hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音波による生きた細胞の非侵襲粘弾性イメージング

2次元音響インピーダンス像において細胞骨格部分は細胞の周辺部分に現れることにもとづき,周辺部の最大音響インピーダンスを抽出し,分化の前後で比較した結果,分化にともない骨格が厚くなるとともに,音響インピーダンスが高くなることが示された。これらは細胞の状態モニタリングの手法として適用可能と考えている。さらに,iPS細胞を培養して同様の観察を行い,音響インピーダンス分布に関する基本的なデータを取得した。本研究では、個々の培養細胞を、集束超音波を用いて連続的・非侵襲的に定量観察し、絶対値としての弾性パラメータと等価な意味をもつ音響インピーダンスで表示するシステムを開発した。細胞の弾性には細胞骨格の状態が大きく反映されることから、これらの変化が現れやすい抗癌剤投与後のガン細胞の細胞骨格の変性過程,および筋芽細胞の分化過程を連続観察し、観察手法の有効性を実証した。あわせて再生医療への応用を目指し,iPS細胞の観察を試みた。走査装置を高速化するとともに、実際に細胞を培養して非侵襲連続観察を行い、データを蓄積する。音響パラメータを正確に取得するとともに、粘弾性パラメータへ変換し表示するためのプログラムの作成を開始する。(1)細胞の分化過程の定量観察と評価万能細胞等からの分化過程を定量観察し、その評価を行う。心筋に分化する細胞は、一方向性の収縮が可能となるため、未分化の状態から細胞骨格が変化し、これが音響物性および粘弾性に反映されると予測される。超音波の反射・透過特性から粘弾性を推定し、分化過程との対応を見極める。この結果は、心筋梗塞の治療に使用できる心筋シート作製過程における状態モニタ手法として再生医療に応用できる。また、未分化細胞の混入は発癌リスクを高める可能性があることから、音響物性をもとに、個々の細胞のうち未分化細胞のみをハイライトする手法を検討する。さらに、ハイライトされた未分化細胞を光学的あるいは音響的手法で選択的に壊死させ、再生医療の安全性を向上させる方法について検討する。(2)投薬効果の定量観察と評価動物実験によらない投薬効果の評価方法の確立を目指し、投薬後の音響パラメータの変化を定量観察する。抗癌剤の成分として含まれるサイトカラシンBが細胞骨格の選択的に脱重合を加速することを縦波音響インピーダンスに加え、横波音響インピーダンス、縦波・横波音速、減衰定数などの音響パラメータで連続的に捉え、粘弾性プロファイルに変換する。異なる種類の投薬による効果の違いを確認する。正常細胞と癌細胞を共培養し、同じ種類の薬物が両者を攻撃する過程の違いを評価する。これらにより、提案する方法が投薬効果の評価手法として利用できることを実証する。29年度が最終年度であるため、記入しない。計測工学,超音波工学,高電圧工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
バイオイメージングによるエンドソーム―ミトコンドリア相互作用の生理的意義の解明

我々は低分子量Gタンパク質Rasと標的分子PI3K複合体がエンドソームに局在し、エンドサイトーシスとウイルス粒子取込みを制御することを報告した。しかし、Ras-PI3K複合体がエンドソームに局在する分子機構は不明である。本研究では上記現象の原因となるアミノ酸配列を同定した。またその結合タンパク質のスクリーニングによりミトコンドリアタンパク質を同定した。このミトコンドリアタンパク質のノックダウンはRas-PI3Kのエンドソーム移行、エンドサイトーシス、ミトコンドリアーエンドソーム相互作用を阻害したので、PI3Kとの結合がオルガネラ間相互作用を介してエンドサイトーシスを調節することが示唆された。本研究では、ミトコンドリア局在タンパク質の1つが、PI3Kと結合することを見出した知見をもとに、異種オルガネラ間相互作用の生理的意義を解明することを目的とした当該因子の解析を行った。まず当該因子をsiRNA法によりノックダウンしたところ、予想通りエンドサイトーシスが抑制された。また逆に過剰発現によりエンドサイトーシスが亢進したことから、ミトコンドリアタンパク質がエンドサイトーシスの制御に関与する新知見を確認した。一方この分子は、哺乳動物において3つのファミリー分子があることが報告されている。そこで、結合の特異性を生化学実験により確認したことろ、いずれのメンバーもPI3Kと結合することが解った。今後結合ドメインの同定等をすすめる。一方、興味深いことに、それぞれの因子をノックダウンした際のエンドサイトーシス能を比較検討したところ、他の2因子はエンドサイトーシスの制御に関与しないことが明らかになった。したがって、同様にPI3Kに結合するにもかかわらず、いかにして固有の機能をはっきするかについても、今後解析をすすめる必要性があると考えられた。このファミリー分子は、アミノ酸配列において高い相同性・同一性を有しているが、ノックアウトマウスの表現形に大きな差異があると報告されている。今回得られた知見により各ファミリーが担う生理機能の特異性についても迫ることができるのではないかと期待される。また、オルガネラの細胞内分布についても検討を加え、これまでにノックダウンや過剰発現によって、ミトコンドリア、早期エンドソーム、後期エンドソームの局在が変化することを見出した。また、エンドソームの成熟にも影響することも解った。今後はこれらの分子機序解明をめざす。一方で蛍光タンパク質負荷により因子の局在が内在性のものと異なることが問題点としてあげられており、ライブでのオルガネラ動態観察が実施できていない。当初調書に記載した研究計画と比較して、蛍光タンパク質タグ付加によるイメージングが遅れているが、他の項目では調書以上の進展があるものもあり、全体的に予定通りと判断できるため。昨年度までに、ミトコンドリア局在タンパク質の1つがPI3Kと結合すること、その分子をsiRNA法によりノックダウンするとRas-PI3K複合体のエンドソーム局在とエンドサイトーシスが抑制されることを見出した。また、この分子には哺乳動物において3つのファミリー分子があることが、免疫沈降を用いた解析によりいずれのメンバーもPI3Kと結合するものの、当該因子のみが特異的にエンドサイトーシスの制御に関与することを報告した。本年度は当該因子の細胞内動態を解析するために、蛍光タンパク質を付加した融合タンパク質発現構築した。昨年度の実験において、蛍光タンパク質を付加したコンストラクトは、既報のあるいは我々の手で実施した免疫蛍光染色による内在性タンパク質の局在と大きく異る問題点が浮上した。そのため、蛍光タンパク質を2つの断片に分割し、11番目のβシートのみを因子と融合し、他の10個のβシートは別に発現させるスプリット蛍光タンパク質の系を用いることで、内在性タンパク質と同じ局在を示す蛍光タンパク質との融合タンパク質発現系構築に成功した。また、ミトコンドリアとエンドソームの物理的な相互作用についても検討を行った。オルガネラマーカーを用いた両者の蛍光画像からオルガネラの位置を数値化し、その距離を測定した。それによりまず、ミトコンドリアとエンドソームはある一定の確率で共局在すること、共局在は増殖因子等の刺激により一過性に亢進することがわかった。次に上記で同定した分子をノックダウンした細胞で同様の解析を行ったところ、増殖因子刺激による共局在の亢進が見られなかった。以上より本研究で解析した因子は、ミトコンドリアとエンドソームの物理的な相互作用を誘導することで、エンドサイトーシスやエンドソームの成熟を正に制御すると考えられた。この相互作用の生理的意義を明らかにした上で本成果を論文として発表する予定である。蛍光タンパク質を用いたライブイメージングは、本研究会実施のための最重要課題で、リンカー長の調節を始め種々の検討により開発をすすめる。他の研究項目に関しては、当初の予定通り解析を進め、本年度中に学術雑誌に成果を投稿することを目指す。細胞生理学
ミオシン・サブフラグメント-1におけるエネルギ-変換機構

サブフラグメント-1におけるエネルギ-変換機構を知るためにATP分解時の構造変化を種々のプロテア-ゼによる切断の受け方から調べた。ATPの存在下、非存在下での切断のおこり易さの程度はSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動でペプチドを分離し、デンシトメトリ-によって定量化した。切断部位がどこであるかはペプチド断片のN末端のアミノ酸配列をペプチドシ-クエンサ-によって5残基ほど決め、サブフラグメント-1上のアミノ酸配列と照合して決定した。その結果、サブフラグメント1上にはATPによって切断され易さが変る部位が3カ所発見された。1つはN末端から30残基付近で、ATPが存在する時のみサティライシンとサ-モライシンによって切断が起る。第2の部位はN末端から210残基付近にある。この部位は親水性が高いので外部に突き出していると考えられ、用いたプロテア-ゼすべてによって切断された。この部位で興味深い点は、ほとんどのプロテア-ゼがATPによって抑制されたのに、この領域の中央部を切断するサ-モライシンだけは促進された事である。第3の部位はN末端から635番付近にあり、ここも種々のプロテア-ゼにより切断を受ける。この領域ではほとんどのプロテア-ゼがATPの影響を受けないがV_8とArg-CだけがATPによって抑制された。切断の抑制・促進と実際の構造変化とを対応させることは、プロテア-ゼの活性中心の構造が関係する事なので難しいが、多くの場合ATPが結合すると外に出ていたペプチドが引込み切れにくくなると解釈して良いだろう。
非線形波浪荷重計算法の船体設計への応用に関する研究

本研究では船体構造設計における波浪荷重推定法について、より精度の高い、信頼性工学に基づく設計法を開発するという立場から、波浪外力-船体応答系の非線形性や波浪荷重の同時性を考慮し、また海域、航路の違いを反映できる手法を確立することを目的として、その検討を行った。初年度は非線形性を考慮した船体応答計算法について考察を行った。斜め波中の応答ではSWAY,YAWの運動モ-ドに復原力が存在しないため計算に数値的ドリフトが現れ、計算不能となる場合が生ずるが、本研究では計算のアルゴリズムにフィルタ機能を取り入れ、このドリフトを取り除き、船体構造設計に用いることのできる非線形応答計算手法を確立した。次年度はまず、タンカ-、コンテナ船については非線形計算を行い、また幅広浅喫水船については分割模型による規則波中曳航試験と非線形計算の比較を行い、波浪荷重の非線形性の特徴を整理した。次に、これらの非線形計算法を船体構造設計に応用する方法として、ある波スペクトル中での応答計算には決定論的手法を用い、この波スペクトル中での応答値の発現確率をその海象の発現確率より求めるという方法を示した。この方法は、ある波浪スペクトルにおける「設計波」を定め、その波スペクトルで代表される海域・海象ごとに決定論的に最大応答値を求め、これに波浪統計デ-タより求まるその海域・海象の発現確率分布を対応させることによって最大応答値の海域別確率分布を求める、というものである。このように、各海象ごとの最大応答値の発現頻度が求められるので、船の使用目的や航路などによってそれぞれ具体的な海域を定め、そこでの海象の発現確率を与えれば、海域・航路を考慮した最大応答値の発現頻度を求めることができることになる。大波高波浪中で船体に働く波浪荷重には非線形性が強くあらわれ、従来用いられている線形ストリップ法では推定が困難である。本研究では以前に研究代表者らのグループで開発された非線形波浪荷重計算法を船体構造設計に応用する立場で研究を行なう。まず、コンテナ船型を選び、研究代表者らの開発した非線形波浪荷重計算法を適用した。この計算法の有効性はすでに模型船に適用した場合については確かめられているが、船体設計の際に必要となる実船についての計算では確かめられていなかった。今回は実船についての計算を行なったが、その結果、実船には模型船の場合のようにSWAYやYAW運動に対するカウンターウェイトやバネがないため、計算結果にドリフトがあらわれ、場合によっては計算不能となることが判明した。このままの計算方法を船体設計に応用することは無理であるので、本年度はこの計算に生ずるドリフトをおさえる手法について検討した。これには、仮想のバネをSWAY、YAWに対して加える方法、デジタルフィルターを用いてドリフト成分を除去しながら計算する方法などについて考察した。これより、バネを加える場合の適正なバネ定数の値のとり方、デジタルフィルターを用いる場合の方法等が明らかにされ、非線形波浪荷重計算法を実船について適用し、船体設計に応用できる目途が立った。次年度は以上の結果をふまえ、コンテナ船型以外の船型(幅広浅喫水船を予定)に対して非線形波浪荷重計算法を適用し、船体設計への応用について検討する。なお、本方法の実用性をコンテナ船以外の船型について検証するため、模型船を用いた水槽試験を実施する。これらを線形理論と比較し、非線形波浪荷重計算法に基づく船体構造設計法を提案する予定である。船体構造設計における波浪荷重を推定する方法として、従来より線形重ね合わせに基づいた統計的予測手法が一般に用いられているが、より精度の高い、信頼性工学に基づく設計法という観点からみると、波浪荷重の非線形性や波浪荷重の同時性を考慮する必要があり、また海域、航路の違いを反映できる手法であることが要求されている。

本研究では船体構造設計における波浪荷重設定法に波浪外力ー船体応答系の非線形性を取り入れ、かつ信頼性工学に基づく設計手法を確立することを目的として、その検討を行った。まず、波浪荷重の非線形影響を検討するため、タンカ-、コンテナのような従来船型については非線形計算を行い、また、これまであまり研究例のない幅広浅喫水船については分割模型による規則波中曳航試験と非線形計算の比較を行い、波浪荷重の非線形性の特徴を整理した。次に、これらの非線形計算法を船体構造設計に応用する方法として、ある有義波高、平均波周期で代表される波スペクトル中での応答計算には決定論的手法を用い、この波スペクトル(短期海象)の発現確率は確率的手法で取り扱うという方法を提案した。この方法では、ある波浪スペクトルにおける「設計波」を定めれば、その波スペクトルで代表される海域・海象の有義波高、平均波周期ごとに決定論的に最大応答値を求めることができる。これに波浪統計デ-タより求まるある海域・海象の発現確率分布を用いることによって最大応答値の海域別確率分布を求めることができる。このように、ある海象の発現頻度とその中での最大応答値の発現頻度を対応付けられるので、船の使用目的や航路などによってそれぞれ具体的な海域を定め、そこでの海象の発現確率を与えれば、海域・航路を考慮した最大応答値の発現頻度を求めることができることになる。
昼間の姿勢が夜間の睡眠の質に及ぼす影響

ヒトの基本姿勢である臥位と立位では生理機能の働きが異なり、臥位は休息の系である副交感神経系優位の状態であり、立位は交感神経系優位である。昼間の交感神経系の緊張の程度が夜間の睡眠の質に影響を及ぼすのであれば、ストレスによる不眠症の解消法としての姿勢の重要性、及び長期療養者のベッド姿勢の在り方に有用な示唆を与えることができる。そこで種々の生理的測定項目から交感神経系緊張型の姿勢と副交感神経系優位の姿勢を決定し、各姿勢を昼間に保持した時の睡眠の質を脳波から解析することにより、この仮定を検証することを目的とした。昼間での上半身を起こした姿勢(TILT)は仰臥位と比較して、交感神経系を賦活させた。しかし、代謝量には差がなかった。睡眠時の脳波解析により睡眠潜時、徐波睡眠の割合、中途覚醒時間の合計等から判断すると、TILT姿勢の方が睡眠深度は低かった。即ち、睡眠の質は倚座位の方が仰臥位よりも悪いと考えられる。また、入眠直後の皮膚温の変化をみると、TILT姿勢での一過性の上昇およびその後の低下の程度は仰臥位よりも小さかった。一般に、入眠前後は血管を支配する交感神経の活動が低下して末梢の皮膚温を上昇させ、放熱を促進させ深部温を低下させる。TILTでの姿勢維持がこれらの変化をもたらさなかったことは、睡眠中にも自律神経系の緊張が持続されている可能性を示唆する。従って昼間の受動的な自律神経の緊張は夜間も持続し、睡眠の質を悪化させると推測される。本研究の目的を達成するための2種類の基礎的研究を行った。一つは交感神経系および副交感神経系の賦活の程度を示す生理的指標を確認することである。本研究では交感神経系および副交感神経系の拮抗支配を受ける心臓活動の変動量に注目した。本研究ではKatonaとJih(1975)の方法等、心拍変動に関する幾つかの文献を参考にして両神経系の機能変化を抽出する指標を2種類選択した。他の一つは両神経系が各々優位となる姿勢を探すことである。副交感神経優位とするには臥位姿勢を保持すればよいことは推測される。交感神経系優位の姿勢も直立位を保てば得られるが、長時間の直立位維持は生理的負担が大きい。そこで、直立位に生じる下肢への静脈血貯留量と統計的に等しくなるような姿勢保持具を作成した。静脈血還流量の指標として心拍出量を測定し、実験的に交感神経が優位となる角度が水平に対して37°C以上であることを得た。平成6年度に得られた結果を用いて昼間の姿勢を変えて睡眠実験を行った。具体的には、温度と湿度を制御した人工気候室において被験者は昼間に2種類の姿勢を保った。姿勢は臥位、および心拍出量の低下の程度が直立位と統計的に差がなかった椅座位姿勢とした。各姿勢において被験者は午後2時より入眠設定時間まで安静にし、この間に交感神経系及び副交感神経系の賦活の程度を示す指標を記録した。睡眠時では脳波を終夜連続して測定し、睡眠深度やREM睡眠の時間等を解析した。昼間での椅座位姿勢は仰臥位と比較して、交感神経系を賦活させ、副交感神経の活動を抑制した。睡眠時の脳波解析により睡眠潜時、徐波睡眠の割合、中途覚醒時間の合計等から判断すると、椅座位の方が睡眠深度は低かった。即ち、睡眠の質は椅座位の方が仰臥位よりも悪いと考えられる。また、入眠直後の皮膚温の変化をみると、一過性の上昇およびその後の低下の程度が仰臥位よりも小さかった。

一般に、入眠前後は血管を支配する交感神経の活動が低下して末梢の皮膚温を上昇させ、放熱を促進させ深部温を低下させる。椅座位での姿勢維持がこれらの変化をもたらさなかったことは、睡眠中にも自律神経系の緊張が持続されている可能性を示唆する。従って昼間の受動的な自律神経の緊張は夜間も持続し、睡眠の質を悪化させると推測される。ヒトの基本姿勢である臥位と立位では生理機能の働きが異なり、臥位は休息の系である副交感神経系優位の状態であり、立位は交感神経系優位である。昼間の交感試験系の緊張の程度が夜間の睡眠の質に影響を及ぼすのであれば、ストレスによる不眠症の解消法としての姿勢の重要性、及び長期療養者のベッド姿勢の在り方に有用な示唆を与えることができる。そこで種々の生理的測定項目から交感神経系緊張型の姿勢と副交感神経系優位の姿勢を決定し、各姿勢を昼間に保持した時の睡眠の質を脳波から解析することにより、この仮定を検証することを目的とした。昼間での上半身を起こした姿勢(TILT)は仰臥位と比較して、交感神経系を賦活させた。しかし、代謝量には差がなかった。睡眠時の脳波解析により睡眠潜時、徐波睡眠の割合、中途覚醒時間の合計等から判断すると、TILT姿勢の方が睡眠深度は低かった。即ち、睡眠の質は倚座位の方が仰臥位よりも悪いと考えられる。また、入眠直後の皮膚温の変化をみると、TILT姿勢での一過性の上昇およびその後の低下の程度は仰臥位よりも小さかった。TILTでの姿勢維持がこれらの変化をもたらさなかったことは、睡眠中にも自律神経系の緊張が持続されている可能性を示唆する。
エナンチオ及び位置選択的ハロ官能基化法の開発

ルイス塩基を用いる「ハロゲン種の活性化」について昨年度に引き続き検討した。具体的には、ベンズイソセレナゾロン骨格を持つC2対称な分子を設計し、芳香化合物の位置選択的ハロゲン化及びエンカルボン酸のエナンチオ選択的ハロラクトン化反応について検討した。なお、ベンズイソセレナゾロン骨格は医薬品であるエブセレン(抗炎症性抗酸化薬)としても用いられている骨格である。昨年の検討で、アニリンを基質とした場合には触媒非存在下と比べ反応が促進されるのに対し、フェノールを基質とした場合には触媒非存在下と比べ収率が低下することを見出していたが、本予備検討をもとに詳細に検討した。その結果、触媒非存在下では、アニリンのブロモ化ではオルトブロモ体とパラブロモ体の混合物(1:4)で得られるのに対し、触媒存在下ではパラ位選択的にブロモ体を与えることが分かった(<1:20)。一方で、アニソールやフェノール基質とした際には触媒存在下、触媒非存在下に関わらずパラ位選択的にブロモ体を与えた。これはアニリンの塩基性が選択性に関与している可能性を示唆している。一方、他の基質として、ピリジン、安息香酸、塩化ベンゼン、ヨウ化ベンゼン等他の置換ベンゼンについても検討したが、反応は全く進行しなかった。ベンズイソセレナゾロン骨格を持つ化合物の触媒活性自体は強くないことが分かった。また、エンカルボン酸のエナンチオ選択的ブロモラクトン化反応について検討した。その結果、若干の不斉が誘起(5%ee)されるにとどまり、今回設計した分子は不斉ブロモラクトン化反応には適用できないことが分かった。本申請研究では、アルケンの「エナンチオ選択的」ハロ官能基化と、インドールなど芳香族化合物の「位置選択的」ハロゲン化の新手法を開発することを目的に研究を行っているが、分子間不斉ハロ官能基化反応について良好な結果が得られておらず、研究全体としては当初目標からやや遅れている。セレン触媒について、芳香族化合物の「位置選択的」については、アニリン等の塩基性官能基を有する化合物について良好な結果を得つつあるので、類似化合物について系統的な検討を進める。一方、分子間ハロ官能基化については予定より検討が遅れているが、当初の研究計画に基づいて検討を進める予定である。有機ハロゲン化合物の新規合成法の開発は合成化学上重要な課題であり、本申請研究では、アルケンの「エナンチオ選択的」ハロ官能基化と、インドールなど芳香族化合物の「位置選択的」ハロゲン化の新手法を開発することを目的に研究を行っている。分子内不斉ハロ環化反応は有用な手法が多数報告されているが、分子間での不斉ハロ官能基化反応は数例報告されているのみでありより一般性の高い手法の開発が望まれている。本年度は、申請者がこれまでに報告しているカルボン酸活性化触媒(トリスイミダゾリン)を用いる分子間不斉ハロエステル化について検討した。特に、メソ体のハロニウム中間体を経由する分子間ハロエステル化反応についてシクロヘキセンを基質として検討した。トリスイミダゾリン触媒存在下、安息香酸の付加反応について種々のブロモ化剤(N-ブロモスクシンイミド、1,3-ジブロモ-5,5-ジメチルヒダントインなと)を用いて検討したがエナンチオ選択性は発現しなかった。安息香酸以外のカルボン酸を用いた場合も同様の結果となり、分子間ハロラクトン化反応で用いた条件を分子間ハロエステル化反応に適用しても選択性は得られないことが分かった。芳香族化合物の「位置選択的」ハロゲン化の新手法を開発することを目的に、セレンを官能基として有する新たなルイス塩基触媒を設計し芳香環のブロモ化についても検討した。検討の結果、触媒自体の活性は弱いものの、アニリンを基質とした場合に触媒非存在下と比べ反応が促進されるのに対し、フェノールを基質とした場合には触媒非存在下と比べ反応性が低下することを見出した。アニリンとフェノール間での化学選択性の差は面白い知見であると考えている。芳香族化合物の「位置選択的」ハロゲン化に関しては、最終目標であるインドール化合物の位置選択的ハロゲン化は達成できていないが、新たなセレン触媒により、アニリンとフェノール間での化学選択性について興味深い知見を得つつある。一方、分子間不斉ハロ官能基化反応について良好な結果が得られておらず、研究全体としては当初目標からやや遅れている。

これはアニリンの塩基性が選択性に関与している可能性を示唆している。一方、他の基質として、ピリジン、安息香酸、塩化ベンゼン、ヨウ化ベンゼン等他の置換ベンゼンについても検討したが、反応は全く進行しなかった。ベンズイソセレナゾロン骨格を持つ化合物の触媒活性自体は強くないことが分かった。また、エンカルボン酸のエナンチオ選択的ブロモラクトン化反応について検討した。その結果、若干の不斉が誘起(5%ee)されるにとどまり、今回設計した分子は不斉ブロモラクトン化反応には適用できないことが分かった。本申請研究では、アルケンの「エナンチオ選択的」ハロ官能基化と、インドールなど芳香族化合物の「位置選択的」ハロゲン化の新手法を開発することを目的に研究を行っているが、分子間不斉ハロ官能基化反応について良好な結果が得られておらず、研究全体としては当初目標からやや遅れている。引き続き、エナンチオ選択的及び位置選択的ハロゲン化法の開発について検討する。「エナンチオ選択的反応」として光学活性ホスフィナイトとアルコールとの可逆的なトランスエステル化を利用する新たに設計した触媒系について検討する。また、芳香族化合物の「位置選択的」ハロゲン化に関しては、引き続きセレン触媒について評価を進める予定である。セレン触媒について、芳香族化合物の「位置選択的」については、アニリン等の塩基性官能基を有する化合物について良好な結果を得つつあるので、類似化合物について系統的な検討を進める。一方、分子間ハロ官能基化については予定より検討が遅れているが、当初の研究計画に基づいて検討を進める予定である。研究実績の項に示したように、分子間不斉ハロラクトン化反応において当初の予定した成果が得られなかった。そのため、試薬(一般性の検討用)の費用などが当初の予定を下回った。今年度請求分により、反応開発用の研究費を確保し、研究を加速させる予定である。現在までの進捗状況に示したように、分子間ハロ官能基化反応において当初予定した成果が得られていない。そのため、試薬(一般性の検討用)の費用などが当初の予定を下回っていいる。
電流注入により室温発振するZnO系紫外ポラリトンレーザの実現

誘電体分布ブラッグ反射鏡(DBR)型のZnO微小共振器に電流狭窄構造を組み込み、電流注入により室温でコヒーレント光を発する紫外ポラリトンレーザを作製する。励起子束縛エネルギーが59 meVと、半導体の中でも最大級であるZnOを用いた紫外ポラリトンレーザは、(Al,Ga)N系の紫外半導体レーザとは異なる動作原理に基づく超低閾値コヒーレント光源として期待されている。しかし、ZnO微小共振器に適したワイドギャップ半導体DBRのp型電気伝導制御が困難であるため、未だ電流注入動作が報告されていない。本研究では、ZnO活性層の外周部から正孔を注入する電流狭窄構造を提案し、当該問題の解決を図る。
ホタテガイ閉殻筋の筋原線維形成機構に関する研究

本研究では、ホタテガイ閉殻筋を対象として、本組織を構成する横紋筋および平滑筋の筋原線維形成機構を分子レベルで解明することを目的とした。本年度は、ホタテガイ閉殻筋を構成する主な筋原線維タンパク質であるパラミオシン、twitchinおよびαアクチニンの生化学的性状を解析した。1.フィラメント形成能の検討ホタテガイ横紋筋および平滑筋パラミオシンの一次構造をcDNAクローニングにより行った結果、横紋筋からは5種類のcDNAクローン、平滑筋からは1種類のcDNAクローンが得られた。横紋筋パラミオシンは、選択的スプライシングによって5種類のアイソフォームが発現していることが示唆され、N末端領域は共通の配列を有することから、この領域が筋原線維形成に関与している可能性が示された。2.twitchinと相互作用するタンパク質の探索コネクチン/タイチンがαアクチニンと相互作用することから、twitchinもαアクチニンと相互作用する可能性が高いと考え、まずホタテガイ閉殻筋からαアクチニンを精製し、部分一次構造を解析した。その結果、3つのペプチド断片からアミノ酸配列が得られ、多生物種αアクチニンの一次構造と高い相同性を示したことから、ホタテガイαアクチニンが多生物種αアクチニンと似た性質を有することが示唆された。また、twitchinについて同様に内部一次構造を解析したところ、既報のtwitchinの一次構造と高い相同性を示したことから、ホタテガイtwitchinも多生物種twitchinと似た性質を有することが示唆された。したがって、αアクチニンとtwitchinが相互作用する可能性が高いと考えられた。本年度は、ホタテガイ閉殻筋を構成する主な筋原線維タンパク質であるtwitchinおよびαアクチニンの単離精製および一次構造の解析を行った。1.twitchinの一次構造および生化学的性状の解析ホタテガイ横紋筋および平滑筋からイオン交換クロマトグラフィーおよびゲルろ過クロマトグラフィーによりtwitchinを精製した。ホタテガイtwitchinはSDS-PAGEでの移動度から、分子量はともに約50万と推定された。また、3'および5'RACE法を用いたcDNAクローニングを行い、twitchinの一次構造解析を試みた結果、twitchin遺伝子の約3分の1にあたる約5kbpの領域が決定された。決定領域については、横紋筋および平滑筋twitchinの一次構造に差は認められなかった。演繹アミノ酸配列からモチーフ構造を予測したところ、既報の他生物種twitchinの構造と高い相同性を示した。2.αアクチニンの精製と生化学的性状の解析ホタテガイαアクチニンの精製方法はまだ確立されていないために、まずその方法の検討を行った。既報の脊椎動物筋肉αアクチニンの精製方法を参考にして、ホタテガイ横紋筋および平滑筋から精製を試みた。その結果、筋肉タンパク質抽出液を、DEAE-5PWを用いたイオン交換クロマトグラフィーに供することによって、αアクチニンが単一成分として得られた。本標品のSDS-PAGEでの移動度から、ホタテガイ横紋筋および平滑筋αアクチニンの分子量はともに約10万であることが分かった。以上の結果、ホタテガイαアクチニンの精製法が確立された。
量子場と相互作用する量子系のスペクトル解析

パウリ・フィールツ模型は、外力ポテンシャル中を運動する非相対論的な量子的粒子と量子電磁場の相互作用を記述する。本研究では、相互作用の強さを表す結合定数が十分小さいとき、パウリ・フィールツ模型の基底状態(最低エネルギーの状態またはハミルトニアンのスペクトルの下限の固有値)が非存在になることを示した。また基底状態が非存在になるための結合定数の大きさの限界を求めることができた。今年度は,廣島文生氏とH. Spohn氏との共同研究で得られていた双極近似のパウリ・フィールツ模型(ポテンシャル中を運動する非相対論的粒子と量子されたベクトル場の相互作用系)に対する基底状態の非存在(束縛の強化が起きないということ)に関する先行結果を大幅に拡張することに成功した。先行結果では,相互作用の強さを表す結合定数が十分小さいときにしか基底状態の非存在がいえなかった。一方で,十分結合定数が十分大きいときは,基底状態が存在(束縛の強化が起きるということ)が知られていてる。しかし,結合定数が中間的な領域にあるとき,基底状態はどうなるかということは未解決であった。今回得られた結果は,ある意味でその解答を与えたといってよい。我々の得た結果は,次のようなものである:非相対論的粒子の質量と短距離型ポテンシャルによって定まる定数Kがあって,Kはあるパラメータごとに定まるポテンシャルについて不変で次が成り立つ;任意の正の数εに対して,適当にパラメータ(に対応するポテンシャル)を選べば,(1)結合定数が定数Kより小さいときは,基底状態がなく,(2)K+εより大きいときは,基底状態が存在する。このことから定数Kは,基底状態が非存在になる結合定数のよい評価を与えているといえる。先行結果より良い評価が得られたのは,証明の改良(Feshbach mapの不使用)によるもので,この方法は,今後他の模型を研究するときにも有効であると考えられる。本年の研究実施計画は,前年度開発した(双極近似のパウリ・フィールツ模型のハミルトニアンの基底状態を解析するために用いられた)手法を応用して,双極近似なしのバウリ・フィールツ模型などの粒子と量子場が相互作用する系に対するハミルトニアンの基底状態を解析し,束縛の強化について詳しく調べることであった.その方法は,ハミルトニアンを並進対称な作用素とそうでないものに分解し,前者の性質がどのように反映されるかをみるものである.前年の結果では,並進対称な作用素が既存の研究でよくわかっているものだったので,その性質を場の量子論の文脈へ拡張することができ,基底状態の解析が可能となった.今年度解析をおこなったハミルトニアンの場合は,並進対称な作用素が十分研究されたものではなかったので,その一般的性質について理解を深める必要性が生じた.並進対称な作用素は運動量ごとのハミルトニアンに分解可能であることが知られている.本年は,運動量などで分解可能な作用素に関する研究を行った.特に,((擬)運動量で分解することが可能な)結晶中を運動する粒子のハミルトニアンのスベクトルについて,詳しく調べた.このような粒子のハミルトニアンは,グラフ上のラプラシアンとみなすことができて,そのスペクトルの構造については純数学的な関心も高い。以下のような結果を得た:(1)1次元(結品)格子を一定の法則に従って周期的に変形させると,その変化に応じて,束縛の強化が起きる(この場合は,固有値が現れる)ことがわかった.副産物として,1次元格子に対するこの種の変形ではスペクトルにバンドギャップが常に現れるが証明された.(2)2次元格子および六角格子の場合も(1)と同様の変形によって,束縛の強化が起きることがわかった.スペクトルのギャップについては,1次元と異なり変形の仕方によって,スペクトルのギャップが現れたり,消えたりすることがわかった.
農地改革の再検討

1本研究は、農地所有のあり方とその転換の検討を行なうことにより,現在の土地問題の解明に寄与することを目的としてきた。具体的には,土地改革による農民的土地所有の創出過程を再検討することを課題とした。検討にあたっては,日本の農地改革の実態を再検討するとともに,諸外国(韓国,インド,中国,旧東ドイツ)の土地改革との比較をも進めた。2研究の成果として,次のとおりの項目から構成された報告書を作成した。(1)課題と方法-農業経営からみた土地改革の評価-(2)近代土地改革と小経営-第二次世界大戦後土地改革における比較史の試み-(3)日本における農地改革の再検討(4)韓国における農地改革の再検討(5)インド・バングラデシュにおける土地改革の再検討(6)戦後東ドイツ地域における土地改革の経過と特徴(7)中国地主制と土地改革3以上により,次のとおりの成果が得られた。(1)従来の農地改革に関する評価に,農業経営の立場からする評価をつけ加えた。(2)日本と諸外国の土地改革の比較検討により,各国の土地改革の特質把握方法を一歩進め,各国の土地改革分析の水準を前進させた。(1)農地改革資料集成編纂委員会編『農地改革資料集成』を使い,改革実績と諸問題(異議・訴願・訴訟,諸運動等)について整理をおこない、農地改革における地帯区分の基本指標の第一次とりまとめを行った。(2)外国農地改革に関する研究史の整理をすすめるとともに,各国農地改革と創出された土地所有の性格づけをするために,従来研究蓄積に乏しい「経営視点に立脚した土地改革の比較史的方法」を開発することを重視し,種々検討を行った。その成果の一部を,野田「近代土地改革と小経営ー第二次大戦後土地改革における比較史の試みー」『新しい歴史学のために』205号(1992年3月刊)として公表した。(3)わが国農地改革の諸特徴を、いわゆる「近畿型」と「東北型」との、両地域の対抗関係のなかでとらえるために、既存統計資料の整理と未使用の地方資料の発掘を実施した。「近畿型」地域においては、香川県において有力な存地資料を発見できたので、三度の現地調査を実施し、関係資料の目録を整理するとともに、次年度に予定している本調査の準備をおこなった。さらに,同県がかって農民運動史研究や慣行小作権研究などで注目された地域であることを考え、その成果を積極的に受け継ぐ視点から研究史と論点の整理をした。それと同時に,多様な商業的農業と農産加工業ならびに地場産業が存在するという点で際立った特別をもつ地域であるので,農業のみならず諸営業全般の関連研究・関連資料の収集と整理をおこなった。「東北型」地域においては、本年はフィ-ルド調査の実施には至らなかったが、主に農林水産省農業総合研究所所蔵資料を用いて、山形県の農業構造と農地改革に関する概要の整理をした。(1)昨年に引き続き、農地改革資料集成編集委員会編『農地改革資料集成』を使い、わが国農地改革の地帯別特徴を明らかにするための作業を行った。その成果の一部を、野田「解説ノート農地改革」(『歴史と地理』442号,1992年6月刊)として公表した。(2)比較土地改革史の論点と方法を検討するための研究会を、月1回から2回程度の割合で実施した。とりあげた国は、中国・台湾・韓国・東ドイツ・インドおよびバングラディシュであり、研究史の整理を終えるとともに、第二次大戦後の各国土地改革について「農業経営視点」からみた評価仮説をとりまとめた。(3)「農業経営視点」検討過程で検討素材として取り上げた坂下明彦著『中農層形成の論理と形態』(1992年、御茶の水書房刊)については、集団討議をふまえて、野田が書評をとりまとめた(『土地制度史学』に掲載予定)。なお、荒木はこれらの成果を盛り込んで、次年度中に体系的著作『日本農業経営発達史論(仮)』を刊行すベく、準備をすすめている。(4)昨年に引き続き集中的に香川県調査に取り組み、大川町役場関連文書(旧松尾村・富田村)の収集をほぼ終了した。また郷土史家からの聴取調書を二度実施し、大きな成果を収めた。

戦前期の香川県は、農民運動の激しさや強力な慣行小作権の存在、多様な商業的農業と農産加工業ならびに地場産業の存在、さらには大阪市場圏との活発な労働力移動等の諸点で顕著な特徴をもっているので収集資料は極めて多様なものとなっており、現在テーマ別に分担して整理・分析中である。(5)旅費471,000円、謝金127,000円、消耗品2,000円の予算に対し、各々519,900円・75,600円・4440円の支出となった。香川県所在の資料類が豊富であったため旅費支出がやや多くなったが、ほぼ予定どおりの支出状況である。1.本研究では、現在の土地問題の一構成要素たる、農地所有のあり方とその転換の検討に寄与するという問題意識のもとで、その出発点たる農地改革による戦後自作農的土地所有の創出過程を再吟味することを課題としてきた。分析に当たっては、国内の典型地域を選定し、その地域の農地改革過程とその実態を総合的に解明するとともに、諸外国(中国、韓国、旧東ドイツ、インド)の農地改革との比較検討をもすすめた。2.研究の成果として、(1)戦後半世紀の農地問題の推移を踏まえた農地改革の歴史的評価の検討、(2)国内典型地域における農地改革期の特に経営をめぐる対抗論理の解明を通じた農地改革評価の具体化、(3)諸外国農地改革との比較を通じた農地改革と農地問題の日本的特質の解明、を中心にして分析し、とくに(4)農民経営視点にたった農地改革評価を提示することを試みた。その結果得られた成果は下記のとおりの内容の報告書として取り纒める。(1)課題と方法-農家経営視点からの土地改革評価-、(2)近代土地改革と小経営-第二次世界大戦後土地改革における比較史の試み-、(3)日本地主制の地域構造と農地改革-新潟県・長野県・大阪府および香川県における比較研究-、(4)東ドイツの土地改革、(5)中国土地改革と地主制の崩懐、(6)インド・バングラディシュにおける土地改革の再検討。
バブルジェットエンジンの高効率エジェクターの開発

本研究は,小型の水中航走体に搭載するための低コスト・超小型・高出力のバブルジェットエンジンシステムの開発を目的とした.ただ単に高速ガスを水中に噴出するだけではバブルは拡散してしまい,水中での損失は非常に大きく,推力に与える損失も大きくなると考えられる.そこでノズルの先端から数+cm離れたところにエジェクタと呼ばれる混合部分を設け,あらかじめバブルと水を混合させて(バブルジェット)エジェクタ外へ排出する.したがって空気が水に直接運動エネルギを与えるよりも高速ガスのエネルギを効率良く速度エネルギに変換できると考えられる.さらにガスが高温であれば熱エネルギが運動エネルギに変換する効果も期待できる.初年度は円筒型の水槽の下部分から燃焼ガスの代わりに高圧コンプレッサーからの高速ガス(空気)をノズルから噴出させ,水槽から汲み上げる単位時間あたりの吐出流量を測定した.パラメータとしては空気流量に対するエジェクタの高さ(水の吸い込み高さに相当)と,アクリル円筒径を変えることにより,最適な条件を検索した.次年度は吐出流速を測定することにより,推力の算出を試みた.その結果,吐出ノズル直径d=5mmでは目標値である4m/sの吐出流速が実現できていることがわかった.最終年度は実際に水中での推力測定装置を作成し,推力に及ぼすエジェクタの影響について実験を行った.その結果,エジェクタをつけることによる顕著な推力の向上はみられず,条件によっては摩擦損失の増加による推力の低下なども発生した.今後,高圧空気を高温の燃焼ガスに替える実験が残されてはいるが,現段階ではエジェクタ設置による高効率化は期待できないようであり,エジェクタなしで直接ガスを噴出する方が効率は良いようである.したがって今後は(1)ノズル形状に着目し,良好な推力を出す高効率ノズルの開発,(2)エジェクタ付帯によるの推進効率の影響に実験は移行すると考えている.本研究は,小型の水中航走体に搭載するための低コスト・超小型・高出力のバブルジェットエンジンシステムの開発を目的とした.ただ単に高速ガスを水中に噴出するだけではバブルは拡散してしまい,水中での損失は非常に大きく,推力に与える損失も大きくなると考えられる.そこでノズルの先端から数+cm離れたところにエジェクタと呼ばれる混合部分を設け,あらかじめバブルと水を混合させて(バブルジェット)エジェクタ外へ排出する.したがって空気が水に直接運動エネルギを与えるよりも高速ガスのエネルギを効率良く速度エネルギに変換できると考えられる.さらにガスが高温であれば熱エネルギが運動エネルギに変換する効果も期待できる.初年度は円筒型の水槽の下部分から燃焼ガスの代わりに高圧コンプレッサーからの高速ガス(空気)をノズルから噴出させ,水槽から汲み上げる単位時間あたりの吐出流量を測定した.パラメータとしては空気流量に対するエジェクタの高さ(水の吸い込み高さに相当)と,アクリル円筒径を変えることにより,最適な条件を検索した.次年度は吐出流速を測定することにより,推力の算出を試みた.その結果,吐出ノズル直径d=5mmでは目標値である4m/sの吐出流速が実現できていることがわかった.最終年度は実際に水中での推力測定装置を作成し,推力に及ぼすエジェクタの影響について実験を行った.その結果,エジェクタをつけることによる顕著な推力の向上はみられず,条件によっては摩擦損失の増加による推力の低下なども発生した.今後,高圧空気を高温の燃焼ガスに替える実験が残されてはいるが,現段階ではエジェクタ設置による高効率化は期待できないようであり,エジェクタなしで直接ガスを噴出する方が効率は良いようである.したがって今後は(1)ノズル形状に着目し,良好な推力を出す高効率ノズルの開発,(2)エジェクタ付帯によるの推進効率の影響に実験は移行すると考えている.本年度はバブルジェットエンジンのエジェクターを摸擬した試験機の製作を行った.円筒型の水槽の下部分から燃焼ガスの代わりに高圧コンプレッサーからの高速ガス(空気)をノズルから噴出させる.ただ単に高速ガスを噴出するだけではバブルは拡散してしまい,水中にただバブルを放出しているだけの形になる.ノズルの先端から数十cm高いところにエジェクターを模擬したアクリル円筒を設置すると高速空気に水が引っ張られ,アクリル円筒内で微細なバブルジェット状になり高速ガスのエネルギを効率よく速度に変換できる.初年度は高速ガスの速度エネルギがどの程度水に伝達されたかを調べるために,水槽から汲み上げる単位時間あたりの吐き出し流量を測定した.パラメータとしては空気流量に対するエジェクターの高さ(水の吸い込み高さ)と,アクリル円筒径を変えることにより,最適な条件を検討し,次のような結果が得られた.(1)エジェクターの高さにかかわらずエジェクター径が入口時の形成バブル流径より小さい時(エジェクターの径Φ40mm),空気流速やエジェクター入口高さを変えても吐出流量はほとんど変化しないことがわかった.したがって適当な吐出流量を得るためには,エジェクター径が,エジェクター入口時のバブル流径よりも大きくなくてはならない.(2)ノズル径φ5mmの場合,φ8mm,φ10mmに比較しバブルがエジェクター内に広がる高さが高くなる.(3)吸込限界高さHcrを定義することにより,入口高さが変化して吐出流量が変化しないことがうまく説明できた.(4)ノズル径φ5mmについては流入空気流速が速いほどHcrは高いほど高くなる.

現在,有明海や大村湾のような,閉鎖性海域での海洋環境,海底資源,水産資源,ダム,湖沼堆積物,海底ケーブルの調査など,幅広い分野でケーブルを使用しない自律型無策式水中航走体(以下,AUVと略す)への期待が一層高まっている.AUVの推進動力源にはスクリュー駆動のためにバッテリーが多く利用されているが,占有体積が大きく,出力が小さく,取り付けに時間を要するなどの課題がある.そこで,それらの課題を克服した新しい形のエンジンの開発することが急務であると考えられる.このエンジンは高圧燃焼ガスを高速で噴出する機構であるが,ただ単に噴出するのではなくエジェクタと呼ばれる部分でガスと海水を混合したバブルジェットを海水中に噴出する.従ってバブルジェットエンジンと呼ばれる(以後BJEと呼ぶ)このBJEの開発は大きく分けて燃焼器とエジェクタの2つに分けられが,本研究では水中航走体用のBJE開発の核となるエジェクタの開発を対象とする.一般に乗り物の効率は航走体の航行速度と流体(気体)の噴出速度がもっとも小さいときに高効率になる.BJEのエジェクタは高速燃焼ガスのエネルギを質量の大きい水に与え,低速で船外に噴出させ効率を上げようするものである.実際にBJEの推進装置を製作し,各実験条件に応じた推力を実測すればよいが,コストがかかることと,装置が大掛かりになるため,あらかじめ適当な作動条件を抽出することが順当であると考えられる.そこで本研究では円筒型揚水実験装置を製作し,BJE設計のための基礎的データを収集することを目的としている.本年度は昨年の円筒型揚水実験装置に加えボイド率測定装置を製作することにより,吐き出し流速を算出し,予想推力と効率についての検討を行った.その結果,吐き出し圧力0.30.5Mpa,ノズル径d=510mmの範囲において以下のような結果が得られた.1.吐き出し流量は入口高さ5mmを超えると1030mmの範囲ではほとんど増加しない.2.ボイド率は圧力の増加とともにやや増加し,ノズル径やエジェクタ高さを変化させてもあまり変わらず,いずれも0.80.9程度であった.3.水の平均流速はノズル径5mmで圧力0.4MPa以上,入口高さ20mm以上の時に4m/sを得ることができる。4.エジェクタ効率はノズル径5mmのときが最も高い効率が得られた.現在,有明海や大村湾のような,閉鎖性海域での海洋環境,海底資源,水産資源,ダム,湖沼堆積物,海底ケーブルの調査など,幅広い分野でケーブルを使用しない自律型無策式水中航走体(以下,AUVと略す)への期待が一層高まっている.AUVの推進動力源にはスクリュー駆動のためにバッテリーが多く利用されているが,占有体積が大きく,出力が小さく,取り付けに時間を要するなどの課題がある.そこで,それらの課題を克服した新しい形のエンジンの開発することが急務であると考えられる.
チミジンホスホリラーゼの腫瘍免疫、血管新生、浸潤、転移における機能の分子機構解析

チミジンホスホリラーゼ(TP)は多くの癌でその発現が上昇することが報告されている酵素である。TPは癌の増殖、浸潤、転移、腫瘍血管新生と深く関わっている。一方、TPはマクロファージにも高く発現していることが確認されており生体の免疫反応に何らかの関わりをもつと考えられた。我々はTPの腫瘍免疫および抗炎症、腫瘍浸潤における機能を解析したいと考えた。本研究では1)TPタンパクのモチーフ検索を行ったところロイシンジッパーモチーフが確認された。2)COS細胞にIL-10のプロモーターを含むルシフェラーゼ遺伝子とイTPcDNAをトランスフェクトし、TPたんぱくがIL-10のプロモーター活性に及ぼす影響を調べたが明確な上昇は確認できなかった。3)ヒト膀胱癌において種々の浸潤促進因子MMP1,2,7,9,14,uPA,VEGFやTPの発現をリアルタイムPCRで測定し、浸潤度との関連を調べたところ、浸潤度に最も相関が高かったのはTPであった。TPの発現と浸潤を担うと考えられているuPA,MMP1,9の発現には相関があった。しかしながら膀胱癌細胞細胞EJ,BTにTPを過剰発現させたEJ/TP,BT/TP細胞はベクターを発現させた細胞に比べMMP9の発現に差が見られなかった。浸潤性の膀胱癌細胞ではTPの影響がみられないと考えられた。4)TPによってチミジンを分解して生じる2_デオキシーD_リボースを前立腺癌細胞PC-3細胞の培地に添加するとMMP-9の発現の上昇が見られた。5)TPを過剰発現させたKB細胞をヌードマウスに移植するとベクターコントロールを発現させたKB細胞を移植した場合に比較して転移巣の数が多かった。このマウスに2_デオキシーD_リボースの立体異性体である2_デオキシーL_リボースを持続投与すると転移が顕著に抑制された。チミジンホスホリラーゼ(TP)はチミヂンをチミンと2-デオキシリボース-1-リン酸に可逆的に変換する酵素であり、多くの癌でその発現が上昇することが報告されている。一方、TPは浸潤マクロファージやリウマチ様性関節炎など炎症部位にも高く発現していることが確認されており生体の免疫反応にも何らかの関わりをもつと考えられた。我々はTPの腫瘍免疫および抗炎症における機能、腫瘍増殖、腫瘍血管新生、腫瘍浸潤における機能を解析したいと考えた。すでにTPノックアウトマウスの方がリステリア菌を投与した場合に野生型にくらべて菌の排除能力が高いこと、免疫反応を抑制するサイトカインであるIL-10産生が低いことを確認している。本研究では1)U937細胞に野生型、変異型TPのcDNAをトランスフェクトし過剰発現株を得た。PMAで刺激した場合したあとIL-10mRNAの発現をリアルタイムPCRで調べTP過剰発現細胞株で親株細胞より高く発現することを確認した。マクロファージによって傷害をうけるEL-4 lymphoma細胞をTPノックアウトマウスに移植した場合は野生型にくらべて顕著にその増殖が抑えられる。また2)免疫機構により排除できるとされているメラノーマB16細胞を移植し、ノックアウトマウスではその増殖が野生型より抑えられることを確認した。さらに3)TPノックアウトマウスと野生型マウスにdextran sodium sulfateを飲用させて大腸潰瘍を生じさせた。そのときの体重減少の程度はノックアウトマウスの方が大きく、炎症部位に発現するIL-10の量は低いことを確認した。4)浸潤を担うと考えられているMMPの発現を調べたところ

親株前立腺癌細胞PC細胞に比べPCTP細胞ではMMP1,MMP2,MMP9、MT-MMPの発現が高いことを確認した.チミジンホスホリラーゼ(TP)はチミヂンをチミンと2-デオキシリボース-1-リン酸に可逆的に変換する酵素であり、多くの癌でその発現が上昇することが報告されている。TPは癌の増殖、浸潤、転移、腫瘍血管新生と深く関わっている。一方、TPはマクロファージにも高く発現していることが確認されており生体の免疫反応にも何らかの関わりをもつと考えられた。我々はTPの腫瘍免疫および抗炎症における機能、腫瘍増殖、腫瘍血管新生、腫瘍浸潤における機能を解析したいと考えた。すでにTPノックアウトマウスの方がリステリア菌を投与した場合に,免疫反応を抑制するサイトカインであるIL-10産生が低いことを確認している。本研究では1)マクロファージによって傷害をうけるEL-4 lymphoma細胞をTPノックアウトマウスに移植した場合は野生型にくらべて顕著にその増殖が抑えられることを確認した。2)U937細胞に野生型、変異型TPのcDNAをトランスフェクトし過剰発現株を得た。LPSで刺激した場合したあとIL-10mRNAの発現をリアルタイムPCRで調べTP過剰発現細胞株で親株細胞より高く発現することを確認した。3)TPタンパクのモチーフ検索を行ったところロイシンジッパーモチーフが確認された。4)COS細胞にIL-10のプロモーターを含むルシフェラーゼ遺伝子とイTP cDNAをトランスフェクトし、TPたんぱくがIL-10のプロモーター活性に及ぼす影響を調べたが明確な上昇は確認できなかった。6)浸潤を担うと考えられているMMPの発現を調べたところ膀胱癌細胞細胞EJ, BTにTPを過剰発現させたEJ/TP, BT/TP細胞はベクターを発現させた細胞に比べMMP9の発現に差が見られなかった。浸潤性の膀胱癌細胞ではTPの影響がみられないと考えられた。