hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海陸境界帯統合的地震探査による房総半島南部、元禄地震震源断層の解明

1.データの取得と処理第1年度の最終版(2005年3月)に、804受振点、1005発振点、測線長50kmの海陸統合探査を実行し、本研究の基礎となるデータを取得した。通常の反射法に基づく測線はフィリッピン海プレート上面の傾斜方向とは一致しないため、第2年度においては、その測線を数セグメントに分け、各々について最適重合方向を試行錯誤的に求めるというOAS法(Optimum Azimuth Search)を考案して処理作業を進め、プレート上面構造のイメージングに成功した。2.周辺既存データの再処理と本研究成果の結合上記の成果を周辺域に拡げるために、第3年度は既存探査データのうちSK78(石油資源開発株式会社)、大大特房総02(文部科学省)を再処理した結果と、房総沖96(防災科学技術研究所)の詳細データを結合して、房総半島南端部とその周辺海域下の3次元的地下構造解析を行った。3.総合解釈2で得られた3次元的地下構造から以下のような重要な事実が判明した。(1)房総半島南端部南方から沈み込むフィリッピン海プレート上面には直径40km以上、周辺から2km以上の比高を持つ高まりが存在する。(2)この高まりを構成する地質体のP波速度は5km/sに近い。伊豆弧東側海底に存在する古第三紀海山列の形状と比較するならば、房総半島南端部下にあるこの地形的高まりは海山であると解釈される。このような海山の存在は全く予想されていなかったものであり、本研究によってはじめて明らかとなったものである。元禄地震震源断層解明という本研究の目的との関わりでいうならば、沈み込む海山の存在は地震発生域におけるアスペリティとなる可能性が高い。同震源断層の最有力候補はこの海山の北斜面であろうというのが、本研究の結論である。本年度の研究の中心は、房総半島に壊滅的被害をもたらす元禄型地震の震源断層ならびにフィリッピン海プレートの形状を把握するために、海陸統合地震探査を実行し、データを取得することであった。基本仕様は、地理的条件ならびに予算的制約を考慮し、以下のように設定された。1.受振白浜町から勝浦市に至る海岸線60kmにわたって、原則50m間隔に受振点を設定し、各点に3個の地震計(上下動)を設置する。記録については6点につき1記録点を設け、東大地震研所有のMS2000で行う。2.発振海域(深度20m程度)において受振測線と平行に約50m間隔でエアガン(容量:1500cu.in.)による発振(標準圧力2000psi)を行う。これらの発振以外に発振測線の両端ならびに中点において集中発振(各点52回程度)を行う。探査は、綿密な下準備の上で、3月15日より開始された。まず海岸線沿いに134点の記録点を設定し、各々6点の受振点を配置した。ついで海域で測深作業を行い、発振測線を決定後、数日間の荒天待機に悩まされながらも、1002点の通常発振、3点での集中発振を実施した。さらに、地震計設置地点に対してはD-GPSによる測量によって位置決めを行い、予定されたすべての作業を完遂した。すべての発振データを蓄積したRECは各地点で無事回収され、そのデータは直ちに専用コンピュータで別の媒体に集約された。以上により、本年の研究は終了し、来年度以降の解析作業へ移行する。

本年度の目的は、第1年度に取得したデータを処理して、房総半島南部地下にもぐり込むフィリッピン海プレートとその上位にある房総半島の地殻構造をイメージングする処理作業の基礎を築くことであった。具体的には以下のように研究を進めた。1.前処理とデータセットの作成804受振点、1005発振点に対して、(1)受振記録、海上発振記録に記入されているGDP時刻を用いて、各発振に対応する各地点の受振記録を整理する(2)各発振点、受振点の座標をD-GPSで決定する、という前処理を行い、反射法用のデータセットを用意した。2.海岸線に沿う重合測線を暫定的に設定し、標準的な反射法による断面を作成した。この断面には、フィリッピン海プレートに関連すると思われる反射面が部分的に確認できるものの連続性に乏しく、かつ不鮮明である。その理由として考えられるのは、(1)発振ラインと受振ラインのオフセットが23kmあり、重合測線周辺に共通反射点(CDP)が必ずしも集中していない、(2)推定される地下構造の方向と重合測線が垂直ないし高角で交差していないために、重合効果が現れにくくなっている、の2点であると推測された。3.2の結果は、標準的な反射法処理では本研究の目的が達成しがたいことを示している。そこで、重合対象CDPの選択幅、重合方向に依存して重合効果がどのように変化するか、という処理上の実験をくりかえした。その結果、(1)個々の領域毎に重合効果を最大にするような重合方向が存在すること、(2)その方向が主要な構造方向であると考えられること、が明らかになった。本年度の成果の中心は、個々の領域毎に重合方向を変化させる新しい処理方法の開発が本研究を前進させる鍵であることが示されたことにある。最終年度は、新方法の開発と、それによるイメージング作業の遂行が中心課題となる。最終年度としての本年度は、以下の3点について研究を進めた。1.データ処理の完成測線が構造報告と斜交している可能性が高いため、新たにOptimum Azimuth Search(OAS)法を開発し、最適重合方向を決めながら処理を行った。その結果、房総半島南端部下のフィリッピン海プレート上面形状ならびにその上位の構造を鮮明にすることに成功した。2.周辺既存データの再処理房総半島南部ならびに周辺海域における既存探査データのうちSK78(石油資源開発株式会社)、大大特房総02(文部科学省)を再処理した結果と、房総沖96(防災科学技術研究所)の詳細データを結合して、房総半島南端部とその周辺海域下の3次元的地下構造表示を行った。SK78データの既存処理結果は30年近く前のものであったので、最新手法による再処理によって著しく改善され、本研究結果を周辺域に拡げる上で非常に有効であったことを指摘しておく。3.総合解釈2で得られた3次元的地下構造から以下のような重要な事実が判明した。(1)房総半島南端部南方から沈み込むフィリッピン海プレート上面には直径20km以上、周辺から2km以上の比高を持つ高まりが存在する。(2)この高まりを構成する地質体のP波速度は5km/sに近い。伊豆弧東側海底に存在する古第三紀海山列の形状と比較するならば、房総半島南端部下にあるこの地形的高まりは海山であると解釈される。このような海山の存在は全く予想されていなかったものであり、本研究によってはじめて明らかとなったものである。本研究の目的であった元禄地震震源断層解明との関わりでいうならば、沈み込む海山の存在は地震発生域におけるアスペリティとなる可能性が高い。同震源断層の最有力候補はこの海山の北斜面であろう。
抑うつ気分からの回復に影響を及ぼす気晴らし的活動の効果に関する研究

【研究1】抑うつ気分からの回復のための対処方略の収集(横断的研究)(平成17年度で終了)【研究2】気分への対処方略の効果測定(横断的研究・縦断的研究)(平成18年度で終了)【研究3】気晴らし的活動が抑うつ気分からの回復に与える効果の検討:実験抑うつ気分を喚起するような映像刺激を視聴した後に身体的活動を行った群、精神的活動を行った群、統制群とで、抑うつ気分からの回復に違いがあるかどうかを調べるために実験を行った。対象者は大学生24名で、性別と実験前の抑うつ及び不安の程度は3群で有意差がないように割り当てた。映像視聴前、映像視聴直後、課題(活動)施行後の気分の状態と脳波の測定を行った。気分に関しては、いずれの群も、映像視聴前より視聴後でレベルが低下し、課題遂行後は気分が改善されていたことが示された。実験条件の差異としては、課題遂行後の気分について、身体的活動条件、精神的活動条件のそれぞれと統制群とのあいだに有意差が認められ、身体活動条件と精神活動条件では、映像をみて抑うつ気分が喚起されても、課題(活動)を行った後は気分が改善したことが示された。脳波については測定時間の問題などがあり、分析については検討中である。今後は性質の違う課題を導入し、同様の実験を行いたいと考えている。また、脳波の測定方法が課題として残ったので、今後この点に関して改善していきたい。【研究4】高校教員の抑うつ気分およびうつ病に関する質問紙調査(平成18年度で終了)【研究1】抑うつ気分からの回復のための対処方略の収集方法と結果埼玉工業大学の学生を対象に、気分が落ち込んだときにどのようなことをすると効果的かということに関し、自由記述にて回答を求めた。92項目にまとめられた。【研究2-1】気分への対処方略の効果測定(横断的研究)方法と結果予備調査による92項目を使用し、抑うつ気分を経験した際、それらの行動や活動を行う頻度および回復へ与える効果について質問紙調査を行った。調査対象者は埼玉工業大学の大学生77名であった。分析の結果、ひとりでするもののなかでもっとも経験度数が高かったものは「眠る」であり、もっとも効果の高かったものは「歌をうたう」であった。同様に、ふたり以上でするものの場合は、経験度数、効果とも「歌をうたう」がもっとも高かった。【研究2-2】気分への対処方略の効果測定(縦断的研究)実際に気分が落ち込んだときの対処方略について実証的に検討するため、3ヶ月の期間をおいた縦断研究を実施した。2時点でCES-Dを用い測定を行いタイム2ではその間に抑うつ気分を経験した場合、実際に行ったこととその効果について測定した(研究1で作成した尺度を使用)。同時に抑うつ気分についての尺度(英語版を日本語訳)も使用した。現在データ入力が終了し分析中。【研究3】気晴らし的活動が抑うつ気分からの回復に与える効果の検討:実験実験に先立ち、被験者の気分を抑うつ的にさせるための映像刺激を用意、それが抑うつ気分を誘発するかどうか、その妥当性の検討を行った。方法と結果埼玉工業大学の学生24名に4種類の映像(映画やテレビドラマの一場面:それぞれ10分程度)をみせ、それぞれを視聴したあとの気分についてSD法などを用いて測定した。その結果、研究3で使用しようと予定している映像は、十分抑うつ気分を喚起することができることが示された。現在、研究3の実験のための実験室および実験器具の整備を行っている。【研究1】抑うつ気分からの回復のための対処方略の収集(横断的研究)(平成17年度で終了)【研究2-1】気分への対処方略の効果測定(横断的研究)(平成18年度で終了)【研究2-2】気分への対処方略の効果測定(縦断的研究)(平成18年度で終了)【研究3】気晴らし的活動が抑うつ気分からの回復に与える効果の検討:実験平成17年度の研究より、実験に使用する刺激(映像)が抑うつ気分を誘発するかどうかの妥当性はすでに確認されている。この研究から、映像刺激の妥当性に関して、実験参加者の性別および不安と抑うつの状態が映像による気分の喚起に影響を及ぼすという結果も得られた。今後実施する実験ではあらかじめ不安と抑うつの尺度により実験参加者の状態を測定した上で、さらに性別も考慮して各実験条件に割り当てる必要がある。この結果は「映像が感情の生起に与える影響について」と題して、2006年9月に日本社会心理学会第47回大会(於東北大学)にて発表を行った。平成18年度は抑うつ気分の回復に寄与すると予想される活動として、実験で何を使用するかの検討を行った。そのことから統制群を含めた実験条件は3条件に設定され(条件の内容については省略)、実験室および実験器具の整備を行った。脳波についても測定の準備を行った。【研究4】高校教員の抑うつ気分およびうつ病に関する質問紙調査:調査高校教員を対象に抑うつ気分の発生およびうつ病に関する質問紙調査を行った。過去1年間で1回でも抑うつ気分を有したことのある教員は26.7%であり、DSM-IV-TR(American Psychiatric Association,2000)の「大うつ病エピソード」の基準に該当する人は16.3%であった。

抑うつと関連のある要因として職務上のストレスとソーシャルサポートの満足度の低さが示された。この結果は第71回日本心理学会大会(於東洋大学)にて2007年9月に発表予定である。【研究1】抑うつ気分からの回復のための対処方略の収集(横断的研究)(平成17年度で終了)【研究2】気分への対処方略の効果測定(横断的研究・縦断的研究)(平成18年度で終了)【研究3】気晴らし的活動が抑うつ気分からの回復に与える効果の検討:実験抑うつ気分を喚起するような映像刺激を視聴した後に身体的活動を行った群、精神的活動を行った群、統制群とで、抑うつ気分からの回復に違いがあるかどうかを調べるために実験を行った。対象者は大学生24名で、性別と実験前の抑うつ及び不安の程度は3群で有意差がないように割り当てた。映像視聴前、映像視聴直後、課題(活動)施行後の気分の状態と脳波の測定を行った。気分に関しては、いずれの群も、映像視聴前より視聴後でレベルが低下し、課題遂行後は気分が改善されていたことが示された。実験条件の差異としては、課題遂行後の気分について、身体的活動条件、精神的活動条件のそれぞれと統制群とのあいだに有意差が認められ、身体活動条件と精神活動条件では、映像をみて抑うつ気分が喚起されても、課題(活動)を行った後は気分が改善したことが示された。脳波については測定時間の問題などがあり、分析については検討中である。今後は性質の違う課題を導入し、同様の実験を行いたいと考えている。また、脳波の測定方法が課題として残ったので、今後この点に関して改善していきたい。【研究4】高校教員の抑うつ気分およびうつ病に関する質問紙調査(平成18年度で終了)
好酸球性気道炎症におけるMIP1-βの役割と病勢マーカーとしての応用

好酸球性副鼻腔炎は気管支喘息を高率に合併する難治性、易再発性の好酸球性気道炎症性疾患である。ECRSの病態の中心は局所への好酸球浸潤であり、好酸球集積のメカニズムを解明することが重要である。マクロファージや単核球の遊走因子として知られているMIP-1の炎症局所における機能的役割は未だ明らかにされていない。このMIP-1βの産生メカニズムとその好酸球機能への影響を明らかにすることが本研究の目的であり、さらにMIP-1βの病勢マーカーとしての可能性も探っていきたい。
膠様滴状角膜ジストロフィにおけるタイトジャンクション構成機構の解明

膠様滴状角膜ジストロフィ(GDLD)と類似した臨床像を示す二次性角膜アミロイドーシスの角膜は、TACSTD2、CLDN1、CLDN7のいずれも発現しており、角膜へのアミロイド沈着のメカニズムがGDLDと異なる可能性がある。GDLD患者由来の不死化角結膜上皮細胞では正常由来細胞と比べると、PKC-αの発現が上昇しており、TACSTD2遺伝子を導入すると、CLDN1、CLDN7の発現が回復し、PKC-αの発現が低下した。さらに、PKC-α阻害剤処理により、GDLD細胞でのPKC-αの発現が低下し、CLDN1の発現がわずかに回復した。以上の結果から、GDLDの病態においてPKC-αの関与が示された。膠様滴状角膜ジストロフィの責任遺伝子であるTACSTD2(Tumor-associated calcium signal transducer 2)は、claudin (CLDN)1とCLDN7タンパクと直接結合し、角膜上皮におけるタイトジャンクションの形成にとって必須の分子であることを示してきた。TACSTD2の細胞外ドメインのどの機能ドメインを欠失させてもCLDN7タンパクとの結合が阻害された。またTACSTD2の膜貫通ドメイン内にあるAxxxGモチーフのアラニンとグリシンの両方をアミノ酸置換させるとCLDN7との結合が脆弱になった。この結果から、TACSTD2の細胞外ドメイン内にCLDNタンパクとの結合部位が存在すると推測される。一方、CLDNの変異体の作成に難航しており、CLDNタンパク側の結合部位については不明である。また、類似の臨床像を呈する二次性角膜アミロイドーシスについても病態解明を目的としているが、二次性角膜アミロイドーシスの角膜については、TACSTD2、CLDN1及びCLDN7のいずれも発現しているにもかかわらず、角膜にアミロイドが沈着することから、膠様滴状角膜ジストロフィとは異なる病態が考えられる。膠様滴状角膜ジストロフィと二次性角膜アミロイドーシスの類似点、相違点から、角膜におけるタイトジャンクションの特殊性について解明を検討している。膠様滴状角膜ジストロフィ(GDLD)は、TACSTD2(Tumor-associated calcium signal transducer 2)遺伝子の変異によって、角膜上皮バリア機能が破綻し、角膜上皮下、角膜実質に涙液中のアミロイドが沈着する疾患である。我々は、TACSTD2がCLDN(claudin)1およびCLDN 7と直接結合し、角膜上皮におけるタイトジャンクションの形成にとって必須の分子であることを示してきたが、TACSTD2とCLDNタンパクがどのような分子結合をしているのかは依然不明である。GDLDと同様の臨床像を示す疾患に二次性角膜アミロイドーシスがある。しかし、二次性角膜アミロイドーシスの角膜においては、TACSTD2やCLDN1、CLDN7のいずれも発現していることから、アミロイド沈着のメカニズムが、膠様滴状角膜ジストロフィと異なる可能性がある。またGDLD患者から樹立した不死化角膜および結膜上皮細胞において、細胞境界にTJP1、occludinの発現を認め、上皮バリア機能は、正常角膜上皮細胞に比べて著明な低下を認めるものの、ゼロではなく低いバリア機能を持っていることが分かっている。この結果から、GDLD角膜では低いレベルでタイトジャンクションが形成されていることが示唆されており、GDLDと二次性角膜アミロイドーシスの臨床像の相違は、タイトジャンクションの形成状態によるものの可能性がある。TACSTD2とCLDNタンパクが直接結合しているのか、他の分子を介して結合しているのかを検討しているが、変異体作成に難航している。また、タイトジャンクションの機能変化に関与する他分子についても検討中である。我々は、膠様滴状角膜ジストロフィ(GDLD)の責任遺伝子であるTACSTD2は、CLDN1およびCLDN 7と直接結合し、角膜上皮におけるタイトジャンクション(TJ)の形成にとって必須の分子であることを示してきた。GDLDと類似した臨床像を示す二次性角膜アミロイドーシスの角膜においては、TACSTD2、CLDN1、CLDN7のいずれも発現しており、角膜へのアミロイド沈着のメカニズムが、GDLDと異なる可能性がある。またGDLD患者から樹立した不死化角膜および結膜上皮細胞を用いたTJ関連の解析の結果、両細胞とも著明にCLDN1、CLDN7の発現が低下していた。また、細胞境界にTJP1、occludinの発現を認めるものの、GDLD患者由来の角膜、結膜上皮細胞のいずれも著明にバリア機能が低下していた。タンパク質リン酸化酵素であるProtein kinase C(PKC)は、細胞内における様々なシグナル伝達に関与しており、TJの制御に関係がある。GDLD患者由来の不死化角膜および結膜上皮細胞、また正常不死化角膜および結膜上皮細胞を用いて、PKC-αのmRNAレベルとタンパク発現レベルを検討したところ、角膜、結膜ともに、GDLD患者由来の細胞では正常由来の細胞と比べると、PKC-αの発現が上昇していた。また、GDLD患者由来のwild typeのTACSTD2遺伝子を導入すると、CLDN1、CLDN7の発現が回復するとともに、PKC-αの発現が低下し、PKC-αがCLDN1、CLDN7の発現制御に関わっている可能性が示唆された。さらに、PKC-α阻害剤処理により、GDLD細胞でのPKC-αの発現レベルが低下し、CLDN1の発現がわずかに回復した。

以上の結果から、GDLDの病態においてPKC-αの関与が示され、PKC-α阻害剤がGDLDの治療薬の候補となる可能性が示唆された。膠様滴状角膜ジストロフィ(GDLD)と類似した臨床像を示す二次性角膜アミロイドーシスの角膜は、TACSTD2、CLDN1、CLDN7のいずれも発現しており、角膜へのアミロイド沈着のメカニズムがGDLDと異なる可能性がある。GDLD患者由来の不死化角結膜上皮細胞では正常由来細胞と比べると、PKC-αの発現が上昇しており、TACSTD2遺伝子を導入すると、CLDN1、CLDN7の発現が回復し、PKC-αの発現が低下した。さらに、PKC-α阻害剤処理により、GDLD細胞でのPKC-αの発現が低下し、CLDN1の発現がわずかに回復した。以上の結果から、GDLDの病態においてPKC-αの関与が示された。CLDNタンパクの変異体作成に難航している。またTACSTD2とCLDNタンパクの結合に他因子の関連がないか検討中である。角膜上皮細胞において、タイトジャンクション関連タンパクを中心に関連遺伝子を網羅的に検討することで、膠様滴状角膜ジストロフィの病態解明に近づけるか検討していく予定である。角膜TACSTD2とCLDNタンパクの結合に他因子の関連がないか検討を行うために、膠様滴状角膜ジストロフィと二次性角膜アミロイドーシスの角膜を用いて、種々のタンパク発現について検討を考えている。また、すでに作成に成功しているGDLD患者由来の不死化角膜上皮細胞、不死化結膜上皮細胞を用いて、創薬に向けて研究をすすめる予定である。実験計画、方法の見直しが必要であったためCLDNタンパクの変異体作成が困難であること、GDLD患者由来の不死化角膜上皮細胞、不死化結膜上皮細胞の3次元培養において重層化させることが困難であることから、研究の進行が予定よりも遅れているため。培養細胞維持に必要な消耗品、遺伝子導入試薬、抗体などの消耗品に大部分を使用する予定である培養細胞の維持培地や遺伝子導入試薬、レンチウイルスベクター作成のための試薬、クローニング実験、およびタンパク実験のための試薬購入、プラスミド抽出キットの購入などのためのに使用予定である。
p27活性調節機構を標的にした新規口腔癌治療法

申請者は、口腔癌においても高頻度に異常が検出される細胞周期のG1/S期制御機構に着目した。細胞周期制御因子の中でも、種々の細胞増殖促進あるいは抑制シグナルが集中的に流入することが知られているp27は、その蛋白分解レベルで細胞増殖抑制活性が調節されている。本研究では、プリンヌクレオチド合成経路の律速酵素であるAmidophosphorybosyltransferase(ATase)の活性と細胞増殖能には正の相関があることを発見し、これは細胞周期のG1/S期移行が促進されるためであることを明らかにした。また、このG1/S期移行の促進には、p27蛋白がATase活性、つまり細胞内ATP濃度の増加に依存して分解されることが関与している可能性を示唆した。p27蛋白の発現は細胞が増殖を停止するような条件下、つまり接触阻害や血清飢餓によって強く誘導されることが知られているが、接触阻害や血清飢餓のない状況下でも、ATaseの欠損によってp27発現が強く誘導されることを明らかにした。さらに、接触阻害や血清飢餓はATaseの発現を抑制することで、間接的にp27蛋白の発現を誘導している可能性を示した。また、細胞周期のG1後期における多段階的な蛋白質分解、S期におけるDNA、RNA、蛋白の新規合成には、大量の細胞内エネルギー(ATP)を要することが知られている。本研究では、p27の分解シグナルであるコドン187のスレオニン残基のリン酸化が、細胞内ATP濃度に依存して行われていることを明らかにした。つまり、このリン酸化のOn/Offは細胞内ATP濃度のセンシングを行っており、正常な細胞増殖サイクルに必要な細胞内ATP量に不足がないかをチェックする機能を果たしている可能性を示唆した。本研究によって、細胞内ATP濃度を調節することで、細胞周期のG1/S期移行を制御することが可能となり、癌細胞の増殖抑制効果につながる可能性が示唆された。申請者は、ATP供給経路の律速酵素であるAmidophosphorybosyltransferase (ATase)の欠損細胞株とプリンヌクレオチドを含まない細胞培養用培地、細胞内ATP濃度を変化させる各種の薬剤を用いて、細胞内ATP濃度と細胞増殖の関係について検索した。ATase活性と細胞増殖能には正の相関があることを発見し、これは細胞周期のG1/S期移行に要する時間が短縮されるためであることがわかった。そこで、ATase活性と細胞周期のG1/S期に関わる分子群との関係を調べたところ、p27がATase活性、つまり細胞内ATP濃度に依存して分解されることが明らかになった。p27の発現制御は主に蛋白レベルで行われており、細胞が増殖を停止するような条件下、つまリ接触阻害や血清飢餓によって強く発現が誘導される。ところが、接触阻害や血清飢餓のない状況下でも、ATaseの欠損によってp27発現が強く誘導されることがわかった。また、細胞周期のG1後期には各種の蛋白質の段階的な分解が必要であり、S期にはDNA、RNA、蛋白の新規合成が行われる。つまり、細胞周期G1/S移行期には大量のエネルギー(ATP)が必要であり、正常な細胞増殖サイクルには細胞分裂に必要な細胞内ATP量に不足がないかをチェックするセンサーが存在していると考えられ、p27がこのセンサーとして機能している可能性を明らかにした。p27のコドン187のスレオニン残基がリン酸化されるステップが、細胞内ATP濃度のセンシングを行っており、十分量のATPが存在するとp27がリン酸化され、ユビキチン-プロテアソームシステムによって分解されると考えられる。細胞内ATP濃度をコントロールし細胞周期のG1/S期移行をコントロールすることで、癌細胞の増殖を抑制できる可能性が示唆された。
制御性Ｂ細胞による腸管免疫抑制機構とその破綻による腸炎発症機序の解明

クローン病(CD)の病態における制御性B細胞(Breg)の機能解析をおこない、Bregの腸炎抑制機序を解明した。マウス腸管のB細胞には、CpG DNAに反応してIL-10を産生するB細胞サブセットが存在し、主にCD19highCD1dhighのポピュレーションに含まれていた。CDモデルマウス(SAMP1/Yit)の腸管B細胞、およびヒトCD患者末梢血B細胞はCpG刺激に対して低応答性であり、IL-10の産生量が低値であった。さらに、SAMP1/Yitマウスの腸管CD4陽性T細胞とB細胞をSCIDマウスに移入した実験腸炎モデルにおいて、Bregが腸炎抑制に関わることを明らかにした。私共のこれまでのクローン病モデルマウス(SAMP1/Yit)を用いた検討で、クローン病の病態における制御性B細胞の機能異常が明らかとなていた。その後のマウスの実験では、SAMP1/Yitの腸管膜リンパ節から分離したCD4陽性T細胞をSCIDマウスへ移入した腸炎モデルを作製し、同時移植した制御性B細胞が腸炎発症や増悪に影響を与えるかを実験的に評価した。最初に制御性B細胞特異的な表面マーカーの探索をおこなった。IL-10を産生するB細胞を制御性サブセットと考え検討をおこなったところ、CD1dhighCD19highのポピュレーションがIL-10を有意に産生する細胞集団であることが明らかとなり、本表面マーカーによって制御性B細胞を規定した。SCIDマウス移入モデルでは、全B細胞移入を共移入した群に比べて、制御性B細胞(CD1dhighCD19highのB細胞)を除去したB細胞を共移入した群において、有意に腸炎の程度が増悪した。本検討は、制御性B細胞が腸炎の発症や増悪に関わる可能性を示唆する新知見である。その後、制御性B細胞の炎症抑制機序について制御性T細胞との関連を実験的に検討した。SAMP1/Yitの腸管膜リンパ節から分離したCD4陽性T細胞から制御性T細胞サブセット(CD4+CD25+)を除去したT細胞群を調整し、SCIDマウスへ移入した腸炎モデルを作製した。制御性T細胞サブセットの除去によってSCIDマウスの腸炎は明らかに増悪した。このマウスに全B細胞移入および制御性B細胞(CD1dhighCD19highのB細胞)を除去したB細胞を共移入した2群の腸炎モデルを作製したが、同様に制御性B細胞による炎症抑制が確認されたことから、本モデルでは制御性T細胞非依存的に制御性B細胞が炎症を抑制している可能性が示唆された。私共のこれまでのクローン病モデルマウス(SAMP1/Yit)を用いた検討で、クローン病の病態における制御性B細胞の機能異常が明らかとなっていた(Immunology 2010)。本検討は、制御性B細胞が腸炎の発症や増悪に関わる可能性を示唆する所見と考えられた。2013年度は、上記の内容をInflammatory Bowel Diseases (2014)に投稿し、査読を経てアクセプトされた。<SCIDマウスへのT細胞移入腸炎モデルを用いた制御性B細胞の機能解析>

私共のこれまでのクローン病モデルマウス(SAMP1/Yit)を用いた検討で、クローン病の病態に制御性B細胞が関わる可能性が示唆さていた。平成23年度は、実際に腸炎の発症や増悪に制御性B細胞の機能異常が関わるかを明らかにするために実験をおこなった。SAMP1/Yitの腸管膜リンパ節から分離したCD4陽性T細胞をSCIDマウスへ移入した腸炎モデルを作製し、同時移植した制御性B細胞が腸炎発症や増悪に影響を与えるかを実験的に評価した。本検討から、全B細胞移入を共移入した群に比べて、制御性B細胞を除去したB細胞を共移入した群において、有意に腸炎の程度が増悪した(体重減少、病理組織学的所見、炎症性サイトカイン産生で評価)。現時点までに、腸炎の発症と増悪に制御性B細胞が関与する可能性が明らかとなっている。ヒト末梢血B細胞における制御性B細胞の存在と、炎症性腸疾患患者における制御性B細胞の機能解析を追加した。クローン病および潰瘍性大腸炎患者の末梢血B細胞を磁気ビーズで分離後にin vitroで培養し、非メチル化CpG DNAによる刺激をおこない、制御性B細胞のkey cytokineであるIL-10を測定した。この実験においても、クローン病モデルマウス(SAMP1/Yit)で得られた結果と同様に、炎症性腸疾患、特にクローン病において、B細胞のIL-10産生能が低下していることが示された。動物実験とヒトの実験結果から、クローン病の病態において制御性B細胞の機能異常が関与している可能性が示唆された。現在、本実験内容について投稿準備中である。研究実績の概要で述べたように、ヒトのクローン病の病態における制御性B細胞の免疫調節機序を明らかにした。その後、制御性B細胞の表面マーカーを同定し、SCIDマウスへのT細胞移入腸炎モデルを用いた制御性B細胞の機能解析をおこなうことによって、腸炎発症や増悪の病態における制御性B細胞の役割を明らかにした。現時点までの研究の進行状況は順調であり、申請時に仮説として記述した制御性B細胞の機能について概ね明らかにすることができた。今後は治療応用という観点からの研究の推進を考えている。研究実績の概要で述べたように、これまでの研究において、SCIDマウスへのT細胞移入腸炎モデルを用いた制御性B細胞の機能解析をおこなうことによって、腸炎発症や増悪の病態における制御性B細胞の役割を明らかにした。現時点までの研究の進行状況は順調であり、実験結果の研究前に立てた仮説を検証するのに十分なものであった。今後は、制御性B細胞を用いた腸炎治療法を実験的に確立することを目的に継続していく。具体的には以下の2点である。I.In vitroでの制御性B細胞の誘導と治療実験AKR/Jマウスから、樹状細胞を含む脾細胞およびMLN細胞を各々調整する。In vitroにおいて分離細胞をCpG DNAですることによって制御性B細胞を誘導する。得られた純度の高い制御性B細胞分画をSAMP1/YitのCD4+T細胞とともにSCIDマウスへ移入し、移入B細胞による腸炎抑制効果を先述した腸炎評価項目を用いて検討する。II.アポトーシス細胞による制御性B細胞の生体内での誘導の試みと治療応用マウス胸線細胞を分離して、in vitroにおいてデキサメサゾンによってアポトーシスを誘導する。
レーザー支持爆轟波の物理の解明

レーザー支持爆轟波の生成・駆動するために,炭酸ガスレーザーよりも波長が一桁短いガラスレーザーを用いた場合でも,炭酸ガスレーザーの場合と同程度に高効率でレーザーから爆轟波へエネルギー変換できることが分かった.さらに,2波長マッハツェンダー干渉法を用いたレーザー支持爆轟波内の電子密度計測より,衝撃波より先行するプラズマの存在を確認し,その観点からレーザー爆風波の支持条件を理論的に解明した.レーザー支持爆轟は,衝撃波とそれに隣接する電離波面の2層構造と考えられており,あるレーザー強度閾値以上では電離波面が衝撃波を駆動し続ける.この際に,レーザーエネルギーは効率よく流体の運動エネルギーに変換されるため,レーザー推進機やレーザーエネルギー変換装置への応用が研究されている.本研究は,実験的なアプローチを中心にしつつ,より一般的な爆轟波理論を構築することを目的とする.(1)従来の炭酸ガスレーザー(波長10.6μm)と発振波長の異なるガラスレーザー(波長1.053μm)を用いて,レーザー爆轟終了条件,爆轟波エネルギー変換効率を調べるとともに,爆轟波背後の電子密度空間分布計測および電子温度履歴計測によって詳細な爆轟波構造を解明する.(2)レーザー支持爆轟の物理的構造とその維持条件について,実験結果をもとにレーザー爆轟波理論を構築する.また,大気圧力依存性や雰囲気ガス種依存性を調べ,レーザー推進機やレーザーエネルギー変換器の設計に役立てる.レーザー支持爆轟波の生成・駆動するために,炭酸ガスレーザーよりも波長が一桁短いガラスレーザーを用いた場合でも,炭酸ガスレーザーの場合と同程度に高効率でレーザーから爆轟波へエネルギー変換できることが分かった.さらに,2波長マッハツェンダー干渉法を用いたレーザー支持爆轟波内の電子密度計測より,衝撃波より先行するプラズマの存在を確認し,その観点からレーザー爆風波の支持条件を理論的に解明した.2波長マッハツェンダー法によりレーザー支持爆轟波背後のプラズマ密度の測定を行った。干渉縞画像の撮影には,本補助金により購入した高分解能のICCDカメラを使用し,精度の高い測定を行うことができた。その結果,炭酸ガスレーザーにより誘起されたレーザー支持爆轟波背後の電子数密度は2×10^<24>[/m^3]程度であり,爆轟波が終了すると同時に不連続的に減少することが分かった。また電子数密度測定の結果から逆制動放射によるレーザー吸収率を求めた結果,レーザーエネルギーは電子数密度ピークの位置までにおいてすべて吸収され,またレーザー吸収率のピーク値はレーザー支持爆轟波の終了とともに10-15×10^<13>[W/m^3]から5-6×10^<13>[W/m3]へと急激に減少することが分かった。このようにレーザー支持爆轟波の支持構造に関して重要なデータを実験的に得ることが出来た。また,レーザー支持爆轟波の照射レーザー波長に対する特性に関して,本補助金により購入した高出力ガラスレーザー(波長1.053μm)を使用し,炭酸ガスレーザーと同様の方法でレーザー支持爆轟波の誘起を試みた。その結果,ガラスレーザーを用いた場合でも炭酸ガスレーザーと同様にレーザー支持爆轟波を観測することができた。また両者のエネルギー変換効率や,レーザー支持爆轟波終了時におけるレーザー強度閾値には大きく差があり,レーザー支持爆轟波の特性は照射レーザーの波長によって影響を受けることが分かった。20年度は、主として以下の3つの実験を行った。高解像度ICCDカメラの導入により高精度な計測が行えるようになり、またエッシェル分光器を用いて発光分光を同時に行った。1.ガラスレーザー(波長1.053μm)を用いたプラズマ着火の場合の爆轟波終了条件と爆風波変換効率の計測購入した高出力ガラスレーザー(2J/pulse)を使用してレーザー支持爆轟波を誘起した。その結果、レーザー支持爆轟を維持するためのレーザー強度閾値は、炭酸ガスレーザー(波長10.6μm)の場合よりも3ケタ大きかったが、爆風波変換効率はほぼ同じ40%程度であった。波長が短くなったことに伴う吸収係数の減少を、電離度の上昇によって補ったものと推測される。今後の数値解析との比較検証に供しうる、貴重なデータである。2.二波長マッハツェンダー法によるより精密な密度分布測定空間精度の高い干渉縞計測を行った結果、レーザー支持爆轟波が維持されている時間帯には、衝撃波よりも前方にプリカーサー電離領域が存在することが示唆された。理論的には予測されていたが、初めて密度分布が計測された。もう少し計測データを増やしプリカーサーの存在を確認する必要がある。3.発光分光法による電子温度計測ボルツマンプロット法によって電子温度を求めた結果、レーザー支持爆轟波が維持されている時間帯は、20,000Kを上回る温度を示した。ほぼ局所熱平衡にあることも分かった。この温度の電子から放出されるフォトンによって上記のプリカーサー電子が維持され得るかどうか、今後解析的な検証を行いたい。レーザー支持爆轟波の物理の解明の研究において、21年度は主として以下の研究を行った。1.シャドーグラフ法によるガラスレーザー誘起爆轟波伝播の測定波長の異なる炭酸ガスレーザーと比較し、レーザー支持爆轟波(LSD)維持条件の波長依存性を調べた。高解像度ICCDカメラによる非定常現象の高精度な可視化画像により、衝撃波と電離波面の時間履歴から、ガラスレーザーの爆風波エネルギー変換効率は、炭酸ガスレーザーの効率と比べて劣らないが、プラズマを透過するエネルギーの割合が大きいことが明らかとなった。

2.発光分光法によるガラスレーザー誘起プラズマの電子温度計測炭酸ガスレーザーと比較してプラズマの生成時間の短い(数百ns程度)ガラスレーザーの発光分光を、エッシェル分光器を用いて測定した。局所的熱平衡仮定を利用し、ボルツマンプロット法で電子温度を求めた結果、20,000Kを上回る温度を示した。これらの結果は、今後の数値解析との比較検証に供しうる、貴重なデータである。3.LSDの加熱構造と衝撃波伝播の物理モデルの解明LSD内部の逆制動放射係数及びレーザー吸収係数を推定し、LSD維持と電子数密度分布との密接な関連を明らかにした。特にガラスレーザーの場合、吸収層厚みがレーザー直径に比べて必然的に大きくなり、面吸収というより体積吸収という特徴を示すことが明らかとなった。必然的にレーザー吸収が爆風波内で完了せず、透過損失が増えることにつながっていると推察される。22年度は主として以下の2つの研究を行った。1.2波長マッハツェンダー法によるプラズマ密度分布の測定Nd:YAGレーザー2次高調波(波長532nm,出力8mW)及び赤外半導体レーザー(波長785nm,出力50mW)を用い利用した2波長マッハツェンダー系でレーザー支持爆轟波の電子密度を再測定した.さらにエッシェル分光器で得られた電子温度履歴を組み合わせることによりレーザー爆轟波の熱化学的構造を解明した。その結果,レーザー爆轟波が維持されている最中は衝撃波面において少なくない電子密度が既に存在し、その前方にも電子(プリカーサー電子)が存在することが予見された。さらにその電子が、プラズマ領域からの真空紫外輻射による光電離に起因している可能性について理論的に検証した。衝撃波前方に先駆電離層が存在していることが定量的に議論されたのは世界で初めてであり,日本航空宇宙学会誌及びJournal of Applied Physicsに論文が掲載された.2.レーザーシャドウグラフ法によるレーザー支持爆轟波の気体種伝播特性先駆電離層形成における光電離構造を明らかにするためにガス種を変えて,その伝播特性とプラズマ状態を比較した.高解像度ICCDカメラによる非定常現象の高精度な可視化画像により、衝撃波と電離波面の時間履歴から、アルゴンと実験室空気で比較した結果,アルゴン気体中ではレーザー爆轟波を長く維持できることが分かった.さらに光電離を起こす紫外光子の輻射間隔を見積もった結果,約1nsのオーダーに達すると現象が終了することがわかった.
フィガリアの実測調査に基づいたギリシア古代城壁と都市の立地に関する研究

本年度は、これまでのフィガリアの地形調査で未確認だった市域西側の地形状況の確認を行なった。今年度の夏の調査では、市域から谷を隔てた西外側のストミオの村からこの谷底まで徒歩で降りて、谷川を確認した。川幅は約3m程度で、浅瀬を渡るのは可能であるが、そこから市域に至る斜面はほとんど垂直に近い急斜面で、この斜面を登って都市を攻撃することはほぼ不可能で、市域西側が天然の要害であることが判明した。この谷川は、市域南側を流れるネダ川へと続いており、その合流点には2つの滝がある。また、村から約300m離れた小高い丘の頂上には、3m四方ほどの石造の物見櫓の痕跡があり、西側方面への警戒を行なっていた場所だったことが確認された。この現地調査により、改めてフィガリアの都市が、地形の特性を巧妙に利用して、攻撃が非常に困難な場所に建設されたことが判明した。これまでの地形調査から、あらためてフィガリアが、北東部分の緩斜面しか攻撃に適した場所がないこと、そしてそれに備えて北東部に方形の約10m四方の方形の櫓を建設したことの意味が判明した。これらの新しい事実、および19世紀に作成されたフィガリアの地形図の考察を行ない、日本イコモスにより主催された国際学会において、研究発表を行なった。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。古代都市フィガリアについて、都市の立地を説明する周辺地形を含む広域(約4x5km)の地図1枚、また城壁内を中心とする都市域(1.5x2km)の地形図、の2枚をほぼ完成することができた。これにより今後のフィガリアの都市遺跡研究に大いに貢献することができる思われる。作成した広域地形図により、フィガリアの都市が、その南側を東から西に流れるネダ川の谷と、北西側を流れるその支流に囲まれた山の上に立地していること、東側も同じく支流となる枯川の谷で隔てられ、フィガリアが地形的には要害の地に立地していることを、地形図としてビジュアルに示すことが出来た。しかし東側の谷は比較的浅いため攻撃はしやすく、そのため東側の城壁では半円形の塔を等間隔に設け、防御しやすい城壁として造られている。城壁の軍事的な弱点は北西部で、ここは東側からの地形が鞍部として連なってきているため、幅は広くはないが比較的平坦な部分を通過して城壁に接近できる。おそらく攻撃側はここを集中的に攻撃したものと思われる。この部分に10m四方の巨大なタワーが設けられ、たこの北西部は城壁がジグザグになっており、その突出部には方形の塔を設け、やはり防御を堅固にしている。27年夏の調査では、フィガリアの城壁の工法を研究するために、周辺地域の十数都市を踏査し、それらの城壁の工法と比較を行なった。それによると、このフィガリア周辺の古代都市では、大半の城壁が、基本的に高さの同じ四角形の石材を使い、水平に積んでいく工法、つまり整層積み(Trapezoidal-isodomic)で行なわれていることがわかった。フィガリアの城壁は、整層積みが基本であるが、必ずしも全て整然としたものではなく、部分的に多角形積みや乱積みなどが併用されており、特に東側の部分は整層積みと言っても平板な石が積まれていることが多く、バリエーションに富んでいることが分かった。2015年8月から9月にかけて、伊藤、勝又、岡田の3人で、フィガリアの周辺都市の城壁を調査したことによって、フィガリアの城壁の工法について、同時代同地方の城壁の工法と比較研究ができた。これにより当初の予定通り研究は進展した。しかし城壁の工法は同じ積み方といってもバリエーションが多く、必ずしも明確に区別が出来るわけではないことも明らかになった。また、既往研究も必ずしも頼りにならないことも明らかになり、フィガリアの城壁そのものをもっと精査することが肝要と思われる。これらの研究結果は、日本建築学会九州支部の研究報告および国士舘大学イラク古代文化研究所の論文誌「ラーフィダーン」に発表した。フィガリアはパウサニアスの旅行記にも書かれている、ペロポネソス半島の重要な都市遺跡である。殆ど未発掘の都市であり、今後の発掘調査ないし研究にとって、今回の調査は貴重なものとなるもので、本研究の初期の目的は達しつつあると考える。フィガリアの城壁について、研究代表者の伊藤は2016年夏の2週間、アテネにあるドイツ考古学研究所に出張し、フィガリアの城壁に関する関連研究について、文献を探索した。これにより、19世紀の前半にフランスの調査隊がギリシアの古代遺跡を一般調査したときに、フィガリアについても調査し、図面まで作成していることが、新しく判明した。図面は周辺の状況と、その中で城壁がどのような形状で、どのような城門や塔がついていたかを示しており、熊本大学の調査隊が作成した図面と比べ精度において劣るが、近代での最初の調査報告として貴重であり、まだ詳細な検討を行なっていないが、今後熊大の図面と比較して研究を進めていきたい。研究分担者の岡田は、城壁の工法について、中近東の城壁との比較において、いくつかの講演を行なった。勝又は、フィガリアにおいて発見されている2つの城門について、紀元2世紀のローマの旅行家パウサニアスによるフィガリアに関する記述と、現状で発見されているフィガリアの城壁や城門の状況と照らしあわせ、彼のフィガリアに関する記述の正当性について検討を加えた。

同じく武田は、トルコの南西部にある遺跡カウノスの磨崖墓について、墓の遺構と周囲の岩盤とのつながりが、どのような構造的特性に基づくものか、察を加え、古代建築の研究に新しい視点を与えた。今後例えばフィガリアで発見されている家型墓など、他の事例にも検討を加え、構造的な観点から遺構を研究していく予定である。研究はほぼ順調に進行しているといえるが、研究代表者である熊本大学の伊藤が、2016年4月の熊本地震により、大学の研究室および自宅でも被害を受けたことと、それによる地震調査等に時間をとられ、研究に多少の遅れが見られる。とはいえ、現地調査もアテネのドイツ考古学研究所への出張も順調に済み、研究発表までには至らなかったものの、一定の成果を上げることができた。また、勝又による文献学的な研究もある程度進んでおり、考古学的なモノの面からと文献学的な面からのそれぞれの成果を、あげることができた。本年度は、これまでのフィガリアの地形調査で未確認だった市域西側の地形状況の確認を行なった。今年度の夏の調査では、市域から谷を隔てた西外側のストミオの村からこの谷底まで徒歩で降りて、谷川を確認した。川幅は約3m程度で、浅瀬を渡るのは可能であるが、そこから市域に至る斜面はほとんど垂直に近い急斜面で、この斜面を登って都市を攻撃することはほぼ不可能で、市域西側が天然の要害であることが判明した。この谷川は、市域南側を流れるネダ川へと続いており、その合流点には2つの滝がある。また、村から約300m離れた小高い丘の頂上には、3m四方ほどの石造の物見櫓の痕跡があり、西側方面への警戒を行なっていた場所だったことが確認された。この現地調査により、改めてフィガリアの都市が、地形の特性を巧妙に利用して、攻撃が非常に困難な場所に建設されたことが判明した。これまでの地形調査から、あらためてフィガリアが、北東部分の緩斜面しか攻撃に適した場所がないこと、そしてそれに備えて北東部に方形の約10m四方の方形の櫓を建設したことの意味が判明した。これらの新しい事実、および19世紀に作成されたフィガリアの地形図の考察を行ない、日本イコモスにより主催された国際学会において、研究発表を行なった。2015年度の調査で、大方の現地調査は終了したものの、地形図に書き込む各場所の名称や写真など、若干の補完調査を行なう必要がある。代表者の伊藤は、日本では入手できない文献等もあるので、2016年度は9月に10日間程度の予定でアテネに出張し、アテネのギリシア考古学研究所、イギリス研究所、ドイツ研究所などで、古代城壁に関する文献調査を行なう予定である。勝又は古代都市フィガリアについて、文献学的に研究を進める予定である。岡田は、西アジアの古代城壁との比較を通して古代城壁の工法の分析を行なう。また、武田は古代墓の研究を通じて、フィガリアの墓に関して論考をまとめる予定である。最初の現地調査から、数年が経っているので、今後はフィガリアの城壁および地形に関する最終報告書の作成を視野に入れて研究を進めるが、全体の構成、図面や写真のレイアウトをし、編集を少しずつ試みる予定である。今年度は本科研費の最終年度であり、見逃している点、および検討が必要な点について、皆で議論し、できるだけ完璧な研究をめざす。伊藤は代表者として、研究の全体を見直しながら、我々が作成したフィガリアの地勢図、地形図、城壁の平面図、立面図などを精査して、フィガリア遺跡の考古学的、建築的特徴を明らかにしていきたい。
蛋白質とDNAの分子認識における構造的特性と熱力学的特性の相関

DNAとの結合に際しDNAを曲げる蛋白質として知られているIHF及びHUについて、これまでに大腸菌による大量発現及び中圧クロマトグラフィーによる精製システムを確立し、カロリメトリー測定に必要な大量の試料を調製することができた。また、filter binding法およびゲルシフト法を用いてDNA結合活性をアッセイし、蛋白質の活性を確かめた。これらの試料を用いて、恒温滴定型カロリメトリーにより蛋白質ちDNAの相互作用の熱力学的解析を行った。この実験から、蛋白質とDNAの複合体形成における熱力学的要因(自由エネルギー、エントロピー、エンタルピーなどの熱力学量)に関する情報を得ることができた。現在、これらの結果に基づいてDNAとの結合のメカニズムを解析中である。一方、がん遺伝子産物であるMybについて、NMR、走査型カロリメトリー、filter binding法などを用いて、そのDNA結合領域の構造の安定性、柔軟性、DNA結合活性および転写活性を、くわしく解析し、お互いの関係を明らかにすることができた。また、Mybは複数の遺伝子の発現に関わっていると考えられているが、我々は、Mybとその結合DNA配列及び系統的なmutantとの結合アッセイのデータを用いて、Mybの結合サイトを予測することを試みた。これまでに知られている結合配列との比較から、配列認識に関する新しい知見を得ることができた。また、これまでに知られていない結合サイトも予測することができた。このほか、HIV-IのReverse Transcriptase(RT)、植物のエチレンで誘導される遺伝子発現を調節する蛋白質(EREBP)などについても、DNAとの結合のメカニズムを解析した。
免疫神経インターフェースにおけるシグナル授受の構造的基盤

本課題では、構造生物学的手法を用いて、細胞が免疫器官との間で直接的な接着を介してシグナルを授受するメカニズムを明らかにする研究をおこなった。その結果、基底膜に対する細胞の接着をつかさどる主要な受容体であるα6β1インテグリンの構造を明らかにし、細胞ナビゲーションに関わるセマフォリンシグナルを受け取るプレキシンについてその作動機序の解明と創薬につながり得る修飾化合物の取得を果たした。さらに、神経や上皮が生体恒常性を発揮するために利用する神経細胞や幹細胞上の重要な鍵分子の発見や構造決定を通して、広い意味での細胞間シグナル授受メカニズムに迫る成果を複数あげた。本研究では、X線結晶構造解析と電子顕微鏡イメージングという分解能の異なる手法を併用し、免疫-神経インターフェースの素反応を司る分子実体の構造生物学的解明を目指している。主なターゲットとして、(1)インテグリンを中心とした接着受容体の解析と、(2)セマフォリン(Sema)・プレキシン(Plexin)系を中心とした細胞間シグナル授受メカニズムの解析、さらに本年度途中からは、(3)神経細胞やニッチ細胞の恒常性維持に働く蛋白質の構造機能解析も行った。研究1(インテグリン受容体系):ラミニン結合性α6β1インテグリンについては、結晶化を目指してコンストラクトの改良と、構造安定化のための抗α6抗体フラグメントの作成を行った。また、フィブロネクチン受容体であるα5β1インテグリンをヒト胎盤から精製する方法を確立し、これを脂質二重膜(ナノディスク)に活性のある状態で組み込み、電子顕微鏡によって1分子の形状をとらえるところまで成功した。研究2(セマフォリンシグナル系):Sema受容体のPlexinの2つのサブタイプ(A1およびD1)について、その細胞外領域蛋白質を作成して電顕イメージングにより構造解析に成功した。また、骨芽細胞の分化誘導を司るSema4D- Plexin B1シグナルを阻害する環状ペプチドを発見し、これとPlexin B1の複合体の結晶化に成功した。さらに、神経系および免疫系で働くSema3Aについて、その受容体結合に必須の構造モチーフを同定することに成功した。研究3(神経、ニッチ細胞系):ニューロン特異的受容体蛋白質sorLAについて、それがアミロイドペプチドを結合してリソソーム分解系へ運ぶことにより、アルツハイマー病発症から脳を守る働きをしていることを発見した。また、sorLAとアミロイドペプチドの複合体の結晶構造解析にも成功した。主なターゲットとして、(1)インテグリンを中心とした接着受容体の解析と、(2)セマフォリン(Sema)・プレキシン(Plexin)系を中心とした細胞間シグナル授受メカニズムの解析、(3)神経細胞やニッチ細胞の恒常性維持に働く蛋白質の構造機能解析、を行った。研究1(インテグリン受容体系):α6β1インテグリンについては、構造安定性に関するこれまでの検討結果を元にデザインした組み換え蛋白質を大量に精製して結晶化を開始した。また、リガンドであるラミニン断片の結晶化に成功した。α5β1インテグリンについては脂質二重膜(ナノディスク)に組み込み、ネガティブ染色による電子顕微鏡を用いて一分子イメージングに成功した。研究2(セマフォリンシグナル系):Sema3A受容体のPlexin A1について、企業との共同研究によってアゴニスト活性をもつ抗体の取得に成功し、そのエピトープ同定および複合体の電顕イメージングも達成した。また、Sema4Dシグナルを阻害する環状ペプチドとPlexin B1の複合体の2.8Åでの構造決定に成功した。さらに、神経系および免疫系で働くSema3Aについて、マウスとヒト両方の蛋白質を認識する活性阻害抗体の開発にも成功した。研究3(神経、ニッチ細胞系):ニューロン特異的受容体蛋白質sorLAについて、それがアミロイドペプチドを結合している状態で複合体の結晶構造解析に成功し、その成果が論文になるとともに各種メディアにも取り上げられた。また、ニッチ細胞から産生され幹細胞の維持や分化に必須なWnt蛋白質について、活性を保ったままの精製に成功した。本研究では、X線結晶構造解析と電子顕微鏡イメージングという分解能の異なる手法を併用し、免疫-神経インターフェースの素反応を司る分子実体の構造生物学的解明を目指した。研究1(インテグリン受容体系):α6β1インテグリンについては、昨年度に確立した構造安定化デザインを持つ組み換え蛋白質の結晶化を進めた。特に本年度は、抗体の断片との共結晶化に注力し、抗α6抗体GoH3のscFvと抗β1抗体TS2/16のFabについておこなったが結晶は得られなかった。そこで本研究室で最近開発した新規デザイン抗体フラグメントであるFv-claspに変換したバージョンを試みた結果、TS2/16において良好な結晶を得ることに初めて成功した。放射光施設において3.37Å分解能の回折データ取得も果たし、構造解析の可能性が大きく高まった。研究2(セマフォリンシグナル系):Sema3A受容体のPlexin A1について、アゴニスト活性をもつ抗体のエピトープ同定と複合体の電顕イメージングを完了し、論文を投稿した。平成28年3月時点でリバイス中である。Sema4Dシグナルを阻害する環状ペプチドとPlexin B1の複合体についても構造決定と細胞を用いた阻害活性の検証が完了し、論文執筆を開始した。研究3(神経、ニッチ細胞系):ニューロン