroblastoma(NB)15例、Hepatoblastoma(HB)16例、Rhabdomyosarcoma(RMS)11例、Wilms' tumor□(WT)12例である。mRNAを組織から抽出し、reverse transcriptaseでcDNAを合成し、Thermal cyclerにてPCR増幅する。cycle数を変化させて、template量とPCR増幅量がlinearとなる系を確立する。S14を同一反応内で増幅し、internal controlとする。その結果、p57の発現量はそれぞれの腫瘍において症例間でばらつきが認められた。低発現がNB14例中2例、HB14例中3例、WT12例中3例、RMS10例中3例に認められた。病期および予後との関連を検討した。NBでは関連が認められなかったが、低発現の2例は進行症例で予後不良であった。HB,WT,RMSでの検討ではp57発現と病期、予後との相関は認められなかった。次年度はこれら腫瘍におけるp57/KIP2の発現抑制の機構を明らかにするために、同領域のLOH、LOIについて検討する予定である。さらにこれまでに発癌との関係が示唆されている11p15.5領域内の2つの遺伝子、IGF2,H19について検索しp57/KIP2と比較検討することを目的とした。

低発現がNB14例中2例、HB14例中3例、WT12例中3例、RMS10例中3例に認められた。病期および予後との関連を検討した。NBでは関連が認められなかったが、低発現の2例は進行症例で予後不良であった。HB,WT,RMSでの検討ではp57発現と病期、予後との相関は認められなかった。更にこれら腫瘍におけるp57/KIP2の発現抑制の機構を明らかにするために、同領域のLOH、LOIについて検討したが、p57発現とLOH、LOIとの関連は明かではなかった。