hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
格子、保型形式とモジュライ空間の研究

この研究はBert vanGeemen(ミラノ大学)、Igor Dolgachev(ミシガン大学)との共同研究である。3次曲面のホッジ構造は自明なため、周期理論を構成するには工夫が必要であった。Allcock, Carlson, Toledoの3氏は、3次曲面で分岐する3次元射影空間の3次被覆の中間次元ヤコビアンを使って、3次曲面のモジュライの超球による一意化を与えた。本研究では、3次曲面から自然にK3曲面を構成することで、同様の結果を得え、Allcock達の結果、Terasoma-Matsumoto、Deligne-Mostowなどの関連する結果との関係も明らかにした。本研究の結果は境界の様子まで具体的に解析できる利点があることを注意しておく。3次曲面はDel Pezzo曲面の1種であるが、4次のDel Pezzo曲面の場合にもK3曲面の周期を用いた一意化に成功し、現在はIV型保型形式理論(Borcherds理論)を用いた4次Del Pezzo曲面のモジュライの研究を行っている。第2の成果は、エンリケス曲面のモジュライ理論とGriessが構成、研究しているある頂点作用素代数との類似を見いだした点である。現在、頂点作用素代数の幾何学的構成へ向けて準備を進めている。背後には頂点作用素代数の理論、それに付随した一般Kac-Moody代数と保型形式論およびモジュライとの深い関係があるものと予想している。今年度の研究として成果としてまとめたものは、Del Pezzo曲面のモジュライ空間をK3曲面の周期理論を用いて複素超球の算術的部分群による商空間として実現できるという結果である。今年度は特に、3次曲面(次数3のDel Pezzo曲面)の場合に、I.Dolgachev, B.van Geemenとの共同研究を完了し、論文の掲載が確定した。また、次数5のDel Pezzo曲面の場合の結果を論文にまとめ、来年度6月にイスタンブールで開催予定の国際会議の論文集に投稿予定である。さらに、これらに関係した射影直線の8点のモジュライ空間(種数3の超楕円曲線のモジュライ空間に一致)をK3曲面の周期理論を用いて複素超球の算術的部分群による商空間として記述し、IV型有界対称領域上の保型形式論を用いて13次元の射影空間へこのモジュライ空間の埋め込みを構成し、この埋め込みが8点のCrossratioで与えられる古典的に知られた埋め込みに一致することを示した。この結果は現在、投稿中である。この種数3の超楕円曲線の場合の保型形式を用いた結果を、一般の種数3の代数曲線のモジュライ空間に拡張する研究に、現在取り組んでいる。また上で述べた次数5のDel Pezzo曲面の場合にも保型形式を用いた同様の研究を進めている。一方、エンリケス曲面のモジュライ空間上の保型形式とある頂点代数作用素とが関係するであろうとの新しい観察を得たが、次年度はこれを集中的に研究するため準備を進めている。種々のモジュライ空間が$K3$曲面の周期理論を用いることで複素超球の算術商として記述できることを研究してきたが、今年度は特に射影直線の8点のモジュライ空間が複素超球の算術商として記述できる事およびDeligne-Mostowの研究との関連を明らかにした。さらに、この複素超球は構成方法より自然にIV型有界対称領域に埋め込まれている。この場合に、IV型有界対称領域上の保型形式を複素超球に制限する事で、8点のモジュライ空間の射影モデルを与え、これが古典的に知られた8点のCross ratioを用いた射影モデルと一致することを示した。
抗リン脂質抗体症候群の発症メカニズムの分子病態論的解析

β2GPIのヒト血清中における主要な結合タンパクは酸化LDLであり、酸化LDLが抗リン脂質抗体症候群(APS)における血栓形成病態に関与する可能性がある。酸化LDL関連分子LpPLA2はAPSに高発現しており、欧米のGWASで明らかにされたLpPLA2関連SNPについて検討したところ、APS患者にこのSNPの異常が認められた。APS患者に酸化LDLが多い理由の一つにSNPの関与が示された。多くの血栓症患者で血栓傾向の理由は明らかでないが、最近抗リン脂質抗体症候群(APS)とよばれる自己免疫性血栓症が高頻度に存在することがわかってきた。本研究では、APSにみられる自己抗体の主要な対応抗原のひとつであるβ2-グリコプロテインIに注目し、抗リン脂質抗体がどのように血栓傾向と関連するかを検討している。抗β2-グリコプロテインI抗体は、向血栓細胞である単球や血管内皮細胞に結合してそれらを活性化する。その活性化経路につき、報告者が既に明らかにしたMyD88からp38MAPKリン酸化までの上・下流の経路について、解析を行っている。本年度は、血漿中のβ2-グリコプロテインIと細胞表面レセプターの結合を仲介する分子を同定するために質量分析解析をおこなった。まず、FLAGタグβ2-グリコプロテインI発現ベクターを構築した。上記をHEK293T細胞に発現させ、その後、培養上清中に分泌されるリコンビナントFLAGタグβ2-グリコプロテインIを、正常ヒト血漿と混合した。その混合物を使用し、抗FLAG抗体アフィニティークロマトグラフィーによりFLAGタグβ2-グリコプロテインIと複合体を形成するタンパク質(β2-グリコプロテインI関連プロテオーム)を網羅的に分離した。このサンプルをSDS-PAGEにより分離し一次元電気泳動のバンドとして可視化した。上記にて可視化できたバンドをプロテアーゼによりゲル内消化し、抽出したペプチド混合物を脱塩し、MALDI-TOFを用いて測定し、マスフィンガープリンティング法によりデータベースを検索した。その結果、興味深いことにアポタンパクBを含むリポタンパク分子がβ2-グリコプロテインIと細胞の相互作用を仲介している可能性が示された。来年度以降、それらの分子と自己抗体がどのように血栓傾向をひきおこしているか、メカニズムを詳細に明らかにしていく予定である。APSにみられる自己抗体の主要な対応抗原の一つであるβ2-グリコプロテインI(β2GPI)に注目し、抗リン脂質抗体の血栓傾向との関連性を検討してきた。抗β2GPIは、向血栓細胞である単球や血管内皮細胞に結合し活性化する。その活性化経路につき、MyD88からp38MAPKリン酸化までの上下流の経路の解析を行っている。本研究では、抗β2-GPI抗体と結合する分子の同定を行い、細胞表面の受容体、共役分子などの機能について幅広い解析を行って、抗リン脂質抗体の病原性を分子生物学的に解明することが目的である。これまでの解析によってβ2GPIのヒト血清中における主要な結合タンパクは酸化LDLと考えられ、酸化LDLが抗リン脂質抗体症候群における血栓形成病態に関与する可能性が示唆された。また、酸化LDL関連分子のリポプロテイン関連フォスフォリパーゼA2(LpPLA2)が、抗リン脂質抗体症候群患者に高発現することを見出した。本年度は酸化LDLが抗リン脂質抗体症候群患者に高発現する要因を調べるため、LpPLA2関連遺伝子を中心に、遺伝子多型解析をおこなった。LpPLA2関連GWASより同定された5個のSingle Nucleotide Polymorphism(SNP)について解析した。SNP解析にはAPS 91名(PAPS 43名、続発性48名)、APSを合併していないSLE 138名、健常人378名の血液から採取したDNAを用いた。5個のSNPのうち、APOE/APOC1 (rs4420638 A/G、第19染色体)、LpPLA2(rs1805017 A/T、第6染色体)の2個のSNPがAPSと関連していた。rs4420638 AG+GG遺伝子型頻度はAPS患者に有意に多く(OR[95%C.I] = 1.69 [1.02 - 2.79], p=0.0038)、rs1805017 CT+TT遺伝子型頻度はAPS患者に有意に少なかった(OR[95%C.I] = 0.36 [0.18 - 0.71],p=0.0028)。これらの結果からAPS患者に酸化LDLが高発現する理由の一つにSNPの関与が示唆された。APOB分子と自己抗体がどのように血栓傾向をひきおこしているか検証した結果、β2GPIのヒト血清中における主要な結合

タンパクは酸化LDLと考えられ、酸化LDLが抗リン脂質抗体症候群における血栓形成病態に関与する可能性が示唆されたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。β2GPIのヒト血清中における主要な結合タンパクは酸化LDLと考えられ、酸化LDLが抗リン脂質抗体症候群における血栓形成病態に関与する可能性が示唆された。来年度以降、この酸化LDLに関連した遺伝子異常についてさらに検討を行う予定である。
足場とドラッグデリバリー機能を持つハイブリッドナノゲルを用いた顎骨再生と臨床応用

本研究はドッラグデリバリー機能を有する足場材料孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲルを用いた新規顎骨再生療法の開発を行うことを目的とする。近年、組織工学の発展により、生体外で生体組織構築し、移植する試みが行われている。多分化能を有する間葉系幹細胞(MSC)の3次元培養には、培養基板の弾性により細胞分化の成熟度が制御されることから、組織培養には、培養液以外に足場の性状も考慮する必要がある。さらに、MSCは足場材料上で3次元培養することで、2次元培養では得られない、成長因子や細胞外小胞を産生することが知られている。MSCの3次元培養は、細胞自身の分化を促進するだけでなく、再生因子を含む液性因子の産生を促すことで、母床組織の再生に寄与すると考えられる。そのため、適切な足場材料を選択することは組織培養において非常に重要である。申請者らのグループはナノキャリアであるナノゲルをPEGで架橋することで新規足場材料多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲル(以下ハイブリッドナノゲル)を作製した。2018年度はハイブリッドナノゲル上でヒト線維芽細胞から骨芽細胞へ直接転換することで、培養3次元骨組織の構築に成功している(Sato Y et al.Sci Rep. 2018)。さらにin vivroの系において、ハイブリッドナノゲルと直接転換骨芽細胞より構築した培養3次元骨組織をマウス骨欠損部に移植することで、骨再生を促すことを実証した。過去の報告より、ナノゲル由来の足場材料であるナノゲル・メンブレンはPDGFといった成長因子を補足することから、ハイブリッドナノゲルにも同様に、成長因子の足場材料内で留めるとされている。2019年度はハイブリッドナノゲル上に含まれる液性因子や細胞外小胞をELISAや分光学的解析法で確認する。マウスMSC細胞株をハイブリッドナノゲルに播種し、骨分化誘導下にて3次元培養を行うことで3次元骨組織を構築することに成功した。また、ハイブリッドナノゲル上でヒト線維芽細胞を骨芽細胞へ直接転換することで、ヒト由来の3次元骨組織の構築にも成功している(Sato Y et al. Sci Rep 2018)。2018年度は、in vitro・in vivoの系においてハイブリットゲルは、骨再生の足場材料として優れていることを確認した。今後は、ハイブリットゲル足場材料内に含まれる骨再生を促す液性因子や細胞外小胞をELISAや分光学的解析法にて確認する近年、組織工学の発展により、生体外で生体組織構築し、移植する試みが行われている。さらに、MSCは足場材料上で3次元培養することで、2次元培養では得られない、再生因子を含むエクソソームを産生することが知られている。そのため、適切な足場材料を選択することは組織培養において非常に重要であると考えられる。申請者らはナノキャリアであるナノゲルを基盤とした新規足場材料多孔性ナノゲル架橋ハイブリッドゲル(以下ハイブリッドナノゲル)を作製した。ナノゲルは国内外で臨床治験されており、既存の異種(ブタや牛)由来のコラーゲンを主成分とした足場材料と異なり、原料が天然多糖プルラン由来であるため生体内で容易に分解されるため、安全性が高いと考えられる。このハイブリッドナノゲルとMSCの併用は、移植細胞の直接的な効果のみならず、ナノゲル内にMSCが分泌する成長因子を捕捉し、成長因子を安定的に長期間徐放する効果が期待できる。本研究は、ドッラグデリバリー機能を有する足場材料ハイブリッドゲルとMSCを併用した新規顎骨再生療法の開発を行うことを目的とする。マウスMSC細胞株をハイブリッドナノゲルに播種し、骨分化誘導下にて3次元培養を行った。骨分化誘導後、ハイブリッドゲルに形成された骨組織を蛍光X線分析で元素分析したところ、ハイドロキシアパタイトを構成するCaとPのピークを認めた。走査型プローブ顕微鏡においても、ハイブリッドゲル上に石灰化物が形成されていることを確認した。in vitroの系においてハイブリットゲルは、骨再生の足場材料として、既存の足場材料よりも優れていることを確認した。申請者らのグループはナノキャリアであるナノゲルをPEGで架橋することで新規足場材料多孔性ナノゲル

架橋ハイブリッドゲル(以下ハイブリッドナノゲル)を作製した。2018年度はハイブリッドナノゲル上でヒト線維芽細胞から骨芽細胞へ直接転換することで、培養3次元骨組織の構築に成功している(Sato Y et al.Sci Rep. 2018)。さらにin vivroの系において、ハイブリッドナノゲルと直接転換骨芽細胞より構築した培養3次元骨組織をマウス骨欠損部に移植することで、骨再生を促すことを実証した。過去の報告より、ナノゲル由来の足場材料であるナノゲル・メンブレンはPDGFといった成長因子を補足することから、ハイブリッドナノゲルにも同様に、成長因子の足場材料内で留めるとされている。2019年度はハイブリッドナノゲル上に含まれる液性因子や細胞外小胞をELISAや分光学的解析法で確認する。マウスMSC細胞株をハイブリッドナノゲルに播種し、骨分化誘導下にて3次元培養を行うことで3次元骨組織を構築することに成功した。また、ハイブリッドナノゲル上でヒト線維芽細胞を骨芽細胞へ直接転換することで、ヒト由来の3次元骨組織の構築にも成功している(Sato Y et al. Sci Rep 2018)。平成29年度は、in vitroの系においてハイブリットゲルは、骨再生の足場材料として、既存の足場材料よりも優れていることを確認した。今後は構築された骨組織の質(石灰化度、結晶構造、コラーゲン成熟度)をレーザーラマン顕微鏡で評価する。また、骨再生を促す液性因子をELISAにて確認する。最終的には、ハイブリットゲルとMSCを骨欠損動物モデルに移植し、骨再生を促すかを確認する。2018年度は、in vitro・in vivoの系においてハイブリットゲルは、骨再生の足場材料として優れていることを確認した。今後は、ハイブリットゲル足場材料内に含まれる骨再生を促す液性因子や細胞外小胞をELISAや分光学的解析法にて確認する
児童期(15歳以下)に発症した精神分裂症の原因に関する研究-ボルナ病ウイルスとCOMT遺伝子とのかかわりについて-

児童発症精神分裂病は臨床的にも神経生理学的にも成人発症型と隔たりの無い疾患であり、希であるが重症な分裂病の1グループを形成する。このように極めて早期に発症するグループは、より均-な集団であり、危険因子や病因因子をより明確にする機会を与える。ドーパミン代謝酵素であるCOMTには機能的遺伝子多型が存在し、精神疾患との関連性が推測されている。また、ボルナ病ウイルス(BDV)は多くの哺乳類に広く自然感染し中枢神経に好んで感染することから、精神疾患との関連性が注目されている。本研究の目的は児童発症分裂病におけるCOMT遺伝子多型性およびBDV感染の関連性を明らかにすることである。対象は、16歳末満でDSM-IVによって精神分裂病と診断された早期発症分裂病患者51人と精神科既往歴のない健常者63人で、すべての対象に対し研究の目的と方法を説明し書面による同意を得た。COMT遺伝子多型は末梢血から抽出したゲノムDNAを用いてPCR-RFLP(Nlalll)により決定した。BDVは末梢血単核球細胞から抽出したRNAからNASBA法を用いてBDVp24RNAを検出した。検出結果はx^2検定を用いて統計解析をおこなった。その結果、遺伝子型の分布は児童発症分裂病群でG/G17、G/A32、A/A2に対し、健常者群でG/G25、G/A33、A/A5。対立遺伝子頻度は児童発症分裂病群でG66、A36に対し健常者群でG83、A43であった。遺伝子型頻度(x^2=1.58、df=2、P=0.45)および対立遺伝子頻度(x^2=0.03、df=1、p=0.85)は2群間に有意の差は見られなかった。またBDVp24RNAはいずれの検体からも検出されず、疾患との関連性は証明されなかった。早期発症分裂病とCOMT遺伝子機能的多型性およびBDV感染とのあいだに関連をみとめなかった。(平成10年度)1、15歳以下に発症した早期発症精神分裂病患者50名から書面による同意を得て20mlの採血をおこなった。健常対象群として、患者群に年齢性別の分布が一致するように、健常者からも同様の採血をおこなっている。2、収集した血液は全血成分と単核球細胞とに分け、全血からはゲノムDNA、単核球細胞からはトータルRNAを抽出精製し、凍結保存している。3、BDV感染の検討はBDVのウイルスタンパクであるp24とp40をコードする遺伝子領域をnested RT-PCRで増帖して検出するため、これらの遺伝子断片の合成RNAを用いて検出感度の検討をおこなっている。4、COMT遺伝子の多型性はPCR制限酵素断片長多型型(restriction flagment length polymorphism:RFLP)によってコドン158の1塩基変異を検出するため、この検出方法の準備実験をおこなっている。5、遺伝子検出結果を分からない研究分担者によって、患者群について臨床像、脳画像を調査し、さらに患者群と健常者群の両群について乳幼児期の発達過程の調査をおこなっている。(平成11年度の計画)1、健常者からの検体の収集を完了し、BDVp24およびp40遺伝子とCOMT遺伝子多型の検出をおこなう。

2、引き続き、対象者の臨床像、脳画像、乳幼児期の発達過程の調査をおこなう。3、すべての結果が出た段階でそれぞれの結果について、関連性を統計学的に検討する。精神分裂病の病態としてドーパミン神経伝達系の異常があげられている。Catecholamin-O-mehyltransferase(COMT)はドーパミンなどカテコールアミンを代謝する酵素であるため、精神分裂病の病因候補のひとつとして考えられている。COMTにはコドン108における1塩基置換(G/A)により高活性型(Val-108)と低活性型(Met-108)の2つのアリルが存在する。この機能的多型性と精神分裂病感受性の関連が推測され、これまでに多くの関連研究がおこなわれてきたがその関連性は証明されていない。一方、発症年齢が早い症例ほど遺伝子的脆弱性に強く関連していると考えられることから、早期発症分裂病を対象とした研究の重要性があげられている。COMTに関する報告では分裂病児童における低活性が報告されているが、遺伝子多型による検討は行われていない。今回、16歳未満でDSM-IVによって精神分裂病と診断された早期発症分裂病患者52人と精神科既往歴のない健常者63人を対象に、末梢血から抽出したゲノムDNAを用いてPCR-RFLP(Nlalll)によりCOMT遺伝子多型と決定し、χ^2検定を用いて比較検討した。対象者には研究の目的と方法を説明し書面による同意を得た。その結果、遺伝子型および遺伝子頻度はともに患者群と健常者群のあいだに統計学的な有意差は認められず、早期発症分裂病とCOMT遺伝子機能的多型性とのあいだに関連をみとめなかった。
価数揺動自由度を持つスピンダイマー系の構築と制御

旧来の量子スピン磁性体では反強磁性ダイマーが低温で一重項を形成し、これに外場を加えることで三重項状態が誘起され、さまざまな量子相転移が起こる。本研究では、このスピン自由度に加え、価数揺動という新しい自由度を導入することで旧来のダイマーでは見られないような新規な電子状態が期待される。さらにダイマーの中心部位に分子認識架橋サイトを付加し、そこへストッパー分子を認識(=結合)させることで、価数揺動自体を外場制御することが可能になる。これによって、本系を量子ビットとして利用できる発展性も内含される。このような可制御価数揺動ダイマー系を構築するには、まず、対称二核金属錯体の架橋部分に分子認識サイトを設置し、ストッパー分子を認識させる。これをカウンターアニオンと組み合わせて結晶化することで価数揺動ダイマー系が実現する。化学合成は連携研究者と共同で行い、予備実験として、既に一核、二核のいくつかの試料を合成している。我々は、これらの価数揺動ダイマー系の極低温における新奇なスピン状態のNMRとμSRによる合成および価数揺動制御を目指す。本年度は、今年度は価数制御の準備として、単核[RuIII(fhea)_3]-merにおいて、メチル基とフッ素置換基の割合を変えた試料を作製し、^<19>F/^<13>C-NMRスペクトル・T1を測定した。その結果、フッ素置換基の個数によって、線幅やT1の絶対値及び温度依存性が著しくことなることがわかった。これは、電気陰性度の異なるフッ素置換基を導入することでRuの有効価数を微調整できたためであると考えられる。
I-cell病モデルマウスに対する幹細胞移植による治療戦略の創成

本研究はI-cell病(ICD)というライソゾーム病の中でも治療法のない遺伝性多酵素欠損症を中心に病態の解析と幹細胞移植治療法の開発を試みた。ヒトICD患者fibroblastからiPS細胞を作成し、これより各種臓器細胞に分化させて臓器ごとに特徴的な代謝不全物質(複合糖質)の構造を明らかにした。これにより臓器ごとのライソゾーム酵素要求性が明らかになることから、それに最適の分解酵素分泌性を有する細胞をI-cell病のモデルマウスに対して移植し、その治療効果および総合的な安全性を解析・評価した。本研究はI-cell病(ICD)というライソゾーム病の中でも治療法のない遺伝性多酵素欠損症を中心に病態の解析と幹細胞移植治療法の開発を試みるものである。I-cell病(ICD)は、多くのライソゾーム酵素に結合するライソゾーム移行シグナル、マンノース6-リン酸残基の生合成を司る転移酵素遺伝子(GNPTAB)の遺伝的欠損を原因とする。本研究において、まずヒトICD患者fibroblastからiPS細胞を作製し、これより各種臓器細胞に分化させて臓器ごとに特徴的な代謝不全物質(複合糖質)の構造を明らかにする。これにより臓器ごとのライソゾーム酵素要求性が明らかになることから、それに最適の分解酵素分泌性を有するヒトES細胞をI-cell病のモデルマウスに対して移植し、その治療効果および総合的な安全性を解析・評価する。本研究は将来的にICDに限らず、現在根本的な治療法がない40種類以上のライソゾーム病に対しても有望な治療法を提示する事ができる。我々は、ICD患者fibroblastでは細胞中及び培養液中に高マンノース少糖と特徴的な糖ペプチドが蓄積していることを明らかにしている。同様の手法を用いて、各種ICD分化細胞を3H-グルコサミンで代謝標識し、細胞中に産生される3H標識代謝不全産物を各種クロマトグラフィー、各種酵素消化法などを駆使して構造を解析した。また、その他蓄積すると考えられる糖脂質、タンパク質等は免疫学的手法も用いて評価した。独立行政法人国立成育医療研究センターにはライソゾーム病の専門家が複数おり、本研究課題について常に連絡を取ることが可能である。本研究において必須となる動物実験施設、細胞・マウス等の研究材料、生化学的・病理学的解析等の装置、およびライソゾーム病の専門家、病理専門医を含む研究者はすべて揃っており、現在の研究環境は本研究を遂行するのに最適な状態であるため。まずヒトICD患者fibroblastからiPS細胞を作成し、これより各種臓器細胞に分化させて臓器ごとに特徴的な代謝不全物質(複合糖質)の構造を明らかにする。ヒトICD患者fibroblast由来iPS細胞からの各種細胞への分化誘導を行う。ICDの臓器ごとの代謝異常の実態を探りそれに応じたモデルマウスを用いた細胞治療実験を構築するため、ヒトICD患者fibroblastより作製したiPS細胞の肝臓、神経、膵臓細胞などへの分化誘導を行って生化学分析が可能な細胞を作製する。誘導方法はiPS細胞からの神経細胞への分化方法に従う。国立研究開発法人国立成育医療研究センターにはライソゾーム病の専門家が複数おり、本研究課題について常に連絡を取ることが可能である。本研究において必須となる動物実験施設、細胞・マウス等の研究材料、生化学的・病理学的解析等の装置、及びライソゾーム病の専門家、病理専門医を含む研究者はすべて揃っており、現在の研究環境は本研究を遂行するのに最適な状態であるため。ライソゾーム病は厚生労働省の特定疾患「難病」に指定されている遺伝性疾患群である。なかでもI-cell病(ICD)は、多くのライソゾーム酵素に結合するライソゾーム移行シグナル、マンノース6-リン酸残基の生合成を司る転移酵素遺伝子(GNPTAB)の遺伝的欠損を原因とする。I-cell病モデルマウスに対する幹細胞移植による治療戦略は、この酵素補充療法以外の新たな治療法、患者の経済的、肉体的、精神的負担を軽減する新たな治療法として期待されている。申請者らはICD患者fibroblastでは細胞中及び培養液中に高マンノース少糖と特徴的な糖ペプチドが蓄積していることを報告した。同様の分析法を用い、各種ICD分化細胞を3H-グルコサミンで代謝標識し、細胞中に産生される3H標識代謝不全産物を各種クロマトグラフィー、各種酵素消化法などを駆使して構造を解析した。その他蓄積すると考えられる糖脂質、タンパク質等は免疫学的手法も用いて評価した。また、移植実験に際しては拒絶反応の制御が重要であるが、免疫抑制剤の使用によりデータのばらつきが生じる可能性を排除するためICDマウスをscidマウスと交配させることで、細胞移植時に免疫学的拒絶が起こらないICDマウス(ICD-scid)の作成を試みた。

in vitro解析により酵素群の検討を行った。酵素要求に適した細胞を選択し、ICD-scidマウスの腹腔内に移植し、その効果を解析した。解析する項目は、寿命、体重変化、神経症状、酵素活性、移植した細胞の生着および酵素活性の組織内分布、移植に伴う副反応の有無等を総合的に定法に従い解析した。本研究はI-cell病(ICD)というライソゾーム病の中でも治療法のない遺伝性多酵素欠損症を中心に病態の解析と幹細胞移植治療法の開発を試みた。ヒトICD患者fibroblastからiPS細胞を作成し、これより各種臓器細胞に分化させて臓器ごとに特徴的な代謝不全物質(複合糖質)の構造を明らかにした。これにより臓器ごとのライソゾーム酵素要求性が明らかになることから、それに最適の分解酵素分泌性を有する細胞をI-cell病のモデルマウスに対して移植し、その治療効果および総合的な安全性を解析・評価した。平成27年度のin vitroの解析を継続して実施していく。これによりそれぞれの臓器ごとの分解不全状態が明らかにされれば要求されている酵素群も明らかになる。そこで最もその酵素要求に適した細胞を選択し、ICD-scidマウスの腹腔内に移植し、その効果を解析する。解析する項目は、寿命、体重変化、神経症状、酵素活性、移植した細胞の生着および酵素活性の組織内分布、移植に伴う副反応の有無等を総合的に定法(Nat Med. 13:439, 2007; J Clin Invest. 113:200, 2004等)に従い解析する。同時に尿中、血液中、組織中の代謝不全産物を定量的に解析し、その効果を判定する。in vitroの解析によりそれぞれの臓器ごとの分解不全状態が明らかにされれば要求されている酵素群も明らかになる。解析する項目は、寿命、体重変化、神経症状、酵素活性、移植した細胞の生着および酵素活性の組織内分布、移植に伴う副反応の有無等を総合的に定法に従い解析する。医歯薬学
複合環境因子によるヒト遺伝子損傷の解析および発がん性の予知

本研究では多くの環境化学物資と生体内物質との複合作用によるヒト遺伝子損傷を総合的に検討し、発がんにおける遺伝子的因子や食生活因子の関与を究明し、予測される環境変化に対処することを目指す。本年度は(1)ベンゼン代謝物によるDNA損傷、(2)ビタミンEによる酸化的DNA損傷について検討した。(1)ベンゼンは大気中に存在するAmesテスト陰性の発がん物質である。ベンゼン代謝物のp-hydroquinone(HQ)およびp-benzoquinone(BQ)によるDNA損傷およびアポトーシスの機構について解析した。[結果・考察]培養細胞をBQあるいはHQで処理すると巨大DNA断片とDNAラダーが観察された。細胞内においては、HQはセミキノンラジカル次いでBQに酸化され、BQは生体内還元物質によりセミキノンラジカルに還元される。この過程で過酸化水素が生成されベンゼン代謝物によりDNA切断が起こり、発がんあるいはアポトーシスに至ると推定された。その他のAmesテスト陰性の発がん物質であるBHT、2,4,5-トリクロロフェノール、パラジクロロベンゼンなどについても同様の結果が得られた。(2)ある種の抗酸化剤が発がんを抑制することが報告され、がんの化学予防が試みられている。しかし、最近の疫学調査ではβカロチンはかえって肺癌を増加させるとの報告もある。そこでビタミンEとDNAとの化学反応性を指標に発がんへの関与の可能性を検討した。[結果・考察]微量のビタミンEがCu(II)存在下でp53 tumorsuppressor geneから得たDNA断片を強く損傷し、過酸化水素とCu(I)のDNA損傷への関与が示唆された。本実験はビタミンEもβカロチンと同様に抗発がんのみならず、発がんにも関与する可能性を示唆した。今後、環境因子への感受性に対する食生活因子の関与のメカニズムを解明していく予定である。
腸管寄生原虫感染におけるE-cadherinを介した腸管上皮バリア構築機構の解明

我々は、これまでにマウス腸管上皮間T細胞(IEL)が上皮細胞と同様にジャンクション分子であるoccludinとE-cadherinを発現していることを報告した。中でもE-cadherinは、腸管の組織構造の形成・維持において中心的な働きをすることが広く知られている。そこで本研究では、E.vermiformis(弱毒性)およびE.pragensis(強毒性)を用い、E-cadherinを介しての上皮細胞とIELの相互作用による上皮バリア維持機構について検討を行い、腸管寄生原虫の病原性、免疫応答、バリア機構の相互制御機構の解明を目的とした。E.vermiformisと同様、E.pragensis感染により上皮細胞におけるジャンクション分子の発現が顕著に低下したが、IELでの発現は維持されていた。また感染マウスのIELではIFN-γとTNF-αの産生が増加していた。サイトカイン産生とバリア制御に密接な関係があることから、上皮細胞とIELにおける各種サイトカインシグナルタンパク、および細胞骨格シグナルタンパクのリン酸化について検討を行なった。その結果、E.vermiformisと異なりE.pragensis感染では、STAT1、IK-B、Srcのリン酸化が亢進、occludinとE-cadherinのリン酸化、細胞骨格タンパク発現が減少していた。これらの結果より、強毒性腸管寄生原虫では、炎症性サイトカインの産生亢進とともに細胞骨格タンパクの減少により、上皮バリアの崩壊が促進されることが強く示唆された。E-cadherinが上皮細胞・IEL両方に発現することから、T3bおよびLckプロモーターを用いて作成されたcreTgマウスとE-cadherin loxPマウスと交配させ、それぞれの細胞特異的E-cadherin欠損マウスの作出に成功した。
分解消滅が可能な生体内留置電極の開発

任意のタイミングで分解可能な生体電極の開発を目指した。これを実現するためにセルロースに着目した。セルロースは人体中では分解酵素が無いため安定に存在しうる他、透析膜として用いられる様に生体親和性があり、微生物由来のセルロース分解酵素により分解する。そこで、セルロースを主骨格とし、セルラーゼを注入することで分解が進む電極の開発を行った。まず、様々な直径のセルロースチューブを作製する方法を開発し、複数本のセルロースチューブから構成される電極(内部に電解質を注入して導電性を持たせる)を作製した。この電極をモデル生体ゲル中に埋め込み、途中からセルラーゼを注入することにより分解することを確かめた。・セルロース膜からなる電極を作製するにあたり、セルラーゼによるセルロース溶解性について調べた。Aspergillusniger由来のものと、Trichoderma viride由来のものと比較した結果、後者の方が早く分解したので、以後の実験には後者を用いた。・次にセルロース再形成膜を作製し、その酵素分解性について調べた。市販透析膜をLiCl/DMAc溶液に溶解し、この溶液から形成した再形成膜にセルラーゼを適用したところ溶解したため、本研究を計画通り進める意義が確認された。・そこで、次に電極の主用構成部品となるセルロースチューブの作製を試みた。最初の方法は芯材にセルロース溶解液を塗布乾燥して膜を形成し、その後膜中の溶媒を純水中で溶出させることで除去することとした。セルロース再形成膜は溶媒を除去する過程で収縮するため、芯材にはエラストマーであるシリコーンチューブを使用した(他に試みたエラストマーはDMAc溶解性があったため)。シリコーンはセルロース膜の離形性にも優れており、セルロース膜形成後に引き抜くことでセルロースチューブと分離した。これにより外径約0.2mm、長さ約20mmのセルロースチューブを作製できたが、外径に厚みムラが生じた。その理由として、芯材にセルロース溶解液を乾燥する際に液滴が生じていた。そのため、チューブの作製方法を改良することとなった。・その一つの試みとして、溶液の粘度や性状を変えることで乾燥時のムラが減らせるのではないかと考え、シリコーン微粒子をフィラーとして分散させた。しかし、シリコーン微粒子を含む再形成膜は機械的耐久性が低下したため(引っ張ると裂ける)、別の方法を検討する必要があることがわかった。・チューブを作製するための別の試みとして、同心円状に直径の異なる二つの金属チューブを入れ子にし、その間を溶液を通して押しだし、成形することを検討中である。・生体内で分解可能な電極、センサについては内外で他にも研究例は様々にあるが、生体内に入れた時点で分解がスタートするものばかりである。本研究は、分解のスタート時点をコントロールできる様にすることを目指している。前年度における電極構造の検討の結果、電極先端部での生体電位を測定できる様にするためには、基本的には外チューブと内チューブからなる構造が必要であるものと考えられた。このうち、外チューブは生体内で酵素分解を受けにくいセルロースでなくてはならず、内チューブは材質としてより自由度があるものの絶縁性を有する必要がある。・外チューブであるセルロースチューブについては、特殊構造のノズルを作りセルロース溶解液を水溶液中で押し出すことで作製を試みた。溶解液が水溶液に接触すると溶媒が水中に分散するので固化するという原理であるが、これにより連続的にチューブを作製できる様になった。その結果、様々な直径(サブmmから数mmの範囲)で数十cmの均質な物が加工できる様になった。・内チューブについてはまずシリコーン微粒子をセルロース中に分散させた膜について検討した。この方法であれば内外のチューブをセルラーゼで同時に分解可能であると考えた。しかし、微粒子の含有率を調整しても絶縁性を付与することは困難であった。そこで、酵素分解可能な他のポリマーを使用することとした。この方法であれば、通常は外チューブによって電極内への生体酵素の侵入がブロックされるため、内チューブが容易に分解されることは無いと考えた。この様なポリマーとしてポリ乳酸が最適であるが、その分解酵素を入手することが困難であったため、ポリ-ε-カプロラクタムを検討した。しかし、同ポリマーは機械的強度が脆弱であったため、今後さらにコポリマーを含めた他の生分解性ポリマーを検討する。セルロースチューブの作製技術としては独自の方法が確立できた。しかし、これのみでは本研究の目的は達成できない。特に電極の別のパーツである絶縁性の酵素分解性チューブの作製に時間が掛かっている。コンセプトとしては問題無いと考えているが、最適な材料の組み合わせ(生分解性ポリマーと酵素)について検討中である。・生体内で分解可能な電極、センサについては内外で研究例は多々ある。しかし、いずれも生体内に入れた時点から分解がスタートすることを想定したものである。本研究は生体内に挿入した後、任意の時点から分解をスタートさせることを目指したものである。・そこで、これを実現する方法としセルロースに着目した。セルロースは透析膜として利用されるなど生体親和性がある一方で人体内では分解酵素が無いためである。・昨年度までに任意直径のセルロースチューブの作製方法などを開発してきたが、本年度はセルロースチューブを構成部品とする一体化電極の開発を行った。その結果、セルロースのみからなる電極を加工することができた。この電極は基本的には3本のセルロースチューブから構成され、メインチューブの内部に2本の長さの異なる細いサブチューブが挿入されている。

メインチューブの先端部は閉じられているため、内部挿入されたサブチューブを通してに電解質等の液体を封入できる。・この電極をモデル電解質であるコラーゲンゲルに挿入し、コラーゲン中に挿入した参照電極との間で等電位を示すことを確認した。その後、電極内にセルラーゼを注入することにより数日を経て電極が分解することを確認した。・次にこの電極の改良型として、サブチューブを絶縁性の高いポリマーであるポリ-ε-カプロラクトンで構成することを検討した。ただし、ポリ-ε-カプロラクトンのチューブは作製できたが一体化した電極の形成までには期間内には至らなかったため、期間終了後であっても検討するものとする。任意のタイミングで分解可能な生体電極の開発を目指した。これを実現するためにセルロースに着目した。セルロースは人体中では分解酵素が無いため安定に存在しうる他、透析膜として用いられる様に生体親和性があり、微生物由来のセルロース分解酵素により分解する。そこで、セルロースを主骨格とし、セルラーゼを注入することで分解が進む電極の開発を行った。まず、様々な直径のセルロースチューブを作製する方法を開発し、複数本のセルロースチューブから構成される電極(内部に電解質を注入して導電性を持たせる)を作製した。この電極をモデル生体ゲル中に埋め込み、途中からセルラーゼを注入することにより分解することを確かめた。・研究の独自性の要素である、セルロース膜製の電極が酵素的に分解可能であることは原理的に確認できたため、コンセプト自体には問題が無いと思われる。・しかし、電極の主要部品であるセルロースチューブの加工方法の確立に時間がかかっている。マイクロチューブの作製はできることはできたが、形状にややムラがあるため、作製法についてさらに検討中である。・絶縁性酵素分解性チューブの開発:既知の酵素分解性ポリマーと酵素を利用する。文献上の研究例は多いが、入手可能かどうかが問題である。最終年度ということもあり急がれるので、謝金を利用するなどして引き続き情報収集に努める。加工法については何等かの方法で液状化ができるものであれば特に問題は無いものと考えている。・電極内部への酵素の供給手段の開発:当初予定では、電極の一部を生体外に出しておき、そこから酵素溶液を供給することとしていたが(生体外に電極出力を取り出すためには導線が必要であり、酵素溶液チューブと共通化する)、完全埋め込み型電極を考えればこの方法は適切ではない。そこで、電極内部に酵素溶液を貯蔵し、外部刺激により放出する方法を新たに検討する。外部刺激としては、電気刺激、機械的圧迫、超音波など様々に考えられるが、可能な限り偶発的な放出を抑制することが望ましいため、電気刺激法を優先的に検討する。・簡易生体モデルの構築と評価試験:基本的には水溶性ゲルでモデルを構築することとするが、ゲル内部で電位勾配を形成できる様にする。これにより、電極先端部で適切に電位測定ができているかどうかを評価することが可能になる。
大環状尿素誘導体をホストする結晶性包接体の物性と反応選択

大環状尿素誘導体を合成し、それらをホスト分子として種々の有機化合物をゲストとして包接させ、それらを結晶状態で加熱、加圧、光あるいは放射線等をあてることにより反応を行なわせ、立体特異的、立体選択的に進行させることを目的として、先ずエチレン尿素を基本骨格に選びそれらを環化することを試みた。種々の条件下で反応を試みたが現在のところ結晶性の環化生成物を得ることはできなかった。次にグリコールウリルを骨格に含み、ホルムアルデヒドとの縮合体でそれの六量体であるククルビットウリルが強酸性条件下で各種アミン類と包接化合物を形成しそれが高選択的であり、また各種色素や金属イオンと結晶性錯体をつくることが知られているがアミンとの包接体形成は強酸中のみであり中性条件下は勿論のこと有機溶媒中では現在のところ包接体形成は不可能であるので、それを可能にする目的でククルビットウリルのアルキル誘導体の合成を試みた。アルキル基としてメチル基を選んだが強酸性の環化条件ではメチル基が反応に関与し複雑な反応生成物を与え、目的の環状オリゴマーを得ることができなかったので、反応に関与しないと考えられるフェニル基に代えて同様の環化を試みた。種々の環化条件を試みたが現在のところ目的の環状六量体は得られず、グリコールウリルとチモルのホルムアルデヒドの縮合体が得られただけである。尿素ユニットをチオ尿素ユニットに代えた大環状化合物の合成も試みたがエチレンチオ尿素自体が非常に難溶であり、反応が進行しないので現在それの可溶化を試みている。またククルビットウリル誘導体についてもドデカフェニル誘導体の合成を目指して現在各種反応条件をかえて環化を試みている。
非常に滑らかな切断加工のための中赤外ベクトルビームの発生と縦電場生成への挑戦

数mJの高エネルギーパルスCO2ラジアル偏光をパッシブに生成するため,ラジアル偏光を生成できるような軸対称波長板を設計した.ZnSe(セレン化亜鉛)製の軸対称波長板の位相差の角度依存性を計算した.ZnSe軸対称波長板の傾斜角度が65°のとき,位相差は90°となることがわかった.この結果を踏まえ,可視光から中赤外領域における波長に対してZnSe軸対称波長板から出射されるビームの位相差の波長依存性とZnSe軸対称波長板の透過係数を算出した.今回の設計されたZnSe軸対称波長板は波長依存性の小さいアクロマティックな位相差を与えることがわかった.ZnSeを用いて軸対称波長板を試作し,ZnSe軸対称波長板から出射されるビームを回転補償板法から解析した.ここでは,入射偏光状態を90°の直線偏光にして,パイロエレクトリックカメラを用いて二次元画像を取得した.楕円率とベクトル表示された主軸方位が周方向に対して変化していることから,軸対称の偏光状態をもったベクトルビーム(ベクトルビームの中の一つがラジアル偏光ビームである)が生成されていることがわかった.また,ポアンカレ球上に周方向のストークスパラメータをマッピングすると,ポアンカレ球上に出射されたビームが分布されており,偏光度は0.95と極めて高い偏光度を有していることが明らかになった.シングルショット偏光解析法を用いて,偏光状態を明らかにした.今までの偏光解析法の代表例であった回転偏光子法や回転補償子法に代替するシングルショット偏光検出法の有効性が高強度パルス中赤外ビームにおいても実証された.最後に,このビームを用いて,金属表面を穴加工し,表面状態を観察した.その結果,ベクトルビームの有効性を明らかにすることができた.本研究では,中赤外レーザーの波長依存のない高出力・高エネルギーベクトルビームを簡便な方法で生成することを目的としている.ビームをレンズで集光することで,縦電場を発生させ,焦点深度が深い低エネルギー閾値材料加工を実現することに挑戦し,省エネ化に貢献しようとするものである.本研究では,波長10.6 μm用の新しい光学素子により,縦電場発生と集光径が小さな集光径を実現できるZ偏光の高エネルギーベクトルビームを発生させる.mJ級高エネルギービーム変換技術を確立できると共に,シングルショット中赤外偏光計測法や超高速解析法も実現でき,新奇レーザー加工法を提案できるものと考えている.本年度は,発生したベクトルビームの偏光をシングルショット解析し,幾何学的位相を評価することで,光渦が生成されていることを明らかにした.パルス炭酸ガスレーザーの出力ビームをベクトルビーム化し,幾何学定期位相を評価することで,光渦かradial偏光かを評価した.この結果,Z偏光を生成するためのradial偏光成分よりも光渦成分が大きいことが明らかになった.しかしながら,この偏光は,入射前のビームを波長板で変化すると出力される偏光状態を能動的に変化させることができることが分かったことから,この評価で妥当であると考えている.本研究では,中赤外レーザーの波長依存のない高出力・高エネルギーベクトルビームを簡便な方法で生成する。このビームをレンズで集光することで,縦電場を発生させ,焦点深度が深い低エネルギー閾値材料加工を実現することに挑戦し,省エネ化に貢献することを目的としている。平成29年度は,ベクトルビームを集光することによる縦電場の発生と切断加工実験を目指し,研究を展開した。ただ,この研究を進めるために,中赤外領域アクロマティック軸対称波長板から出射されるベクトルビームの偏光状態を解析する必要がある。しかしながら,偏光解析を進めるために,幾つかの未知数を決定する必要に迫られた。そこで,アクロマティック同軸波長板を用いて,偏光解析をするとともに,数値解析により偏光状態を予測することにした。このことによりレンズで集光されたときのベクトルビームの変化を数値計算することができる。平成29年度は,偏光解析技術も並行して進めた。実験では,炭酸ガスレーザーのベクトルビームを解析し,光渦であることを確認した。また,渦成分を抑制する方法について,理論的に検討し,実際に製作できるかどうかも検討した。これらに加えて,炭酸ガスレーザーによる方法の他,波長を短くし,近赤外光でも加工実験ができるように,高繰り返し高平均出力の小型のアクティブミラーレーザーを開発し,平均出力が8 Wであることを確認した。このことにより,中赤外レーザーと近赤外レーザーの加工実験の比較ができるようになると考えている。研究実績の概要でも述べたように,中赤外レーザーの波長依存のない高出力・高エネルギーベクトルビームを簡便な方法で生成する。このため,中赤外レーザーのベクトルビーム発生と偏光解析技術を確立するとともに,申請書にはなかった近赤外レーザーの開発の進展があったことから,加工特性の波長依存性も観測することができるようになったことから,大まかにみると,この区分でよいのではないかと考えている。数mJの高エネルギーパルスCO2ラジアル偏光をパッシブに生成するため,ラジアル偏光を生成できるような軸対称波長板を設計した.

ZnSe(セレン化亜鉛)製の軸対称波長板の位相差の角度依存性を計算した.ZnSe軸対称波長板の傾斜角度が65°のとき,位相差は90°となることがわかった.この結果を踏まえ,可視光から中赤外領域における波長に対してZnSe軸対称波長板から出射されるビームの位相差の波長依存性とZnSe軸対称波長板の透過係数を算出した.今回の設計されたZnSe軸対称波長板は波長依存性の小さいアクロマティックな位相差を与えることがわかった.ZnSeを用いて軸対称波長板を試作し,ZnSe軸対称波長板から出射されるビームを回転補償板法から解析した.ここでは,入射偏光状態を90°の直線偏光にして,パイロエレクトリックカメラを用いて二次元画像を取得した.楕円率とベクトル表示された主軸方位が周方向に対して変化していることから,軸対称の偏光状態をもったベクトルビーム(ベクトルビームの中の一つがラジアル偏光ビームである)が生成されていることがわかった.また,ポアンカレ球上に周方向のストークスパラメータをマッピングすると,ポアンカレ球上に出射されたビームが分布されており,偏光度は0.95と極めて高い偏光度を有していることが明らかになった.シングルショット偏光解析法を用いて,偏光状態を明らかにした.今までの偏光解析法の代表例であった回転偏光子法や回転補償子法に代替するシングルショット偏光検出法の有効性が高強度パルス中赤外ビームにおいても実証された.最後に,このビームを用いて,金属表面を穴加工し,表面状態を観察した.その結果,ベクトルビームの有効性を明らかにすることができた.研究計画に従って,ベクトルビームを集光することによる縦電場の発生と切断加工実験に進むことにしているが,前年度に残した課題である幾何学的位相を評価して,radial偏光状態を作り出すことに取り組む.その後,詳細な偏光解析により,加工試験を実施する.また,現在開発中の高繰り返し高平均出力レーザーでも加工試験を実施する予定である.予定通り,ベクトルビームを集光し,集光点で縦電場を発生させる。ベクトルビームを入射すると,光電場の合成ベクトルは従来の偏光とは異なるビームになることから,従来のレーザー切断加工とも異なる新奇の切断面をもち,低エネルギー加工,超深度加工などに適用できると期待される。切断面の観察には,電子顕微鏡やレーザー顕微鏡(いずれも大学内の機器分析センター所有)を用いることにしている。
主要組織適合遺伝子複合体とT細胞リセプター遺伝子の分子進化

本研究では、1)下等脊椎動物からMHC主要組織適合遺伝子複合体)遺伝子をクローニングすることにより、MHC遺伝子の系統発生学的起源を明らかにすること、2)軟骨魚類から哺乳類におよぶ多様な生物種のMHC遺伝子を解析することにより、MHC遺伝子の長期進化を規定する一般的な法則を明らかにすること、を目的とした。まず第一番目の目的に関しては、軟骨魚類には、多型性に富んだ典型的なMHC遺伝子が存在することを明らかにした。しかし、それより下等な脊椎動物である無顎類からM HCクラスI、II遺伝子を分離しようとする試みは、現在のところすべて失敗に終わっている。したがって、無顎類にはMHC遺伝子は存在しないか、あるいは、存在するとしても他の脊椎動物のMHC遺伝子とはかなり配列が異なっているものと推定された。最近、我々は、軟骨魚類にはプロテアソームのサブユニットをコードするLMP7、LMPX両遺伝子が存在するのに対し、無顎類にはLMPX遺伝子しか存在しないことを示唆するデータを得た。これらの結果を総合すると、無顎類には典型的なMHC遺伝子が存在しない可能性が示唆された。また、MHC遺伝子の長期進化を規定する一般的な特徴として、以下の3点を同定した。1) MHC遺伝子では、種間配列保存の程度が低いにも関わらず、全体的なドメイン構造はよく保存されている。2)機能的に重要なMHC遺伝子の数はヒトからサメにいたるまで大差なく、ハプロイドあたり13個の範囲にある。3) MHC遺伝子多型の本質的特徴は種をこえて温存されている。本年度は、T細胞の抗原特異的活性化に必要不可欠な遺伝子群である主要組織適合遺伝子複合体(MHC)が、すでに軟骨魚類の段階で存在することを明らかにした。cDNA配列の解析から類推された軟骨魚類のMHC分子は哺乳類のそれと基本的に類似したドメイン構造、三次元構造をもつものと考えられた。また、軟骨魚類のMHC遺伝子には多型が存在し、多型コドンの大部分はペプチド結合領域に認められた。以上の結果から、軟骨魚類のMHC遺伝子は抗原提示機能をもつものと推定された。また、両生類アフリカツメガエルにはMHCと連鎖していない多数のクラスIb遺伝子の存在することが明らかとなった。これらのクラスIb遺伝子には軽度の多型しか認められず、多型コドンの大部分はペプチド結合領域以外の部位に位置していた。この結果から、アフリカツメガエルのクラスIb遺伝子は抗原提示以外の機能を営むか、或いは限局された少数種のペプチドを提示するか、いずれかの可能性が示唆された。次年度は、下等脊椎動物、特にアフリカツメガエルから、T細胞リセプター遺伝子をクローニングしたい。本研究では、1)下等脊椎動物からMHC(主要組織適合遺伝子複合体)遺伝子をクローニングすることにより、MHC遺伝子の系統発生学的起源を明らかにすること、2)軟骨魚類から哺乳類におよぶ多様な生物種のMHC遺伝子を解析することにより、MHC遺伝子の長期進化を規定する一般的な法則を明らかにすること、を目的とした。しかし、それより下等な脊椎動物である無顎類からMHCクラスI,II遺伝子を分離しようとする試みは、現在のところすべて失敗に終わっている。最近、我々は、軟骨魚類にはプロテアソームのサブユニットをコードするLMP7,LMPX両遺伝子が存在するのに対し、無顎類にはLMPX遺伝子しか存在しないことを示唆するデータを得た。

1)MHC遺伝子では、種間配列保存の程度が低いにも関わらず、全体的なドメイン構造はよく保存されている。2)機能的に重要なMHC遺伝子の数はヒトからサメにいたるまで大差なく、ハプロイドあたり13個の範囲にある。3)MHC遺伝子多型の本質的特徴は種をこえて温存されている。