hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
悪性腫瘍合併皮膚筋炎におけるＴＩＦ１－γが関与する二段階病態仮説の検証

悪性腫瘍が合併する皮膚筋炎における病態形成機構は未だ持って解明されていない。しかし、悪性腫瘍合併という皮膚筋炎の病型に特異的な自己抗体の対応抗原がTIF1-γであることが判明している。抗体陽性例の悪性腫瘍組織においてTIF1-γ分子の異常発現が存在するのか、その組織内では関連分子との相互作用によってTIF1-γが免疫制御機構に重要な役割を果たすTGFβなどの分子と強調する可能性についても調べた。腫瘍組織中のTIF1-γは高発現していることが示され、IL-6を介したSTAT3のリン酸化により腫瘍進展の可能性も示唆された。皮膚筋炎(Dermatomyositis:DM)は皮膚と筋肉を病変の首座とする膠原病の一つである。その生命予後は、二大合併病態である悪性腫瘍と間質性肺炎が左右するとも言え、これらの病態解明とそれに基づく治療法の確立が急務である。悪性腫瘍合併という病型に特異的な自己抗体が近年同定され、その対応抗原がTIF1-γというTGF-βシグナル伝達経路の担い手分子であることが判明した。本研究では、悪性腫瘍の存在がなぜ皮膚筋炎を惹起するかという疑問を解明していく目的で、1悪性腫瘍組織におけるTIF1-γ分子の発現異常が自己抗体産生を誘導し、2その自己抗体である抗TIF1-γ抗体が調節性T細胞に異常をもたらし皮膚筋炎の病象形成に関与する、という二段階の病態仮説を検証することを目指している。DMに合併した悪性腫瘍組織と皮疹部における、TIF1-γ、リン酸化Smad2/3、Smad4の免疫組織染色による発現様式の実験結果から、腫瘍組織におけるTIF1-γの作用は従来言われているTIF1-γのSmad2/3に対する結合がSmad4より優位となるagonistic modelとTIF1-γがSmad2/3/4の会合を抑制するantagonistic modelのいずれかにはっきりと分別することは困難であることが判明してきた。これはTIF1-γの細胞内における未同定の機能を示唆するとも言える新たな結果でもあり、今後の研究においても意義深いものと考える。皮膚筋炎は皮膚と筋肉を病変の首座とする膠原病の一つである。本研究では、悪性腫瘍の存在がなぜ皮膚筋炎を惹起するかという疑問を解明していく目的で、1.悪性腫瘍組織におけるTIF1-γ分子の発現異常が自己抗体産生を誘導し、2.その自己抗体である抗TIF1-γ抗体が調節性T細胞に異常をもたらし、皮膚筋炎の病像形成に関与するという二段階の病態仮説を検証することを目指している。皮膚筋炎に合併した悪性腫瘍組織と皮疹部におけるTIF1-γ、リン酸化Smad2/3、Smad4の免疫組織染色による発現形式の実験結果から、腫瘍組織におけるTIF1-γの作用は従来言われているTIF1-γのSmad2/3に対する結合がSmad4より優位となるagonistic modelとTIF1-γがSmad2/3/4の会合を抑制するantagonistic modelのいずれかに分別することは困難であったため、本年はTIF1-γと同じく自己抗原になっているTIF1-αとの協調作用が存在し、それが上皮間葉系細胞転換をひきおこすシグナルとなっているという仮説のもとに実験を進めた。遺伝子導入やsiRNAを用いた培養細胞実験の結果からは、明確な2分子の協調作用は見出すことができなかった。しかし、これまで悪性腫瘍組織におけるTIF1-γ分子の発現は低下しているという免疫組織染色の結果について、抗体の種類を変更して実験を行った結果、腫瘍組織ではTIF1-γの発現は正常組織に比して上昇していることが明らかになってきた。皮膚筋炎(Dermatomyositis;DM)は皮膚と筋肉を病変の主座とする膠原病の一つである。

本研究では、悪性腫瘍の存在がなぜ皮膚筋炎を惹起するかという疑問を解明していく目的で、(1)悪性腫瘍組織におけるTIF1-γ分子の異常発現が自己抗体産生を誘導し、(2)その自己抗体である抗TIF1-γ抗体が調節性T細胞に異常をもたらし皮膚筋炎の病像形成に関与する、という二段階の病態仮説を検証することを目指している。家兎網状赤血球とcDNAプラスミドを用いたin vitro転写翻訳系によりTIF1-γ蛋白を合成し既報の免疫沈降法により、さらには今回の研究期間内に開発したルミノメーターを用いたELISAにより抗TIF1-γ抗体の同定を行った。次にTIF1-γの腫瘍と皮疹部における作用動態を推測する目的で、腫瘍と皮膚の病理切片における抗TIF1-γ抗体、抗リン酸化Smad2/3抗体、抗Smad4抗体を用いた免疫組織染色を行った。DM患者に合併した2例の乳癌組織と1例の肺癌組織ではTIF1-γとSmad4は細胞内にほとんど検出されず、リン酸化Smad2/3が核内に優位に染色された。これは腫瘍組織におけるTIF1-γのagonistic作用を示唆しているが、TIF1-γとSmad4が細胞内のどこにも強く染まらなかった理由については見出されていない。皮膚においてはリン酸化Smad2/3の局在は腫瘍組織と結果を同じくしたが、TIF1-γとSmad4は核および核周囲に染色され腫瘍組織とは動態が異なることが判明した。悪性腫瘍合併の皮膚筋炎(DM)患者における腫瘍組織において、抗TIF1-γ/-α抗体の共存する症例の発癌機序として、次のステップを想定した。1腫瘍臓器において、TIF1-αの発現低下がTIF1-γの発現低下をもたらし、2TIF1-γのSmad4に対するユビキチンリガーゼ機能低下によりSmad4が増加、3核内でのSmad4/p-Smad2/p-Smad3三量体が増加し、上皮間葉細胞転換が進み、抗TIF1-γ/-α抗体陽性皮膚筋炎患者において腫瘍進展が生じるという病態仮説を立てた。抗TIF1-γ抗体および抗TIF1-α抗体陽性腫瘍合併DM患者における、TIF1-γ/-αの発現異常の検討について、培養細胞を用いてTIF1-αの発現量を調節してみたところ、(i)HepG2細胞にTIF1-α遺伝子をトランスフェクションした細胞にて、TIF1-γの発現の変化を検討、ウェスタンブロットにおいてTIF1-γの発現量が低下した。次に(ii)RNA干渉によりHaCaT細胞のTIF1-α発現量を低下させた細胞を樹立し、TIF1-γの発現の変化を検討、TIF1-γの発現に変化は見られなかった。次に、悪性腫瘍合併皮膚筋炎患者における腫瘍組織におけるTIF1-α、TIF1-γの免疫染色を再施行した。先行研究において、悪性腫瘍合併DM患者における腫瘍組織では両者とも免疫染色で染色されなかったが、仮説が立証できなかったため免疫染色を再施行した。一次抗体の変更、抗原賦活法の変更などにより、腫瘍組織中のTIF1-γは高発現していた。次に、悪性腫瘍合併DM患者の腫瘍組織中の、STAT3、p-STAT3の発現量を免疫組織染色にて検討した。患者の胃癌組織では正常胃組織と比較して、STAT3、p-STAT3の発現に差は見られなかった。乳癌組織では、正常乳腺組織と比較して、p-STAT3の発現が増加していた。皮膚科学TIF1-γの作用は従来言われているagonistic modelとantagonistic modelという概念では割り切れない、別の機能経路を考慮すべきことが判明し、その有力な候補としてTIF1-αとの協調作用が挙がってきている。
GaN,ZnO,ZnSe系発光ダイオードの劣化を引き起こす増殖性点欠陥の制御

平成18年度は,本年度の目標であったワイドギャップ半導体光デバイス(GaN系,ZnSe系LED)のaging試験を行い,素子劣化を律速する増殖性欠陥に焦点を当て実験を進めた.以下に本年度の研究実績を記す.(1)GaN系深紫外LEDに関して実際のGaN系LED素子の活性層中に存在する(電気的に活性な)欠陥準位を検出することができた.この欠陥準位にフォーカスし,GaN系紫外LED素子を加速劣化試験(150mA,450K)しながら,その光出力の低下とその深い準位の濃度を系統的に測定した.現在は,劣化メカニズムの解明に必要な(系統的かつ定量的な)データを蓄積している段階である.今後,本研究を基に,素子劣化の物理的メカニズムの解明を行い,素子寿命の人工的制御手法を提案する予定である.(2)ZnSe系白色LEDに関してZnSe系白色LEDにおいて,前年度克服したp型クラッド層中で発生するミクロ点欠陥H0中心(p型ドーパントである窒素の複合欠陥,E_V+E_T=600meV)による劣化(第1ステージ)の後,それとは全く異なる欠陥種が新たに劣化を引き起こすことが判明した(第2ステージ劣化,素子寿命1000時間).この第2ステージ劣化は,本研究より,活性層上部のp型クラッド層中で増殖するドナ型の補償欠陥によって,劣化が進行することが分かった.この欠陥増殖は,欠陥準位での電子・正孔再結合(電子系のエネルギー)と格子系の熱エネルギーとの融合により異常促進されることが判明した.本劣化を人工的に抑制するために,新しい欠陥制御手法:電子・正孔再結合を抑制するためのp型層への電子ブロック層:2重クラッド層の採用により,この劣化を抑制し,素子寿命1万時間(室温)を達成することに成功した.(3)ZnO系結晶に関してミクロ点欠陥の立場から,ZnOエピタキシャル薄膜結晶の基板付近において,ノン・ドーピングでの自由電子濃度が10^<19>cm^<-3>以上あると見積もられた.この基板界面の結晶の情報を得るために,マクロ欠陥の研究に立ち返り,透過型電子顕微鏡(TEM)測定を行った.ZhO基板から伝播するc軸配向した転位が直接観測され,バッファ層・基板界面からエピタキシャル薄膜上部に向かうに伴い,結晶品質が改善傾向にあることが確認された.これは成長中にモニタした反射高速電子回折(RHEED)の観察結果と一致した.現在,長時間成長したZnOエピタキシャル薄膜結晶のエピ上部のマクロ・ミクロ欠陥の評価を行っており,欠陥の基礎データの蓄積(素子劣化を制御するための基礎情報の取得)を行っている.平成17年度は,本年度の目標であったワイドギャップ半導体光デバイス(GaN系,ZnSe系LED)のaging試験を行い,素子劣化のメカニズムの解明に必要な素子劣化の基礎データの蓄積に注力した.以下に本年度の研究実績を記す.(1)GaN系深紫外LEDに関してGaN系LEDの加速劣化試験(150mA,450K)を行い,その光出力の低下をモニタすると同時に,系統的にその素子特性(ELスペクトル,暗電流(生成電流),深い準位の濃度など)を測定し,素子劣化の解明に必要な基礎データのを蓄積を行った.輝度低下に伴い,いくつかの素子特性の変化を把握したが,いずれが輝度低下を律速する要因であるか決定できていないのが現状である.今後は,さらに蓄積された系統的かつ定量的なデータを基に,素子寿命を律速する増殖性ミクロ点欠陥の決定を行い,素子劣化の物理的メカニズムの解明を行う.(2)ZnSe系白色LEDに関してZnSe系白色LEDにおいて,素子プロセスの加工歪み(熱アニール,へき開など)によって,p型クラッド層中でミクロ点欠陥HO中心(p型ドーパントである窒素の複合欠陥,E_V+E_T=600meV)が容易に発生することを見出した.実用化において最も重要な素子寿命は,このHO中心の初期濃度(N_T>2×10^<15>cm^<-3>以上)に完全に依存することが定量的に明らかとなった[発表論文1].(3)ZnO系結晶に関して素子劣化の研究に必要な基礎データを蓄積することを目的に,エピタキシャル薄膜中のミクロ点欠陥準位,特にノン・ドープZnO結晶をn型とするネイティブ欠陥(ドナ性欠陥準位)の検出を行った.検出された準位の濃度と,結晶のドナ濃度に関する系統的なデータを蓄積している段階である.平成18年度は,本年度の目標であったワイドギャップ半導体光デバイス(GaN系,ZnSe系LED)のaging試験を行い,素子劣化を律速する増殖性欠陥に焦点を当て実験を進めた.以下に本年度の研究実績を記す.(1)GaN系深紫外LEDに関して実際のGaN系LED素子の活性層中に存在する(電気的に活性な)欠陥準位を検出することができた.この欠陥準位にフォーカスし,GaN系紫外LED素子を加速劣化試験(150mA,450K)しながら,その光出力の低下とその深い準位の濃度を系統的に測定した.現在は,劣化メカニズムの解明に必要な(系統的かつ定量的な)データを蓄積している段階である.今後,本研究を基に,素子劣化の物理的メカニズムの解明を行い,素子寿命の人工的制御手法を提案する予定である.(2)ZnSe系

白色LEDに関してZnSe系白色LEDにおいて,前年度克服したp型クラッド層中で発生するミクロ点欠陥H0中心(p型ドーパントである窒素の複合欠陥,E_V+E_T=600meV)による劣化(第1ステージ)の後,それとは全く異なる欠陥種が新たに劣化を引き起こすことが判明した(第2ステージ劣化,素子寿命1000時間).この第2ステージ劣化は,本研究より,活性層上部のp型クラッド層中で増殖するドナ型の補償欠陥によって,劣化が進行することが分かった.この欠陥増殖は,欠陥準位での電子・正孔再結合(電子系のエネルギー)と格子系の熱エネルギーとの融合により異常促進されることが判明した.本劣化を人工的に抑制するために,新しい欠陥制御手法:電子・正孔再結合を抑制するためのp型層への電子ブロック層:2重クラッド層の採用により,この劣化を抑制し,素子寿命1万時間(室温)を達成することに成功した.(3)ZnO系結晶に関してミクロ点欠陥の立場から,ZnOエピタキシャル薄膜結晶の基板付近において,ノン・ドーピングでの自由電子濃度が10^<19>cm^<-3>以上あると見積もられた.この基板界面の結晶の情報を得るために,マクロ欠陥の研究に立ち返り,透過型電子顕微鏡(TEM)測定を行った.ZhO基板から伝播するc軸配向した転位が直接観測され,バッファ層・基板界面からエピタキシャル薄膜上部に向かうに伴い,結晶品質が改善傾向にあることが確認された.これは成長中にモニタした反射高速電子回折(RHEED)の観察結果と一致した.現在,長時間成長したZnOエピタキシャル薄膜結晶のエピ上部のマクロ・ミクロ欠陥の評価を行っており,欠陥の基礎データの蓄積(素子劣化を制御するための基礎情報の取得)を行っている.
MADH-シトクロムb_5還元酵素の遺伝子構造と発現調節

本研究では、NADH-シトクロムb_5還元酵素(b_5Rと域)の遺伝子構造とその発現の調節機構を明らかにすべく研究を進めてきた。既にヒト肝臓及び胎盤のb_5RCDNAを単離し、その構造を決定しているので、同cDNAをプロ-ブとして、b_5Rの染色体遺伝子をクロ-ニングした。単離した染色体遺伝子の構造を解析したところ、全長約3万塩基対にわたり、9個のエクソンが見出された。本酵素に見られる赤血球の可溶性b_5R(275アミノ酸残基から成り、膜結合断片を持たない)と、ミクロソ-ム膜に結合しているb_5R(300アミノ酸残基から成る)は、その機能性部位(275アミノ酸残基)は全く同じ構造を持つが、膜結合部位は第2エクソンのほぼ中央で切断されることが明らかとなった。本酵素が遺伝的に欠損する疾患としては3型あり、それらは赤血球の可溶性b_5Rのみが欠損する「赤血球型」、ほぼ全組織のb_5Rが欠損する「全身型」、及び血液細胞のb_5Rのみが欠損する「血液細胞型」である。本研究では先ず「全身型」患者の遺伝子の解析に成功し、Ser-127(TCA)からPro(CCA)への突然変異が明らかとなった。そこでこの変異を部位持異的突然変異法を用いてcDNAに導入し、大腸菌内で変異酵素を発現させ酵素を精製しその性質を調べた。Ser127→pro変異酵素は、NADHに対するKmが約10倍に大きくなっており熱安定性が低下していた。また吸収、蛍光、円偏光二色性スペクトルなどが正常酵素と異なっていた。また同時に作ったSer127→Ala変異酵素も同様な性質を示したことから、Ser127はそのOH基がNADH結合部位で他のアミノ酸と水素結合をして構造の安定化に重要な役割を果しているものと考えられた。「全身型」患者組織では、活性が低下したSer127→Pro変異酵素が発現していることが明らかとなった。現在、「赤血球型」、「血液細胞型」の患者の遺伝子解析も同時に進めている。NADH-シトクロムb_5還元酵素のcDNAをヒト肝臓および胎盤ライブラリーからクローニングし、その構造を解析したところ、このcDNAは完全長ではなかった。(1987年)ので、完全長のcDNAを得るべく、3種類のライブラリーをスクリーニングしたが得られなかった。その後、ラット肝臓のcDNAライブラリーを作製し、ヒト肝cDNAをプローブとしてスクリーニングし、完全長のcDNAを得た。その構造解析から、同酵素のN-末端には、メチオニンが1残基ついているだけで、シグナル配列は認められなかった(論文投稿中)。次に、cDNAをプローブとして、ヒト遺伝子DNAライブラリーから、同酵素の遺伝子をクローニングし、その構造を解析した。同酵素の遺伝子は、完全長30Kbにわたり、9エクソンから成っていることが判明した。また、ラット酵素の遺伝子も同様に9エクソンから成っていることがわかった。この結果、すでに構造解析をした赤血球の可溶性酵素は、N-末端側にある膜結合断片(25アミノ酸残基)を欠いているがその切断部位が遺伝子の第2エクソンのほぼ中央部分に相当していた。

このことから、赤血球の可溶性酵素は、スプライシングの違いによってできた異なるmRNAによって規定されたのではなく、タンパク質翻訳後にプロテアーゼ消化により膜結合部分を失ったと考える方が妥当であると示唆された。現在、同酵素欠損患者の遺伝子構造を解析中である。さらに、cDNAをpUC13ベクターに入れ、大腸菌内で同酵素を発現させる系を確立した。この系を用い、部位特異的にアミノ酸置換をもつ種々の異常酵素を作製し、これらを用いて酵素反応機構の解析を進めている。本研究では、63年度中にNADH-シトクロムb_5還元酵素(b_5R)の染色体DNAの構造を明らかにし、またcDNAの大腸菌内発現系を確立した。平成元年度はこれに引き続いてb_5Rの「全身型」欠損患者の遺伝子解析を行い、その第5エクソン内にSer127のコドンTCTがProコドンCCTに変わった点突然変異を見出した。そこでこの塩基置換を部位特異的突然変異法を用いてcDNAに導入し、すでに開発した発現系を用いて大腸菌に患者で見出した変異酵素を発現させ、精製しその性質を調べた。この際、Ser→Proの変異では、Proが他のアミノ酸と異なりその骨格が歪んでいるためにb_5Rに構造変化をもたらしたのか、それともSerのOH基が重要な役割を果たしていて、そのOH基が失われたために活性が低下したのかを検討するためにSer→Ala変異酵素も作りその性質を調べた。両変異酵素では、吸収、蛍光、円偏光スペクトルが明らかに野生型酵素のそれらとは異なっていて構造変化が起きていることが分かった。また酵素活性を調べると、両変異酵素ではNADHに対するKmが510倍に大きくなり、最大反応速度がSer→Pro酵素では野生型酵素の約30%に、Ser→Ala酵素では約60%に低下していた。さらに両変異酵素では熱安定性が野生型酵素よりかなり低下していた。以上の結果から、Ser127はb_5RのNADH結合部位にあって他のアミノ酸と水素結合をして、構造の安定化に大きな役割を果していると考えられた。また「全身型」b_5R欠損患者のリンパ球では、抗体を用いた実験から正常人の場合と同程度の変異酵素が発現していることも明らかとなった。Ser127→Pro変異酵素について明らかとなったNADHに対するKmの増大と熱安定性の低下が、同患者の疾患発症の主原因であろうと考えている。現在他の「赤血球型」、「血液細胞型」b_5R欠損患者の遺伝子構造解析についても合わせて進めているところである。
蓄積性神経毒の中枢排出機構の解明と分子創薬基盤の構築

血液脳関門にどのようなトランスポーターが発現し機能しているかを解明することは、脳への薬物の分布を理解する上で必須である。これまで、血液脳関門のトランスポーターは薬物輸送という観点から解析が進められてきた。本研究では、蓄積性神経毒の中枢排出機構としての従来とは異なる観点から血液脳関門輸送系とトランスポーター分子及びその制御機構を解明し、新たな血液脳関門機能を明らかにすることを目的とした。コレステロールの脳内代謝物であり、蓄積によって神経毒性を誘起する24(S)-hydroxycholesterolの脳関門排出輸送を解析したところ、放射標識24(S)-hydroxycholesterolは脳関門を介して脳から半減期約100分で消失することが明らかとなった。さらにその排出過程は非標識24(S)-hydroxycholesterolで阻害され輸送系の関与を示した。さらに、有機アニオン輸送系であるoatpfamilyが関わっていることが示唆された。本結果は、これまで単純拡散で血液脳関門を透過すると考えられていた24(S)-hydroxycholesterolの排出仮説を覆す画期的な成果である。血液脳脊髄液関門においてもABCA1およびABGG1が発現し、その機能は、LXRリガンドである24S-hydroxycholesterolによって制御されていることを明らかにした。さらに、このコレステロールの引き抜きがApoEのサブタイプで異なることを見いだした。ApoEのサブタイプはアルツハイマー病の危険因子として同定されており、また、コレステロールとアルツハイマー病との関連も報告されている。従って、ABCA1およびABCG1を介した脈絡叢上皮細胞からのコレステロールの引き抜きの機構はアルツハイマー病の進行と深く関わっていると考えられる。本研究成果は、血液脳関門のトランスポーターが脳機能の維持に重要な機能を果たしているという中枢システムとしての新たな一面を明らかにした。さらに、血液脳関門のトランスポーター発現および機能が病態条件下で変動することを明らかにした。生理的役割から血液脳関門のトランスポーターの機能を明らかにした結果、薬物のターゲットおよび疾患時の変動という脳関門研究の新たな展開を開くことができた。コレステロールの脳内代謝物であり、蓄積によって神経毒性を誘起する24(S)hydroxycholesterolの脳関門排出輸送を解析したところ、放射標識24(S)hydroxycholesterolは脳関門を介して脳から半減期約100分で消失することが明らかとなった。さらにその排出過程は非標識24(S)hydroxycholesterolで阻害されたが、cholesterolでは阻害されなかった。このことは、何らかの輸送系が24(S)hydroxycholesterolの脳関門排出輸送に関わっていることをしめしている。さらに、阻害剤の効果から、有機アニオン輸送系であるoatpfamilyが24(S)hydroxycholesterolの脳関門排出輸送に関わっていることが示唆された。さらに、24(S)hydroxycholesterolがoatpの基質となることを明らかにした。また、免疫染色の手法を用いてマウスの血液脳関門にoatp3が発現していることを明らかにした。コレステロールも含む脂質輸送に関わるATP binding cassette (ABC) transporter Afamilyの脳関門での発現を検討したところ、ABCA1-9のサブタイプの発現が検出された。これらの結果は、血液脳関門は脳内のコレステロールの制御と、その代謝物による神経毒性の発現を抑制する役割を果たしていることを示唆している。

神経毒性物質であるキノリン酸の脳関門排出輸送に関わる分子を同定するために条件的不死化ラット脳毛細血管内皮細胞(TR-BBB)のmRNAを抽出し、アフリカツメガエル卵母細胞に注入し、キノリン酸の取込活性を測定したところ、水を注入したコントロールと比較し、有意な取込活性が検出された。さらにmRNAを分画し、それぞれの分画を卵母細胞に注入し、キノリン酸の取込活性を測定したところ、一部の分画に取込活性の増強が認められた。この結果は、この分画にキノリン酸を輸送する輸送担体のmRNAが含まれていることを示している。毒物、異物の排出やコレステロールの脳内動態に関わるATP binding cassette(ABC)transporter A (ABCA)family及びABCG familyの脳発達過程も含めた脳内のmRNA発現の局在を明らかにした。その結果、いくつかのsubtypeが脳血管内皮細胞に発現している可能性を示唆した。さらに、前年度、脳毛細血管に発現し機能していることを培養細胞を用い報告したABCG2に関して、その輸送への関与の大きさを示す目的で、特異的に発現するsiRNAを開発し、ABCB1,ABCC1の発現は抑制せず、ABCG2のみを北西することを示した。有機アニオン輸送系であるOAT3は血液脳関門において、尿毒症物質であるindoxyl sulfateの脳からの排出に関わっている。Diffrential displayを用いて、脳毛細血管内皮細胞と網膜毛細血管内皮細胞の発現を比較し、脳毛細血管内皮細胞に選択的に発現している分子としてandrogen receptorを同定し、さらに、androgen receptorによってOAT3の発現と機能が制御されていることを明らかにした。OAT3は毒性物質だけではなく薬物の排出にも関わっていることから、この制御機構は脳への薬物分布を変動させる要因として重要と考えられる。神経毒性物質であるキノリン酸の脳関門排出輸送に関わる分子の遺伝子をexpression cloningによって単離を試みた。その結果、2つの遺伝子を単離した。両遺伝子とも発現させたoocyteに標識キノリン酸は取り込まれ、過剰量の非標識キノリン酸によってその取り込みは抑制された。本分子が血液脳関門においてキノリン酸排出輸送に関わっている可能性が考えられる。ATP binding cassette (ABC)トランスポーターはATPのエネルギーを利用し、毒物を臓器から排出する機能を担っている。ABCG2が血液脳関門ですでに中枢排出機構を担っていることは前年度に報告したが、今年度は、神経組織である目においても排出機構を担っていることを見いだした。
中国雲南省少数民族の伝統薬物調査とその有効利用に関する研究(第二次)

雲南省に居住する11の少数民族と漢族が利用する薬用資源調査を行い,合計約480件余りの民族薬物に関する情報を取得した。情報としては薬物名,利用目的,利用方法,ならびにそれら薬物利用の背景などである。利用目的は多岐に渡っていたが,リウマチや外傷,婦人科領域が特に多く見られ,中には中医学の影響を強く受けたと思われる利用法も確認された。また,民族によっては民族独自の医薬体系を持つものもあり,利用される資源も民族によってかなり異なっていることがわかった。今回調査の対象とした地域は雲南省西部(徳宏〓族景頗族自治州,保山地区)で,この地域に居住する主な少数民族はアチャン(阿昌)族,チンポー(景頗)族,タイ(〓)族,ペー(白)族などである。各民族の密集する居住地に行き,以下の方法で情報を収集した。なお,採集した生の薬物はさく葉とし,乾燥品はそのまま標本とした。これらは中国科学院昆明植物研究所および徳島大学薬学部で保管している。1.民族薬市場で売られている薬物を収集し,その売人に採集場所,効能,使用法などをインタビューする。可能であれば,売人にその採集場所を案内してもらう。2.民族薬の知識が豊富な人物を訪ね,使用している薬物,効能,使用法などをインタビューする。収集できた薬物情報は全部で159件で,そのうち126件について種の同定が終了した。今回は植物,動物,鉱物由来の薬物を収集することができた。ミャンマーとの国境地域であるため,他の地域には見られないような薬物(ゾウの皮膚など)が確認された。薬物の使用形態としてはこれまでと同様に多くは配合処方であり,使用目標としては婦人疾患に浴用とするための薬材が目立った。特にアチャン族が複方を好んで利用することがわかった。今回,特徴的であったのは,タイ族からの情報をタイ文字で収集できたことである。西双版納地区での調査ではタイ族からの情報は多かったものの,文字を表記できる人が少なかったが,今回は多くの人が文字によってその薬物名を記載してもらったため,正確に現地名を記録することができた。今回調査の対象とした地域は雲南省西北部(怒族??族自治州)で、この地域に居住する主な少数民族はヌー(怒)族、リス(??)族、トゥーロン(独竜)族などである。各民族の密集する居住地に行き、以下の方法で情報を収集した。なお、採集した生の薬物はさく葉とし、乾燥品はそのまま標本とした。1.民族薬市場で売られている薬物を収集し、その売人に採集場所、効能、使用法などをインタビューする。可能であれば、売人にその採集場所を案内してもらう。2.民族薬の知識が豊富な人物を訪ね、使用している薬物、効能、使用法などをインタビューする。収集できた薬物情報は全部で98件で、そのうち846件について種の同定が終了した。今回も昨年度同様、植物、動物、鉱物由来の薬物を収集することができた。この地域は西部を高黎貢山、東部を怒山に囲まれた怒江の流れる谷間に位置し、他の地域とは物理的に完全に隔離されているため、他地域には見られないようなCaryata urensなどが確認された。薬物の使用形態としては単独の仕様が比較的多く、他の地域ほど配合処方は見られなかった。使用目標としてはリウマチ、外傷、婦人科領域と非常に多岐に渡っていた。これは、本地域が夏期に大変湿度が高くなり、リウマチなどの疾患が多いためではないかと考えられる。今回の調査は残念ながら時期外れの雨期と重なってしまい、市場調査においても下山を見合わせた販売人が多かったため、従来に比較して調査できた薬物は少なかった。今回調査の対象とした地域は雲南省西部(大理市)および南東部(紅河哈尼族彝族自治州)で,この地域に居住する主な少数民族はペー(白)族,ハニ(恰尼)族,ミャオ(苗)族などである。収集できた薬物情報は全部で221件で,そのうち193件について種の同定が終了した。今回も昨年度同様,植物,動物,鉱物由来の薬物を収集することができた。本年度の調査では,大理地方で4月に開催される「三月街」と呼ばれる民族祭において売られる薬物情報についても採集した。

その結果,ここではチベット族,ウイグル族が多く医薬品を販売していることがわかった。また,全体的に情報はミャオ族の薬物が最も多く,山間部に広く分布するミャオ族にとって,伝承薬は重要な医療手段であることが推察された。使用目標としてはリウマチ,外傷,婦人科領域と非常に多岐に渡っていたが,B型肝炎,腎結石,がんなど,現代の病名に基づく治療薬も多く見られ,伝統医薬品が社会に根付いていることを伺わせる。なお,紅河哈尼族彝族自治州に関しては6年前にも調査を行っているが,得られた薬物情報はかたり里たっていた。
バーバル情報伝達による筋電義手感覚情報伝達システムの開発

本研究では筋電義手のための皮膚電気刺激を用いた感覚情報伝達システムの開発を目的とする.物体把持に重要な役割を持つヒト指腹部の力学特性(歪み一応力関係)を計測し,人工義手指先部を試作した.次に義手感覚情報伝達システムを試作した.これは物体の把持の種類(つまみ動作及び円筒握り)及び把握状態(把持している,物体が落下した)を,皮膚電気刺激により義手使用者に伝達するものである,試作したシステムを用いて物体把握実験を行い,本システムの有用性を示した本研究では筋電義手のための皮膚電気刺激を用いた感覚情報伝達システムの開発を目的とする.物体把持に重要な役割を持つヒト指腹部の力学特性(歪み一応力関係)を計測し,人工義手指先部を試作した.次に義手感覚情報伝達システムを試作した.これは物体の把持の種類(つまみ動作及び円筒握り)及び把握状態(把持している,物体が落下した)を,皮膚電気刺激により義手使用者に伝達するものである,試作したシステムを用いて物体把握実験を行い,本システムの有用性を示した事故や疾病などにより失われた手の機能を代行するものとして筋電義手(筋電位信号により開閉動作の制御を行う)が開発されている.申請者は,「義手が元の手が持つ特性を備えていれば,切断者が元の手と同じ様に義手の制御が可能となる」との観点から,ヒトの手の神経-筋制御機構の動特性と感覚情報伝達機能を備えた高機瀧筋電義手の実用化を目指している.本申請では,筋電義手のための皮膚電気刺激を用いた感覚情報伝達システムの開発を目的とする.本年度は以下の計画に沿って研究を遂行した.得られた結果を要約する.1.ヒト指先部の力学特性の計測ヒトの指と同じ柔軟な指先部を試作するために,ヒトの指先部の関係を測定した.被験者は健常者5名である.被験者の示指と前腕を固定する.示指の指腹部の皮膚表面をアルミ板の変位を変えることで加圧した.そして,アルミ板に加わる力,および指先とアルミ板が接触している加圧領域を測定した.この実験を様々な変位で行った.応力-歪み関係をそれらの値から算出する.歪みの増加に伴って,応力が増加するという非線形性を示した.2.皮膚電気刺激による刺激パターンの検討皮膚電気刺激システムを用いて,識別可能な刺激パターンの検討を行った.義手使用者に伝達する情報として,物体を把持しているか否か(2種類)と義手の開閉角度(大,中,小の3種類)の情報を伝達するとした.そして,心理物理実験の結果を元に5種類の刺激パターンを決定した.事故や疾病などにより失われた手の機能を代行するものとして筋電義手(筋電位信号により開閉動作の制御を行う)が開発されている.申請者は,「義手が元の手が持つ特性を備えていれば,切断者が元の手と同じ様に義手の制御が可能となる」との観点から,ヒトの手の神経-筋制御機構の動特性と感覚情報伝達機能を備えた高機能筋電義手の実用化を目指している.本申請では,筋電義手のための皮膚電気刺激を用いた感覚情報伝達システムの開発を目的とする.本年度は昨年度計測したヒトの指の皮膚の力学特性の結果を基に,ヒトの指腹部の皮膚と同じ様な柔軟な義手人工指先部を試作した.指先部はアルミ平板上にかまぼこ型の指腹部を超軟質ウレタン樹脂とポリエチレン樹脂の薄膜を用いたものである.試作した人工指先部をヒトの指腹部と同様に歪み-応力関係を計測し,ヒト指腹部とほぼ同じ特性を有していることを確認した.また,物体把持の状態(義手で物体を把持しているか否か)を皮膚電気刺激により伝達する感覚情報伝達システムを試作した.本システムは2チャンネルの表面電極を用い,仮現運動により皮膚上をなぞるような感覚を使用者に提示するものである.本研究では本システムで提示する刺激のパターンを作成した.そして,健常者を用いた提示実験を行い,認識可能であることを示した.事故や疾病などにより失われた手の機能を代行するものとして筋電義手が開発されている.申請者は,「義手が元の手が持つ特性を備えていれば,切断者が元の手と同じ様に義手の制御が可能となる」との観点から,ヒトの手の神経-筋制御機構の動特性と感覚情報伝達機能を備えた高機能筋電義手の実用化を目指している.本申請では,筋電義手のための皮膚電気刺激を用いた感覚情報伝達システムの開発を目的とする.本年度は,昨年度試作した義手指先部のプロトタイプを元に,母指,示指,中指に義手指先部を付加した義手機構部を試作した.また,義手機構部では,示指の末節部,中節部および母指の末節部に小型圧力センサを組み込み,義手が物体を把握して時の把持状態や把持力を同時に検出できるようにした.感覚情報伝達では,視覚情報を用いることができない際の義手物体把では,まず,物体を義手の母指と示指の間あること,次に,その物体を把持していることを使用者に伝達する必要がある.そこで,本研究では,物体が義手の指のどの位置に触れているか,物体を把持できているかを皮膚電気刺の刺激パターンにより使用者に伝達する感覚情報伝達システムを試作した.試作した装置を用い,健常者による義手物体把握実験を行い,本システムを用いることで物体を把握するまでの作業時間が短縮されることを示した.
ＲＮＡの時空間的局在制御による樹状突起における局所翻訳の分子機構解明

リボソームによるmRNAの適切な翻訳はすべての生命活動の根幹をなす。mRNAの翻訳は核周辺の小胞体のみで行われているわけではない。ミトコンドリアや神経細胞の樹状突起にもリボソームは存在し、必要に応じて翻訳が行われ、それらは“局所翻訳"と呼ばれる。局所翻訳は、細胞が外的刺激やシグナルに応答し、局所的にいち早くタンパク質合成を行う上で重要な役割を果たす。最近の研究によって、樹状突起における局所翻訳の異常は、発症率が1%にも達するといわれる自閉症などの発達障害や精神障害に深く関わることが示唆されている。しかし、局所翻訳の制御因子および制御メカニズムには不明な点が多く、その解明は発達障害や精神障害の治療に繋がると期待される。神経細胞の樹状突起に存在する特殊なRNAを精度よく回収し、逆転写反応などを行い、網羅的な塩基配列解析を行うための手法を確立させるための実験を行った。さらに特異的な抗体やオリゴヌクレオチドなどを用いて、各種RNAを濃縮させ、その試料に対して網羅的な配列解析を行うためのライブラリーの構築を行う一連の実験系の確立を目指した遺伝子工学的実験を行った。さらには、樹状突起に局在させたmRNAに結合するタンパク質を調べる手法の検討を行い、また、任意のmRNAの神経細胞内での局在を操作するための手法の開発に関する様々な検討を行った。これらの実験結果は、今後、神経細胞の樹状突起における翻訳状態を詳しく解析するために重要な知見を与えると期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では記憶や学習、精神状態に関わる神経機能である神経可塑性に重要な働きを示すことが知られている樹状突起における局所翻訳の実態解明を目指す。また、樹状突起における局所翻訳の異常は、自閉症などの様々な精神神経変性疾患にも深く関わることから、その分子レベルでの解明は重要な研究課題である。しかし、これまでに樹状突起における局所翻訳を調べる手法は限られているため、その詳細はいまだ不明な点が多い。本研究では、神経細胞内で、様々なかつ特別な性質を有するRNAの局在を人工的に自在に操るための新規な技術開発を行い、その特定のRNAがリボソームによってどのように翻訳されるかを明らかにすることを目指す。そのために、H28年度はまず、神経細胞の樹状突起に存在するRNAを精度よく回収し、様々な遺伝子工学的手法を用いて網羅的に塩基配列解析を行うための手法を確立させた。さらには、特定の性質をもつRNAを生化学的手法などで濃縮させ、その試料に対して網羅的な配列解析を行うためのライブラリーの構築を行う系の確立を目指した実験を行った。また、特定の性質をもつRNAに結合するタンパク質を質量解析によって定量的に詳しく調べるための技術開発の予備的検討を行った。これらの実験結果は、今後、神経細胞の樹状突起に存在する各種RNAの性質を解析し、またそれが翻訳に使われる際の形式を詳しく調べるために必要な技術開発に重要な知見を与えると期待される。これまでに、特異的なRNAの性質を調べ、網羅的な翻訳解析を行うために必要とされる予備的な実験が順調に進んでいるため。異なる細胞部位に存在する各種RNAの質的かつ量的変化を網羅的に、または特定のRNAに対して明らかにするための技術、および特異な性質をもつRNAの局在を人工的に制御するための技術の開発にさらに注力する。
EBウイルスBZLF1遺伝子産物によるp53機能抑制の分子機構

EBV溶解感染を誘導すると宿主細胞内ではEBVゲノムは100倍から1000倍増幅複製される。このウイルスDNA合成を宿主細胞はDNA損傷即ち異常DNAとみなしATM依存的DNA損傷チェックポイント経路を活性化することを明らかにしてきた。しかしATM依存的DNA損傷チェックポイント経路の活性化はp53の活性化をおこすが,p53及びp53の下流のp21,MDM2の発現量の増加はなく,p53の下流の経路は活性化されていなかった。これはウイルスBZLF1蛋白質がp53をユビキチン化しプロテアソーム依存的に分解することで細胞周期停止や細胞死の誘導をおさえていることがわかった。EBV感染細胞内において,p53は潜伏感染期ではMDM2によって制御されるのに対し,溶解感染期では,MDM2とは別の機構,BZLF1蛋白質自身にはユビキチン活性は無いことから,おそらくBZLF1蛋白質に付随したE3リガーゼ複合体によって制御されていることが明らかとなった。このウイルスDNA合成を宿主細胞はDNA損傷即ち異常DNAとみなしATM依存的DNA損傷チェックポイント経路を活性化すること(Kudoh A et al..」.Biol.Chem.280:8156-8163.2005)、この現象は単純ヘルペスウイルス感染でも同じ現象がおきることを報告して来た(Shirata N, et al.J.Biol.Chem.280:30336-30341.2005)。しかし、このシグナルはp53の下流には伝達されない。このとき、p53とBZLF1蛋白質はEBV溶解感染細胞内で相互作用することが確認されることから、BZLF1蛋白質がp53から下流の伝達を抑制する役割を担っていることが考えられる。そこで、本研究ではBZLF1蛋白質がどのようなメカニズムでp53の機能を制御しているかを解析した。BZLF1蛋白質はp53のDNA結合能を大幅に上昇させること、さらにp53とTBPのp21プロモーター上への結合をも増加させるということがゲルシフトアッセイにより明らかとなった。またin vitro transcriptionによりBZLF1はp53による転写を増強させることがわかった。しかし、BZLF1はin vivoではp53特異的なレポーター遺伝子の発現を大幅に抑制した。驚くべきことに、このとき、p53の発現はBZLF1の量依存的に減少しており、この減少はプロテアゾーム阻害剤,MG132の添加により回復した。したがって、BZLF1蛋白質は溶解感染時にp53をプロテアゾーム依存的に分解し、下流の遺伝子発現を抑制することで、EBVの複製に適したS期様の細胞環境を整えていることが示唆された。これらは、溶解感染誘導時のp53の下流に存在するp21やMDM2の発現パターンとよく一致した。今後は、今回明らかとなったp53のproteasome依存的分解のメカニズムを新規E3 ligaseの同定も視野に入れ、詳細に検討していく予定である。以上、ウイルスBZLF1蛋白質がp53の機能をブロックすることで細胞周期停止や細胞死の誘導をおさえていること、またその分子機構はBZLF1蛋白質存在下ではp53はプロテアソーム依存的に分解されるのでp53の下流にシグナルが伝達されないことを明らかにした(投稿中)。
原核生物における新しい環境応答分子シャペロンの機能

(1)重金属応答遺伝子のクローニングとその機能解析黄色ブドウ球菌の染色体DNAライブラリーからDifferential Display法により単離した熱応答が見られたクローンのなかに、重金属耐性遺伝子の転写抑制因子と排泄蛋白質にそれぞれ相同性が高い、11.4kDa(czrA)と36kDa(czrB)蛋白質をコードしている遺伝子を見い出した。二価の重金属に対する応答性を転写レベルで調べたところ、亜鉛とカドミウムに応答することが明らかになった。czrBノックアウト変異株の解析により、変異株では親株に比べて亜鉛感受性になっており、亜鉛の細胞内蓄積量が増大していることが明らかになった。黄色ブドウ球菌の場合、重金属耐性遺伝子はプラスミドに局在していることが知られているが、このczrオペロンは染色体に限局するものであった。このczrオペロンは細胞内で必要な亜鉛の濃度を管理するため、膜を貫通してZnを輸送する役割をしていることが強く示唆された。(2)薬剤に応答する遺伝子の解析化学ストレスのうち、薬剤に着目して応答する蛋白質を解析すると、顕著に発現増強する新しい35kDaの膜蛋白質が見いだされる。遺伝子をクローニングしたところ、この遺伝子drp35は転写レベルで細胞壁合成阻害剤にのみ応答し、黄色ブドウ球菌に特異的であり、耐性機構に関与しているらしい。(3)ストレス応答時に転写を促すシグマ因子の解析黄色ブドウ球菌では、sigA(シグマ70)の熱応答プロモーターが熱応答時に機能すること、また、sigB(シグマB)のノックアウト変異株を作成して、その支配下にある遺伝子を検索したところ、sigBはアルカリ応答遺伝子aspオペロン、色素産生遺伝子、および病原毒素の発現を支配するargオペロンの増殖静止期を認識していることを明らかにした。
地域一般住民を対象とした歯周病と無症候性脳血管障害との関連の解明

岩手県花巻市大迫町に在住の55歳以上の地域一般住民に対し、頭部MRI撮影、脳心血管病危険因子の調査および歯科検診を実施し、頭部外傷および症候性脳卒中の既往が無く、適切なデータが取得できた230名について、歯周病と無症候性脳血管障害(ラクナ梗塞と白質病変)との関連を検討した。その結果、歯周病が重度になるほど、ラクナ梗塞、白質病変ともに有病率が高かった。また、過去に重度の歯周病罹患があったと推察される多数歯欠損者でも有病率が高値を示した。多重ロジスティック回帰解析では、歯周病重症群は、軽症群に対して他の危険因子と独立してラクナ梗塞を有する有意に高いオッズ比(OR=12.6)を示した。したがって重度歯周病が無症候性脳血管障害の危険因子のひとつである可能性が示唆された。19年度は、本研究の調査フィールドである岩手県花巻市大迫町に在住する、55歳以上の一般住民を対象に循環器疾患に関する検査および歯科検診を行った。この検診に先立って、参加者には家庭血圧計(HEM 747IC-N, Omron Healthcare Co., Ltd, Kyoto, Japan)を配布して1ヶ月間自己測定をしてもらうと同時に、検診の1ヶ月前に岩手県花巻市にある総合花巻病院にて頭部MRI撮影を実施した。検診では循環器疾患の検査として、頸動脈超音波検査、上腕-足首間脈派伝播速度(Pulse Wave Velocity:PWV)測定、血液生化学データ測定および危険因子(BMI、喫煙、飲酒等)についての情報収集を行った。歯科検診では、健全歯、う蝕歯、修復歯、欠損歯など歯に関する診査、歯周ポケットとアタッチメントロスを測定する歯周組織検査、およびパノラマエックス線撮影を実施した。その際、歯周組織のプロービングは全現在歯の頬舌側、近遠心側の4部位で行った。パノラマエックス線撮影は、財団法人福島県保健衛生協会へ委託し、パノラマエックス線撮影装置VeraviewIC5(株式会社モリタ)搭載歯科検診車輌の借用および放射線技師の派遣により行った。検診後は、検査結果を循環器内科専門医が総合評価した上で、対象者個別に生活習慣についての指導を行うと同時に、必要に応じて専門医療機関への受診を勧めた。歯科検診においても歯科医師による口腔内診査で、治療もしくは精査が必要と判断された場合には、文書による受診勧奨を行った。以上の検診は平成19年10月より平成20年3月まで月1回、計6回実施され、180余名の参加が得られた。現在、検診データの整理および画像データの解析は鋭意進行中である。平成20年度は、前年度に引き続き疫学データの収集を行った。岩手県花巻市大迫町に在住する、55歳以上の一般住民を対象に循環器疾患に関する検査および歯科検診を行った。この検診に先立ち、参加者には家庭血圧計(HEM 7471C-N, Omron Healthcare Co., Ltd, Kyoto, Japan)を配布して1ヶ月間自己測定をしてもらうと同時に、検診の1ヶ月前に岩手県花巻市にある総合花巻病院にて頭部MRI撮影を実施した。検診では循環器疾患、の検査として、頸動脈超音波検査、上腕-足首間脈派伝播速度(Pulse Wave Velocity : PWV)測定、血液生化学データ測定および危険因子(BMI、喫煙、飲酒等)についての情報収集を行った。パノラマエックス線撮影は、財団法人福島県保健衛生協会へ委託し、パノラマエックス線撮影装置VeraviewlC5(株式会社モリタ)搭載歯科検診車輌の借用および放射線技師の派遣により行った。

岩手県花巻市大迫町在住55歳以上の一般住民に対し頭部MRI撮影,脳心血管病危険因子の調査および歯科検診を実施し,頭部外傷および症候性脳卒中の既往が無く,適切なデータが取得できた230名について,歯周病と無症候性脳血管障害(ラクナ梗塞と白質病変)との関連を検討した.歯周病の指標には,歯周ポケット,アタッチメントロスおよびパノラマエックス線画像から測定した歯槽骨吸収度を用い,それぞれの平均値から均等三分割により軽症群(47名),中等度群(47名),重症群(47名)の3群に分類した.歯周病の評価は10本以上の歯を有する者についてのみ行い,現在歯が10歯に満たない者は多数歯欠損群(89名)として取り扱った.分析には多重ロジスティック回帰分析を用い,歯周病軽症群に対する中等度群,重症群および多数歯欠損群の無症候性脳血管障害を有するオッズ比を求めた.補正項目は年齢,性別,BMI,喫煙暦,飲酒暦,糖尿病,高脂血症,降圧薬服用の有無,家庭血圧とした.分析結果を以下に示す.1.歯周病が重度になるほど,ラクナ梗塞,WMHともに有病率が上昇する傾向がみられた.また,その傾向は歯周ポケット,アタッチメントロス,歯槽骨吸収率のいずれの歯周病指標を用いた場合でも認められ,とりわけ歯槽骨吸収率を用いた場合に顕著であった.2.歯槽骨吸収率で評価した歯周病重症群は,軽症群に対して他の危険因子と独立してラクナ梗塞を有する有意に高いオッズ比(OR=12.6)を示した.3.多数歯欠損群におけるラクナ梗塞の有病率は歯周病重症群よりも低値を示したのに対し,WMHの有病率は歯周病重症群よりも高かった.4.多数歯欠損と無症候性脳血管障害との間の関連は,他の危険因子での補正後には認められなかった.以上より,歯周病と無症候性脳血管障害との関連が明らかとなり,重度の歯周病がラクナ梗塞の危険因子である可能性が示唆された.
数百年～数千年スケールの東アジアモンスーン変動の出現時期、時代変化とその制御要因

H30年度には、昨年度やり残したU1426地点コアのXRFコアスキャナーによる元素分析を村山(分担者)が行ない、関、三武(協力者)がピーク強度補正を行う事で定量的データに編集した。更に、U1424, 1425, 1426地点の過去300万年間の元素ピーク強度データを昨年度確立したHole間対比と年代モデルに基づいて1000年毎の連続時系列データに編集し、地点毎の元素埋没フラックス変動の復元を可能にした。また、U1424地点試料のTOC, C/N, d13Corgの分析結果から海成有機物含有量を推定してXRFコアスキャナーのBr countと比較し、それが海成有機物含有量を反映する事を国際誌に発表した(Seki et al., 2019)。この結果を基に3地点での海成有機物の埋没フラックスを比較したところ、浅い地点での海成有機物埋没フラックスに対する深い地点でのフラックスの割合が大きく変動する事が示された。高橋(分担者)による底層水酸化還元度の変化との比較から、この変化は深層水の溶存酸素レベル変化を通じて冬季モンスーン強度変動を反映している可能性が高い。この影響を差し引く事により日本海表層における生物生産性の変動(夏季モンスーン指標)の復元を行い、夏季モンスーン強度の千年スケール変動が1.31 Maに開始した事を示した。入野(分担者)はU1425地点の>4 um画分についてその鉱物組成の時代変化を検討し、9.5、8.3、7.9、4.5 Maに石英/曹長石比が高く、タクラマカン砂漠起源風成塵の寄与率が増加した事を示唆した。一方、王(協力者)は同地点における風成塵供給源変動の復元を37MaについてESRを用いて行い、5.54.5Ma頃にタクラマカン砂漠起源の風成塵の寄与率が一時的に増えた事を示した。両者の変動は調和的で、鉱物組成による風成塵供給源変動復元の妥当性を示す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。H28年度は、IODP日本海掘削地点のうち、U1424、U1425地点の過去300万年間にあたる層序区間について、関(研究協力者)が、高知コアセンターにおいて、村山(研究分担者)の指導の下、XRFスキャナーによる主要・少量元素ピーク強度の測定を行ない、得られた測定結果のうちのBr, Ca, Fe, Tiなどの元素について、ピーク強度に対して管球のaging効果の補正を行い、多田(研究代表者)、入野(研究分担者)らが行ったHole間対比に基づいて、過去300万年間に及ぶ高解像度連続データに編集した。特にBrの連続データは、過去300万年間に渡る東アジア夏季モンスーンの変動を記録するもので、これまでに類を見ない長さと時間解像度を持つユニークな記録である。また、関はU1425地点の約30試料について通常のXRF分析を行い、Ca, Fe, Tiなどの元素について検量線を導出して、XRFスキャナーのピーク強度データを定量値に変換した。更に関は、U1424地点の26試料、U1425地点の74試料についてTOC, C/N, d13Corgの分析を行い、Br countとの比較を試みた。一方入野は、両地点におけるガンマ線減衰強度から乾燥かさ密度の推定を試み、多田が中心となってU1424地点について作成した高精度年代モデル、および各地点間での暗色層の対比に基づいて、過去300万年間に渡る質量堆積速度の高時間解像度連続復元を行った。高橋(研究分担者)は、U1423, 1425地点のコアから選び出した約100試料について、ICP-AES, ICP-MSを用いて酸化還元鋭敏元素の分析を行った。また、多田、入野は、IODP日本海掘削地点におけるHole間対比、連続堆積記録編集、連続堆積記録の地点間対比、詳細な年代モデルの作成、年代モデルに基づく、物性データの連続記録編集結果を投稿した。。H28年度(繰越のためH29年6月まで)は、U1424およびU1425地点の過去300万年間にあたる層序区間について、XRFスキャナーによる主要・少量元素ピーク強度の測定を完了した。当初の予定は260万年前までだったが、272万年前にEASMを反映すると考えられる変化が認められたため、分析対象の年代の下限を300万年前まで延長することにした。得られた測定結果のうちのBr, Ca, Fe, Tiなどの元素について、過去300万年間に及ぶ高解像度連続データに編集した。また、U1425地点の約30試料(当初の予定では、2地点で200試料前後)について通常のXRF分析を行い、Ca, Fe, Tiなどの元素について検量線を導出し、XRFスキャナーのピーク強度データを定量値に変換した。また当初の予定では、約100試料についてESR, XRD,粒度分析を行う計画だったが、XRFスキャナー分析の完了を優先させた。これら、未完了の分析については、次年度に分析を行う予定である。また、U1424、U1425地点の計100試料についてTOC, C/N, d13Corgの分析を行い、海成有機物の含有量を推定してBr countとの比較を行い、Br countが海成有機物の含有量を反映する事を示した。