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概均質ベクトル空間の大域ゼータ関数とその数論的応用に関する研究

概均質ベクトル空間とそのゼータ関数を軸に,代数的整数論の研究を行った.以下の4つが主要な成果である.1.2元3次形式のゼータ関数を,格子を変えて調べた.不変格子は5組10種類あり,これら全てに対し,新たな関数関係式があることを示した.この重要な応用として,関数等式が著しく簡略化され,新たな対称性が現れることを明らかにした.この成果は論文としてまとめ投稿している.2.Wright-Yukie理論を完全に統一的に扱うために必要な条件を明示的に書き下すことに成功した.これにより幾何学的対応とコホモロジー的対応が一致することの統一的証明が得られた.この論文はManuscripta Mathematicaから出版された.3.昨年度はDedekind環上の3次代数のパラメータ付けを与えたが,本年度はこれに引き続き同様の問題を4次代数,5次代数に対して与えた.重要なことはこれが大域ゼータ関数のDirichlet級数への展開と整合していることで,現在はこれに基づいて密度定理の証明を進めている.また例外群上の保型形式のFourier係数の理論と整合していることも明らかにした.4.概均質ベクトル空間のゼータ関数の一般化を考察した.特に,ある一般的な系列の有限次元線形表現に対し,大域的ゼータ積分を定義し,関数等式や極の留数公式を与えた.現在はこのゼータ積分と,線形表現の整数論的性質との関係を調べている.概均質ベクトル空間とそのゼータ関数を軸に,代数的整数論の研究を行った.今年度の基本的な成果は3つあり,うち初めの2件は論文を投稿中で,最後の1件は投稿に向け論文を準備中である.1,3次代数の分布について研究した.代数体kの整数環をO_kとする.O_k上の代数で,局所自由で階数3かつ整域であるものの同型類の集合をC(O_k)とする.2元3次形式の空間を用いてC(O_k)のパラメータ付けを行い,付随するゼータ関数の解析的性質から,C(O_k)の判別式の分布を調べた.各素点での分解条件に応じた比例定数も計算し,またkが2次体のときは,類数が3で割れるときに限ってC(O_k)の中でSteinitz類が等分布でないことを証明した.これまでの代数的整数論の研究の中で,Steinitz類が等分布にならない現象が実際に確認されたのは初めてだと思われる.これらの成果はオランダのLorentz Centerで開かれた国際研究集会"Rings of Low Rank"(2006/6/12-16)で報告し,反響を呼んだ.2,Wright-Yukie理論の透明化を行い,幾何学的対応とGaloisコホモロジー的対応が一致する理由を明確にした.またこれを用いて,彼らが扱った表現のうち,残されていたほぼすべてのk-formに対する有理軌道分解を与えた.3,2元3次形式のゼータ関数を,格子を変えて調べた.いわゆる"大野予想"と呼ばれる,2元3次形式のゼータ関数についての関数関係式(中川仁氏によって証明された)の類似等を調べた.不変格子は5組10種類あり,このうち3組は線形の関数関係式をもち,他の2組は持たないことが分かった.また類数の密度定理や,局所ゼータ関数の明示公式も証明した.概均質ベクトル空間とそのゼータ関数を軸に,代数的整数論の研究を行った.以下の4つが主要な成果である.1.2元3次形式のゼータ関数を,格子を変えて調べた.不変格子は5組10種類あり,これら全てに対し,新たな関数関係式があることを示した.この重要な応用として,関数等式が著しく簡略化され,新たな対称性が現れることを明らかにした.この成果は論文としてまとめ投稿している.2.Wright-Yukie理論を完全に統一的に扱うために必要な条件を明示的に書き下すことに成功した.これにより幾何学的対応とコホモロジー的対応が一致することの統一的証明が得られた.この論文はManuscripta Mathematicaから出版された.3.昨年度はDedekind環上の3次代数のパラメータ付けを与えたが,本年度はこれに引き続き同様の問題を4次代数,5次代数に対して与えた.重要なことはこれが大域ゼータ関数のDirichlet級数への展開と整合していることで,現在はこれに基づいて密度定理の証明を進めている.また例外群上の保型形式のFourier係数の理論と整合していることも明らかにした.4.概均質ベクトル空間のゼータ関数の一般化を考察した.特に,ある一般的な系列の有限次元線形表現に対し,大域的ゼータ積分を定義し,関数等式や極の留数公式を与えた.現在はこのゼータ積分と,線形表現の整数論的性質との関係を調べている.
酵母を用いた小胞体―ミトコンドリア間の脂質輸送機構の解析

本研究では、酵母を材料としオルガネラ間の脂質輸送機構の解析を行った。酵母においてphosphatidylserine (PS)の一部はミトコンドリアへ輸送されphosphatidylethanolamine (PE)に変換される。PEはミトコンドリアの機能に必須であることから、ミトコンドリアの機能に欠損を持つ変異株にはミトコンドリアヘの脂質輸送に欠損を持つ株が含まれる可能性が考えられる。昨年度に引き続き、約5,000株の酵母遺伝子破壊株コレクションから単離した350株のミトコンドリア機能欠損株のうち新たに78株、合計153株について全リン脂質組成をHPLCにより測定し、細胞内PE量が低下した株を24株、合計47株得た。更にこれら47株のミトコンドリア画分のPE量を測定し、同画分のPE量の減少した株を33株得た。これらの遺伝子産物には、小胞体からミトコンドリアヘのPSの輸送に関与しているものが含まれる可能性が考えられ、それらの機能について解析を行うことにより、小胞体-ミトコンドリア間の脂質輸送機構に関する知見が得られると期待される。一方、酵母においてPSのPEへの変換を触媒するPSD1、PSD2を破壊し、更にKennedy経路のECT1をGAL1プロモーター支配下に置いた株を作製したところ、グルコース存在下ではPE合成が停止してしまうため生育できないが、培地に短鎖PEを添加するとその生育が支持されることを見いだした。この場合、短鎖PEは細胞内に取り込まれ、いずれかのオルガネラでアシル基が交換され利用されていると考えられる。従ってこの株をもとにPE存在下で生育できなくなった変異株を単離すれば、細胞内PE輸送に欠損を持つ株が得られると考えられる。そこで、本PE合成欠損株を変異原処理し、約48,000個のコロニーから20株のPEを利用できなくなった変異株を取得した。今後、これら変異株の変異を相補する遺伝子を単離し解析することにより、細胞内オルガネラ間のPEの輸送機構に関する知見が得られると期待される。本研究では、酵母を材料として細胞内における小胞体-ミトコンドリア間の脂質輸送機構の解析を行った。まずミトコンドリアと相互作用している小胞体の一部(Mitochondrial Associated Membrane, MAM)の単離と解析、更にはin vitroでの小胞体-ミトコンドリア間の脂質輸送の再構成系の構築を目的として、ミトコンドリア外膜タンパク質、Tom70のN末端60アミノ酸とβ-galactosidaseとの融合タンパク質を発現させた酵母より、抗β-galactosidase抗体を用いて、ミトコンドリアを簡便かつ大量に精製、固定化することを試みた。種々の条件について検討を行ったが、この方法でミトコンドリアを精製することはできなかった。次に、小胞体-ミトコンドリア間の脂質輸送に関与する遺伝子産物を同定するため、約5,000株の酵母遺伝子破壊株のcollectionに対して、小胞体-ミトコンドリア間の脂質輸送に欠損を持つ破壊株の網羅的探索を行った。ミトコンドリアのPE合成酵素、PSD1を破壊した株は、ミトコンドリアの機能に欠損を持ち乳酸等の非発酵性炭素源を資化できなくなることが知られている。このことから、PEはミトコンドリアの機能に必須であり、従ってミトコンドリアの機能に欠損を持つ変異株又は遺伝子破壊株にはミトコンドリアへの脂質の輸送に欠損を持つ株も含まれる可能性がが考えられる。そこで、5,000株の遺伝子破壊株について、乳酸を資化できない株を探索し、350株を得た。このうち75株について全リン脂質を調製してリン脂質組成をHPLCにより検討し、細胞内PE量が有為に減少した株を23株得た。更にこの23株中7株について、ミトコンドリア画分を単離し、リン脂質組成について検討したところ、これら7株全てにおいてPEの顕著な減少が認められた。これらの破壊株において破壊されている遺伝子の産物には、小胞体-ミトコンドリア間の脂質輸送に関与しているものが含まれる可能性が考えられる。今後、これらの破壊株について小胞体-ミトコンドリア間の脂質輸送の検討を行い、遺伝子産物の機能について解析を行うことにより、小胞体-ミトコンドリア間の脂質輸送の機構に関する知見が得られると期待される。一方、酵母においてPSのPEへの変換を触媒するPSD

1、PSD2を破壊し、更にKennedy経路のECT1をGAL1プロモーター支配下に置いた株を作製したところ、グルコース存在下ではPE合成が停止してしまうため生育できないが、培地に短鎖PEを添加するとその生育が支持されることを見いだした。この場合、短鎖PEは細胞内に取り込まれ、いずれかのオルガネラでアシル基が交換され利用されていると考えられる。従ってこの株をもとにPE存在下で生育できなくなった変異株を単離すれば、細胞内PE輸送に欠損を持つ株が得られると考えられる。そこで、本PE合成欠損株を変異原処理し、約48,000個のコロニーから20株のPEを利用できなくなった変異株を取得した。今後、これら変異株の変異を相補する遺伝子を単離し解析することにより、細胞内オルガネラ間のPEの輸送機構に関する知見が得られると期待される。
日本企業の海外現地法人の所有形態とその決定要因に関する研究

本研究では、日本の多国籍企業が海外現地法人を設立する場合、親企業の出資比率がどのような要因によって決定されるかを分析している。多くの出資比率の決定要因に関する先行研究で扱われている企業、産業、受入国の特性に関する変数に加え、為替レートを決定要因として重視している点が本研究の特徴である。為替レートが出資比率に影響を与える理由として以下のメカニズムが考えられる。不完全資本市場を仮定した場合、企業が持つ現金、自己資本、株価等が投資に正の効果をもつことが知られており、実証研究でもそのような効果が確認されている。このような投資への資産の効果(または金融制約の存在)を考慮すると、円高は、海外へ投資する日本企業にとって、相手国通貨で測った資産が増加すると同じ効果を持ち、その国への投資金額を増加させる効果をもつことになる。本研究では、このような不完全資本市場における投資のモデルを利用し、日本の多国籍企業約60社の現地法人のデータを用いて出資比率の決定要因を調べている。先行研究で用いられた様々な変数(企業の技術、経験、業種、受入国のガバナンス等)をコントロールしても、為替レートは出資比率に有意な効果を与えるという結果が得られた。本研究ではさらに、推定された為替レートの効果が、為替レートと直接投資の関係を説明している他の理論仮説によって説明可能かどうかを検討した。その結果、本稿で得られた為替レートの効果は、資本市場の不完全性によって最もうまく説明されることが明らかとなった。本研究では、日本企業が海外に現地法人を設立する場合にその出資比率をどのように決定しているかを分析している。先行研究では、技術水準が高い企業は海外に進出する傾向が強く、自身の高度な技術情報が流出することを恐れ(パートナーと組むことよりも)単独での進出を選択する傾向が強いことが指摘されている。一方で、進出先での経験が十分でない企業は、現地パートナーとの協力を積極的に進め、その結果出資比率が低下するという点も確認されている。このような結果は、欧米企業のデータを用いた実証分析では確認されているが、日本企業のデータを用いた研究では必ずしも確認されていなかった。本研究では、Kasuga(2003)による不完全資本市場における投資を考慮したモデルを用いて、技術、経験、業種等の変数に加え、為替レートや資金調達の容易さが現地法人への出資比率に大きな効果を持つという仮説を提示している。ここでは従来の仮説とは異なり、円高や親企業の株価の高騰は、資金調達を容易にして現地資産を買収するコストを低下させるため、(他の条件が一定であれば)出資比率を高くする効果があるという点を考慮している。日本の多国籍企業約60社の現地法人のデータを用いて、出資比率の決定要因を分析したところ以下のような結果が得られた。1)技術、経験、業種等の様々な変数をコントロールした後でも、為替レートは出資比率に影響する。2)為替レートの出資比率への効果は、理論モデルが示唆するように資本市場が不完全であることによるものと考えられる。
対面的説得場面における説得者と被説得者の相互影響過程

説得状況に対する認知と意識内容との関連についての検討説得相手について,親しく,よく知っており,今後もつきあいがあると評価するほど,相互理解と相手の感情状態への配慮がなされ,相手に与える印象についての配慮がなされにくいことが示された.それに対して気を使う相手と評価しているほど,相手に与える印象が配慮されることが示された.また,説得内容が自分にとって重要であると評価されるほど相手の感情や相手に与える印象についての配慮がなされるのに対して,説得内容が相手にとって重要であると評価されるほど,相互理解,メッセージ内容,親しみ表現への配慮がなされ,感情配慮や印象配慮がなされないという傾向がみられた.さらに,説得者と説得相手双方への利益がある場合に相互理解への配慮が,説得者自身に利益がある場合には相手の感情状態や相手に与える印象への配慮への配慮が,説得相手に利益がある場合に親しみ表現への配慮が,それぞれ最も配慮されるという傾向が示された.説得状況と認知過程・説得内容との関連についての検討被験者にあらかじめ重要度の異なる説得目的と異なる説得相手(友人・初対面の人物)を提示した上で,その目的に沿うような説得的コミュニケーションの生成を求めた.その際の認知過程について情報モニタリング法を用いて検討を行った.さらにコミュニケーションの内容分析を行いそこで使用された説得方略についても分析中である.1.他者を説得する際の認知内容についての検討説得相手や説得内容の違いによる送り手の認知内容の差異を日記法により検討した.調査対象者に対して,1週間に渡って「誰かを説得する」度に,そのときの状況や意識内容を記録用紙に従って記入するように求めた.得られた説得事例について数量化III類を行い,説得状況および説得時の認知過程の関連を検討した.その結果,説得相手が家族の場合,その内容は「自己関与が高い」内容が多く,認知の特徴として「自己イメージへの意識の低さ」「相手の事前の感情状態への配慮」が示された.相手が友人等の場合には,その内容は「重要」であるが「自己関与は低い」傾向がみられた.また認知の特徴として「慎重・親しみイメージへの意識」「相手の立場への配慮」が示された.2.説得目的の分類上記の研究において,説得者の意識内容が,説得目的によって異なることが示された.したがって説得者の意識内容やプロセスを体系的に検討するにあたっては,まず多種多様な説得目的を類型化し,それらの目的による意識への影響を明確にしておく必要がある.そこで説得目的の類型化を目的とした質問紙調査を行った.予備調査によって収集された50の説得目的について,説得経験の有無,説得の困難さなどの評定を求めた.そして説得の困難さの評定項目について因子分析を行った結果,「相手の好意を得る」「仕事に関する助力を求める」「自分の意見への理解を求める」「人間関係に関するアドバイスを与える」「規範の遵守を求める」「金銭的・物理的援助を求める」「社会的活動への協力を求める」など,12種類の説得目的が得られた.今後,この類型の妥当性の確認とともに,説得目的が説得者の認知内容に与える影響を検討していく予定である.1.説得目的の分類昨年度に引き続き,説得目的の類型化を目的とした質問紙調査を行った.予備調査によって収集された50の説得目的について,説得経験の有無,説得の困難さなどの評定を求めた.そして説得の困難さの評定項目について因子分析を行った結果,「自分の意見についての理解を求める」「対人関係・習慣へのアドバイスをする」「規範の遵守を求める」「友人から助力を得る」「仕事の調整を求める」「売買その他」「財政的援助を求める」「関係を弱める」「健康についてのアドバイスをする」「相手の意見を変える」など,11種類の説得目的が得られた.2.説得者の意識内容の構造の検討昨年度までの研究では,意識内容の構造については仮説的に分類しており,その妥当性は明らかでない.そこで質問紙調査により説得者の意識内容の構造について検討した.さらに,さまざまな対人場面での影響が指摘されているような個人的要因(社会的スキルなど)によって,説得時に意識される内容が異なるかについても検討を加えた.予備調査によって収集された75の説得時の意識項目について,実際の説得場面で意識された程度の評定を求め,因子分析を行った.その結果,「相互理解」「メッセージ内容への配慮」「相手の感情配慮や懸念」「相手への印象配慮」「結果への懸念」「NVC配慮」「親しみやすさ表現」の7つの因子が得られた.上記で得られた意識内容の7因子と社会的スキル等との関連を検討したところ,社会的スキルが高いほど,相互理解につとめ,またわかりやすく話すように意識していることが示された.視点取得候向が高い人や説得能力の自己評価が高い人もほぼ同様の傾向を示した.シャイネスについては,シャイネスが高いほど,相互理解についての意識は低く,相手の感情状態についての配慮や懸念が高いことが示された.3.説得者の認知過程の実験的検討(予備実験)説得者の認知プロセスについて,情報モニタリング法などによって実験的に検討していくための予備実験を行った.説得状況に対する認知と意識内容との関連についての検討説得相手について,親しく,よく知っており,今後もつきあいがあると評価するほど,相互理解と相手の感情状態への配慮がなされ,相手に与える印象についての配慮がなされにくいことが示された.それに対して気を使う相手と評価しているほど,相手に与える印象が配慮されることが示された.

また,説得内容が自分にとって重要であると評価されるほど相手の感情や相手に与える印象についての配慮がなされるのに対して,説得内容が相手にとって重要であると評価されるほど,相互理解,メッセージ内容,親しみ表現への配慮がなされ,感情配慮や印象配慮がなされないという傾向がみられた.さらに,説得者と説得相手双方への利益がある場合に相互理解への配慮が,説得者自身に利益がある場合には相手の感情状態や相手に与える印象への配慮への配慮が,説得相手に利益がある場合に親しみ表現への配慮が,それぞれ最も配慮されるという傾向が示された.説得状況と認知過程・説得内容との関連についての検討被験者にあらかじめ重要度の異なる説得目的と異なる説得相手(友人・初対面の人物)を提示した上で,その目的に沿うような説得的コミュニケーションの生成を求めた.その際の認知過程について情報モニタリング法を用いて検討を行った.さらにコミュニケーションの内容分析を行いそこで使用された説得方略についても分析中である.
胸部放射線治療の内臓脂肪組織への影響：アディポサイトカインとがん幹細胞の役割

「がん幹細胞は、内臓脂肪組織をニッチとして隠れ、抗がん治療を回避」すると近年報告されている。また「内臓脂肪組織は数多くのサイトカインやホルモンを発現・分泌する活発な内分泌臓器」という概念が確立し,分泌されるアディポネクチン、ヒト腫瘍壊死因子-α(TNF-α)、レプチンをはじめとするアディポサイトカインと、冠動脈疾患、糖尿病等様々な病態との関連が明らかにされている。一方放射線腫瘍学では心臓への照射により冠動脈疾患が増加することは知られているが、その機序は明らかではなく、心臓周囲脂肪組織をはじめとする内臓脂肪組織に着目した研究はない。本研究の目的は、胸部放射線治療患者を対象に、胸部内臓脂肪組織への線量と、バイオマーカーとして定量化された血中アディポサイトカイン濃度、冠動脈病変との関連、またその予後との関係を明らかにすることである。さらに術前照射症例では、採取した内臓脂肪組織から直接アディポサイトカイン発現を定量化するとともに、脂肪組織由来がん幹細胞の定量評価を行い、予後との関連を探索的に解析する。本研究はcardio-endocrine-oncologyの先駆けになるものと考えられる。当該年度は学会、書籍、論文等で情報収集を行い、現在、当院の生命倫理審査委員会に研究プロトコールを提出する準備を行っている。今年度には院内臨床試験として承認され、症例登録が実際に開始される予定である。当該年度は学会、書籍、論文等で情報収集を行い、アディポサイトカインの採血法や種類について選定を行っていたため、進捗は当初より遅れている。現在、当院の生命倫理審査委員会に研究プロトコールを提出する準備を行っている。今年度には院内臨床試験として承認され、症例登録が実際に開始される予定であり、解析用コンピューター類、アディポサイトカイン測定用ELISAキットなどの実験機器を購入する予定である。
炎症性疾患におけるImmunothrombosisの制御異常と新たな治療法の開発

ヒストンは損傷した宿主細胞から放出され、炎症に伴う血栓症を惹起する。血小板の活性化はヒストン誘発性血栓症の原因であるが、好中球依存性メカニズムは未知である。好中球除去およびMac-1欠損は、ヒストンによる肺血栓塞栓症の発症を抑制しマウスの生存を延長した。我々は血漿の存在下で血小板・好中球相互作用によって誘導される血漿凝固産物を推定する濁度測定技術を利用した。ヒストンは、好中球Mac-1を直接活性化しMac-1依存的に血漿凝塊の産生を増大させ血小板・好中球複合体形成を増強した。これらのデータは、ヒストンが好中球-血小板相互作用を介してMac-1依存性の血栓塞栓症を誘導することを示している。高脂肪食による2型糖尿病自然発症DIO (diet induced obesity)マウスにhistone 70 mg/kg投与したところ,通常飼料投与群に比して生存率の著明な低下を認めたため,これは糖尿病における易血栓性を示していると考えた.この高脂肪食+histone投与モデルにおいて、C57BL/6jマウスと比べ,Mac-1 KOマウスで生存が改善した.このことから糖尿病患者ではhistone感受性が亢進しており,その原因としてMac-1を介した血小板・好中球相互作用が介在することが想定された.炎症による血栓形成メカニズムを制御する物質として生体内物質ラクトフェリン(Lf)に注目した.Lfをhistone誘発血栓症モデルマウス,HFD投与histone誘発血栓症モデルマウスに投与したところ,生存が著明に改善した.In vivoでの実験結果を踏まえ,96穴プレート内で好中球・血小板相互作用による血栓形成を惹起して定量化するin vitro血栓定量化システムを構築した。血栓形成への影響を定量化するためにCaCl2を加えた多血小板含有血漿(PRP),多形核好中球(PMN) ,少量のthrombinを用いて実験を試みた.histoneの存在下でPRP+PMN群の吸光度の増幅効果が見られ,histoneにより活性化した好中球・血小板による血栓増強効果が確認できた.一方,糖尿病の病態は最終糖化産物(advanced glycation end products:AGEs)の形成を促進する高血糖状態に特徴づけられる.MG存在下でPRP+PMNを前処置するとPRP+PMN+histone群に対する吸光度の増強効果を認め,histone感受性の増強をもたらすと考えられた.以上より、糖尿病におけるhistone感受性が亢進している要因としてMGが関与していることが示唆された.HistoneはTLR2,4を介して血小板を活性化し,血小板上にP-selectinを発現することが報告されている.PRP群と比較しPRP+PMN群において,histone存在下で吸光度の著明な増幅効果が見られたことからは,血栓形成においてhistoneによる血小板に対する作用だけでなく,好中球・血小板相互作用が重要であると考えられた.血栓形成において,好中球・血小板相互作用に好中球上のMac-1と血小板上のGPIbαの結合が重要であることは以前から報告されている.また,histone誘発血栓症モデルにおいてMac-1 KOマウスの生存が改善したことからは,histoneによる好中球・血小板相互作用にMac-1が関与していると考えられる.これらのことから,histoneにより活性化しP-selectinを発現した血小板がPSGL-1を発現した好中球と接着し,それに引き続いて好中球上のMac-1と血小板上のGPIbαの相互作用により血栓形成を起こすというメカニズムが想定された.Lfはin vivoの実験でhistone誘発性血栓モデルの生存を改善し、in vitroの実験で好中球・血小板相互作用による血栓形成を改善させたことから,LfがMac-1を標的として好中球・血小板相互作用を阻害する可能性が考えられる.本研究により,「糖尿病では血栓症の発症が助長される要因として,Mac-1を介した血小板・好中球相互作用に代表されるhistone感受性が亢進している」という新たなメカニズム解明の糸口を掴んだ.本研究における現時点での最大の成果は、histoneによる96穴内in vitro血栓定量化システムの構築である。我々は好中球・血小板相互作用による血栓形成への影響を検証するために多血小板含有血漿(PRP)、多形核好中球(PMN)、少量のthrombinを用いて96 well plate内で血漿クロットを作成し、その混濁度により血栓形成を定量化するin vitroの実験系を構築した。これにより、好中球(PMN)、血小板表面に発現する分子レベルで血栓形成のメカニズムを検証することが可能となった。HistoneはTLR2,4を介して血小板を活性化し,血小板上にP-selectinを発現することが報告されている.

しかし血小板PRP群と比較しPRP+PMN群において,histone存在下で吸光度の著明な増幅効果が見られたことからは,血栓形成においてhistoneによる血小板に対する作用だけでなく,好中球・血小板相互作用が重要であると考えられた.血栓形成において,好中球・血小板相互作用に好中球上のMac-1と血小板上のGPIbαの相互作用が重要であるという報告は以前からあるが,我々の実験でhistone誘発血栓症モデルにおいてMac-1 KOマウスで生存が改善したことから,histoneによる好中球・血小板相互作用にはMac-1が関与していると考えられる.これらのことから,histoneによりP-selectinを発現した血小板が好中球と接着し,好中球上のMac-1と血小板上のGPIbαの相互作用により血栓形成を起こすという仮説を立てた.本研究により,「好中球のMac-1の発現が亢進している病態である糖尿病では、血栓症の発症が助長される要因として,Mac-1を介した血小板・好中球相互作用に代表されるhistone感受性が亢進している」という新たなメカニズム解明の糸口を掴んだ.in vivoの実験で、高脂肪食糖尿病マウスは炎症におけるDAMPsであるヒストンによる炎症性血栓モデルに感受性が高いことを示し、そのメカニズムをin vitroで検証する血栓定量化の実験系を構築した。今後の研究を進める基盤が構築された。血液凝固カスケードは、炎症および免疫反応と密接に関連している。ヒストンは損傷した宿主細胞あるいは白血球細胞から放出され、炎症に伴う血栓症のメディエーターとして作用する。血小板の活性化および凝集はヒストン誘発性血栓症の原因として知られているが、好中球依存性のメカニズムについて不明である。本研究では、ヒストンによる好中球・血小板相互作用の増強と血栓形成へのメカニズムを探求した。好中球を免疫学的に除去したマウスおよび白血球インテグリンMac-1の欠損マウスでは、ヒストン誘発性肺血栓塞栓症においてマウスの生存を延長した。ヒストン誘発血栓症のメカニズムをさらに調べるために、血漿の存在下にヒト血小板と好中球との相互作用によって誘導される血漿凝固産物を定量化する濁度測定技術を利用した。ヒストンは、血漿存在下に両細胞の共培養による血漿凝塊生成を増大させた。また共培養系におけるフローサイトメトリー分析により、ヒストンは血小板/好中球複合体形成を増強し、これは抗CD40L、抗Mac-1抗体によって阻害された。また、抗CD40Lにより好中球のMac-1の活性化が抑制された。一方、好中球をヒストンにより刺激するとMac-1が活性化し、好中球上のToll様受容体(TLR)-2および4の発現を誘導した。Mac-1活性化は、TLR-2および4の阻害剤によって抑制され、ヒストンが血小板TLRを介して直接的に好中球を活性化することができることを示唆している。これらのデータは、ヒストンは血小板だけではなく好中球にも直接作用し、CD40 / CD40Lを介して好中球・血小板相互作用が増強しMac-1依存性血栓塞栓症を誘発することを示しており、これは炎症誘発性血栓症の新たな治療標的となりうることを示唆した。ヒストンは損傷した宿主細胞から放出され、炎症に伴う血栓症を惹起する。血小板の活性化はヒストン誘発性血栓症の原因であるが、好中球依存性メカニズムは未知である。好中球除去およびMac-1欠損は、ヒストンによる肺血栓塞栓症の発症を抑制しマウスの生存を延長した。我々は血漿の存在下で血小板・好中球相互作用によって誘導される血漿凝固産物を推定する濁度測定技術を利用した。ヒストンは、好中球Mac-1を直接活性化しMac-1依存的に血漿凝塊の産生を増大させ血小板・好中球複合体形成を増強した。これらのデータは、ヒストンが好中球-血小板相互作用を介してMac-1依存性の血栓塞栓症を誘導することを示している。
科学技術と文化が融合する「環境と遊びから学ぶものづくり・人づくり教育」

"ものづくりは人づくり"などとも言われ、ものづくりの過程で学ぶこと、実習授業での技術・技能、ダーティーワークなどの体験は、現代の学生達、若年世代にとって、大変貴重な経験となっており、その達成感も得難いものがある。広い意味での社会貢献や、地域社会との接点として、「人と人」、「人ともの」のつながり、関わりを知る上での大切な実践的教材ともなっている。その意義、重要性を踏まえ、本校、環境工学の授業等で実践指導と試作を行い、展示等も行った。本校、低学年での実験実習や研究などで培われた学生のものづくり力を活用し、主に環境工学の授業において、ものづくり課題として取り組んだ。授業準備として、先ず、これまで研究者が取り組んできた「環境と遊びから学ぶものづくり教育」について1.再検討と情報収集を行った。2.環境工学授業においてアイデア出しと地元阿南市の竹素材など材料・素材を検討した。3.本校実験実習工場などで学生が試作し、さらに講師の指導を受け研究者も試作した。4.その一部試作品を、あえて文化イベントなどに持ち込み、文化(人づくり)と科学技術(ものづくり)を融合した展示を行った。学生達や子供達が実際に見て、作って、遊んで、表現して、五感で体験できる、人と地球、地元にやさしい"体験型ものづくりの遊び場"を創造、双方の遊び心と学ぶ心を刺激し、科学・理科離れ対策も睨み、科学・技術への興味とモチベーションの向上を喚起する"環境と遊びから学ぶものづくり・人づくり教育"を実践した。
内分泌腫瘍の顆粒形成とホルモン分泌を制御する細胞内コレステロール代謝

近年、ペプチドホルモンを分泌顆粒へ運ぶ、カルボキシペプチターゼE(CPE)、ペプチドホルモンの前駆体を活性型にするプロホルモン転換酵素(PC1/3, PC2)、ペプチドホルモンを含むクロモグラニンAを分泌顆粒へ輸送するセクレトグラニンIIIが高コレステロール組成の分泌顆粒膜に結合することが報告されている。私の研究室では、分泌顆粒膜が40-45mol%という高いコレステロール組成を示すことを見出した。そこで本研究では、分泌顆粒膜のコレステロール組成が変化した時、ホルモン分泌と顆粒数、顆粒形態がどのように変化するかを調べた。細胞のコレステロールは、二つのルートで供給される。一つは食事により取り込まれたコレステロールがLDL(低比重リポタンパク質)を介したエンドサイトーシスにより細胞に取り込まれる系。もう一つは細胞内生合成系で、アセチルCoAを出発原料として、HMG-CoA、メバロネート、ファルネシルピロリン酸(FPP)、スクアレンを経て、コレステロールが合成される。細胞内オルガネラのコレステロール組成は小胞体膜、ミトコンドリア膜で7mol%と低いものの、ゴルジ装置のトランス側に向けてその組成は上昇し、細胞膜では20-26mol%の値を示す。本研究では、内分泌顆粒膜のコレステロールが非常に高いことから、その役割を明らかにするため、コレステロール合成経路中間体メバロネート、スクアレン、ゲラニルゲラニルピロリン酸(GGPP)、コレステロール合成阻害剤ロバスタチンを膵β細胞に与えてMIN6β-細胞のインスリン分泌と分泌顆粒形成を調べた。その結果、コレステロールは、膵β細胞で内分泌顆粒の顆粒数とその大きさ、顆粒タンパク質の保持に重要であることがわかった。また、コレステロール合成経路の枝経路にあるゲラニルゲラニル二リン酸は、MIN6細胞とラット膵島でグルコース刺激インスリン分泌を促進した。従って、GGPPはインスリン分泌を促す薬剤としても期待できると考える。内分泌細胞はホルモン顆粒で充満しており、外部刺激でその一部が細胞膜と融合し、内容物のホルモンを血流中に放出する。このホルモン分泌顆粒は細胞内のゴルジ棚トランス側のネットワーク構造(TGN)から出芽・形成される。内分泌腫瘍では細胞数が増加するので血中ホルモン値は上昇するが、細胞あたりの顆粒数は減少している。私達は分泌顆粒膜のコレステロール組成が細胞膜やシナプス小胞膜のそれ(20-25mol%)に比して倍近く高い40-50mol%を示すことを見いだした(BBA 1761 : 1169, 06)。この高いコレステロール組成が基になって分泌顆粒の構成タンパク質セクレトグラニンIIIがコレステロールに結合し、引き続いてホルモンキャリアータンパク質クロモグラニンAなどがセクレトグラニンIIIに結合子、顆粒膜にホルモン集合ドメインが作られる。つまり私は分泌顆粒はTGN膜の高コレステロールドメインから出芽・形成されると考えている。この仮説を実証するために群馬大学大学院工学研究科篠塚教授との共同研究でピレン蛍光団をもつコレステロールプローブを用いて、細胞内コレステロール動態を研究した。このプローブの発光団ピレンは抗体でも認識できるので、生細胞では発光を、固定細胞では抗体染色でコレステロール動態を追跡できる。プローブは内分泌顆粒に特異的に集積し、内因性コレステロールと同様の動態を示した。今後、このプローブを用いて顆粒形成に関わるコレステロール結合タンパク質を同定する。内分泌細胞の分泌顆粒膜は非常に高いコレステロール組成をもつ(BBA 1761:1169, 06)。その理由として1.顆粒膜はリピドラフトに富む、2.顆粒膜にコレステロールを集積するタンパク質の存在、が考えられる。

平成21年度は、上記二点の検証を行った。1.顆粒膜のリピドラフトの検証;リピッドラフトマーカーのフロティリンに対する抗体を用いてマウス膵β細胞株MIN6の免疫染色を行ったところ、小胞体から細胞膜まで分泌顆粒以外の多くの場所でそのシグナルが観察された。またショ糖密度勾配遠心法で、フロティリンと顆粒局在タンパク質であるカルボキシペプチターゼEを調べたところ、両タンパク質ともにリピッドラフト画分に局在しなかった。一方、リピッドラフト成分であるGM1ガングリオシドは電子顕微鏡化で顆粒膜に局在した(論文投稿中)。2.顆粒膜にコレステロールを集積するタンパク質存否の検証;MIN6細胞を外部からのコレステロール流入を遮断し、更に細胞内コレステロール合成を阻害して培養したところ、顆粒の形態が直径500-800nmと大きくなり(通常直径200-300nm)、インスリンが顆粒に留まることが出来なくなった。この細胞で顆粒にコレステロールを運ぶと考えられているセクレトグラニンIII(SgIII)は顆粒局在量が減少した。またsiRNAでSgIII発現をノックダウンさせた時、顆粒膜コレステロール組成は減少し、顆粒形態が直径1000nm以上に肥大化する。このことから私はSgIIIが分泌顆粒にコレステロールを集積する機能があることを見いだした。(論文投稿中)。
ユダヤ人言語共同体の集団的記憶の形成と伝承：旧オスマン帝国領のラディノ語の場合

本研究ではユダヤ人の言語共同体における集団的記憶の形成と継承を対象とし、集団的記憶が国家や宗教よりもむしろ言語を核に形成されている様子を描き出す。本研究では「言語共同体」とは共通の言語をもつとして集う人々の集団を指し、「集団的記憶」とはその集団の独自の歴史を指す。1492年スペイン追放から現在まで使われてきたラディノ語(ジュデズモ、ユダヤ・アラビア語とも)は地中海沿岸の広範囲に分布したユダヤ人の独自言語である。ディアスポラのユダヤ人の言語は日本でも比較的知られているイディッシュ語以外にも数多く存在した。本研究では代表的な言語の中でもまだ話者が生存しているラディノ語とその集団的記憶に注目する。
EGFレセプターの二量化阻害を基盤とするペプチド性抗がん薬リードの創製

上皮成長因子(EGF)レセプターは、多くのがん細胞で過剰発現しており、その無秩序な活性化が細胞の増殖や増悪に関与していることから、抗がん薬開発の分子標的となっている。本研究では、EGFレセプター活性化過程における重要なイベントである『二量化』を阻害するという新たな戦略を持った抗がん薬リードの創製を目指している。申請者は、これまでの研究から、EGFレセプターの二量化を阻害する環状ペプチドを見出し、その構造活性相関研究から二量化阻害に必要な環サイズとしては10残基のアミノ酸から成る環状デカペプチドが適切であることを突き止めた。また、この環状デカペプチドの側鎖配置をほぼ同様に保つことのできるレトロインベルソ型(RI)ペプチドが、もとの環状デカペプチドと同程度の二量化阻害活性を示したことから、二量化阻害環状ペプチドの側鎖配置がEGFレセプターとの相互作用に大きく寄与していることが強く示唆された。このRIペプチドは、ヒト上皮がん細胞そのものにおいても、EGFレセプターの二量化阻害および自己リン酸化阻害を示し、さらには細胞増殖に対する抑制効果も示した。このRIペプチドの二次構造を推定するために、円偏光二色性(CD)スペクトルを測定したところ、生理条件下(37°C,pH7.4)においてβシート様構造を示すことが明らかとなった。これらの結果から、CDスペクトルを指標とする新たな構造活性相関研究の可能性が示唆された。しかしながら、すでに開発されたキナーゼ阻害薬や抗体医薬は、副作用や薬剤コストなどの面で満足できるものではない。申請者は、過去に、EGFレセプターの二量体界面に存在するβヘアピンアームの先端を模倣した環状ペプチドが、レセプターの二量化を抑え、かつ、その活性化(自己リン酸化)を阻害することを見出した。そこでまず、これをもとに、より強力な阻害活性もつ改変ペプチドを設計するために、本年度は、表面プラズモン共鳴(SPR)を用いた簡便かつ効率的なアッセイ法の開発を試みた。ヒト扁平上皮がんA431細胞そのものを利用し、細胞表面に過剰発現しているEGFレセプターへの親和性をSPRシグナルとして検出する条件を検討した。その結果、細胞表面のEGFレセプターとSPRのセンサーチップに固定化したリガンドEGFとの特異的な結合をSPRシグナルとして検出できる条件を見出すことに成功した。今後、コンピューター上でEGFレセプターの結晶構造を精査し、環状ペプチドの改変体を設計し、本年度に確立したSPRアッセイを用いて、レセプター細胞外領域に対し、特異的な作用を示すペプチドを作り出す予定である。そこで今年度は、この二量化阻害環状ペプチドをもとに、さまざまな環状ペプチドを設計・合成・評価を繰り返しながら構造活性相関研究を行った。環の大きさが異なる環状ペプチド、環状ペプチドのN末端およびC末端側にアミノ酸を数残基付加したペプチド、非天然のアミノ酸を組み込んだ環状ペプチドを検討したところ、10残基のアミノ酸から成る環状デカペプチドがEGFレセプターの二量化を最も阻害することを突き止めた。また、この環状デカペプチドに含まれるアミノ酸側鎖の構造およびその配向が、EGFレセプターとの相互作用に大きく寄与していると推察された。今後、コンピューター上でEGFレセプターの結晶構造を精査し、さらなる環状デカペプチドの改変体を設計し、EGFレセプター細胞外領域に対し、特異的な作用を示すペプチドを創り出す予定である。

このRIペプチドは、ヒト上皮がん細胞そのものにおいても、EGFレセプターの二量化阻害および自己リン酸化阻害を示し、さらには細胞増殖に対する抑制効果も示した。このRIペプチドの二次構造を推定するために、円偏光二色性(CD)スペクトルを測定したところ、生理条件下(37°C,pH7.4)においてβシート様構造を示すことが明らかとなった。これらの結果から、CDスペクトルを指標とする新たな構造活性相関研究の可能性が示唆された。本年度実施した環状ペプチドの構造活性相関研究より、EGFレセプターの二量化阻害を示すには、環状デカペプチドという構造が最適であることが判明した。また、EGFレセプターとの相互作用には、環状デカペプチド中のアミノ酸側鎖が大きく寄与していると推察された。これらの情報は、阻害活性の向上を目指した更なる構造活性相関研究におおいに役立つと考えられる。今後、申請者らの研究室で稼働している統合計算化学システムソフトウェアを用いて、コンピューター上でEGFレセプターの結晶構造を精査し、レセプター細胞外領域のドメインIIに対して特異的に結合することで二量化阻害を示す環状デカペプチドの改変体を創り出す。この改変体には、非天然アミノ酸や非ペプチド型構造の積極的な導入を検討し、より強い二量化阻害剤への改変を図る予定である。
膵島細胞X膵島腫細胞間のハイブリッド細胞におけるホルモン産生能の増幅

1.細胞融合:インスリノーマ細胞(Inー111ーRI,RINr)と膵島細胞とのPEGによる融合を繰り返し行っているが、未だインスリン分泌細胞系はえられていない。2.諸因子によるホルモン分泌の増巾:InーR1ーG9クローン株は、膵島A細胞の約1/50以下のグルカゴンを分泌する。この細胞につき増殖とホルモン分泌能の関連を検討し、ついでDNAメチル化阻害剤5アザシチジン(5AC),メトトレキセート(MTX),ハイドロコーチゾン(HC)の効果をみた。細胞はEDTAートリプシン継代後24時間は増殖を示さず、その間【^3H】ーチミジンの取り込みも抵下したが、18時間後より増加した。50時間後、細胞数は2倍となり、以後倍加時間28時間で増殖し続けた。グルカゴン分泌量は24時間以内は338pg/【10^4】/時間であったが増殖に伴い低下し、72,96時間では各々92,50pgを示した。5ACは、検討した種々の濃度、時間の中、10μΜ、24時間で細胞増殖を抑制し、分泌量は1.52.5倍となった。MTXは5×【10^8】Mでやや細胞障害を示すものの増殖を抑制し、8日目の分泌量は800pgとなり、細胞内含量も対照の2倍に増加した。電顕的には、一部グルカゴン顆粒の増加が強められたが、粗面小胞体の拡張もみられた。HCは【10^(-3)】Mにおいてのみ細胞増殖を約20%抑制し、分泌量は2倍に増加した。これらの薬剤は除去することにより細胞増殖は回復し、分泌量は低下した。3.コラゲンゲルを用いたホローファイバー培養:グルカゴン分泌HIP-116細胞を無血清の0.3%コラゲンゲル培地(D-MEM+F-12,1:1)に浮遊してホローファイバーに植込み、同培地で潅流培養して長期間の細胞増殖維持に成功した。70日後も細胞はviableで、培地中に5ng/ml以上のグルカゴンを分泌した。この培養中に短時間(pulse),分泌を増巾する方法を検討している。
Fe-Cr-Ni合金における中性子照射損傷の初期過程

使用が長期間にわたる原子力材料の開発には、高エネルギーの中性子、イオン及び電子線を用いた照射研究が行われている。各照射で得られたデータを比較するため、それらの照射の相関を求めることが重要である。一般的に照射損傷組織の発達は照射温度、粒子エネルギーのスペクトルだけではなく、損傷速度にも依存する。今年度は昨年度に京大原子炉で実施した損傷速度が約2桁違う中性子照射により損傷速度の欠陥発達過程に及ぼす影響を調べた。試料としてはFe-Cr-Niモデル合金とそれ以外の純金属Au、Cu、Ni、Fe、V、及びFe-Cu合金(Fe-0.15Cu、Fe-0.3Cu、Fe-0.6Cu)、V合金(V-10Ti、V-20Ti)である。照射温度は300°C、損傷速度は4.4x10^<15>n/m^2secと3.9x10^<17>n/m^2secであった。両方の照射量はほぼ同じ、約7x10^<21>n/m^2(E>1MeV)であった。照射後、透過型電子顕微鏡の観察、陽電子寿命測定及び超微小硬度計による硬さ試験を行った。Fe-Cr-Niモデル合金及び純金属における陽電子寿命測定の結果は3つグループに分けられる。グループ1は損傷速度の増加と共に、マイクロポイドの密度は増加し、サイズは大きくなる(Fe-Cr-Ni、Fe、Cu、V)。グループ2においてはマイクロボイドの密度とサイズは損傷速度にほとんど依存しない(Au)。これに対して、グループ3はグループ1に反し、損傷速度の増加と共に、マイクロボイドの密度は減少し、サイズは逆に小さくなる(Ni)。これらの結果は原子空孔移動の活性化エネルギーから説明ができる。Fe-Cu合金においては、Cuの量の増加と共にマイクロボイドの密度の変化は小さいが、サイズは減少する。これに対して、Cuの量の増加と共に試料の硬さは増加する。試料の硬さの増加は照射によって形成された転位ループ、マイクロボイドの密度に依存するだけではなく、照射中に形成された析出物の密度も依存する。Cuの量が増えると、析出物の密度も増える。また、損傷速度の速い照射より損傷速度の遅い照射のほうがマイクロボイドのサイズは大きく、硬さは増加する。これはCu析出物の形成はマイクロボイドの形成と関係すると思われる。V-Ti合金においては、損傷速度の速い照射のほうがマイクロボイドのサイズは大きい。Tiの量の増加と共にマイクロボイドの形成は難しくなる。この原因はマイクロボイドの形成に寄与するV合金の不純物酸素がTiにトラップされることと考えられる。平成9年度の科学研究費補助金(奨励研究(A)、課題番号:09780457)によって以下3つの研究を行った。原子炉による材料の照射実験は核分裂炉のみならず核融合炉材料の開発に不可欠である。核融合炉と核分裂炉の一つ違いは中性子のエネルギースペクトルである。ここで、Fe-Cr-Ni合金について核融合中性子と核分裂中性子照射の相関を求めた。照射は日本原子力研究所の材料実験炉JMTRと京都大学研究用原子炉KURと単色14MeV核融合中性子源により行ったものである。核分裂中性子及び核融合中性子照射によって形成された欠陥の密度は照射量にほぼ比例して増加した。いずれにおいても自由格子間原子の会合過程によって格子間原子型転位ループが形成されると仮定した計算結果より高いことがわかった。これらの二次欠陥は自由点欠陥が長距離に拡散し会合することによって核形成されたものではなく、カスケード衝突領域内の一次点欠陥がカスケード衝突の冷却期に再配列を起こし発生したいわゆるカスケード二次欠陥であると考えられる。もしカスケードから直接に転位ループを形成するしきい値が存在し、転位ループ形成の効率はカスケードのエネルギーに比例すると仮定すれば、核分裂中性子と核融合中性子照射を同時に満たすカスケードしきいは20keVとなる。また、このカスケードによる転位ループ形成の効率は0.4%である。2.Fe-Cr-Ni合金及び他の金属・合金の損傷組織の発達に及ぼす損傷速度の影響照射速度による損傷組織への影響を調べるため、KURで損傷速度が約2桁違う中性子照射を行った。陽電子寿命測定と電子顕微鏡の観察結果は損傷組織の発達は損傷速度に強く依存することを明らかにした。核融合環境下での材料特性変化を正しく評価するために、JMTRで行った温度変動の実験結果に対して、計算機シミュレーションを行った。計算結果は定性的に実験結果の説明ができ、温度変動下での欠陥反応の素過程を明らかにした。照射温度は300°C、損傷速度は4.4x10^<15>n/m^2secと3.9x10^<17>

n/m^2secであった。両方の照射量はほぼ同じ、約7x10^<21>n/m^2(E>1MeV)であった。照射後、透過型電子顕微鏡の観察、陽電子寿命測定及び超微小硬度計による硬さ試験を行った。Fe-Cr-Niモデル合金及び純金属における陽電子寿命測定の結果は3つグループに分けられる。グループ1は損傷速度の増加と共に、マイクロポイドの密度は増加し、サイズは大きくなる(Fe-Cr-Ni、Fe、Cu、V)。グループ2においてはマイクロボイドの密度とサイズは損傷速度にほとんど依存しない(Au)。これに対して、グループ3はグループ1に反し、損傷速度の増加と共に、マイクロボイドの密度は減少し、サイズは逆に小さくなる(Ni)。これらの結果は原子空孔移動の活性化エネルギーから説明ができる。Fe-Cu合金においては、Cuの量の増加と共にマイクロボイドの密度の変化は小さいが、サイズは減少する。これに対して、Cuの量の増加と共に試料の硬さは増加する。試料の硬さの増加は照射によって形成された転位ループ、マイクロボイドの密度に依存するだけではなく、照射中に形成された析出物の密度も依存する。Cuの量が増えると、析出物の密度も増える。また、損傷速度の速い照射より損傷速度の遅い照射のほうがマイクロボイドのサイズは大きく、硬さは増加する。これはCu析出物の形成はマイクロボイドの形成と関係すると思われる。V-Ti合金においては、損傷速度の速い照射のほうがマイクロボイドのサイズは大きい。Tiの量の増加と共にマイクロボイドの形成は難しくなる。この原因はマイクロボイドの形成に寄与するV合金の不純物酸素がTiにトラップされることと考えられる。
骨細胞におけるミトコンドリア転写因子Tfamの機能解析

ATP産生において重要な役割を果たしているTfam (ミトコンドリア転写因子A)とメカニカルストレスの受容を担う骨細胞に焦点をあて、in vivoでの解析を行うために、Tfam floxマウスと骨細胞特異的にCreを発現するDmp1-Creマウスを交配させることにより、骨細胞特異的にTfamを欠損させ、骨の解析を行った。骨細胞特異的Tfam欠損マウスを10週齢にて解析したところ、有意に骨量が減少していた。興味深いことに、骨形成パラメーターは大きな変化がなかったものの、骨吸収パラメーターは増加していた。ミトコンドリアのTfamが骨代謝において重要な役割を果たしていることが明らかとなった。整形外科における骨折治療および脚延長術の臨床経過から、メカニカルストレスと骨形成・骨リモデリングが関連していることは経験的に知られているが、その詳細なメカニズムは明らかにされていない。我々は、骨代謝の中でも破骨細胞骨吸収の分子メカニズムを解析してきた。最近、骨細胞がRANKLの発現を介して破骨細胞形成を促進し、骨を作りかえる指令を出していることが明らかにされた。本研究では、メカニカルストレス(力学的刺激)の受容から細胞内シグナルへの変換を担う分子であるp130Casに焦点をあて、骨細胞へのメカニカルストレスから、破骨細胞による骨吸収と骨芽細胞による骨形成のバランスがどのように制御されているかを検討する。今回はミトコンドリアの役割に注目し、in vivoでの解析を行うために、骨細胞特異的Tfamノックアウトマウスを作製する。Tfamの全身性ノックアウトマウスは胎性致死となるため、Tfam floxマウスと骨細胞特異的にCreを発現するDmp1-Creマウスを交配させることにより、骨細胞特異的にTfamを欠損させたマウスを作製を試みたところ、メンデルの法則に従ってTfamコンディショナルKOマウスが誕生し、生育することを確認した。この骨細胞特異的Tfam欠損マウスを飼育し、レントゲン撮影、CTスキャンにて骨量を評価したところ、有意に骨量が減少していることがわかってきた。現在、その骨組織の標本を作製し、骨形態計測などを行い、骨組織におけるは骨量の変化、骨形成パラメーター、骨吸収パラメーターなどを含めその表現型を解析中である。加齢による骨量減少に加え、これから宇宙社会を迎えるにあたり、無重力下での骨量減少が問題となってくる。骨量維持には、運動などのメカニカルストレス(力学的刺激)の重要性が経験的に知られているが、その詳細なメカニズムは明らかにされていない。我々は、破骨細胞におけるミトコンドリア機能の役割に注目し、Tfam (ミトコンドリア転写因子A)ノックアウトマウスと高齢マウスの解析から、シグナル伝達物質としての細胞外ATPが骨吸収を阻害することを報告した。本研究では、ATP産生において重要な役割を果たしているTfamとメカニカルストレスの受容を担う骨細胞に焦点をあて、メカニカルストレスから、骨組織内の微小環境における細胞外ATPを介し、骨吸収と骨形成のバランスがどのように制御されているか検討する。骨細胞特異的Tfamノックアウトマウスを作製したところ、レントゲン撮影、CTスキャンにて骨量が定価していることが確認された。骨形態計測を行ったところ、骨形成パラメーターには大きな変化がないものの、骨吸収パラメーターには有意な増加が認められた。これは、骨細胞がまず第一にその機能を制御するのが破骨細胞である可能性を示唆するため、解析をすすめたところ、骨細胞特異的Tfamノックアウト→骨細胞内ミトコンドリア機能低下→骨細胞内ROS産生増加→骨細胞でのRANKL発現増加が、骨細胞特異的Tfamノックアウトマウスの骨量低下に大きな役割を果たしていることが明らかとなってきた。整形外科学骨細胞特異的にp130Casを欠損させたマウスを作製を試みたところ、メンデルの法則に従ってTfamコンディショナルKOマウスが誕生し、生育することを確認できたことで、今後の解析が可能となった。実験計画が順調にすすんでおり、不必要な研究費の使用を必要としなかったため。骨形態計測、骨のCT解析の外部委託の実験に使用する予定。