hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
子宮内膜症の発症・進展における細胞内シグナル伝達系に関する研究

結果は、強制激では無刺激に比較し、IL-8mRNAの発現が12.49±3.47倍(p<0.05)に増加し、培養上清中のIL-8濃度は3.85±0.28倍(p<0.001)に増加した。弱刺激下では無刺激に比較し、各々1.94±0.25倍(p<0.05),1.31±0.19倍(N.S.)であった。強刺激では弱刺激と比較し、有意に(いずれもp<0.05)大きな変化がみられた。mechanical stressは、ERK1/2のリン酸化を促進し、ERK1/2阻害剤は、IL-8の産生亢進を抑制した。子宮内膜間質細胞において、mechanical stressによりIL-8産生が増加し、この作用は伸展強度に依存することが示された。さらに、このメカニズムとして細胞内シグナル伝達系としてERK1/2が働いていることが示唆された。子宮の収縮異常は子宮内膜に対するmechanical stressを介してサイトカインなどの分泌を変化させることにより、子宮内膜症発症に関与する可能性が推測された。【目的】子宮内膜症の進展には好中球や肥満細胞による炎症が関与すると考えられており、これらの細胞由来の各種セリンプロテアーゼ(SP)をリガンドとするPAR2の活性化が子宮内膜症の病態に関与すると推測される。本研究では子宮内膜症間質細胞(ESC)のPAR2の作用について、PAR2特異的アゴニストペプチド(PAR2AP)とESC培養系を用いて検討した。【方法】同意のもと手術時に採取した子宮内膜症性卵巣嚢胞壁より分離培養したESCにPAR2APを添加し、炎症性サイトカインIL-6、IL-8分泌をELISA法で、細胞増殖能をPCNAの免疫染色法、BrdU取り込み法および細胞数計測で評価した。また、mitogen-activated protein kinase(MAPK)のリン酸化作用をWestern blot法で調べた。さらに、同意のもとボランティアから採取した末梢血から好中球を分離培養し、好中球培養上清(N-sup)をESCに添加しPCNA免疫染色を行った。【成績】PAR2AP添加(300μM)によりESCからのIL-6とIL-8分泌は有意に増加した(各々8.4倍,2.3倍)。またPAR2AP添加(30μM)により、PCNA陽性細胞の割合(P-rate)、BrdU取り込み能および細胞数は有意に増加した(各々2.3倍,1.4倍,1.24倍)。PAR2APにより3つのMAPK(p38,ERK, JNK)のリン酸化が認められた。また、3つの経路のMAPK阻害剤をPAR2APと同時添加するとPAR2APによるP-rate増加作用が抑制された。N-sup添加によりP-rateは有意に増加した(1.6倍)が、SP阻害剤aprotinin添加によりその増加作用は抑制された。【結論】本研究により好中球由来のSPによるESC増殖作用やPAR2活性化によるESC増殖や炎症の促進作用が示され、好中球を含む炎症細胞由来のSPがPAR2活性化を介して子宮内膜症の進展に作用する可能性が示唆された。
ショウジョウバエー寄生蜂系における拡散共進化の遺伝的メカニズムと進化動態の解明

本研究では、まず日本および東南アジアのショウジョウバエの寄生蜂相を明らかにした.続いて,これらショウジョウバエー寄生蜂系についての野外調査および室内実験を通し,1)宿主の抵抗性においては量的形質ではなく,メンデル遺伝をする場合があること,2)抵抗性のコストは必ずしも高くない場合があること,3)多種対多種の系においても,汎用的な抵抗性,寄生力は進化せず,抵抗性,寄生力とも寄生蜂と宿主の個別的な関係の下進化すること,4)寄生者と宿主の関係は地理的モザイク的様相を示す可能性があることを示した.本研究では、まず日本および東南アジアのショウジョウバエの寄生蜂相を明らかにした.続いて,これらショウジョウバエー寄生蜂系についての野外調査および室内実験を通し,1)宿主の抵抗性においては量的形質ではなく,メンデル遺伝をする場合があること,2)抵抗性のコストは必ずしも高くない場合があること,3)多種対多種の系においても,汎用的な抵抗性,寄生力は進化せず,抵抗性,寄生力とも寄生蜂と宿主の個別的な関係の下進化すること,4)寄生者と宿主の関係は地理的モザイク的様相を示す可能性があることを示した.本年度予定していた系統サンプリングについては、論博研究者であるAwit氏がインドネシア・ボゴールにおいて、また研究協力者である三井氏が対馬、西表島で行い、ショウジョウバエ15系統、寄生蜂5系統を確立した。また同時に、これら3地域におけるショウジョウバエとその寄生蜂の種構成を明らかにした。さらに、系統が確立できた寄生蜂について、宿主利用を実験的に調べ、その生息地の宿主の種構成が寄生蜂の宿主利用に多大な影響を及ぼしていることを明らかにした。本年度は、上記の研究に加え、ハエの抵抗性に関わる遺伝子のゲノムワイドスクリーニングとその機能解析を行う予定であったが、この実験に使用予定の寄生蜂系統の状態が思わしくないため、24年度に予定していたハエの抵抗性系統の選抜実験を行い、抵抗性獲得のコストと抵抗性の汎用性について査定した。約10世代に亘る選抜の結果、完全に抵抗性を示す系統と全く抵抗性を示さない系統を得ることができた。選抜に対する反応はきわめてすみやかなことから、抵抗性に関わる遺伝子は少数であると考えられた。次に、これらの系統についてさまざまな適応形質、また他寄生蜂数種に対する抵抗性を調べた結果、抵抗性獲得のコストはきわめて小さいこと、またこの抵抗性には全く汎用性がないことが明らかになった。このことは、抵抗性が容易に進化すること、そしてそのため地域ごとに異なった寄生蜂-宿主群集が形成されることを示しており、拡散共進化のプロセスを理解する上で重要な知見である。さらに、24年度に予定していた寄生蜂の寄生力の選抜を開始した。現在、5世代に亘る選抜を終えたが、24年度にかけさらに5世代ほど選抜し、寄生力獲得に関わるコストおよびこの選抜された寄生力の汎用性を査定する予定である。共進化系の動態を理解する上で重要な事項の一つは,地理的分化の様相を明らかにすることである.これまでに,地理的分化に関する理論として「共進化の地理的モザイク理論」が提出されているが,この理論に基づいた研究は少ない.そこで,今年度,これまでに得られたショウジョウバエと寄生蜂を用い、このモデルの検証を行った.まず,ミトコンドリアと核の分子マーカーを用い,琉球列島・台湾におけるショウジョウバエ3種と寄生蜂1種の系統地理を調べるとともに,寄生蜂の選好性,寄生能力,ハエの抵抗性について調べた.その結果,これらショウジョウバエと寄生蜂はこの地域において異なる侵入・定着の歴史を有していた.また,宿主選好性,寄生力,寄生蜂に対する抵抗性についても,地理的分化が認められたが,その変異は大きくなかった.そこで,東南アジアを中心に広範囲に分布するDrosophila bipectinataとLeptopilina victoriaeそれぞれの抵抗性と寄生能力の地理的分化を調べた.その結果,琉球列島と南太平洋諸島より得られたD. bipectinata系統ではL. victoriaeに対する抵抗性は弱かったが,東南アジア,インド,アフリカから得られた系統は強い抵抗性を示した.また,L. victoriaeの地理系統間には寄生能力の相違が見られた.これら抵抗性と寄生能力の地理的パターンは「地理的モザイク理論」を支持し,宿主,寄生者は,両者の地域特異的な相互関係を通し,抵抗性,寄生能力を進化させていることが示された.また,この3年年間の採集により,日本のショウジョウバエの寄生蜂相をほぼ明らかにすることができた.具体的には,幼虫寄生蜂として,Braconidae科のAsobara属8種,それ以外の属5種,Figitidae科のLeptopilina属12種,Ganaspis属6ー8種,それ以外の属4種の計35-37種である.それらのうち半数以上は未記載種で,今回2種について新種記載を行った.共進化の分子的背景を明らかにすることを目的とし、23年度より、フタクシショウジョウバエのLeptopilina victoriae抵抗性系統と非抵抗性系統を混ぜ合わせた母集団より,抵抗性系統を選抜した。これらの系統について生活史形質および環境抵抗性を調べた。その結果、Leptopilina victoriae抵抗性とトレードオフの関係にある形質は見いだされなかった。Leptopilina victoriae抵抗性にはコストはないか、あっても極めて小さいと考えられた。続いて、これらの系統についてAFLP解析を行い、抵抗性系統に特異的に見られるDNA断片を一つ見いだした。

抵抗性遺伝子はこの断片あるいはその周辺に存在することが予想されることから、現在、この断片についてDNA解析を行っている。さらにLeptopilina victoriaeについて、フタクシショウジョウバエに寄生力をもつ系統と持たない系統をかけ合わせた母集団から、寄生力をもつ系統の選抜を行ったが、選抜効率は高くなかった。そこで、両系統のもどし交配個体について、寄生力を査定するとともに、次世代シークエンサーにより寄生力とリンクしているDNA断片を検出すべく、交配実験を開始した。本年度は、またインドネシア・ボゴール、西表島、東京、静岡、五島列島、志賀高原、札幌において系統サンプリングを行い、新たに寄生蜂3種6系統を確立した。これらの寄生蜂について、各地域から得られたショウジョウバエ3ー7種における寄生成功率を調べた。その結果、寄生可能なショウジョウバエ種に対しては、寄生成功率は異なる地域の個体群より同地域の個体群においてより高い傾向が見られた。このように寄生蜂、宿主であるショウジョウバエは地域適応している。共進化系の動態を理解する上で,宿主の寄生蜂に対する抵抗性遺伝子,寄生蜂の寄生力に関わる遺伝子の同定は極めて重要である.今年度は,まず,昨年度までに得られた宿主の抵抗性と強く連関しているAFLP断片を手がかりに抵抗性遺伝子の同定を試みた.その結果,抵抗性は,おそらく1遺伝子座により支配されていることが明らかになったが,遺伝子そのものについては,まだ同定に至っていない.寄生力遺伝子については高寄生力系統と低寄生力系統の戻し交配個体について,まず寄生力を査定した.この過程で,寄生力に関わる遺伝子はおそらく3つ以上あることが明らかになった.現在,戻し交配個体について次世代シークエンサーによりDNA解析を行っている.この結果と査定された交寄生力の関連性を見ることにより,寄生力遺伝子の同定が可能である.拡散共進化系では,寄生蜂は複数の宿主種を利用する.こうした宿主は,種により体サイズ,成長速度も異なるため,寄生蜂は寄生する種により成長戦略を変更する必要がある.寄生蜂がそうした宿主の違いに対応し,どのように成長を制御しているかは,拡散共進化系の動態を理解する上で極めて重要である.今年度は,寄生蜂4種について,体サイズ,成長速度が大きく異なる宿主ショウジョウバエ6種にどのように対応しているかを調べた.その結果,まず,これらの寄生蜂は宿主幼虫に産卵するが,産卵後宿主幼虫が囲蛹殻を形成するまで,ほとんど成長せず,その後急速に成長することで幼虫期の長さの相違に対応していることが明らかになった.また,幼虫の成長が速く,より大きくなる宿主に対しては,寄生蜂幼虫も成長を速めることにより,対処していることが明らかになった.このように寄生蜂は宿主により成長戦略を変え対応している.こうした可塑性がコストを伴うかどうかは,寄生蜂の宿主選択の進化において極めて重要な知見であり,今後の課題である.26年度が最終年度であるため、記入しない。生態遺伝学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた抵抗性に関わる遺伝子のゲノムワイドスクリーニングとその機能解析は行えなかったが、選抜実験は極めて順調に進み、コストおよび汎用性をほぼ査定でき、この結果は拡散共進化の理解に向け極めて意義がある。
データマイニングによる知識獲得とシステム構築手法の開発

サポートベクトルマシン(SVM)をベースにした知識独得とシステム構築法の研究に対して次の成果を得た.1.静的環境下でのデータマイニングによる知識獲得とシステム構築法の開発(1)大規模データを領域分割してSVMで高速にかつ高精度にクラスタリングする方法,SVMの集合体により特徴選択を行う方式を開発し,ベンチマークデータで有効性を検証した.(2)静的環境の仮定のもとで,サポートベクトルの候補のみを残して追加学習するSVMのモデルを開発し,ベンチマークデータで有効性を検証した.2.動的環境下でのデータマイニング手法による知識独得とシステム構築法の開発(1)動的な特徴空間構成法:追加学習可能な主成分分析(PCA)およびカーネル主成分分析(KPCA)を開発し,ベンチマークデータを用いて,データ分布の変動に追従しながら特徴量選択を行えることを検証した.(2)システム構築法:開発した動的な特徴空間構築法にk近傍法+動的クラスタリングアルゴリズムおよびニューラルネットを組み合わせることで,動的な特徴量選択に追従しながらクラシファイアの追加学習が可能であることを検証した.また,ベンチマークデータだけでなく,顔画像認識にも適用し,その有効性を検証した.但し,当初の目的であった追加学習型SVMへの組み込みは完成に至らず,今後も継続して開発していく予定である.3.データマイニング手法を用いた画像の領域分割システムの開発(1)画像の領域分割に適したクラスタリング手法の開発:形状が不確定な物体を撮影した画像から物体領域を抽出・分類するための基盤システムを作成し,たんぱく質結晶画像データベースを用いた結晶領域の検出・判別実験によりその有効性を検証した.(2)画像の領域分割に適した特徴量抽出手法の開発:推移不変ウェーブレット変換を用いた多重スペクトルヒストグラムの構成法を提案し,画像の多重スペクトルヒストグラム特徴をもとにした類似画像検索実験を行い,特徴量として領域分割への応用の可能性を検証した.サポートベクトルマシン(SVM)をベースにした知識独得とシステム構築法の研究に対して次の成果を得た.1.静的環境下でのデータマイニングによる知識獲得とシステム構築法の開発(1)大規模データを領域分割してSVMで高速にかつ高精度にクラスタリングする方法,SVMの集合体により特徴選択を行う方式を開発し,ベンチマークデータで有効性を検証した.(2)静的環境の仮定のもとで,サポートベクトルの候補のみを残して追加学習するSVMのモデルを開発し,ベンチマークデータで有効性を検証した.2.動的環境下でのデータマイニング手法による知識独得とシステム構築法の開発(1)動的な特徴空間構成法:追加学習可能な主成分分析(PCA)およびカーネル主成分分析(KPCA)を開発し,ベンチマークデータを用いて,データ分布の変動に追従しながら特徴量選択を行えることを検証した.(2)システム構築法:開発した動的な特徴空間構築法にk近傍法+動的クラスタリングアルゴリズムおよびニューラルネットを組み合わせることで,動的な特徴量選択に追従しながらクラシファイアの追加学習が可能であることを検証した.また,ベンチマークデータだけでなく,顔画像認識にも適用し,その有効性を検証した.但し,当初の目的であった追加学習型SVMへの組み込みは完成に至らず,今後も継続して開発していく予定である.3.データマイニング手法を用いた画像の領域分割システムの開発(1)画像の領域分割に適したクラスタリング手法の開発:形状が不確定な物体を撮影した画像から物体領域を抽出・分類するための基盤システムを作成し,たんぱく質結晶画像データベースを用いた結晶領域の検出・判別実験によりその有効性を検証した.(2)画像の領域分割に適した特徴量抽出手法の開発:推移不変ウェーブレット変換を用いた多重スペクトルヒストグラムの構成法を提案し,画像の多重スペクトルヒストグラム特徴をもとにした類似画像検索実験を行い,特徴量として領域分割への応用の可能性を検証した.データマイニングによる知識獲得とシステム構築法の開発を進め以下の成果を得た.(a)静的環境下でのデータマイニングによる知識獲得とシステム構築法の開発・SVMによるクラスタリング法:大規模データを領域分割してSVMで高速にかつ高精度にクラスタリングする方法を開発した.・SVMによる特徴選択:SVMの学習を繰り返すことにより汎化能力を低下することなく,逆方向に特徴選択する方式を開発した.・SVMによる特徴抽出法:高速に独立成分を選択することにより特異値分解を用いないでKPCA (Kernel PCA)を行なう方式を開発した.(b)動的環境下でのデータマイニング手法による知識獲得とシステム構築法の開発・動的クラスタリング法:クラスター出力の線形回帰誤差に基づき,逐次与えられる大規模データをオンラインで動的にクラスタリングする手法を開発した.・動的な特徴空間構成法:逐次与えられる高次元大規模データに対して,適切な次元をオンラインで動的に求めることのできる主成分分析アルゴリズムを開発した.また,これを顔画像認識システムに組み込み性能を確認した.・音響診断に適したクラスタリング法の開発:カーネル関数を用いて高次元特徴空間に写像した入力に対して自己組織化アルゴリズムを適用し,高精度なクラスタリングを行う手法を開発した.・音響診断に適した特徴抽出法の検討:設備機器から発せされる音響データに独立成分分析を適用し,故障原因に直接結びつく信号検出を行う方式を開発した.

(c)データマイニング手法を用いた画像の領域分割システムの開発・画像の領域分割に適したクラスタリング手法の開発:動的な環境化において撮影された画像からオブジェクトを含む領域を分類・抽出するための形状特性抽出手法を考案し,SVMを用いたクラスタリングのための予備実験を行った.・画像の領域分割に適した特徴量抽出手法の開発:推移不変ウェーブレット変換による多重解像度解析を用いた定量的な画像特性抽出手法を考案した.サポートベクトルマシン(SVM)をベースにした知識獲得とシステム構築法の研究に対して次の成果を得た.1.静的環境下でのデータマイニングによる知識獲得とシステム構築法の開発(1)SVMの集合体により特徴選択を行う方式を開発し,ベンチマークデータで安定に特徴量を選択できることを検証した.(2)静的環境の仮定のもとで,サポートベクトルの候補のみを残して追加学習するSVMのモデルを開発し,ベンチマークデータで有効性を検証した.2.動的環境下でのデータマイニング手法による知識獲得とシステム構築法の開発(1)動的な特徴空間構成法:追加学習可能な主成分分析(PCA)およびカーネル主成分分析(KPCA)を開発し,ベンチマークデータを用いて,データ分布の変動に追従しながら特徴量選択を行えることを検証した.(2)システム構築法:開発した動的な特徴空間構築法にK近傍法+動的クラスタリングアルゴリズムおよびニューラルネットを組み合わせることで,動的な特徴量選択に追従しながらクラシファイアの追加学習が可能であることを検証した,また,ベンチマークデータだけでなく,顔画像認識にも適用し,その有効性を検証した.但し,当初の目的であった追加学習型SVMへの組み込みは完成に至らず,今後も継続して開発していく予定である.3.データマイニング手法を用いた画像の領域分割システムの開発(1)画像の領域分割に適したクラスタリング手法の開発:形状が不確定な物体を撮影した画像から物体領域を抽出・分類するための基盤システムを作成し,たんぱく質結晶画像データベースを用いた結晶領域の検出・判別実験によりその有効性を検証した.(2)画像の領域分割に適した特徴量抽出手法の開発:推移不変ウェーブレット変換を用いた多重スペクトルヒストグラムの構成法を提案し,画像の多重スペクトルヒストグラム特徴をもとにした類似画像検索実験を行い,特徴良として領域分割への応用の可能性を検証した.
ヴィクトリア朝の視座で『パンチ』の漫画を読み解く

本研究は、1841年の創刊以来、150年もの長きに渡り、同時代の社会・風俗を語る証人であり続けた絵入り諷刺雑誌の『パンチ』の「1コマ漫画」の画像解析を手がける。対象とする図像は1頁全面を満たす1コマ漫画(cartoon)である。それらに「図像学」(iconography=イコノグラフィー)の方法論を用いて、分析を施した上で、図像のモティーフ・イメージ・物語・寓意等を分析する。あわせて、図像の背後にある政治・経済・社会・文化状況を捉えた文献資料の読み込む。そのような文献の主体は挿絵や漫画と相即不離にあった『パンチ』の種々の記事と文学作品をも含むヴィクトリア朝の膨大な文字テクストである。
がんの浸潤過程を制御する2つの機構-上皮間葉移行と細胞運動能の調節に関する研究

がんの浸潤過程を制御する2つの機構-上皮間葉移行と細胞運動能の研究成果に関して、低分子量GタンパクRhoとRho-kinase(ROCK)の標的治療をめざし、ラットモデルで髄腔内投与によるがん髄膜浸潤に対する延命効果を報告(11項2)、又米国Prof.Yeeとの共同で、乳がん細胞におけるIGFシグナル伝達にRho-ROCK系が関与すること(3)、九大西村Drとの共同でLIM kinase-cofilin系の乳がん細胞EGF-receptor回転に関する結果(5)を報告した。さらに新規浸潤制御分子SSXに関する研究を精力的に行った。SSXは元来滑膜肉腫の原因融合遺伝子(Synovial Sarcoma breakpoint-X)として報告され、Cancer testis antigenとして、WT1同様(4)がんワクチン治療の臨床試験が開始されている。我々は当センター病院整形外科と共同で骨軟部腫瘍手術検体211例を解析、悪性腫瘍群と良性腫瘍群の間でmRNA発現量に30倍以上の差を、又stageの進んだ転移症例では高値であることを報告した(1)。ヒト骨肉腫細胞にSSXを過剰発現させた細胞株を作製すると、運動能、浸潤能の亢進、soft agar中でcolony形成の増加を認めnude mice移植における造腫瘍能の著明な増加を認め、逆にSSXを高発現するヒト線維芽肉腫株(HT1080)にSSX特異的siRNAを導入してその発現を低下させると、浸潤能、運動能の低下を認めた。これら両者で細胞形態、アクチン細胞骨格の変化とRho familyの活性変化を観察した。現在SSX結合タンパク質の分離同定と下流の細胞内シグナル(IGF、MMP-1)を詳細に検討すると共に、製薬企業と共同でHT1080のnude miceのXenograft modelを用いて、siRNAを用いた分子標的治療実験を行っている。がんの浸潤過程を制御する2つの機構-上皮間葉移行と細胞運動能の研究を開始し以下の結果を得ている。細胞運動能制御としては、従前より行っている低分子量Gタンパク質RhoとRho-kinase(ROCK)の標的治療をめざし、全身投与では血圧低下等の副作用が認められたため、局所投与として(脳神経外科中川部長との共同研究で)動物実験モデルで髄腔内投与を行い、がん髄膜浸潤に対する延命効果を報告(11.研究発表の2)、又米国のProf. Douglas Yeeとの共同研究で、乳がん細胞におけるIGF(Insulin-likegrowthfactor)のシグナル伝達にRho-ROCK系が関与することを明らかにした。(3)上皮間葉移行を制御する系としては、当センター病院整形外科と共同で3年ほど前よりSSXの研究を開始、SSX mRNAのNucleic Acid Sequence-Based Amplification(NASBA)定量系(特許を有するカイノス(株)との共同研究)を確立し、当センター倫理委員会の承認後2年間の骨軟部腫瘍手術症例211全例を解析、悪性腫瘍群と良性腫瘍群の間で発現量に30倍以上の差を認め、特にstageの進んだ転移症例では高値であることを報告した(1)。骨肉腫細胞にSSXを過剰発現させた細胞株を作製すると、運動能、浸潤能の亢進、soft agar colony形成の増加を認めnude mice移植における造腫瘍能の著明な増加を認め、逆にSSXを高発現する繊維芽肉腫株(HT1080)にSSX特異的siRNAを導入してその発現を低下させると、浸潤能、運動能の低下を認めた。

これら両者で細胞形態の変化を認め、アクチン細胞骨格の変化と低分子量Gタンパク質Rho familyの活性の変化を観察、現在細胞内シグナルを検討すると共に、siRNAをwrapped liposomeに組み入れた標的治療実験を計画している。がんの浸潤過程を制御する2つの機構-上皮間葉移行と細胞運動能の調節に関する研究課題において、平成18年度は特に新規浸潤制御分子SSXに関する機能解析と、分子標的治療の開発に関する研究が進んだ。SSXは元来滑膜肉腫の原因融合遺伝子の一つ(Synovial Sarcoma breakpoint-X)としてcloningされ、Cancer testis antigenの一つとして、米国でがんワクチン治療の臨床試験が開始されているが機能に関しては不明であった。我々は5年ほど前より当センター病院整形外科と共同で研究を開始、SSX mRNAのNucleic Acid Sequence-Based Amplification (NASBA)定量系(特許を有するカイノス(株)との共同研究)を確立し、倫理委員会の承認下2年間の骨軟部腫瘍手術症例211全例を解析、悪性腫瘍群と良性腫瘍群の間で発現量に30倍以上の差を認め、特にstageの進んだ転移症例では高値であることを報告した。ヒト骨肉腫細胞にSSXを過剰発現させた細胞株を作製すると、運動能、浸潤能の亢進、soft agar colony形成の増加を認めnude mice移植における造腫瘍能の著明な増加を認め、逆にSSXを高発現するヒト線維芽肉腫株(HT1080)にSSX特異的siRNAを導入してその発現を低下させると、浸潤能、運動能の低下を認めた。これら両者で細胞形態の変化を認め、アクチン細胞骨格の変化と低分子量Gタンパク質Rho familyの活性の変化を観察した。現在SSX結合タンパク質の分離同定と下流の細胞内シグナル(IGF、MMP1が関与)をさらに詳細に検討すると共に、製薬企業と共同でHT1080のnude miceのXenograft modelを用いて、siRNAを用いた分子標的治療実験(前臨床試験)を行っている。
電子ビーム誘起方位選択エピタキシャル成長による薄膜の複合面方位構造形成

Si(100)基板上の二酸化セリウム(CeO2)薄膜のエピタキシャル成長において、表面電位分布制御により成長面方位が選択可能な方位選択エピタキシの研究を進めた。電子ビームを照射して局所的に表面電位を変化させる方法を採用し、Si(100)基板上にCeO2(100)と(110)領域の複合面方位構造の形成に成功した。この2つの面方位領域間に両方位成分を含んだ遷移領域が存在し、その幅がSi基板の比抵抗の対数に比例して縮小することが分かった。この結果から、絶縁基板上Si層にリソグラフィーにより溝を設けてSi島を形成し、それらの間を電気的に絶縁し、複合面方位領域間を完全分離する手法の検討を開始した。初年度に引き続き、既存の低速電子ビーム源と試料吸収電流像(AEI)表示システムを利用して、試料表面上の電子ビーム照射位置を制御し、電子ビーム誘起方位選択エピタキシャル成長実験を行い、CeO2(100)と(110)領域間の遷移領域の大きさを支配している基板表面電位の拡がりを決定する要因の解析を進めた。これ迄の内径3 mmから1 mmのアパーチュアに交換して電子ビームを細径化し、複合面方位基板形成の実験を進めた。Si(100)基板の比抵抗による遷移領域幅の変化を詳細に調べた。実験に使用したSi基板の比抵抗範囲は、0.01から2,500 Ωcmと広く取った。これらのSi基板上に複合面方位構造を形成し、産業技術総合研究所の高分解X線回折装置を用いて、試料面内の結晶方位分布の精密測定を行った。遷移領域の幅は基板の比抵抗の対数に比例して減少することが分かった。つまり低抵抗基板の採用によりビーム径程度乃至それ以下の幅まで縮小することができた。絶縁層上シリコン膜(SOI)基板をパターンニングして、Si(100)層を島状構造に加工して、Si島の外への表面電位変調効果の伝搬を阻止する研究を進めるために、リソグラフィー技術を用いて、SOI基板をパターンニングする方法を開発した。Si層と埋込み酸化膜の厚さがそれぞれ88, 145 nmのSOI基板を用いた実験を進め、一応、電子ビームを照射した島((100)方位)から離れた島に渡って結晶方位分布が変化する結果が得られた。しかし、隣接する島が完全には(110)方位とならなかった。これは島と島の間のリソグラフィーにより形成した溝での電気的絶縁が不十分であったことが原因と推察される。次年度にSi層と埋込み酸化膜の厚さを増したSOI基板を用いて、結晶方位の完全分離を目指すための試料構造の検討や溝のエッチング法の検討などの準備を行った。シリコン(100)基板上の二酸化セリウム(CeO2)薄膜のエピタキシャル成長において、基板表面電位分布制御により成長する結晶面方位が自由に選択可能となる方位選択エピタキシの研究を進めた。平成2022年度の科学研究費基盤研究(c)で実証した、電子ビームを照射して局所的に表面電位を変化させる方法によるSi(100)基板上にCeO2(100)とCeO2(110)領域の複合面方位構造の形成技術を更に高度化し、応用性を高める研究を行った。成長中に電子ビーム照射した領域にはCeO2(100)が成長し、非照射領域にはCeO2(110)が成長するが、それらの間に両方の結晶方位成分を含んだ多結晶の遷移領域が発生することが分かり、その領域幅が大きいため応用上の大きな問題であることが分った。本研究ではこの遷移領域幅を縮小するためのパラメーター解析とその結果を踏まえて両者の領域間を完全分離するための新しい方法を提案し、その基礎検討を行った。主な研究結果は以下の通りである。1)電子ビームの細径化を図り、表面電位分布の拡がりを縮小する方法を検討した。電子銃内部のアパーチュア径をこれ迄の3 mmから1 mmに下げて電子ビーム径を縮小してエピタキシャル成長実験を行った。2)下地Si基板の比抵抗を広い範囲で変化させて遷移領域幅の比抵抗依存性を詳細に解析した。その結果、その幅がSi基板の比抵抗の対数に比例して縮小することが分かった。0.01Ωcmの低抵抗基板を用いると遷移領域幅をビーム径程度まで縮小できることが分った。3)低抵抗基板の利用はデバイス応用に鑑みて大きな制約となることが危惧されるので、抜本的に遷移領域幅を縮小する新しい方法として、リソグラフィーによって絶縁膜上Si(SOI)基板のSi層を島状構造とし、Si島同士を電気的に絶縁して、表面電位変調領域の拡がりを完全に阻止する方法を検討した。

この結果から、絶縁基板上Si層にリソグラフィーにより溝を設けてSi島を形成し、それらの間を電気的に絶縁し、複合面方位領域間を完全分離する手法の検討を開始した。既存の低速電子ビーム源と試料吸収電流像(AEI)表示システムを利用して、試料表面上の電子ビーム照射位置を制御し、電子ビーム誘起方位選択エピタキシャル成長実験を行い、CeO2(100)と(110)領域間の遷移領域の大きさを支配している基板表面電位の拡がりを決定する要因の解析を進めた。Si(100)基板の比抵抗による遷移領域幅の変化を詳細に調べた。実験似使用したSi基板の比抵抗範囲は、0.01から2,500 Ωcmと可能な限り広く取った。これらのSi基板上に電子ビーム誘起方位選択エピタキシャル成長させた試料を製作し、産業技術総合研究所の高分解X線回折装置を用いて、試料面内の結晶方位分布の精密測定を行った。試料内の測定位置を少しずつずらしながら測定を繰り返す方法を取ったので、位置の移動を容易に行える様にするために専用の試料台を製作した。その結果、遷移領域の幅は基板の比抵抗の対数に比例して減少することが分かった。電子ビームを細径化するために、電子銃を分解してアパーチュアを、これ迄の内径3 mmから1 mmのものに交換した。ビーム電流は予想通り一桁近く小さくなったが、方位選択エピタキシャル成長のための表面電位制御には充分な電流、1.5 μAを確保できた。これにより次年度の細径化した電子ビームを用いた実験の準備が完了した。絶縁層上シリコン膜(SOI)基板をパターンニングして、Si(100)層を島状構造に加工して、Si島の外への表面電位変調効果の伝搬を阻止する研究を進めるために、リソグラフィー技術を用いて、SOI基板をパターンニングする方法を開発できた。次年度以降に、この構造のSOI試料を用いた実験を進めることが可能となった。東日本大震災の影響での装置トラブルは全面的に解消したが、装置の老朽化に伴う自然故障が相次いで起こった。真空排気系のロータリーポンプとその継手やバルブ、ターボ分子ポンプとスパッタリングチャンバー間のゲートバルブ、試料マニピュレータのベローズの真空リークなど枚挙に暇がない。幸い手元にあった交換部品や修理部材を最大限利用して、自力で修理に当たった。(備えあれば憂いなしを実感した。)努力の甲斐があって、これらの故障に全て対応できた。夏期休暇、春の授業の無い期間や土曜、日曜に実験を行い、本年度に予定していた研究計画は概ね達成できた。東日本大震災の影響で3月11日と4月11日の2回に渡って実験室は停電し、実験装置が全面停止した上、多くの実験装置は転倒は免れたものの、室内を大きく移動した。性能の確認、一部の修理など、研究設備の復旧に約2ヶ月程掛った。特に、製膜実験の主役であるマグネトロンスパッタ装置は室内で数10cm移動し、高純度ガス用ステンレス配管にリークが発生するなどの問題が発生した。幸運にも、全面的に故障した実験装置は無かった。努力の甲斐があって、当初の予想よりも早く、6月頃から本格的に研究を再開できた。夏期休暇や土曜、日曜に実験を行い、初年度に予定していた研究計画は概ね達成できた。二次元パターン方位選択エピタキシャル成長の詳しい実験的検討を継続して進める。以下の3項目について研究を進める。1)Si基板の比抵抗によるCeO2(100)領域と(110)領域間の遷移領域の幅の変化を更に詳細に調べる。2)電子ビーム細径化するためのアパーチュアの穴径を最適化し、電子ビーム細径化による遷移領域幅縮小の効果を検証するための実験を進める。
天然光合成系におけるエネルギーフローに関する実験・理論解析

太陽光と同様の光子統計性を有する新規インコヒーレント光源を開発し,近年,量子生物学の絶好の研究対象として注目されている光合成光捕集アンテナおよび反応中心電子伝達系に対して,同光源を用いたコヒーレント分光計測を適用する。このことにより,光合成集光過程において見出されてきた「電子系,振電系,振動系コヒーレンスが,実際の太陽光を用いた物質変換プロセスにおいて,どのような重要な意義を果たすのか?」という問いに対する解を求めることを目的としている。そのために,サブ20フェムト秒レーザーパルスを用いたコヒーレント分光計測を確立した後,インコヒーレント光源を用いて同様の計測・理論解析を行うことで学理の探求を目指している。本年度は,以下の項目について取り組んだ。1.サブ20フェムト秒非同軸光パラメトリック増幅器(NOPA)の性能最適化:サブ20フェムト秒NOPAの最適化を行い,最短11 fsのパルス幅を有する光源開発に成功した。NOPAの出力を利用し,紅色細菌由来のアンテナ系色素タンパク質複合体のポンプ・プローブ分光測定を行った。2.光子相関計測装置の開発:太陽光と同様な光子統計性を有する新規インコヒーレント光源を開発するための前段階として,光子相関測定系を構築した。この装置を用いて時間相関単一光子計測を実現した。3.光合成光捕集アンテナ色素タンパク質複合体の調製:光合成光捕集アンテナ系色素タンパク質複合体の単離・精製,および種々のカロテノイドを再構築した人工の光捕集アンテナ系の構築を行うための技術開発を行った。4.時間分解分光計測への利用を念頭に置いて,パラメトリック下方変換(PDC)で生成される「時間-周波数量子もつれ光子対」に注目した理論研究を進めた。量子もつれ光を用いた擬似サーマル光が太陽光に近い性質を持つためのポンプ光の性質やPDCに用いる結晶長の条件を解析した。本研究を遂行するための基盤となる再生増幅レーザーシステムのフルリペアが完了し,サブ20フェムト秒NOPAと4光波混合測定系の構築ができた。また,NOPAの性能を最適化することにより,最短11 fsのパルス幅を実現できた。試料調製に関しても,天然由来の光合成色素タンパク質複合体の調製に加え,種々のカロテノイドを再構築した人工の光合成色素タンパク質複合体の調製が可能となった。今秋に,平均出力7 Wを有する最新の再生増幅レーザー装置と光パラメトリック増幅装置を導入予定である。この装置の導入を契機に一機に研究を加速する。極超短パルスレーザーの波形を正しく評価するために,高速スキャンFROG装置を導入予定である。この装置を用いて,リアルタイムでサブ20フェムト秒パルスの波形計測を行いながら,空間光変調器(昨年度導入済み)を用いて能動的にパルス波形の整形を行い,サブ20フェムト秒NOPAの性能を更に最適化する。この出力を用いて,縮退4光波混合(DFWM)測定が定常的に行えるように装置を改良する。この測定系に100フェムト秒ポンプ光を導入することにより,Pump-DFWM測定が行えるように測定系を改良する。この測定が可能となれば,2次元コヒーレント分光計測への応用展開が容易となる。前年度開発した光子相関測定系を活用し,新規インコヒーレント光源の開発を加速する。また,理論サイドからは,擬似サーマル光の時間分解制御と擬似サーマル光によって誘起された動的過程について量子動力学および量子光学の理論に基づいて解析を進める。特に,パラメトリック下方変換で生成される量子もつれ光子の間の「もつれ時間」を制御することが動的過程の鍵となると考えている。本研究では,太陽光と同様の光子統計性を有する新規なインコヒーレント光源の開発を行い,量子生物学の絶好の研究対象として注目されている光合成光捕集アンテナおよび反応中心電子伝達系に対して同光源を用いたコヒーレント分光計測を適用する。このことにより,光合成集光メカニズムにおいて見出されてきた「電子系,振電系および振動系コヒーレンスが,実際の太陽光を用いた光合成反応および人工光合成における物質変換プロセスにおいて,どのような重要な意義を果たすのか?」という問いに対する解を求めることを目的としている。そのために,サブ20フェムト秒レーザーパルスを用いたコヒーレント分光計測を確立した後,インコヒーレント光源を用いて同様の計測・理論解析を行うことで学理の探求を目指す。1.サブ20フェムト秒非同軸光パラメトリック増幅器(NOPA)の構築と4光波混合測定系の開発: 100フェムト秒再生増幅レーザーシステムのリペアを行い,サブ20フェムト秒NOPAを光励起するために十分なパワーと安定性を得るように回復した。サブ20フェムト秒NOPAを構築し,縮退4光波混合測定が行える測定系を整備した。2.光合成光捕集アンテナ色素タンパク質複合体の調製:光合成光捕集アンテナ系色素タンパク質複合体の単離・精製,および構造を改変したカロテノイドを再構築した人工の光捕集アンテナ系の構築を行った。3.光化学系II (PSII)反応中心における初期電荷分離の理論解析:量子化学計算により得た分子内振動のHuang-Rhys因子を用いて量子ダイナミクス計算を行い,PSII電荷分離反応においては分子内振動モードの寄与よりはタンパク質が誘起する揺らぎが支配的であることを示した。本研究を遂行するための基盤となる再生

増幅レーザーシステムのフルリペアが完了し,サブ20フェムト秒NOPAと4光波混合測定系の構築ができた。試料調製に関しても,天然由来の光合成色素タンパク質複合体の調製に加え,色素構造を改変した人工の光合成色素タンパク質複合体の調製が可能となった。太陽光と同様の光子統計性を有する新規インコヒーレント光源を開発し,近年,量子生物学の絶好の研究対象として注目されている光合成光捕集アンテナおよび反応中心電子伝達系に対して,同光源を用いたコヒーレント分光計測を適用する。このことにより,光合成集光過程において見出されてきた「電子系,振電系,振動系コヒーレンスが,実際の太陽光を用いた物質変換プロセスにおいて,どのような重要な意義を果たすのか?」という問いに対する解を求めることを目的としている。そのために,サブ20フェムト秒レーザーパルスを用いたコヒーレント分光計測を確立した後,インコヒーレント光源を用いて同様の計測・理論解析を行うことで学理の探求を目指している。本年度は,以下の項目について取り組んだ。1.サブ20フェムト秒非同軸光パラメトリック増幅器(NOPA)の性能最適化:サブ20フェムト秒NOPAの最適化を行い,最短11 fsのパルス幅を有する光源開発に成功した。NOPAの出力を利用し,紅色細菌由来のアンテナ系色素タンパク質複合体のポンプ・プローブ分光測定を行った。2.光子相関計測装置の開発:太陽光と同様な光子統計性を有する新規インコヒーレント光源を開発するための前段階として,光子相関測定系を構築した。この装置を用いて時間相関単一光子計測を実現した。3.光合成光捕集アンテナ色素タンパク質複合体の調製:光合成光捕集アンテナ系色素タンパク質複合体の単離・精製,および種々のカロテノイドを再構築した人工の光捕集アンテナ系の構築を行うための技術開発を行った。4.時間分解分光計測への利用を念頭に置いて,パラメトリック下方変換(PDC)で生成される「時間-周波数量子もつれ光子対」に注目した理論研究を進めた。量子もつれ光を用いた擬似サーマル光が太陽光に近い性質を持つためのポンプ光の性質やPDCに用いる結晶長の条件を解析した。本研究を遂行するための基盤となる再生増幅レーザーシステムのフルリペアが完了し,サブ20フェムト秒NOPAと4光波混合測定系の構築ができた。また,NOPAの性能を最適化することにより,最短11 fsのパルス幅を実現できた。試料調製に関しても,天然由来の光合成色素タンパク質複合体の調製に加え,種々のカロテノイドを再構築した人工の光合成色素タンパク質複合体の調製が可能となった。開発したサブ20フェムト秒NOPAの性能を最適化し,縮退4光波混合(DFWM)測定が定常的に行えるように装置性能を改良する。この測定系に100フェムト秒ポンプ光を導入することにより,Pump-DFWM測定が行えるように測定系を改良する。この測定が可能となれば,2次元コヒーレント分光計測への応用展開が容易となる。新規インコヒーレント光源を開発するための前段階として,光子相関測定系を構築し,太陽光と同様な光子統計性を有する光源開発に活用する。また,多体系の量子ダイナミクス理論とタンパク質の分子シミュレーションを併用し,光化学系II反応中心におけるエネルギー移動・初期電荷分離の動態,とくに電子状態の揺らぎと分子内振動の役割を明らかにする。
心筋梗塞時に現れる筋線維芽細胞による死細胞貪食メカニズムの解明

心筋梗塞時には、梗塞領域周辺において多くの壊死細胞が生じる。しかしながら、これら死細胞の貪食についての分子メカニズムは、これまでほとんどわかっていなかった。本研究により、コラーゲンを産生し、組織の線維化を担う筋線維芽細胞が、線維化のみならず、死んだ細胞の貪食をも担うことが明らかとなった。そしてこの貪食は、MFG-E8という分子を介して行われていることが明らかとなった。心筋梗塞が起こると、血液供給が断たれた領域の細胞が壊死する。この壊死した細胞はマクロファージ等の貪食細胞によって速やかに除去される。しかしながら、その貪食の分子メカニズムはこれまで全くわかっていなかった。申請者はこの死細胞の貪食にMilk fat globule EGF factor-8(MFG-E8)という分子が関与することを見出した。そこで本研究では心筋梗塞時におけるMFG-E8およびMFG-E8を産生する筋線維芽細胞の役割を明らかにし、死細胞の貪食を切り口にした新規の心筋梗塞治療法開発の礎を築くことを目的とした。そのために本年度は、心筋梗塞モデル処置(MI)後のMFG-E8ノックアウト(KO)マウスの異常解析を行った。MFG-E8KOマウスと野生型(WT)マウスにMI処置を施し、MFG-E8の発現量がピークを迎える、処置後4日目前後を中心にMFG-E8の欠損による梗塞後の病態変化を評価した。その結果、WTマウスに比べMFG-E8KOマウスにおいて1細胞死の量が増加していた(TUNEL染色による)、2好中球、マクロファージの浸潤の程度が増加していた(免疫染色による)、3好中球、マクロファージなどの浸潤に伴う線維化関連分子、炎症性サイトカイン、ケモカインの発現量が増加していた(リアルタイムRT-PCR法による)、4梗塞部位での線維化(ピクロシリウス染色法による)が減少していた。ということを見出した。また、ヒトの心筋梗塞患者の梗塞部位周辺においてもマウスと同様、MFG-E8陽性細胞が存在する事を明らかにした。そしてさらにMFG-E8がマクロファージ等の貪食細胞ではなく、組織の線維化を担う、筋線維芽細胞によってのみ産生されること、この筋線維芽細胞が貪食能を持つことを見出した。本年度は、MFG-E8陽性の筋線維芽細胞が貪食後に抗炎症性の性質を帯びるかについての検討を行った。マクロファージはアポトーシス細胞を貪食するとTGF-βなどの抗炎症性サイトカインを放出し、逆にIL-6やTNF-αなどの炎症性サイトカインを産生しにくくなる。この性質はアポトーシス細胞が多く生じる、種々の炎症環境下での炎症の収束に大きく貢献している。新たに見出したMFG-E8陽性筋線維芽細胞はマクロファージと同様、効率的にアポトーシス細胞を貪食し、かつ種々のサイトカインの産生能を持つ。そこで、この筋線維芽細胞がマクロファージと同様、貪食によって抗炎症性の性質を獲得し、梗塞領域の炎症収束に寄与するかについて検討した所、マクロファージと同様に貪食によって抗炎症性を示す事が明らかとなった。さらに心筋梗塞時に現れる、MFG-E8陽性筋線維芽細胞の起源を検討し、多くは常在性の線維芽細胞、一部は内皮間葉転換細胞由来であることが明らかとなった。申請者はこの死細胞の貪食にMilk fatglobule EGF factor-8(MFG-E8)という分子が関与することを見出した。本年度は、MFG-E8を心筋梗塞処置後のマウス心臓に投与し、その影響を調べた。その結果、MFG-E8の投与によって心筋梗塞後の心臓の病態、機能が有意に回復することを見出した。研究計画に記載した計画をほぼ全て終わらせる事ができた。

27年度が最終年度であるため、記入しない。分子生物学、薬理学今後は、研究計画に記載した通り、MFG-E8を心筋梗塞処置後に投与する事によって、心筋梗塞後の病態が改善するかについて詳細に検討する。研究計画に記載した計画をほぼ全て終わらせた。当初見積もりよりも少額の金額で研究を遂行する事ができた。従って、来年度に予算を繰り越す。今後は、研究計画書に記載した通り、MFG-E8陽性細胞の起源とMFG-E8産生の分子メカニズム、およびMFG-E8を投与する事によって心筋梗塞後の病態が改善するかについて検討を行っていく予定である。MFG-E8の投与による心筋梗塞後の病態改善効果の検討を行う。その際に使用する、心臓カテーテル、マウスの購入費に使用する予定である。平成25年度の研究内容を当初計画のとおり遂行したが、当初見積もりより少額の金額で研究を遂行することが出来た。また、来年度以降は、費用のかかる研究が控えているため、来年度以降に予算を繰り越す。来年度以降はMFG-E8陽性細胞の起源とMFG-E8産生の分子メカニズム、およびMFG-E8を投与する事によって心筋梗塞後の病態が改善するかについて検討を行っていく予定である。その際に使用する、マウス、抗体、試薬の購入費に使用する予定である。
ナラ枯れにおける防御物質と毒素による樹木と病原菌の相互作用の解明

ナラ類を大量に枯死させる「ナラ枯れ」におけるブナ科樹木と病原菌の化学物質を介した関係を明らかにすることを目的に実施した。ブナ科樹木の生体防御物質をコナラから5種類を単離し、病原菌に対する防御に関与することを明らかにした。抵抗性の高い常緑カシからも別の防御物質1種類を単離し同定することができた。また、病原菌が生成する毒素活性物質を再確認し、菌株による生成量の差異があることを明らかにした。ナラ類を大量に枯死させる「ナラ枯れ」は、落葉性のコナラやミズナラだけでなく、常緑のシイ、カシ類にも被害を及ぼしている。これらのブナ科樹木には病原菌の侵入によっても枯死しない樹種があり、ナラ枯れに対する抵抗性の程度に樹種間で差異がある。一方、病原菌の「ナラ菌」には同一種内の菌株によって病原力に差異がある。このような抵抗性と病原力の差異を背景として、本研究では、抵抗性に関与する防御物質と、病原力に関与する毒素の化学物質に着目して、化学物質のもつ病害抵抗性因子と病原力決定因子としての役割を評価し、樹木と病原菌の相互作用系を解明すると共に、ナラ枯れ抵抗性選抜のための基礎知見として寄与することを目標とする。本年度は、感受性のコナラにおいて、心材抽出物に認められた抗菌活性物質をカラムクロマトグラフィーや高速液体クロマトグラフ装置により分離精製し、既知の抗菌物質2,6-dimethoxybenzoquinoneに加え4種の抗菌物質(syringaldehyde、scopoletin、vanillin、3,4,5-trimethoxyphenol)を同定した。これらの物質は、ナラ菌接種に対してコナラ辺材で濃度が高まったことから、ナラ菌の侵入に対して防御物質として機能していると考えられた。さらに、数種のシイ、カシ類の樹種にナラ菌を接種し、それぞれの樹種の防御物質の精製と同定を実施している。本成果の一部は、第125回日本森林学会(平成26年3月、さいたま市、日本森林学会員対象)にて発表した。本年度は、感受性のコナラに認められた抗菌活性物質2,6-dimethoxybenzoquinone、syringaldehyde、scopoletin、vanillin、および3,4,5-trimethoxyphenolについて、より感受性のミズナラにおける濃度変動を測定した結果、ナラ菌接種に対してミズナラ辺材で濃度が高まったことから、ミズナラにおいてもナラ菌の侵入に対して防御物質として機能していると考えられた。さらに、ナラ菌が生成する毒素を分離精製し、毒素活性を認め、構造を再確認した。このような抵抗性と病原力の差異を背景として、本研究では、抵抗性に関与する防御物質と、病原力に関与する毒素の化学物質に着目して、化学物質のもつ病害抵抗性因子と病原力決定因子としての役割を評価し、樹木と病原菌の相互作用系を解明すると共に、ナラ枯れ抵抗性選抜のための基礎知見として寄与することを目標として実施した。感受性のコナラから5種類の抗菌物質2,6-ジメトキシベンゾキノン、シリングアルデヒド、スコポレチン、バニリン、および3,4,5-トリメトキシフェノールを単離し同定した。これらの物質について、感受性のコナラとミズナラにおける濃度変動を測定した結果、ナラ菌接種により辺材で濃度が高まったことから、ナラ菌の侵入に対して防御物質として機能していると考えられた。一方、ナラ菌に対する主な抗菌物質として、中程度抵抗性のマテバシイからはトリテルペノイド類が単離され、高抵抗性のアカガシからはカテキンが単離された。このことは、樹種によりナラ菌感染に対する防御物質が異なる可能性を示唆しており、樹種間の抵抗性の差異を同じ物質を尺度として比較できない可能性があることを意味している。さらに、ナラ菌の毒素生成量は菌株間で異なることが明らかになった。しかし、病原力とは弱い相関であったことから、病原力決定には様々な因子が複合的に関与していると考えられた。

感受性のナラ類における防御物質の同定と濃度の変動は予定通り進展しているが、抵抗性のカシ類における防御物質の精製と同定が予定よりも遅れいている。一方、病原菌のナラ菌の毒素については、毒素の精製と分子構造決定を再度行うことができ、確実な同定ができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。森林病理学これまでに明らかにしたミズナラの防御機構における防御物質の寄与を明らかにするために、被陰等により防御能力を低下させたミズナラと健全個体間で、防御物質の変動を測定することによって、ミズナラの防御機能における抗菌物質の寄与を明らかにする。また、これまでに収集したナラ菌の菌株を培養し、毒素産生力を菌株間で比較することによって、毒素産生能の差異を明らかにする。ナラ枯れに対する防御物質をコナラから抽出し同定することができ、これらの物質の集積を定量することができた。実験室での作業を増やし、サンプル作成のための旅費使用が減ったため。ミズナラの防御機構における防御物質の寄与を明らかにするために、前年度に調査しているミズナラ樹幹のメタノール抽出物からの抗菌物質の精製同定を継続し、ミズナラの防御機構を評価するための抗菌物質を揃える。さらに、被陰等により防御能力を低下させたミズナラと健全個体間で、防御物質の変動を測定することによって、ミズナラの防御機能における抗菌物質の寄与を明らかにする。全国のナラ菌の菌株収集を継続し、さらに、集めたナラ菌の菌株を培養し、毒素産生力を菌株間で比較することによって、毒素産生能の差異を明らかにする。実験室での作業増加が続くため、人件費として用い、効率よく作業を進める。物品購入時に入札により予定額よりも低価格で購入できたため。化学物質の定量などに用いる消耗品の薬品やガラス実験器具等の購入に使用する。