hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国における政府間財政関係の実態・制度・理論研究

黒龍江省、吉林省、遼寧省の東北三省を調査対象としたけれども、遼寧省については省レベルの政府からはヒヤリングをおこなわず、大連市に調査対象を絞った。大連市の調査では政府間財政関係だけでなく、和泉の実施している国連地域開発センターの調査を踏まえ、都市開発政策をも調査した。政府間財政関係については、市と省との関係だけでなく、市と区および県という下方の政府間関係についての調査を重視した。都市開発政策では中国三大美都市といわれる大連市の都市基盤整備だけでなく、経済開発区の指定された都市としての大連市における開発区の実態調査をも実施した。吉林省の調査では吉林省政府、長春市、それに国有企業との財政関係を調査した。特に分税制を導入した後と請負制度が実施されていた時期との変化に調査の重点を絞ることにした。吉林省は重化学工業が発展し、国有企業のウェイトが高いことを特色としている。そのため請負制度から分税制へ移行することは政府間財政関係に大きな変化が生じる。そうした変化を国有企業の財務会計をも調査することによって明らかにすることができた。しかも、国有企業に対する長春市政府の租税面での優遇政策という興味深い事実を見出すことができた。黒龍江省は林の国務院発展研究センターとの関係で、黒龍江省の発展研究センターとの共同研究を実施した。黒龍江省では省と中央政府との政府間財政関係に重点を絞った。中央政府の財政移転には不満があるものの、分税制の導入によって財政力の貧しい黒龍江省でも支出を増加することができたために、分税制度の導入を評価していた。東北三省は中国開放政策で取り残されたという意識が強く、興味深いファクト・ファインディングができた。
染色体1q34領域にマップされた新規難聴責任遺伝子の同定と機能解析

私共の教室では、以前より先天性難聴の遺伝学的背景の検索を行い、日本人connexin26(GJB2)遺伝子変異のうち60%は、235delCという高頻度変異によることを解明し(Am J Med Genet 90:141-145,2000)、その難聴の発症機構を明らかにした(Hum Mol Genet,2003;12:995-1004)。次に、東北地方の大きな難聴家系を見出し、その連鎖解析により染色体1q34に有意な連鎖が認めた。まず、この座位にマップされる既知の難聴遺伝子であるKCNQ4およびGJB3には遺伝子変異検索を行い、遺伝子変異が認められないことを確認した。更に責任領域をさらに狭めるために、1p34領域近傍のマーカーを用いた詳細な連鎖解析をおこなうと同時に、この領域に存在する多数のSNPをJSNPデータベースより入手し、解析を行うことにより、候補遺伝子領域を更に狭める事が出来た。次にヒトゲノム・データベースから、1p34領域近傍のいくつかの候補遺伝子を選出し、遺伝子変異のスクリーニングを行った。遺伝子変異の検索にあたっては、遺伝子の各エキソンをPCRで増幅し、denaturing high-performance liquid chromatography(DHPLC)法でheteroduplexを検出する方法を用いた。溶出パターンが異常を示すDNA断片については、順次、塩基配列の決定を行った。
タイ低地熱帯季節林の森林タイプの成立要因と降水量シフトによる森林機能への影響評価

現在、タイの様々な森林タイプの葉の生理特性のデータベースの作成を行っている。今年度は、タイのプーカオ試験地の二つの異なった乾期落葉樹林において、様々な樹種の林冠葉の採取を行い、光合成、気孔コンダクタンスの測定を行った。その後、これらの測定葉から葉片を切り出し、単位葉面積あたりの乾燥重量を測定した。また今後、この葉片を用いて、葉内の窒素やリン、カルシウムなどの微量元素の含量測定をおこなっていく。またタイの落葉樹林のフタバガキ科の成木について、林冠葉にアクセスできる林冠タワーを設置し、その林冠タワーを使って、微気象と幹や枝部の蒸散流速の測定機器とデータロガーを設置し、微気象や蒸散流の季節変化の測定を開始した。また葉や花のフェノロジーや森林火災をモニターするため、そのタワー上部にカメラシステムを設置し、毎日自動で定点撮影を開始した。さらにそのタワー脇で、土壌呼吸を毎日自動測定できるように、土壌呼吸測定システムを設置し、毎日自動で定点測定を開始した。その林冠タワーを用いて、野外樹木の林冠部の枝と幹部に蒸散流計を設置し自動測定を開始した。さらに新たに葉脈の蒸散流計を測定できるようなマイクロセンサーの開発を行ったので、2019年度に野外での測定を開始できるような目処をつけた。これらのシステムによって、降水量変動に対する樹木のフェノロジーや生理応答を測定できるようにした。またこれらの測定のほか、パーマネントプロットでの森林動態(樹木の幹部成長や樹木枯死)の測定も行った。林冠タワーの設置に時間がかかったが、微気象や樹木生理の測定機器を林冠タワーに設置し、それらの季節変化の測定を開始することができた。また、樹木生理データベースの作成のための測定や、パーマネントプロットでの森林動態の測定も行うことができた。さらに林冠部の枝と幹部に蒸散流計を樹木に設置し、新たに葉脈の蒸散流計を測定できるような蒸散流マイクロセンサーの開発までを、香川大学と協力し国内で行った。2019年度に、実際にタイのフタバガキ科成木の林冠葉の葉脈に蒸散流マイクロセンサーを設置し、葉脈内での水の流速を測定する目処を立てた。これは世界的にもまだほとんどデータが無く、高い新規性がある。雷などによって、微気象や樹木生理の測定機器の故障がよくあるので、機器のメンテナンスを行い、長期モニタリングの体制を固めていく。また林冠タワーを使って、自動測定ができない、光合成速度、気孔コンダクタンス、葉の水ポテンシャルの季節変化の測定を行う。さらに新たに香川大学と協力し、葉脈の蒸散流計を測定できるようなマイクロセンサーの開発を行っってきた。実際にその蒸散流計をマイクロセンサーを野外樹木の林冠葉に設置し、測定を試みる。それによってフタバガキ科成木の、幹から枝、葉脈の道管内の水の流れの同時モニタリングを開始する。タイでは近年、雨季に乾燥期間が見られたり、乾季が短くなったり長くなったりと、降水量の年変動が激しくなっている。そこで今まで、10年以上に渡って継続調査してきた、林冠タワーを使っての、微気象測定の継続、炭素フラックスの測定の継続、また林冠葉や花のフェノロジーの定点観測カメラによる毎日の継続測定をできるよう、機器のメンテナンスを行った。また森林の炭素貯留量や森林動態を継続測定している長期モニタリングプロットで、森林樹木の毎木調査を行った。またタイでは、雨季始めと後半に、降雨のピークが2回見られ、またエルニーニュやラニーニャの影響を受け、降雨ピークが後半の1回しかないことがわかってきた。そのような年には、特に常緑樹のホペアの新葉の展開は、雨季後半の降雨ピークで新葉が開き、乾季にそれらが枯れてしまうような現象が見られた。そこで10年にわたりほぼ毎日撮影してたカメラシステムの映像から、ホペアの新葉の展開と降雨のタイミングとの関係の解析を開始した。またそのカメラシステムの映像から、落葉樹のディレニアの開花も、年による開花年が大きくばらつき、また一斉開花的な年もあれば、個体による開花が大きくづれる年があることがわかってきた。そこで、特に今年度は、画像解析の方法の検討を行い、過去10年間の降雨のパターンの年変動と、開花や開葉のフェノロジーとの間の解析をできるようにしてきた。またH28年度は、乾燥が長引き、特に林冠を突き抜けるエマージェントtreeの枯死も見られた。さらに、普通は何十年に一度一斉開花し枯死する竹類でも、タイのあちらこちらの地域で部分開花、枯死している現象が見つかり、乾燥影響と関連があるか、タイ側の研究者とともに、樹木や竹類の部分開花、枯死状況を調べ出した。タイでの調査許可も、平成28年度中に得ることができた。またタワー上の測定機器の更新など行い、今後の観測に支障がないようメンテナンスや故障機器の入れ替えなど、野外での連続観測が可能なように整備していった。さらにタイ側の研究者と、過去10年のカメラシステムから得られた映像を用いたフェノロジーと降雨との関係の解析、平成28年度に特異に見られたエマージェントtreeの枯死や、竹の部分開花枯死など、今後の降水量変動と生態系に及ぼす影響評価をするための、研究打ち合わせを行った。できる限り来年度に論文化し投稿できるよう、実験室での画像を用いた解析方法の検討を行ってきた。特に今年2017年は、開花が遅れているようで、今年のデータも加え解析していく。

また来年度から、サンプリングを含むような野外調査も進められるよう、十分な研究体制も整えていった。タイでは近年、雨季に乾燥期間が見られたり、乾季の期間が長くなったり短くなったりと、降水量や降水の季節性の年変動が激しくなっている。そこで今まで、10年以上に渡って継続調査すてきた、林冠タワーを使っての、微気象測定の継続、炭素フラックスの測定の継続、また定点カメラによる毎日の連続撮影による林冠葉や花のフェノロジーの観測を継続させて来た。またそれらの連続測定のための機器メンテナンスを行ってきた。その中で特に、解析の進んで来た毎年乾季の2-4月にわずか2-3日しか開花しない、乾季落葉樹のDillwnia parvifloraの開花の年変動パターンについて報告する。一般には乾季の後半の1月から2月にかけ年数回の降雨がある。これは太陽の南中高度に伴い内陸部の気温が高まり低気圧になり、タイの南側に位置するタイランド湾からの南風が生じ、散発的に雨を降らせる。12年の観測のうち、11回は、Dillwniaの開花の10日前にこういった降雨があった。去らに1回は1月はじめに降雨があったがあったにも関わらず、開花しなかったが、その年はまだまだ旧葉が枝についていた。これらの結果から、乾季の散発的な降雨に反応して開花、また旧葉は開花を抑制すると考えられる。開花日の年変動については、エルニーニョ発生年にはDillwniaの開花が遅れる傾向が見られた。これはエルニーニョ発生時は、南シナ海域の海面温度が低下しており、海での蒸発量が減って、降雨や開花が遅れたものと考えられる。このように、今後の地球環境問題としてエルニーニョやラニーニャが頻発すると、Dillwniaの開花フェノロジーに大きな影響を与えると予測される。機器のメンテナンスもでき、今年度の測定も順調に行えるめどがついている。特に今年度解析が進んで来たDillwnia parvifloraの開花の年変動パターンは、今年の乾季のデータが揃えば13年間のデータセットが揃い、論文化への議論が可能になって来た。また今年度、林冠葉の光合成測定の追加測定、パーマネントプロットでの毎本調査の日程もタイ側と進めている。これらのことから、研究は概ね順調に進んでいると判断できる。現在、タイの様々な森林タイプの葉の生理特性のデータベースの作成を行っている。今年度は、タイのプーカオ試験地の二つの異なった乾期落葉樹林において、様々な樹種の林冠葉の採取を行い、光合成、気孔コンダクタンスの測定を行った。その後、これらの測定葉から葉片を切り出し、単位葉面積あたりの乾燥重量を測定した。また今後、この葉片を用いて、葉内の窒素やリン、カルシウムなどの微量元素の含量測定をおこなっていく。またタイの落葉樹林のフタバガキ科の成木について、林冠葉にアクセスできる林冠タワーを設置し、その林冠タワーを使って、微気象と幹や枝部の蒸散流速の測定機器とデータロガーを設置し、微気象や蒸散流の季節変化の測定を開始した。また葉や花のフェノロジーや森林火災をモニターするため、そのタワー上部にカメラシステムを設置し、毎日自動で定点撮影を開始した。さらにそのタワー脇で、土壌呼吸を毎日自動測定できるように、土壌呼吸測定システムを設置し、毎日自動で定点測定を開始した。その林冠タワーを用いて、野外樹木の林冠部の枝と幹部に蒸散流計を設置し自動測定を開始した。
反強磁性-強磁性積層ナノグラニュラー磁性体薄膜の合成と評価

ナノグラニュラー磁性体薄膜は、非磁性体絶縁体によって分離された各ナノ交互に積層化することにより、面内にはランダム、膜厚方向には制御されて近接磁性粒子と相互作用することを既に我々はその高周波磁気特性とHRTEMによるナノ構造解析により明らかにしている。そこで磁性粒子層を強磁性体Fe100%とFe-Mn(Mn30%)の反強磁性体との2層を絶縁層と交互に積層化することにより、反強磁性-強磁性相互作用を利用した異方性磁界の制御を試みた。Fe強磁性体ナノグラニュラー層とこれに絶縁層を挟んで交互に積層されたFe-Mnナノグラニュラー層のFe-MnのMnの量を少しずつ増やしていくと、Mn量が0%の時にμ=2000、Hk=11.1であったものが、μが次第に減少するかわりに、Hkが増大していき、反強磁性領域のMn量30%の時には、μ=30、Hk=241.3となり、Feナノグラニュラー強磁性層とFe-Mn反強磁性層とが磁気カップリングをおこしていることが推定された。このようにFe-Mnナノグラニュラー層のMn量を制御することによって異方性磁界の制御が可能であることが判明した。HRTEMによって面内方向のナノグラニュラー磁性層の分離状態、絶縁層膜厚などのナノ構造の最終確認を行った後にAppl.Phys.Lett.に投稿する予定である。いわゆるナノグラニュラー磁性体薄膜の磁気特性は、非磁性絶縁体によって分離された各ナノメータオーダー磁性体金属粒子が近接する磁性体粒子と三次元的にランダムに相互作用しているが、絶縁層によって分離された単一層のナノグラニュラー磁性体粒子を絶縁層と積層化することによって、面内にはランダム、膜厚方向には制御されて近接磁性粒子と相互作用する。これによって、絶縁性が向上して、膜厚方向の相互作用を主体として異方性磁界を制御することが可能である。3d遷移金属間合金であるFe-Mnは、Mn>30at.%で反強磁性へ相転移する。従って、Fe(強磁性層)とFe-Mn(反強磁性層)とをそれぞれ単層ナノグラニュラー状態で粒子間を非磁性絶縁体で分離して、さらに非磁性絶縁体と積層化してやれば、反強磁性-強磁性相互作用を利用した異方性磁界の制御が実現できると考えられる。予備実験として作成した(Fe-Mn)-AlO/Fe-AlOナノグラニュラー積層薄膜では、透磁率の周波数特性の共振周波数が2GHzを超えるなど高い高周波特性を示す一方で、比較的大きいμ"成分が全ての周波数帯域で現れる。これは印可磁場に対して薄膜内の磁場の位相が一定量遅れていることを示しており、磁場の強度が有る程度大きくなった段階で反強磁性層が強磁性層に変態した部分の磁化に対応していると考えられる。また薄膜の成膜で使用した基板(SiO2/Si)からの応力の影響も十分に考慮する必要が有ると考えられ、基板のバックエッチによる応力解放の可能性についても検討した。
核融合炉ブランケット材中のトリチウム移動解明と新規回収プロセス開発の研究

核融合炉固体増殖材Li_2TiO_3やLi_4SiO_4、液体増殖材Li, Li-Pb, Flibeに関して、材料トリチウム増殖率(TBR)やトリチウム保持量、拡散係数等の測定値に基づき、ブランケットシステムとしてトリチウム自給に必要な実TBR>1を達成し、トリチウム透過率を安全基準以下に抑え、かつ高いトリチウム回収率を達成する基本システム構築をおこなう。具体的にはミクロスケールのブランケット流体の対流下トリチウム拡散挙動を明らかにし、各種ブランケット材について、高回収率を達成するシステムの基礎研究をおこない、核融合炉実現に寄与する。(1)本研究は、定常核融合炉を将来のエネルギー源として成立させるため、プラズマコア内で燃料トリチウムを消費しつつ同量以上のトリチウムをブランケットで製造回収するとともに、トリチウム漏洩を規則に定められた量以下に抑制し、核融合炉安全性と経済性を両立させたトリチウム増殖ブランケットトリチウム回収システム構築のため組織された。(2)固体や液体トリチウム増殖材のLi_2TiO_3、Li_4SiO_4、Li、Li_<17>Pb_<83>、Flibe等の熱物性、機械物性等過去のデータはあるものの、増殖材料中の生成トリチウム放出挙動の統合的説明は不十分であり、トリチウム増殖が経済的に成立する見通しは未だ得られていない。それ故、上記材料を使った先進ブランケットからのトリチウム製造回収システムの合理的かつ経済性構築に集約し研究を実行する。(3)上記目的達成のため、原子力と核融合分野の化学、熱、物理、プロセス工学分野で研究実績がある九大、原子力研究開発機構、核融合科学研究所の研究者が集い、先進ブランケット設計に必要なトリチウム移動現象の解明およびそのためのデータ取得、先進トリチウム回収装置のための要素研究、熱交換器性能向上のための実験的研究をおこなう。核融合炉をとりまく固体ブランケット(Li_2TiO_3, Li_4_siO_4, Li_2ZrO_3, Li_2O等の酸化物)あるいは液体ブランケット(液体Li, Li_17Pb_83, Li_2BeF_4のLi溶融化合物)中のLiと、炉心で発生した中性子との間のn-Li反応により発生するトリチウムの動的移行挙動を実験と解析に基づき研究した。本年は、特定領域研究[核融合トリチウム]の初年度であり、基礎過程の解明に焦点を当てた。まず、上記固体ブランケット増殖材を原子炉中性子照射後、加熱昇温下でHeあるいはHeに水素や水蒸気を混入させた条件で放出曲線を実験的に求めるとともに、実験放出曲線をトリチウム吸着、吸収、水素一酸素反応、脱離のミクロ過程の速度式とトリチウムバランス式に基づいて解析し、良好な一致を得た。さらにパージガス成分や流量を変化させることにより、水-水素同位体交換がリチウム回収に有効に働くとともに、配管からのトリチウム透過漏洩防止に働くことを確認した。トリチウムと同時に発生する熱が固体ブランケット充填ペブル材でどのように移行するかを数値計算により解析した。以上の結果に基づき、現在日、欧、米、ロシアの他、中国、韓国、インドが参加しているITER-TBMの製作、実験に反映させる解析をおこなった。さらに、固体ブランケットHeパージガスからトリチウムを回収するのに現在は低温吸着法が考えられているが、ITER-TBMの先の商業炉に適用できるシステムとして、酸化物プロトン導電体を用いる方法について、装置を組み立て、原理的に回収可能であることを確かめた。成果は原子力学会で発表された。次に液体ブランケット材の研究では、固体と同様に原子炉内での中性子照射後のトリチウムを液体状態まで昇温し、ヘリウムパージガスへのトリチウム脱離速度と水素-トリチウム同位体交換速度を求め、トリチウム回収可能性について検討した。液体リチウムについては、通常の昇温ガスパージだけではトリチウム脱離回収は不可能なので、金属イットリウムへの吸収による回収可能性について世界で始めて実験的に実証した。固体と液体ブランケットにおけるトリチウム回収め成果は2007年度秋に米国Rochester市で開催された世界トリチウム国際会議等で発表された。核融合炉で必要な燃料トリチウムを効果的にかつ安全に自給製造するためのブランケット基礎研究をおこなうため、固体ブランケット(Li_2TiO_3, Li_4SiO_4, Li_2ZrO_3, Li_2O等酸化物)あるいは液体ブランケット(液体Li, Li_<17>Pb_<R3>, Flibe)との中性子核反応で発生するトリチウムの動的移行挙動を実験と解析に基づき研究した。本年は、特定領城研究[核融合トリチウム]の二年目であり、前年の成果を踏まえ、基礎過程の定量的解明と新規回収法の開発に焦点を当てた。まず、固体ブランケット増殖材を原子炉中性子照射後、加熱昇温下で11cに水素や水蒸気を混入させた条件の実験放出曲線をトリチウム反応、脱離、拡散のミクロ過程の速度式とバランス式に基づいて解析し、良好な一致を得た。

また諸外国でのトリチウム放出結果も木年度開発した計算コードで定量的に評価できることが分かった。また固体ブランケット充填ペブル材中のトリチウムと熱の移行を数値計算解析するとともに、流動装置を組み立て、スモーク法とX線CT法による充填層内流動観察結果と比較し、定量的一致を得た.結果は、ITER-TBMの製作、実験に反映させ、mm以下の精度で、空隙流動を予測し、トリチウム増殖比の評価に導いた.固体ブランケットlleパージガスからトリチウムを回収するための酸化物プロトン導電体を用いる方法について、トリチウム回収実験をおこない、水蒸気の影響を明らかにした。液体ブランケット材の研究では、Flibcを中性子照射後、ヘリウムパージガスへのトリチウム脱離速度と水素-トリチウム同位体交換速度を求め、トリチウム回収可能性について検討した。液体Liでは、金属イットリウムへの吸収による回収可能性について世界で始めて実験的に実証した。固体と液体ブランケットにおけるトリチウム回収の成果は目木原子力学会、2008年秋のTOFE(米国)、SOFT(ドイツ)で開催された核融合炉工学関連国際会議で発表した。核融合炉内のトリチウム増殖ブランケット(Li_2TiO_3, Li_4SiO_4, Li_2ZrO_3, Li_2O等固体酸化物、あるいは液体のLi, Li_<17>Pb_<83>溶融合金、Flibe溶融塩)におけるトリウム放出、およびその循環ラインからのトリチウム漏洩率評価と回収システム構築により、自給型トリチウム燃料サイクル確立が核融合炉成立のために必須である。昨年度まで、トリチウム移動基礎過程の定量的解明と新規回収法の開発に焦点を当てて研究をおこなってきた。前年度までの研究成果を踏まえ、今年度は、固体あるいは液体ブランケットに中性子照射した後の、パージガス中に放出されたトリチウム回収と回収ラインからのトリチウム透過漏洩に焦点を当て、全ループを考慮に入れたマスバランスと熱回の最適化に焦点を当てて研究した。トリチウム放出率/透過漏洩率が10^5以上の目標を達成させるためには、回収率99あるいは99.9%、透過減衰率10^3が必要である。固体ブランケット内の流動状態を直接観察できる装置を組み立て、流動可視化を成功させ、数値計算によりミクロ流動状態の定量化に成功した。またF82H等の低放射化ブランケット構造材あるいはPd-Agトリチウム回収装置からの水素同位体透過率を実験と解析の両画から求め、定量化する事に成功し、今後核融合ブランケットループ設計に役立てる事ができると考えられる。新規回収装置としてプロトン導電性セルによるトリチウム回収の実証に成功し、今後の利用に大いに役立てる事が出来ると考えられる。液体ブランケットでもLi_<17>Pb_<83>の水素同位体全般の透過率、拡散係数、溶解度の同位体効果を明らかにし、グローブボックスで厳しく酵素管理したLi流動装置内での新規HF処理Yを使った吸収法の実証に成功した。以上の研究成果は、核融合関係の学術誌に論文発表するとともに、2009年度原子力学会、プラズマ核融合学会、中国大連ISFNT-9、札幌ICFRM-14の国際学会等で発表された。
遺伝子改変マウスを用いたSox17/18の血管形成の分子機構の解析

我々は、血管形成におけるSoxサブグループFの遺伝子の相補的な役割を検討するため、SoxサブグループFの遺伝子のコピー数を減少させた二重改変マウス(Sox17^<+/->/Sox18^<-/->)を作出し、解析を行なった。その結果、Sox17^<+/->/Sox18^<-/->マウスの半数が、血管形成異常を伴う肝臓辺縁部の壊死、腎臓髄質外帯の萎縮/水腎症により生後2週齢までに致死となること、残りの成熟個体においても、肝臓、腎臓の血管分岐異常の他、卵巣の機能不全(黄体の無形成)により不妊となることが明らかとなった。単離した血管内皮細胞を用いたin vitro anioenesis解析により、Sox17^<+/->/Sox18^<-/->血管内皮細胞はmirationは正常であるが、sroutin/管腔の再構築が抑制されていた。本一結果ば、SoxサブグループFが、血管のremodelingに重要な機能を担うものと推測された。次に、Sox17^<+/->/Sox18^<+/->雌マウスをSox17^<+/->/Sox18^<-/->雄と交配することにより、両遺伝子欠損(Sox17^<-/->/Sox18^<-/->)胚を作出し、両遺伝子欠失による胎齢8.259.0日における血管形成の異常についてanti-PECAM抗体によりwhole mount免疫染色により表現型解析を行なった。マウス胎仔期の心臓血管発生へのSox17^<-/->backgroundにおけるSox18欠損の影響を解析した結果、1)Sox17/Sox18が、血管内皮細胞において相補的に心筒の融合、頭側の背側大動脈の正常な形態形成に機能していること、2)胚性内胚葉が心筒のlooping、総主静脈の正常な形態形成に重要な役割を担っているととが明らかとなった。今後、血管内皮細胞でのSox17のconditional knock-outマウス、Sox7^<-/->マウスおよび全てのSoxFメンバーの欠損マウスを作出することにより、心臓血官糸におけるSoxサフグルーブFのより詳細な機能を解明することができるであろう。我々は、血管形成におけるSoxサブグループFの遺伝子の相補的な役割を検討するため、SoxサブグループFの遺伝子のコピー数を減少させた二重改変マウス(Sox17^<+/>-/Sox18-^/-)を作出し、解析を行なってきた。その結果、Sox17^<+/>-/Sox18-^/-マウスの半数が、血管形成異常を伴う肝臓辺縁部の壊死、腎臓髄質外帯の萎縮/水腎症により生後2週齢までに致死となること、残りの成熟個体においても、肝臓、腎臓の血管分岐異常の他、卵巣の機能不全(黄体の無形成)により不妊となることが明らかとなった。

そこで、我々は、本年度からSox17^<+/>-/Sox18^<+/>-雌マウスをSox17^<+/>-/Sox18-^/-雄と交配することにより、両遺伝子欠損(Sox17-^/-/Sox18-^/-)胚を作出し、両遺伝子欠失による胎齢8.259.0日における血管形成の異常についてanti-PECAM抗体によりwhole mount免疫染色により表現型解析を行なった。その結果、両遺伝子欠損(Sox17-^/-/Sox18-^/-)胚は、胎齢8.25日齢までSox17-^/-と比較して形態的な差異は認められたが、胎齢8.5日齢になると、明らかな心臓のloopingの異常を呈し、Sox17-^/-/Sox18^<+/>-、Sox17-^/-胚と比べ著しい静脈洞の拡張が観察され、Sox17は、Sox18と供に初期の心臓形成に共同して機能している事が明らかとなった。現在、胎齢8.259.0日の血管形成におけるサブグループFメンバーの詳細な発現パターンの解析を同時に行なっている。我々は、血管形成におけるSoxサブグループFの遺伝子の相補的な役割を検討するため、SoxサブグループFの遺伝子のコピー数を減少させた二重改変マウス(Sox17^<+/->/Sox18^<-/->)を作出し、解析を行なった。その結果、Sox17^<+/->/Sox18^<-/->マウスの半数が、血管形成異常を伴う肝臓辺縁部の壊死、腎臓髄質外帯の萎縮/水腎症により生後2週齢までに致死となること、残りの成熟個体においても、肝臓、腎臓の血管分岐異常の他、卵巣の機能不全(黄体の無形成)により不妊となることが明らかとなった。次に、Sox17^<+/->/Sox18^<+/->雌マウスをSox17^<+/->/Sox18^<-/->雄と交配することにより、両遺伝子欠損(Sox17^<-/->/Sox18^<-/->)胚を作出し、両遺伝子欠失による胎齢8.259.0日における血管形成の異常についてanti-PECAM抗体によりWhole mount免疫染色により表現型解析を行なった。マウス胎仔期の心臓血管発生へのSox17^<-/->backgroundにおけるSox18欠損の影響を解析した結果、1)Sox17/Sox18が、血管内皮細胞において相補的に心筒の融合、頭側の背側大動脈の正常な形態形成に機能していること、2)胚性内胚葉が心筒のlooping、総主静脈の正常な形態形成に重要な役割を担っていることが明らかとなった。今後、血管内皮細胞でのSox17のconditional knock-outマウス、Sox7^<-/->マウスおよび全てのSox Fメンバーの欠損マウスを作出することにより、心臓血管系におけるSoxサブグループFのより詳細な機能を解明することができるであろう。
Scleraxisによる歯根膜間葉系幹細胞の分化制御の解明と歯周組織再生への応用

近年、代表者のグループは腱・靭帯の分化誘導転写因子Scleraxis (Scx)が歯根膜における恒常性の維持に重要な因子であると報告した。実験的歯の移動手法の一つであるWaldo法を行い、メカニカルストレスが負荷された歯根膜におけるScxの発現を解析した。その結果、メカニカルストレス負荷後48時間の牽引側歯根膜において、Scxの発現が上昇することを明らかにした。またin vitroにおいて、ラット歯根膜細胞培養へのリコンビナントBMP6添加による骨芽細胞分化誘導系においてScxを過剰発現させたところ、骨芽細胞マーカーであるオステオカルシンが顕著に抑制され、一方、Scxをノックダウンすると、オステオカルシンの発現が上昇し、Scxが歯根膜の恒常性維持に役割を果たすことが示唆された。しかしながら、歯根膜細胞へのメカニカルストレスが負荷された環境下におけるScxの骨芽細胞分化の制御機構、およびScxの下流因子の解明には至っていない。本研究では、単離したヒト歯根膜細胞への牽引力負荷実験を行い、骨芽細胞分化に対するScxの作用と分子制御について解析を行っている。本年度は、牽引力によるScxの発現制御機序の解析を、TGF/Smadシグナリングに着目して行った。ヒト歯根膜細胞への牽引力負荷により、TGFの発現とSmad活性が亢進することが示された。また、ヒト歯根膜細胞への牽引力負荷により促されるScxの発現は、TGFおよびSmadの阻害剤により有意に減少した。これらの結果から、歯根膜細胞において、牽引力によるScxの発現は、TGF/Smadシグナリングにより制御されることが明らかとなった。Scx発現の分子制御に関する解析に時間を要し、iPS細胞を用いた歯周組織再生の実験が遅れているため。Scxによる歯根膜細胞の骨芽細胞分化抑制における、下流因子の同定を行う。これまでの予備実験の結果から、ephrinがScxの下流で機械的刺激が促す歯根膜細胞の骨芽細胞分化を制御することが考えられる。そこで、マウスを用いた矯正的歯の移動モデルの歯根膜におけるephrinの発現パターンの解析と、培養歯根膜細胞を用いたephrinの機能解析を行う。また、iPS細胞から間葉系幹細胞および歯根膜細胞への分化誘導におけるScxの作用を解析する。近年、申請者のグループは腱・靭帯の分化誘導転写因子Scleraxis (Scx)が歯根膜における恒常性の維持に重要な因子であると報告した。しかしながら、歯根膜細胞へのメカニカルストレスが負荷された環境下におけるScxの骨芽細胞分化の制御機構、およびScxの特異的な下流因子の同定の解明には至っていない。本研究では、単離したヒト歯根膜細胞への牽引力負荷実験を行い、骨芽細胞分化に対するScxの作用を解析した。その結果、牽引力負荷3時間後の歯根膜細胞において、牽引力により上昇したアルカリフォスフォターゼ(ALP)の発現は、Scxのノックダウンにより、さらなる有意な上昇を示した。以上のことから、Scxは歯根膜細胞の骨芽細胞分化抑制因子として、機械的刺激が促す骨代謝過程で歯根膜の恒常性を維持する重要な役割を担うと考えられる。歯根膜細胞をストレッチチャンバーに播種した際の、培養条件や伸展条件の検討に時間を要したため。

これらの結果から、歯根膜細胞において、牽引力によるScxの発現は、TGF/Smadシグナリングにより制御されることが明らかとなった。Scx発現の分子制御に関する解析に時間を要し、iPS細胞を用いた歯周組織再生の実験が遅れているため。歯根膜は多能性を有する細胞や、異なる機能を持つヘテロな細胞集団から構成される。歯根膜の恒常性を制御すると考えられる間葉系幹細胞に特異的なScxの機能の解明には至っていないので、歯根膜間葉系幹細胞をセルソーティングにより単離して、同様の牽引力負荷実験、ノックダウンを行い、ScxとEFNA2の発現解析を進める。Scxによる歯根膜細胞の骨芽細胞分化抑制における、下流因子の同定を行う。これまでの予備実験の結果から、ephrinがScxの下流で機械的刺激が促す歯根膜細胞の骨芽細胞分化を制御することが考えられる。そこで、マウスを用いた矯正的歯の移動モデルの歯根膜におけるephrinの発現パターンの解析と、培養歯根膜細胞を用いたephrinの機能解析を行う。また、iPS細胞から間葉系幹細胞および歯根膜細胞への分化誘導におけるScxの作用を解析する。iPS細胞から間葉系幹細胞と歯根膜細胞への分化誘導実験に当初予定より時間を要しており、来年度も引き続き行う必要があるため。
B型肝炎の核酸アナログ製剤治療後の発がんリスクに関わるmiRNA異常の解明

核酸アナログ(NA)などの抗ウイルス薬により、B型慢性肝炎の発がんリスク抑制が可能になりつつあるが、治療後数年を経ても発がんする症例が存在する。応募者はB型慢性肝炎においてmicroRNA (miRNA)の発現が変化していること、そしてNA治療後の発がんにmiRNAが関与する可能性を見いだした。B型肝炎において発現異常を示すmiRNAには、miR-199a、miR-101などがん抑制的に働くmiRNAが多数含まれており、それらが肝発がんに関与すると推測された。本研究では、B型肝炎におけるmiRNA発現変化の分子メカニズムを解明し、発がん予測や予防法の開発につなげることを目指す。
フリーラジカルの科学の総合的研究

総括班を組織し、本重点領域研究班全体の運営に関する基本方針の策定、研究計画発表会および研究成果報告会の企画実施の他に、特定のテーマについて研究会を年1回開催し、班員の研究スコープの拡大、深化を図った。班員の間の連絡調整のために、年3回程度「フリーラジカルレターズ」を発行した。総括班会議は年2回程度の開催に止め、研究班全体の運営活動方針の基本を検討する等の重要課題を取上げた。その方針を肉付けし、運営を円滑化するために、班長会議を年数回随時開催した。また緊急な課題を討議するために、5名の班長の中2名を幹事とし、領域代表者と幹事会を形成し、ヒヤリング等に対処した。本研究の成果をふまえた和文の図書「フリーラジカルの科学」の刊行を企画した。すでに執筆を終え、平成9年度科学研究費「一般学術図書」を申請した。平成8年11月25日、26日に開催された「大学と科学」公開シンポジウム:「物質(もの)とは-その機能と変換」に参加し、7名の班員が本研究で得られた成果を中心に講演した。廣田は(1)DCOラジカルν_3バンドの観測解析とホルミルラジカルの分子構造、分子内非調和ポテンシャルの決定、(2)近赤外領域(7600cm^<-1>)に現れるNO_3の振電バンドの観測解析と帰属、振電相互作用の解明、特徴的なゼーマン効果の説明、可視・可視二重共鳴(SEP)分光システムの開発、(3)SiH_25μmバンドの観測解析を行った。総括班は、本重点研究全体の活動の企画、連絡、調整等にあたることとし、平成5年1月7日(第0回)、平成5年6月8日(第1回)、平成6年1月7日(第2回)にそれぞれ開催した。ここでの議題の原案は班長会議(平成5年2月27日、平成5年8月30日、平成6年2月19日に開催)および幹事会(平成5年2月10日に開催)で準備した。また班員への連絡、通知等のために「フリーラジカル・レターズ」を4回[No.5-0(平成5年3月22日)No.5-1(平成5年6月10日)、No.5-2(平成5年10月12日)、No.5-3(平成6年1月10日)]発行した。平成5年度は最初の年度にあたるので、できるだけ会合の回数を少なくし、班員全員が立ち上げに専念することを基本とした。計画研究については平成5年1月6、7日に、公募研究については平成5年6月7、8日に、それぞれ研究計画の披露、質疑応答を行った。後の機会には5つの計画班の班長から、各班の計画がとりまとめて披露された。研究班員の中に、プラズマ自体、あるいはこれを積極的に利用している研究者が多いので、情報交換のための1日研究会「プラズマ--発生、診断、制御、応用--」を平成5年11月5日に開催した。出席者は60名を越えた。平成6年1月6、7日に平成5年度の研究成果報告会を開催した。最初の年度であるので、計画研究から16名、公募研究から5名にしぼって成果を披露した。廣田は(1)NO_3の近赤外スペクトルの観測と振電バンドの理論的考察、(2)SiH_2の可視部電子遷移の高分解能観測の試みを行った。総括班は、本重点研究班全体の活動の企画、連絡、調整等を行うため、平成6年8月21日(第1回)、平成6年12月26日(第2回)に開催した。

ここでの議題の原案は班長会議(平成6年9月21日、平成6年10月9日、平成7年2月18日に開催)で準備した。また班員への連絡、通知等のために「フリーラジカル・レターズ」を3回[No.6-1(平成6年6月28日)No.6-2(平成6年11月13日)、NO.6-3(平成7年1月5日)]発行した。平成6年度も、前年度に引続き、できるだけ会合の回数を少なくし、班員全員が研究に専念することを基本方針とした。しかし、第2年度の中間においてヒヤリングがあり、また少なくとも1回は班員全員が1ヵ所に集合して研究成果を報告することにも意味があると判断し、平成6年8月21-23日、鳥羽市において研究成果報告会を開催した(「大研究会」)。フリーラジカルの科学の研究の現状および将来を研究班全体で考えるための研究会「フリーラジカルの科学:最近の進歩と将来への展望」を平成6年12月25-26日に、京都において開催した。出席者は50名を越え、充実した研究会であった。廣田は(1)NO_3の近赤外スペクトルの観測と振電バンドの理論的考察、可視・赤外二重共鳴分光システムの開発、(2)SiH_2の可視部電子遷移の高分解能観測の試みを行った。総括班は、本重点研究班全体の活動の企画、連絡、調整等を行うため、総括班会議を平成7年6月8日(第1回)、平成8年1月5日(第2回)に開催した。活動方針の原案は班長会議(平成7年9月26日開催)で準備した。また班員への連絡、通知等のために「フリーラジカル・レターズ」を3回[No.7-1(平成7年6月26日)No.7-2(平成7年10月23日)、No.7-3(平成8年1月8日)]発行した。平成7年度も、前年度に引続き、できるだけ会合の回数を少なくし、班員全員が研究に専念することを基本方針とした。最終年度にあたるので、平成8年1月5-7日、総合研究大学院本部(神奈川県葉山町)において研究成果報告会を開催した。フリーラジカルの天文学、大気化学等における役割を明らかにするため、研究会「フリーラジカルと宇宙・地球環境」を平成7年6月8-9日に、鵜の岬において開催した。なお総括班では、今後の活動として、研究成果とりまとめのための科学研究費申請、学術図書「フリーラジカルの科学」の刊行立案、「大学と科学」公開シンポジウムの申請等を行うことを決定し、その通りに実行した。廣田は(1)DCOラジカル2_3バンドの観測解析とホルミルラジカルの分子構造、分子内非調和ポテンシャルの決定、(2)近赤外領域(7600cm^<-1>)に現れるNo_3の振電バンドの観測解析と帰属、振電相互作用の解明、可視、赤外二重共鳴分光システムの開発、(2)SiH_25μmのバンド観測解析を行った。最終成果をとりまとめるために、平成8年8月19日、20日、21日、東京工業大学百年記念館(大岡山)において最終研究成果報告会を開催した。本重点研究班の中核はあくまでも計画研究班であること、また報告に対し討議を充分行いたいこと等に配慮し、計画研究班員のみが成果を報告した。和文の著書「フリーラジカルの科学」の刊行を企画し、執筆者会議を成果報告会と同時に開催した。すでに原稿が完成し、平成9年度科学研究費「一般学術図書」を申請している。平成8年10月17日の最終ヒヤリングに備えて同10月14日に班長会議を開催した。平成8年11月25日、26日に開催された「大学と科学」公開シンポジウム:「物質(もの)とは-その機能と変換」に参加し、本研究の成果をふまえて7名の班員が講演した。英文(和文のアブストラクト添付)の最終成果報告書をとりまとめ印刷した。ここには過去に参加した公募研究によるすべての成果も取入れた。廣田は(1)DCOラジカルι_3バンドの観測解析とホルミルラジカルの分子構造、分子内非調和ポテンシャルの決定、(2)近赤外領域(7600cm^<-1>)に現れるNO_3の振
熱帯雨林の食物網の安定性:昆虫標本の放射性炭素・アミノ酸同位体分析による解明

本研究では、マレーシア・サラワク州ランビルヒルズ国立公園で現在まで採集されている昆虫標本を用い、その放射性炭素とアミノ酸窒素同位体の分析を行う。大気中二酸化炭素の放射性炭素濃度は冷戦期大気圏核実験の影響により増加し、1963年の禁止条約締結以降、急激に減少している。この傾向は植物による当年の光合成産物にも反映されている。したがって、昆虫の放射性炭素濃度を測定することで、その昆虫の体を構成する炭素が何年前の光合成産物であるのか、その食物年齢を推定できる。またアミノ酸窒素同位体はバルク分析にくらべてより高い精度で食物連鎖における動物の栄養段階を推定することが出来る可能性がある。本研究ではこれらの分析により、種ごとの食物年齢と栄養段階を求め、その経年変化を明らかにする。さらに、これら食物網に関する情報と、気温や降水量などの物理環境や一斉開花の状況との対応を調べ、食物網の安定性に非生物・生物的な要因が与える影響を明らかにする。3種のハナバチは、3種のカリバチの標本試料について、炭素窒素同位体比のバルク分析、一部については放射性炭素同位体の分析を行った。その結果、1993年から2000年の間に炭素窒素同位体比の大きな変動は見られなかった。また、放射性炭素同位体分析の結果から、ハナバチ、カリバチともに大気二酸化炭素の放射性炭素濃度の減少を反映していること、カリバチはハナバチに比べて高い放射性炭素濃度を持つという先行研究の結果を支持することがわかった。現在、アミノ酸窒素同位体分析の結果を解析中である。したがって、昆虫の放射性炭素濃度を測定することで、その昆虫の体を構成する炭素が何年前の光合成産物であるのか推定できる。本年度は1993年から採集済みの昆虫試料の収集とその整理を進めた。特にハナバチの仲間に着目して、放射性炭素同位体濃度を測定した。その結果、このハナバチの仲間の放射性炭素濃度は、大気二酸化炭素の放射性炭素濃度の減少を反映していることがわかった。また、国際土壌動物学会において、熱帯の昆虫の同位体組成の変動要因に関する発表をおこなった。さらに現在の大気中二酸化炭素に含まれる放射性炭素含量測定のため、二酸化炭素ガス採取システムの構築も合わせて開始している。初年度としては、予想通り大気二酸化炭素の放射性炭素の変化に対応する結果が得られたため。本年度は1993年から2000年にわたって採集済みのハナバチとカリバチ試料の収集を進めた。ハナバチは4種、カリバチは2種の標本を収集できた。それら試料について、炭素窒素同位体比のバルク分析、一部については放射性炭素同位体の分析を完了している。現在、データの整理中であるが、放射性炭素同位体分析の結果からハナバチ、カリバチともに大気二酸化炭素の放射性炭素濃度の減少を反映していること、カリバチはハナバチに比べて高い放射性炭素濃度を持つという先行研究の結果を支持することがわかった。本研究では必要な試料の収集がほぼ完了し、炭素窒素同位体のバルク分析と放射性炭素分析が予定通り進んでいるため。

本研究ではこれらの分析により、種ごとの食物年齢と栄養段階を求め、その経年変化を明らかにする。さらに、これら食物網に関する情報と、気温や降水量などの物理環境や一斉開花の状況との対応を調べ、食物網の安定性に非生物・生物的な要因が与える影響を明らかにする。3種のハナバチは、3種のカリバチの標本試料について、炭素窒素同位体比のバルク分析、一部については放射性炭素同位体の分析を行った。その結果、1993年から2000年の間に炭素窒素同位体比の大きな変動は見られなかった。また、放射性炭素同位体分析の結果から、ハナバチ、カリバチともに大気二酸化炭素の放射性炭素濃度の減少を反映していること、カリバチはハナバチに比べて高い放射性炭素濃度を持つという先行研究の結果を支持することがわかった。現在、アミノ酸窒素同位体分析の結果を解析中である。今後は、植食者だけではなく捕食者、雑食者等の食性をもつ昆虫標本も対象にしていく。またH29年度にも新たに試料を採集し、近年の試料とする。これらの試料について、放射性炭素、アミノ酸同位体分析を行っていく予定である。本年度はアミノ酸窒素同位体分析を主に行い、追加の放射性炭素分析も行う。これらをまとめて、各種の栄養段階と食物年齢の経年変化を調べることで、熱帯雨林の食物網の安定性を検証する。一括して分析を行った方が時間的経済的にも効率がよい。そのため、次年度にまとめて分析することとした。本年度にアミノ酸同位体分析及び放射性炭素同位体分析の前処理を一括で行うことが効率的であると考え、次年度使用額が生じたため。本年度はこれらの分析に使用する。昆虫、特に捕食者、雑食者についてアミノ酸同位体、放射性炭素同位体分析を一括して行う。
血管内皮細胞のカルシウム依存性塩素電流の活性化機序と細胞内情報伝達に関する研究

血管内皮細胞において、細胞内Ca^<2+> ([Ca^<2+>a]i)によって塩素電流が誘発される。このCa^<2+>依存性塩素電流の活性化に関わる細胞内情報伝達をパッチクランプ法により検討した。また、膜電位による細胞内Ca^<2+>濃度の調節をパッチクランプ法を併用した蛍光顕微測光法にて検討した。1. Ca^<2+>依存性塩素電流の活性化機序と細胞内情報伝達(1)Ca^<2+>依存性塩素電流はCa^<2+>誘発性K^+電流に遅れて発生した。(2) [Ca^<2+>a]iおよび細胞内ATP濃度に依存して増大した。(3)細胞内にATPの代りにATPのアナログであるATP_γS、AMP-PNPを適用したところ、ATP_γSではATP適用時以上に電流が増大したのに対し、AMP-PNPでは電流の増大はごく僅かであった。(4)カルモジュリン(CaM)拮抗剤であるトリフルオペラジンおよびW-7によって可逆的に抑制された。さらに、カルモジュリンキナーゼII(CaMKII)阻害剤であるKN-93によっても可逆的に抑制された。2.膜電位による[Ca^<2+>]iの調節(1)灌流液に高K^+溶液および低Cl^-溶液を用いると膜電位は脱分離し、[Ca^<2+>]iは減少した。(2)灌流液にNa^+除去液を適用すると膜電位は過分極し、[Ca^<2+>]iは上昇した。以上の結果より、Ca^<2+>依存性塩素電流の活性化には、Ca-CaM複合体を介したCaMKIIのリン酸化が関与していることが示唆された。また、[Ca^<2+>]iは、膜の過分極で上昇し、脱分極で減少することが明らかになった。今後は、生理的アゴニスト存在下における膜電位と[Ca^<2+>]iの関係、さらに細胞内情報伝達系のK^+電流、カチオン電流による修飾について検討を進めたい。
ケミカルヒートポンプ用サイクル流体の粘性率の測定と推算

水の熱化学分解法による水素製造を目的とするUT-3プロセスの設計と解析においては作動流体である臭素や臭化水素の粘性率が必要となる。本研究においてはUT-3プロセスの操作温度である高温下での臭素、臭化水素の気体の粘性率を精密に測定し、さらに気体分子運動理論により推算することを目的とした。初めに、装置の作製を行った。ここでは、落針法と転落球法の2種類の装置を作製した。落針法はランキン法を改良したもので、本研究において我々が提案するオリジナルな方法である。これは、落体と気体が通過する毛細管を一体化させたものであり、高圧下の測定に特に適している。また、転落球法では低粘性の気体の精密測定を目指し、内径が10.08mmの均一なガラス管と、真球度の極めて高い直径10.00mmのガラス管を使用して粘性計を作製した。また、転落時間を調製できるように粘性計を任意の傾斜に保持できるような保持台を作製した。粘性計は空気恒温槽内に設置し、落体もしくは転落球の落下時間をビデオモニターを用いて測定した。いずれの粘性計についても水や空気を基準物質として用いて、装置の検定を行った。次に、各種データベースを用いて臭素、塩素、ヨウ素等のハロゲン、ハロゲン化水素、酸素、窒素、水素、水など合計10種類の気体の粘性率値を収集し、気体分子運動理論式を用いて粘性率の計算値と文献値が最も良く一致するようにL-J12-6ポテンシャルパラメータの値を決定した。さらに、得られたポテンシャルパラメータと分子量を用いて粘性率を無次元化し、これを無次元化温度をプロットしたところ物質によらず一本の曲線によって粘性率の値を整理可能であること(対応状態原理の成立)を明らかにした。
孤発性アルツハイマー病の発症分子機構の解明

アルツハイマー病の発症原因因子はアミロイドβ(Aβ)オリゴマーである。多様とされる孤発性アルツハイマー病の発症原因として、どのような機能失調がAβの産生変化を引き起こすのか解明した。まず、Aβ前駆体APPの神経軸索輸送の破綻がAβの生成変化を引き起こすことが知られているため、この輸送制御機構の解明を行った。APPがJIP1bを介してキネシンモーターに接続する仕組みを解明した。次に、原因遺伝子の変異に依存しないγセクレターゼの切断変化を患者で見いだしていたので、その仕組みを細胞を用いて解析した。発症に重要な役割を果たすAβ産生の量的・質的変化を引き起こす原因が多様であることを実験的に示した。アルツハイマー病(AD)の有力な発症原因物質βアミロイド(Aβ)は前駆体タンパク質APPが2回の連続的切断を受けて生成する。毒性の強いAβが生成・分泌される仕組みを解明する事は、ADの根本治療法を開発する上で不可欠である。本研究では、APPがJIP1を介してキネシン-1の軽鎖(KLC)に結合する分子機構を解明し、APPとモーター分子の結合解離を制御している制御機構の解明に取り組んだ。H23年度は、APPと競合的に同じモーターに結合するアルカデインの結合様式を詳細に解析した。その結果、APPと異なり、短いペプチド領域がkinesinn軽鎖に結合し、キネシンー1モーターを活性化している事を明らかにした。AD脳では、神経細胞内の輸送障害が神経毒性を示すか事が指摘されており、アルカデインとAPPの輸送のバランスの重要性が示唆された。また、孤発性アルツハイマー病(SAD)の発症機構は多様であると考えられるが、SAD患者のCSF中のp3-Alcを測定したところ、γセクレターゼの触媒ユニットであるPSの遺伝子変異が無いにも関わらず、基質であるアルカデインのγ切断産物p3-Alcの切断が変化している事が明らかになった、このことは、SAD発症機構として、γ切断の異常があることが考えられた。p3-Alcをより非侵襲的に測定する目的で血液測定法を開発した。本方法はまだprimitiveであるため、γ切断の変化を捉える事はできないが血中送料を測定する事に成功した。複数コホートの患者血液のp3-Alcを測定したところ、AD患者で有意に高い結果を得た。このことは、SAD患者では、γセクレターゼの切断に質的もしくは量的な変化を与える異常が生じている可能性を示唆し、新たな治療薬・診断薬の開発に貢献した。H24年度以降、どのような生体内変化がγ切断に影響を与えるのかを解析してゆく。アルツハイマー病(AD)は、アミロイド前駆体タンパク質(APP)が二回の連続的切断を受けて生成するAβの可溶性オリゴマーが神経毒性を示し発症する。この仕組みは家族性ADから明らかにされてきたが、孤発性AD(SAD)では、どのように発症性のAβが生成・分泌されるのかは未解明な点が多い。Aβが発症の中心いいることは間違いないが、発症に至る過程は多様性に富んでいる事が明らかになりつつある。(1) APPがJIP1を介してキネシン-1に結合し、順行輸送を受ける。キネシンー1によるAPP順行輸送の停滞は、Aβの生成増を引き起こすため、この輸送システムの破綻が発症原因の一つと考えられる。本研究で、APP-JIP1b-KLCの結合はAPP-JIP1b間ではなく、JIP1b-KLC間で制御されていることを明らかにした。JIP1bとKLCの相互作用は、これまで報告されてきたよりも複雑であり、新たな相互作用が輸送速度と輸送効率を制御していることを見いだした(論文投稿中)。相互作用にはタンパク質リン酸化が関わっており、リン酸化サイトの同定を進めており、ほぼ決定した(未発表)。(2) SAD患者のCSF中のp3-Alcを解析した結果、FADの原因遺伝子プレセニリン遺伝子に変異が無いにも関わらず、基質であるアルカデインのγ切断産物p3-Alcの切断が変化している事が明らかになった。SAD発症機構の一つとしてγ切断の変化が考えられた。これは、患者CSFを用いた解析結果から導いた結論であるが、n数が少ないため今後検証実験を進める。細胞を用いた解析で、遺伝子変異が無くても細胞環境の変化がγ切断に影響する事を見いだし、詳細な分子機構を進めている。SADが多様な機構で発症する可能性を示す研究で、ADのテーラーメード医療への可能性を示唆した成果と言える。