hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
潜在的な経年劣化リスクを反映した鉄筋コンクリート構造の竣工後早期品質同定システム

コンクリート構造物が所定の強度、耐久性などの性能を十分に発揮するためには、打設後の空隙形成過程において適切な養生を行うことが重要である。そこで本年度は、水セメント比を高低2段階に設定したコンクリートに種々の養生条件を与え、材齢一定(28日)、水和度一定下において養生条件が強度と物質移動抵抗性に与える影響感度を定量的に確認した。養生条件をパラメータとし、圧縮試験、吸水試験、透気試験を行った結果、養生の相違による圧縮試験結果の影響感度は鈍感であり、吸水試験、透気試験による物質移動抵抗性を示す指標は敏感であることが分かった。よって養生が強度と物質移動抵抗性に及ぼす影響程度には相当な違いがあり、圧縮強度を直ちに耐久性指標と見なすことには注意を要すると考えられる。一般に、コンクリートの品質は強度によって確認されるが、それは養生方法の相違が強度と物質移動抵抗性に及ぼす影響が同程度であることが前提でなければならない。コンクリート強度は養生の要否によって多少の影響は受けるもののその変動は比較的小さいのに対して、コンクリート表面における物質移動抵抗性を代表する透水性・透気性は極端に養生の影響を受けて大きく変動する。このことは、強度が耐久性指標として万全ではないことを示唆しており、構造物の耐久性能を確実に担保するためには、耐久性指標としてのコンクリート品質を別途確認する必要があると考えられる。なお、特別研究員のDr.Quocの特別研究員としての活動は、平成18年9月を以って終了したが、本研究を通して培われた知見については、引き続き実構造物中のコンクリート表面品質評価に関する土木学会の335委員会でのその後の研究展開に活かされている。近年、施工不良や作業員の技術不足により、コンクリートの品質を確保することが益々困難になってきている。さらに、コンクリート打設の作業効率を上げるために、フレッシュコンクリートの性状はポンプ圧送性が重視されているが、単位水量を大きくしてポンプ圧送性を上げることは長期耐久性を考えると良いことではない。一番の問題点は、供用後、長期間経過して、コンクリート表面に劣化が顕在化するまで、コンクリートの品質の良し悪しが認識されないことである。低品質のコンクリートでも、建設直後は問題が表面化しない。打設時に取得したコンクリートサンプルを用いて圧縮強度の確認は行われるが、テストピースは施工の影響を反映しておらず、強度は長期性能を保証するものではない。また、コンクリートの品質を対象とした検査手法はいくつか開発されているが、現在の技術や検査のノウハウは劣化したコンクリートを対象としたものが多く、施工直後のコンクリートの品質同定に適したシステムは未整備である。本研究は、構造物中のコンクリートの品質を早期に判定する手法およびシステムの開発と、検査結果を解析モデルにインプットし、コンクリートの長期性能を予測する検査システムを構築することを目的としている。10月より研究分担者が外国人特別研究員に着任したことにより研究を開始したところである。日本国内および海外で使用されている構造物中のコンクリート品質を特定する方法とそのために使用される装置の現状について調べた。これまでに、ヨーロッパRILEMでState of the art reportの取り纏めがなされており、日本でも幾つかの先駆的な研究が確認された。ただし、これまでは、技術シーズと社会ニーズの合致が十分でなかったと思われる。また、海外(特に欧米国)で使用されている現場でのコンクリート簡易品質確認・評価方法の規準への導入状況について調査を行っている。昨年度行った関連分野の文献調査及び試験方法の調査に基づいて研究計画を具体化させ、室内試験と実構造物における物質移動特性(透水、透気特性)実験を実施した。その結果、コンクリート強度は養生の要否によって多少の影響は受けるもののその変動は比較的小さいのに対して、コンクリート表面における物質移動抵抗性を代表する透水性・透気性は極端に養生の影響を受けて大きく変動することを確認した。これまでの実験結果は既に"ICUS"国際会議(17年10月)に発表し、また、来年度に予定されている日本コンクリート工学協会の年次大会とEASEC国際会議にも論文を提出し、現在審査中である。なお、来年度4月からはコンクリートの含水状況と電気抵抗及び物質移動特性との関係について検討を行う予定である。特別研究員のDr.Quocは、実構造物中のコンクリート表面品質評価に関する土木学会の335委員会に参加しており、情報交換および課題提供などの関連活動も並行して行った。また、スペインで開かれたRILEM国際会議(18年3月)に参加し、世界各国から訪れた研究者達から様々な情報を収集し、深い議論を行った。この会議で収集した情報については,自身の研究と335委員会での今後の研究展開に活かしていく予定である。また、自分の研究以外に、学部及び修士課程学生の研究に支援、指導を行った。また、本年度ベトナムで開かれた日本-ベトナムジョイントセミナー(17年12月)の開催に協力し、日本でのセミナーにも協力した。

養生条件をパラメータとし、圧縮試験、吸水試験、透気試験を行った結果、養生の相違による圧縮試験結果の影響感度は鈍感であり、吸水試験、透気試験による物質移動抵抗性を示す指標は敏感であることが分かった。よって養生が強度と物質移動抵抗性に及ぼす影響程度には相当な違いがあり、圧縮強度を直ちに耐久性指標と見なすことには注意を要すると考えられる。一般に、コンクリートの品質は強度によって確認されるが、それは養生方法の相違が強度と物質移動抵抗性に及ぼす影響が同程度であることが前提でなければならない。コンクリート強度は養生の要否によって多少の影響は受けるもののその変動は比較的小さいのに対して、コンクリート表面における物質移動抵抗性を代表する透水性・透気性は極端に養生の影響を受けて大きく変動する。このことは、強度が耐久性指標として万全ではないことを示唆しており、構造物の耐久性能を確実に担保するためには、耐久性指標としてのコンクリート品質を別途確認する必要があると考えられる。なお、特別研究員のDr.Quocの特別研究員としての活動は、平成18年9月を以って終了したが、本研究を通して培われた知見については、引き続き実構造物中のコンクリート表面品質評価に関する土木学会の335委員会でのその後の研究展開に活かされている。
オリオン座領域における星形成の全体像

木曽のシュミット観測によるオリオン座の周縁領域の輝線星サーベイを今年終了させ、最後のサーベイカタログを出版した。これで巨大分子雲にかかわる若い星の分布の外縁がおさえられたと考えられる。大質量星についてはとりあえずBrown et al.(1994)のOB型星のデータを元として独自に補完して利用し、我々の検出した輝線星との比較の結果、大質量星と若い低質量星の分布にはOri OBla,b領域では大局的にかなりの違いが認められることがわかった。フレア星、他の輝線星のデータについては多くの資料を収集することができた。観測データの解析専用のワークステーションおよびその周辺機器等を整備し、位置測定のために必要な101枚のCD-ROMからなるthecommpresseddigitized sky survey on CD-ROMsの全天版を入手し、その同定を行った。ROSATなどのX線観測の結果などからX線による情報が我々の当初の目的上極めて重要であることが近年クローズアップされてきており、特に若い星からのX線の性質が星の年齢とも相関があることが示唆されている。そこで我々は今年、X線天文衛星ASCAの硬X線の強い透過力を生かしてのオリオンOB1bアソシエーション周辺領域の分子雲の中心部と外縁部での性質の違いを調べる観測を行った。そのデータは現在解析中である。また多くのハ-ビッグハロ-天体の同定をすすめ、その副産物としてオリオン領域にも巨大バウショックが存在することを確認した。今年度は、当初われわれが巨大分子雲から離れた方向で検出した輝線星の中でまだ数多くある性質不明の天体に対して可視および赤外観測を中心に継続して行く予定であった。しかし、最近ROSATなどのX線観測の結果からX線による情報が我々の当初の目的上極めて重要であることがクローズアップされてきており、特にX線の性質が若い星の年齢とも相関があることが示唆されている。我々のX線天文衛星ASCAに応募していた硬X線の強い透過力を生かしての分子雲の中心部と外縁部での性質の違いを調べる観測申し込みが幸い受理されたので、その重要性に鑑み1995年9月に予定されている観測のための準備を中心に行った。低質量の前主系列星の分布の評価については我々の独自に作成したデータベースを構築中である。大質量星についてはとりあえずBrown et al.(1994)のOB型星のデータを元として独自に補完して利用した。我々の検出した輝線星との比較の結果、大質量星と若い低質量星の分布には大局的にかなりの違いが認められることがわかった。この図は間もなく投稿予定の論文(新しいオリオン領域の輝線星のカタログ)用に準備中である。また観測データの解析専用のワークステーションを整備し、位置測定のために必要な101枚のCD-ROMからなるthe commpresseddigitized sky surveyon CD-ROMsの南天版(SERC J band survey相当部分)も入手できた(北天版は次年度納入の予定)ので来年度は解析が効率よく進むものと期待される。星間ダストの情報をもつIRAS衛星による赤外線画像データなどについても、ワークステーション上での処理が可能となった。大質量星についてはとりあえずBrown et al.(1994)のOB型星のデータを元として独自に補完して利用し、我々の検出した輝線星との比較の結果、大質量星と若い低質量星の分布にはOri OB1a.b領域では大局的にかなりの違いが認められることがわかった。観測データの解析専用のワークステーションおよびその周辺機器等を整備し、位置測定のために必要な101枚のCD-ROMからなるthecommpressed

digitized sky survey on CD-ROMsの全天版を入手し、その同定を行った。ROSATなどのX線観測の結果などからX線による情報が我々の当初の目的上極めて重要であることが近年クローズアップされてきており、特に若い星からのX線の性質が星の年齢とも相関があることが示唆されている。そこで我々は今年、X線天文衛星ASCAの硬X線の強い透過力を生かしてのオリオンOB1bアソシエーション周辺領域の分子雲の中心部と外縁部での性質の違いを調べる観測を行った。そのデータは現在解析中である。また多くのハ-ビックハロ-天体の同定をすすめ、その副産物としてオリオン領域にも巨大バウショックが存在することを確認した。
エクソソームの顎関節関節円板の再生に対する有効性の証明と再生機構の解明

我々は各組織由来の間葉系幹細胞(MSCs)を比較し滑膜由来MSCs(SynMSCs)が高い軟骨分化能を有し、軟骨や半月板の再生に有用であると報告してきた。近年、MSCsから分泌されるエクソソームが宿主細胞の組織再生能に作用するという報告があり注目されている。一方、異なる組織由来のMSCsから放出されるエクソソームの差異についての報告はない。本研究の目的は軟骨再生に関与する宿主細胞である軟骨細胞とSynMSCsの増殖能、遊走能に対する各組織由来のエクソソームの作用を比較検討することである。【方法】患者より得た滑膜、骨髄、筋肉、脂肪からMSCsを単離、培養し、培養上清よりサイズ排除法にて各組織由来のエクソソームを精製した。軟骨細胞とSynMSCsに各組織MSCs由来のエクソソームを添加した群をSyn群、BM群、Mu群、Adipo群、PBSを添加した群をControl群とした。各群に対し、増殖能をCCK-8 assay(n=5)、遊走能をTrans well assay(n=4)で評価し、統計学的検討を行った。【結果】軟骨細胞、SynMSCsの増殖能はSyn群、BM群、Mu群、Adipo群の全てのエクソソーム投与群においてControl群に比較し有意に上昇(P<0.05)を認めた、各エクソソーム投与群間での有意な差は認めなかった。軟骨細胞の遊走能も同様に全てのエクソソーム投与群で有意に上昇(P<0.05)を認めたが、各エクソソーム投与群間での有意な差は認めなかった。一方、SynMSCsの遊走能にはControl群に比較し有意な差は認めなかった。本課題では以下の3段階の研究に大別される1.滑膜、歯肉、歯髄、骨髄MSCs由来のエクソソームに対するレシピエント細胞の応答の評価(増殖補助能、遊走補助能、分化補助能)。MSCs、軟骨細胞に対し、異なる細胞由来MSCsエクソソームと線維芽細胞エクソソームを一定濃度でそれぞれ添加し、増殖補助能、遊走補助能、分化補助能を評価する。2.エクソソームの顎関節円板再生能(in vivo)ラット顎関節円板切除モデルに上記のMSCs由来エクソソーム等の投与を従来法であるMSCsの投与と比較検討する。ラット顎関節円板切除後、エクソソームとMSCsをそれぞれ投与する。投与4週後の軟骨、関節円板再生能を巨視的、組織学的、免疫学的(Col1.Col2)に評価する。また、実験1のin vitroの結果と比較検討する。期待される結果は実験1で軟骨分化補助能が有意に優れたエクソソームがより正常組織に近い関節円板再生を促すことである。3.エクソソームによる顎関節円板再生はmicroRNAを介して行われる。DGCR8ノックアウトラットより得たエクソソームを炎症物質誘発顎OAモデルに対し投与する。投与4週後の軟骨、半月板再生能を巨視的、組織学的、免疫学的に評価する。このうち実験1が終了しており、おおむね順調に進展していると考えられる。今後の研究課題の推進方策としては下記の2段階を検討している。DGCR8ノックアウトラットではprimary mciroRNAのプロセッシングをブロックする事により、microRNAの合成を阻害する。前述のようにタンパク、mRNA、microRNAをエクソソームは内包している事、腫瘍の転移におけるmRNA、microRNAの役割は知られているが、そのうちのどの作用が組織再生において重要かは示されていない。期待される結果としてはDCRG8ノックアウトラット由来エクソソームではOA軟骨再生効果を認めない。本結果はエクソソームの効果の差異を生むmicroRNAの解析へと発展する。

軟骨細胞とSynMSCsに各組織MSCs由来のエクソソームを添加した群をSyn群、BM群、Mu群、Adipo群、PBSを添加した群をControl群とした。各群に対し、増殖能をCCK-8 assay(n=5)、遊走能をTrans well assay(n=4)で評価し、統計学的検討を行った。【結果】軟骨細胞、SynMSCsの増殖能はSyn群、BM群、Mu群、Adipo群の全てのエクソソーム投与群においてControl群に比較し有意に上昇(P<0.05)を認めた、各エクソソーム投与群間での有意な差は認めなかった。軟骨細胞の遊走能も同様に全てのエクソソーム投与群で有意に上昇(P<0.05)を認めたが、各エクソソーム投与群間での有意な差は認めなかった。一方、SynMSCsの遊走能にはControl群に比較し有意な差は認めなかった。本課題では以下の3段階の研究に大別される1.滑膜、歯肉、歯髄、骨髄MSCs由来のエクソソームに対するレシピエント細胞の応答の評価(増殖補助能、遊走補助能、分化補助能)。MSCs、軟骨細胞に対し、異なる細胞由来MSCsエクソソームと線維芽細胞エクソソームを一定濃度でそれぞれ添加し、増殖補助能、遊走補助能、分化補助能を評価する。2.エクソソームの顎関節円板再生能(in vivo)ラット顎関節円板切除モデルに上記のMSCs由来エクソソーム等の投与を従来法であるMSCsの投与と比較検討する。ラット顎関節円板切除後、エクソソームとMSCsをそれぞれ投与する。投与4週後の軟骨、関節円板再生能を巨視的、組織学的、免疫学的(Col1.Col2)に評価する。また、実験1のin vitroの結果と比較検討する。期待される結果は実験1で軟骨分化補助能が有意に優れたエクソソームがより正常組織に近い関節円板再生を促すことである。3.エクソソームによる顎関節円板再生はmicroRNAを介して行われる。DGCR8ノックアウトラットより得たエクソソームを炎症物質誘発顎OAモデルに対し投与する。投与4週後の軟骨、半月板再生能を巨視的、組織学的、免疫学的に評価する。このうち実験1が終了しており、おおむね順調に進展していると考えられる。今後の研究課題の推進方策としては下記の2段階を検討している。DGCR8ノックアウトラットではprimary mciroRNAのプロセッシングをブロックする事により、microRNAの合成を阻害する。
核四極子共鳴法の高度化

前年度でNQRプローブとNQR分光計を作成し、塩素酸カリウムなどのNQRが既に行われている試料を対象として、プローブや分光計の調整・最適化を行い、多核のNQR実験としてスピンエコー二重共鳴実験を行い、アイデアの妥当性を確認した。またNQRに基づく局所構造情報の取得という目標にむけて多次元NQR相関測定の実現を目指して検討を行った。相関には磁化の移動が必要であり、NMRではINEPTシーケンスや交差分極法といった方法が多数提案されている。量子化軸が磁場方向で規定されるNMRと異なり、NQRでは各々のスピンの四極子テンソルの主軸方向が量子化軸になっていることが大きな違いを生み、NMRで用いられているパルス法や理論をそのまま適用することは出来ない。従って、多次元相関NQRの実現に向けて、NQRコヒーレンスのパルス制御法の研究(理論・シミュレーション)を行っている。また、これまでの準備測定の結果、多くの試料で室温では相関磁化の移動に必要な時間だけNQRの磁化コヒーレンスが保たれないことがわかってきた。そこで、試料温度を液体窒素を用いて低温に保つことが可能なように作成したNQRプローブを改良する。・予定通りにNQRプローブとNQR分光計を作成し、標準試料を用いて最適化した。・二重共鳴の結果、KClO3は3以上の多スピン系をなしていると考えられ、さらに従来の高磁場下でのNMR解析理論は適用が難しいことが示された。従って、磁場のないNQRの磁化コヒーレンスの時間推進に異種核双極子相互作用がどのように影響を与えるかの、理論構築の必要性が示された。・また、ラジオ波照射下のNQR磁化の章動(nutation)運動を二重共鳴条件で観測する二重共鳴nutationNQR法を考案し、異種核間のそれぞれの電場勾配の相対配向情報取得の方法となり得ることを示した。以上は磁気共鳴の研究会で発表した。・これまで試料として用いてきたKClO3では測定対象の35Cl-39Kペアが空間的に孤立しておらず、2スピン系とみなせないために、理論式の適用が難しい。そこで、2スピン系とみなせる試料を探索し、ピリジン・一塩化ヨウ素をターゲットとして選定した。・ピリジン・一塩化ヨウ素における35Clと127IのNQR測定を試み、個別に35Clと127IのNQR信号を確認することができた。また、室温と液体窒素温度におけるデコヒーレンス時間T2を測定した。1.異種核ペアの二重共鳴実験において、非観測核へのラジオ波照射の有無によるスペクトル変化から四極子テンソルの相対配向に関する情報の取得を得るための理論の構築と測定を行う。本件には、ラジオ波の照射方向が重要になることが、これまでの解析で明らかなために、直交交差コイルを用いたプローブの開発を行う。2.その結晶構造から分子内の35Cl-127Iを2スピン系としてみなせるピリジン・一塩化ヨウ素(PyICl)は、異種核相関NQRの方法論を研究する試料として都合が良い。さらに、測定ターゲットの35Cl-127Iペアは、最近注目されているハロゲン結合(I-Cl)を形成しており、NQRから得られる四極子相互作用核の周りの電場勾配の情報はハロゲン結合の研究に役立つと考えられる。3.これまでの測定で、多くのNQR対象試料では室温で異種核NQR相関実験を行うために十分長い横緩和時間(T2)を有していないものが多いことが示されている。そこで、液体窒素などの冷媒を用いた低温実験ができるようなプローブが必要であり、作成を行う。すでに簡易的な低温化実験を行い、液体窒素温度では室温に比べて横緩和時間が10倍程度長くなることを確認している。

・また、ラジオ波照射下のNQR磁化の章動(nutation)運動を二重共鳴条件で観測する二重共鳴nutationNQR法を考案し、異種核間のそれぞれの電場勾配の相対配向情報取得の方法となり得ることを示した。以上は磁気共鳴の研究会で発表した。・これまで試料として用いてきたKClO3では測定対象の35Cl-39Kペアが空間的に孤立しておらず、2スピン系とみなせないために、理論式の適用が難しい。そこで、2スピン系とみなせる試料を探索し、ピリジン・一塩化ヨウ素をターゲットとして選定した。・ピリジン・一塩化ヨウ素における35Clと127IのNQR測定を試み、個別に35Clと127IのNQR信号を確認することができた。また、室温と液体窒素温度におけるデコヒーレンス時間T2を測定した。1.異種核ペアの二重共鳴実験において、非観測核へのラジオ波照射の有無によるスペクトル変化から四極子テンソルの相対配向に関する情報の取得を得るための理論の構築と測定を行う。本件には、ラジオ波の照射方向が重要になることが、これまでの解析で明らかなために、直交交差コイルを用いたプローブの開発を行う。2.その結晶構造から分子内の35Cl-127Iを2スピン系としてみなせるピリジン・一塩化ヨウ素(PyICl)は、異種核相関NQRの方法論を研究する試料として都合が良い。さらに、測定ターゲットの35Cl-127Iペアは、最近注目されているハロゲン結合(I-Cl)を形成しており、NQRから得られる四極子相互作用核の周りの電場勾配の情報はハロゲン結合の研究に役立つと考えられる。3.これまでの測定で、多くのNQR対象試料では室温で異種核NQR相関実験を行うために十分長い横緩和時間(T2)を有していないものが多いことが示されている。そこで、液体窒素などの冷媒を用いた低温実験ができるようなプローブが必要であり、作成を行う。すでに簡易的な低温化実験を行い、液体窒素温度では室温に比べて横緩和時間が10倍程度長くなることを確認している。
包接機能を有する多次元無限骨格錯体の創製とその機能発現

種々の遷移金属と多座配位子の組み合わせ(とりわけ、Cd^<2+>と4,4'-ビピリジン)から、格子状二次元無限構造の錯体が得られること、ゲスト存在下では、ゲスト分子包接錯体が得られること、さらにはこの錯体がアルデヒド類のシアノシリル化を触媒することを明らかにした。さらに三座および四座配位子、あるいは光学活性な配位子を合成し、錯体形成により三次元的制御された内部空孔や不斉な内部空孔を持つ無限骨格錯体を合成した。また、これまでに研究例の少ない、柔軟性を持った配位子からの無限骨格錯体の形成を検討し、柔軟な網目構造をつくることにより、ゲストの形状によらない、オーダーメ-ドの包接錯体をつくることに成功した。一方、Cd^<2+>と4,4'-ビピリジン格子状無限錯体を触媒するアルデヒド類シアノシリル化反応について、この反応の形状特異性を調べた。その結果、この反応の効率はアルデヒド類RCHOのR基のかさ高さに著しく影響を受けることがわかった。これは、反応が固体内部で進行するためと考えられる。本研究は、(1)有機多座配位子の精密設計に基づき、種々の遷移金属との錯体形成により大きな内部空孔を持つ二次元および三次元無限骨格構造の錯体を創製すること、さらに、(2)これらの錯体の包接機能に基づいて、さまざまな機能、特に触媒機能および非線形光学機能を開発することを目的とするものである。今年度は以下の成果を得た。1.貫通構造の′′はしご′′および′′あみだ′′錯体配位子PyCH_2-Y-CH_2Py(Y=p-C_6H_4:1;Y=p-C_6F_4:2)とCd(NO_3)_2の錯形成では、[Cd(L)_<1.5>](NO_3)_2の組成を有する錯体A(L=1)およびB(L=2)がそれぞれ生成した。両者の結晶学的分子構造は極めて類似した特徴を有する。すなわち、いずれの錯体においても、ピリジル基3つがCd(II)イオンにT字型に接続し、Cd原子は7配位構造をとっている。ところが、このよく似たT字単位から、錯体Aにおいては無限はしご構造が形成されるのに対し、錯体Bでは無限あみだ構造が生成していることがわかった。さらに、これらの結晶内では、独立した′′はしご′′および′′あみだ′′構造が互いに貫通しあっていることも明らかとなった(M. Fujita et al.,JACS.,117,7287(1995)).。2.′′膨潤′′する二次元網目構造一方配位子2とCd(NO_3)_2の錯形成を芳香族ゲスト分子(G)の存在下で行ったところ、ゲスト分子を包接した無限網目構造の錯体[Cd(μ-2)_2](NO_3)_2・G(錯体C)が得られた。この錯体の網目は柔軟性を有し、包接するゲスト分子の大きさに合わせて自在に膨らむことがわかった。1.貫通構造の"はしご"および"あみだ"錯体配位子PyCH_2-Y-CH_2Py(Y=p-C_6H_4:1;Y=p-C_6F_4:2)とCd(NO_3)_2の錯形成では、[Cd(L)_<1.5>](NO_3)_2の組成を有する錯体A(L=1)およびB(L=2)がそれぞれ生成した。

さらに、これらの結晶内では、独立した"はしご"および"あみだ"構造が互いに貫通しあっていることも明らかとなった。はしご構造は、ゲスト包接も可能であることを見い出した。2."膨潤"する二次元網目構造一方配位子2とCd(NO_3)_2の錯形成を芳香族ゲスト分子(G)の存在下で行ったところ、ゲスト分子を包接した無限網目構造の錯体[Cd(μ-2)_2](NO_3)_2・G(錯体C)が得られた。この錯体の網目は柔軟性を有し、包接するゲスト分子の大きさに合わせて自在に膨らむことがわかった。前年度までの研究で、種々の遷移金属と多座配位子の組み合わせ(とりわけ、Cd2^+と4,4'-ピピリジン)から、格子上二次元無限構造の錯体が得られること、ゲスト存在下では、ゲスト分子包接錯体が得られること、さらにはこの錯体がアルデヒド類のシアノシリル化を触媒することを明らかにしている。今年度は三座および四座配位子、さらには光学活性な配位子を合成し、錯体形成により二次元的制御された内部空孔や不斉な内部空孔を持つ無限骨格錯体を合成した。また、これまでに研究例の少ない、柔軟性を持った配位子からの無限骨接錯体の形成を検討し、柔軟な網目構造をつくることにより、ゲストの形状によらない、オーダーメ-ドの包接錯体をつくることに成功した。一方、Cd2^+と4,4'-ピピリジン格子上無限錯体を触媒とするアルデヒド類シアノシリル化反応について、この反応の形状特異性を調べた。その結果、この反応の効率はアルデヒド類RCHOのR基のかさ高さに著しく影響を受けることがわかった。これは、反応が固体内部で進行するためと考えられる。
水および水溶液を反応溶媒とした新しい高分子合成の研究

多くの有機合成や高分子合成において、水の存在は副反応を誘引し目的とする生成物の収率を低下させることは衆知の事実である。特に、重縮合や重付加反応などのイオン反応を用いた重合系では、水の存在は生成するポリマーの分子量の低下を引き起こす原因となっている。さらに、通常は有機化合物や高分子化合物の酸化反応は有機溶媒中で行われているが、これらの酸化反応の際に、副反応として連鎖誘発反応が起こった場合には爆発などの危険が伴うこともある。従って、もし高分子合成において水あるいは多量に水を含む粋溶液を反応溶媒として広く利用することが可能となれば、高分子合成において新しい進歩をもたらすことになり、高分子工業の観点からは、製造工程の安全性の向上、プロセスの簡素化による製造コストの削減、環境保全の向上などが期待できる。本研究プロジェクトでは、以下の重合および高分子反応について研究を行い、期待通りの研究成果を得ることができた。平成8年度は、1)ビスオキサゾリン化合物とジチオール類との重付加反応によるポリ(アミドースルフィド)類の合成、および、2)縮合剤として1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7DBUを用いたジカルボン酸とビスアルキルハライド類との重縮合反応によるポリエステル類の合成について検討を行い、これらの反応はいずれも、水中および水溶液中でよく進行し、目的とする高分子量のポリマーを得ることに成功した。平成9年度は、ポリ(アミド-スルフィド)の水中および水溶液中での選択的酸化反応によるポリ(アミド-スルホン)の合成について検討を行った。その結果、ポリマーの酸化剤としては、スルフィド結合の酸化反応の速度や高分子鎖の酸化分解の抑制などの観点から過沃素酸ナトリウムが最も適した酸化剤であり、次が過酸化水素であることが判明した。平成10年度は、1)水中で、種々の有機アミン類を縮合剤として用いた、ビスフェノール類とビス(4-クロロ-3-ニトロフェニル)スルホン(BCNPS)との重縮合反応によりポリエーテルの合成について検討を行った結果、適切な反応条件下では分子量1万以上のポリエーテル類が高収率で得られることが判明した。また、2)同様の反応条件下での、芳香族ジチオールとBCNPSとの重縮合反応による高分子量のポリスルフィドの合成にも成功した。さらに、この重縮合反応により得られたポリスルフィドの水中での選択的酸化反応による、ポリスルホンの合成についても検討を行った。従って、高分子合成において水あるいは少量の有機溶媒を含む水溶液を反応溶媒として広く利用する事が可能となれば、高分子合成において新しい進歩をもたらすことになり、高分子工業の観点からは、製造工程の安全性の向上、プロセスの簡素化による製造コストの削減、環境保全の向上などが期待できる。

本年度の研究では、この可能性について明らかにするために、始めに水および有機溶媒を含む水溶液中での、1)ビスオキサゾリン化合物とジチオール類との重付加反応によるポリ(アミドースルフィド)類の合成、および2)縮合剤として1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)を用いたジカルボン酸とビスアルキルハライド類との重縮合反応によるポリエステル類の合成について検討を行った。ビスオキサゾリン化合物とジチオール類との重付加反応をNMP,NMP/水混合溶媒、および水中で行った結果、重合速度は水の量が増加するにつれて遅くなるが、いずれの反応系においても重付加反応がよく進行し、目的とする高分子量のポリ(アミドースルフィド)類の合成が可能なことが判明した。また、縮合剤として1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)を用いたジカルボン酸とビスアルキルハライド類との重縮合反応をDMSO,DMSO/水混合溶液、および水中で行った結果、重合速度は水の量が増加するにつれて遅くなるが、いずれの反応系においても重付加反応がよく進行することが明らかとなった。さらに興味ある結果として、DMSO中での反応よりもDMSO/水混合溶媒、あるいは水中での反応に方が高分子量のポリエステルが得られることも明らかとなった。この理由として、上記の重縮合反応をDMSO中で行った場合には副反応としてDMSOによるビスアルキルハライドの酸化反応が起こったが、水を含む反応系では副反応としての酸化反応が抑制されたためと考えられる。多くの有機合成や高分子合成において、水の存在は副反応を誘引し目的とする生成物の収率を低下させることは衆知の事実である。特に、重縮合や重付加反応などのイオン反応を用いた重合系では、水の存在は生成するポリマーの分子量の低下を引き起こす原因となっている。さらに、通常は有機化合物や高分子化合物の酸化反応は有機溶媒中で行なわれているが、これらの酸化反応の際に、副反応として連鎖誘発反応が起こった場合には爆発などの危険が伴うこともある。従って、高分子合成において水あるいは水溶液を反応溶媒として広く利用することが可能となれば、高分子合成において新しい進歩をもたらすことになり、高分子工業の観点からは、製造工程の安全性の向上、プロセスの簡素化による製造コストの削減、環境保全の向上などが期待できる。平成8年度は、1)ビスオキサゾリン化合物とジチオール類との重付加反応によるポリ(アミドースルフィド)類の合成、および、2)縮合剤として1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)を用いたジカルボン酸とビスアルキルハライド類との重縮合反応によるポリエステル類の合成について検討を行い、これらの反応が水中および水溶液中でよく進行し、目的とする高分子量のポリマーを得ることに成功した。平成9年度は、高性能の新しい高分子材料の創製の観点から、平成8年度の研究でビスオキサゾリン化合物とジチオール類との重付加反応により合成に成功した、ポリ(アミドースルフィド)の水中および水溶液中での選択的酸化反応による、ポリ(アミドースルホン)の合成について検討を行った。ポリマーの酸化剤としては、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、過沃素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウムなどを用いて検討を行ったが、スルフィド結合の酸化反応の速度、高分子鎖の酸化分解の抑制などの観点から、この反応系では、過沃素酸ナトリウムが最も適した酸化剤であり、次が過酸化水素であることが判明した。
中性子捕捉療法場のナノ・サイト・サイズ線質評価の研究

京都大学原子炉(KUR)におけるホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の臨床は1987年に始められた。それ以降、90例以上の臨床がKURで行われた。その後、深部線量分は熱外中性子の利用で格段に改善された。しかし、この熱中性子、熱外中性子、速中性子及びガンマ線の混在した照射場の線量評価には解決すべき問題が残されている。これまでに対電離箱や箔放射化法などで線量評価が行われきたが一致した結果が得られていない。また物理線量と生物線量との関連が明確ではない。この研究では微視的エネルギー付与測定法(マイクロドジメトリー)の手法を用いて、この問題の解決をおこなった。中性子による反跳陽子のエネルギーが数十keVより小さくなると電子を捕獲し中性水素粒子に変化するとの報告もあり、従来の線量評価法では解決できなかった。マイクロドジメトリーの手法はLETと類似したリニアル・エネルギーを測定出来るため、その線質(リニアル・エネルギーの関数として頻度分布、線量分布)を評価した。ホウ素含有(50ppm)壁を持つ組織等価比例計数管でリニアル・エネルギーを測定し線質を評価し放射線生物学的効果比RBEを導出した。ホウ素含有壁と通常組織等価壁との差異を評価し、熱および熱外中性子の線量および線質寄与を精確に決定出来た。模擬人体ファントム内での深さによる変化および軸外線量比も併せて評価し、中性子捕捉療法の治療計画基礎データを把握出来た。特に強調したい成果として、マイクロドジメトリーの手法を用いて、物理線量と生物線量を応答関数を介して直接関連づけしたことである。BNCTにおける深部線量分布は熱外中性子の利用で格段に改善された。この研究では微視的エネルギー付与の測定法(マイクロドジメトリー)の手法を用いて、この問題を解決することを目的としている。とくに、中性子による反跳陽子のエネルギーが数十keVより小さくなると電子を捕獲し中性水素粒子に変化する(Fainsteinら)との報告もあり、従来の線量評価法では解決できないと判断される。マイクロドジメトリーの手法はLETと類似したリニアル・エネルギーを測定出来るため、その線質(リニアル・エネルギーの関数として頻度分布、線量分布)を評価し、この問題の解決を計る。これまでの研究の発展として、ホウ素含有(50ppm)壁を持つ組織等価比例計数管でリニアル・エネルギーを測定し線質を評価する。今年度の実績の概要は硼素を含有しない検出器壁を持った比例計数管を用いて熱外中性子場の評価を行った。熱外中性子は組織等価ファントム内で熱化するが深さの関数としてのスペクトルはソフト化されていることが示された。金の放射化法と線量評価を比較すると良く一致する結果がえられた。マイクロドジメトリーの手法が中性子捕捉療法場の評価に有効であること示された。特に、中性子とγ線の混在する場に対して有効であった。硼素中性子捕捉療法に利用されている京都大学原子炉(KUR)の重水設備の治療場について、我々は、これまでマイクロドジメトリーの手法を用いてこの場の特徴を明らかにしてきた。測定には1/2インチ直径球の有感部を持つ組織等価比例計数管(TEPC)や0.5mm×0.5mmφの円筒有感部の極小組織等価比例計数管(UMC)を用い、シングルイベントスペクトルを導出した。

これらの結果から、重水の厚さや、人体の深さの関数として、熱および熱外中性子の寄与を評価する基礎データを把握した。しかしながら、硼素中性子捕捉療法においてホウ捕捉反応による線量寄与を評価しなければ生物学的効果との関連が明らかにならない。これまでの研究の発展として、この研究は硼素含有壁を持つ組織等価比例計数管を用いて重水場の線質評価を行った。これまでの研究の結果として、^<10>B濃度50ppmでは^<10>Bが熱中性子を捕捉後発生する^4He(1.49MeV)と^7Li(0.85Mev)の効果が観測され、エネルギー付与の大半がそれらで与えられていることが確かめられた。熱・熱外中性子モードのRBEを推定した。硼素含有壁を持つ組織等価比例計数管での測定では、熱中性子モード(00-0011)の平均のRBEは3.3(10Gy end point)と熱外中性子モード(CO-0000)の平均のRBEは3.2(10Gy end point>であった。A150壁組織等価比例計数管での測定では、熱中性子モード(00-0011)の平均のRBEは2.9(10Gy end point)と熱外中性子モード(CO-0000)の平均のRBEは2.8(10Gy end point)であった。中性子捕捉療法BNCTにおける深部線量分布は熱外中性子の利用で格段に改善された。しかし、この熱中性子、熱外中性子、速中性子及びガンマ線の混在した照射場の線量評価には解決すべき問題が残されている。これまでに対電離箱や箔放射化法などで線量評価が行われきたが一致した結果が得られていない。また物理線量と生物線量との関連が明確ではない。この研究では微視的エネルギー付与の測定法(マイクロドジメトリー)の手法を用いて、この問題の解決をおこなった。中性子による反跳陽子のエネルギーが数十keVより小さくなると電子を捕獲し中性水素粒子に変化する(Fainsteinら)との報告もあり、従来の線量評価法では解決できなかった。マイクロドジメトリーの手法はLETと類似したリニアル・エネルギーを測定出来るため、その線質(リニアル・エネルギーの関数として頻度分布、線量分布)を評価した。ホウ素含有(50ppm)壁を持つ組織等価比例計数管でリニアル・エネルギーを測定し線質を評価し放射線生物学的効果比RBEを導出した。ホウ素含有壁と通常組織等価壁との差異を評価し、熱および熱外中性子の線量および線質寄与を性格に決定出来た。模擬人体ファントム内での深さによる変化および軸外線量比も併せて評価し、中性子捕捉療法の治療計画基礎データを把握出来た。特に強調したい成果として、マイクロドジメトリーの手法を用いて、物理線量と生物線量を応答関数を介して直接関連づけしたことである。
2種の腸ホルモンによる寿命と生殖能力の制御機構の解明

申請者はショウジョウバエを用いて、腸で産生される2種類のホルモンが腸老化と個体寿命を制御していることを明らかにした。しかし、腸老化が個体寿命を制御するわけではなく、腸から血中に放出されたホルモンが個体の寿命を制御する際の標的組織は、腸以外の組織であると推察された。さらに、ある腸ホルモンの産生を阻害した長寿個体では腸老化が起きにくくなる一方で、若齢で内部生殖器の老化が早まった。そこで寿命制御に関わる腸ホルモン標的組織探索と組織間老化制御機構の解明を試み、生物における寿命と生殖能力の間の制御機構を解き明かし、最終目標である“長命化し老化した個体は生殖戦略の成功者になりうるのか"について研究を行う。
iPS 細胞技術を基盤とした口腔粘膜細胞を移植材料とする歯槽堤再建技術の創生

iPS細胞は,体細胞に数個の遺伝子を導入することで作製可能な多能性幹細胞である。歯肉は歯科治療の過程で切除される機会の多い組織であり,一般的に切除歯肉は廃棄されている。我々は,歯肉を用いることで,容易に質の高いiPS細胞が樹立可能であることを見出した。歯肉から樹立したマウスiPS細胞は骨芽細胞への分化能を示し,特定の化合物を用いることで,その分化をより確実に誘導することが可能であった。本研究成果によって,歯科医師による容易なiPS細胞作製の道筋が示され,新たな歯槽骨増生術の開発に繋がることが期待される。人工多能性幹細胞(iPS細胞)の技術によって、胚性幹細胞(ES細胞)のように胚を破壊することなく、個々の患者の細胞から万能細胞が作製可能となるため、その医療への応用が期待されている。iPS細胞の臨床応用には、採取の容易な組織細胞からiPS細胞を効率よく作製する技術が重要となる。歯肉は歯科治療の過程で切除される機会の多い組織であり、切除歯肉片は一般的に廃棄されている。本研究の目的は、患者の口腔粘膜(歯肉)に由来するiPS細胞を移植材料として,歯槽堤(歯槽骨/粘膜)再建の基盤技術を創生することである。本年度には、成体マウス、および患者の歯肉由来線維芽細胞にレトロウイルスベクターを用いて山中4因子(Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc)あるいは癌遺伝子c-Mycを除いた3因子を導入することで、薬剤選択法を用いることなく容易にiPS細胞が樹立可能であることを見出した(Egusa et al., PLoS One,2010)。採取およびその初期化誘導が容易な歯肉線維芽細胞から作製されたiPS細胞は、将来的にはさまざまな組織の再生医療への応用が期待されるだけでなく、iPS細胞バンクの整備、病態解明、新薬探索、毒性評価などの技術開発に有用なツールとなる可能性がある。現在、樹立したiPS細胞の骨芽細胞分化能を評価し、小分子化合物の利用などによって、歯肉由来iPS細胞から効率的に骨芽細胞に分化誘導する方法の検討を行っている。今後、細胞の癌化を抑えた方法で移植に安全なヒト口腔粘膜由来iPS細胞を樹立し、これを用いた三次元培養骨(細胞/配向ゲル構造体)の作製技術を確立していく予定である。人工多能性幹細胞(iPS細胞)の臨床応用には、採取の容易な組織細胞からiPS細胞を効率よく作製する技術が重要となる。本研究の目的は、患者の口腔粘膜(歯肉)に由来するiPS細胞を移植材料として,歯槽堤(歯槽骨1粘膜)再建の基盤技術を創生することである。前年度には、成体マウスの歯肉由来線維芽細胞にレトロウイルスベクターを用いて山中4因子(Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc)あるいは癌遺伝子c-Mycを除いた3因子を導入することで容易にiPS細胞が樹立可能であることを見出した(Egusa et ol.,PLoS One,2010)。本年度には、患者由来歯肉線維芽細胞に同様の手法(3因子導入)を用いることで、ips細胞が効率的に樹立可能であることを明らかにした。また,移植に安全なiPS細胞の作製を目指し,ウイルスベクターの代わりにプラスミドベクターを導入する方法を用いて患者歯肉線維芽細胞からiPS細胞の樹立に成功した。これらのiPS細胞は胚性幹細胞(ES細胞)特異的な遺伝子発現を示し、エピジェネティクス的にも初期化されていること、およびテラトーマ形成実験にて三胚葉に由来する組織への多分化能を有することが確認された。また、樹立したマウス歯肉由来iPS細胞から骨芽細胞への分化誘導法を確立し、誘導した細胞がハイドロキシアパタイトの結晶構造を有するまで成熟した石灰化を示すことを明らかにしている。今後、この分化誘導細胞を用いた三次元培養骨(細胞/ゲル構造体)の作製技術を確立し、その移植先における骨再生作用を検討していく予定である。本研究の目的は、患者の口腔粘膜(歯肉)に由来するiPS細胞を移植材料として,歯槽堤再建の基盤技術を創生することである。前年度までに、成体マウスの歯肉由来線維芽細胞に山中4因子から癌遺伝子c-Mycを除いた3因子を導入することで容易にiPS細胞が樹立可能であることを見出し、樹立したiPS細胞から骨芽細胞への分化誘導法を確立した。

本年度は、樹立したiPS細胞を効率的に骨芽細胞に分化誘導する方法を探索し、スタチン化合物がiPS細胞の骨芽細胞分化を著明に促進することを明らかにした。また、iPS細胞をN-イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)ゲル容器内で骨芽細胞へ分化誘導することで、三次元的に石灰化iPS細胞凝集体を作製する技術を確立した。このiPS細胞凝集体をSCIDマウス背皮下へ移植することで、石灰化iPS細胞凝集体が異所性に成熟した骨形成を導くことを明らかにした。さらに、試験管内におけるiPS細胞凝集体の作製時にスタチン化合物を添加することで、移植先における腫瘍(奇形腫)形成を完全に抑制することが可能であることが明らかとなった。本研究成果は、スタチン化合物を用いることで移植に安全なiPS細胞が得られる可能性を示唆しており、将来の歯槽骨増生術への応用が期待される。本研究課題は、歯肉からiPS細胞を作製し、歯槽堤再建の基盤技術を創生することである。現在、マウスおよび患者歯肉から効率的にiPS細胞を作製する技術を確立し、マウスiPS細胞を成熟したiPS細胞へ分化誘導することに成功している。今後、この技術を生体内への移植によって発展させることで、当初の計画どおりの成果が得られるものと期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、樹立したiPS細胞を用いて、三次元培養骨(細胞/ゲル構造体)の作製技術を確立し、その移植先における骨再生作用を検討していく予定である。その際に、移植先における確実な骨形成を獲得し、その腫瘍形成を阻止するために、試験管内でips細胞の骨芽細胞分化を促進する小分子化合物の応用を予定している。
一般社会人のための消費エネルギーと付加運動量の簡易算出システムの開発

1.エネルギー消費量、生活活動指数、付加運動量算出のための記入フォームの作成一般社会人が簡便に上記の値を計算できるような記入フォームを著書(裏面)に発表した。2.簡易式に心拍数を取り入れたエネルギー消費量算出法の検討エネルギー代謝率を基にして作成した簡易式の係数(MC)は「睡眠」、「座る」、「立つ」、「歩く」、「走る」における1580例の活動の荷重平均を表す。1921歳の健康な男女学生各10名を対象にこれらの動作における心拍数の変動を調べ、各動作と心拍数との関連を検討した。心拍数は「座る」等の動作時では対象者ごとに大きく変動したのに対し、睡眠時では非常に安定した低い値を示した。そこで、睡眠時の心拍数を基準とし、覚醒時の実測データと合わせて各MCを求める下式を作成した。MC=a*HR^b(ただし、HR:心拍数/分,a、bは個人により異なる定数)これを簡易式に用いてエネルギー消費量を計算したところ、従来のタイムスタディ法で計算した値とよく一致した(y=1.03x,r=0.787)。3.簡易式の考え方のペドメータ法への応用「座る」や「立つ」の動作が感知できるようなペドメータがあれば、簡易式を基に活動の少ない人の場合でも1日のエネルギー消費量が推定できると考え、O株式会社による新しいペドメータ製品の開発を指導した。エネルギー消費量、生活活動指数算出のための簡易式の改良エネルギー代謝率(RMR)を基に、男女別に作成していた簡易式の検討を行い、重回帰分析により性別に関係なく使用できるものに改良した。また、補正を組み込んだ記入用フォームを作成し、活動の記録は25時間程度でよく、電卓で数分で算出できるものとした。この簡易法の精度は、全データ1580例について詳細な計算値と簡易法によるエネルギー消費量を比較したところ、両者はよく一致した(Y=1.00X,r=0.0988)。この結果は第15回国際栄養学会(Adelaide,Australia,1993)において発表した。また、厚生省から提示されている付加運動量や運動所要量を、一般の社会人が実践できることを目的にして、この簡易式を用いた付加運動時間の算出法および運動所要量と付加運動の双方の条件を充たす運動時間を求め方を図示した(裏面)。簡易式に心拍数を取り入れることの検討エネルギー消費量は除脂肪体重に相関するので、購入した体脂肪測定器で体脂肪の測定を行った後、男女各5人の学生を対象として日常生活における24時間の心拍の記録と簡易式を用いた方法でエネルギー消費量を算出した。「睡眠」、「座る」、「立つ」「歩く」「走る」の大分類とそれらをいくつかに分類した中分類における平均心拍をとり、活動と心拍の増加の関係を詳細に検討中である。この結果を用いて、RMRの文献値を基にしている簡易式に個人データとして心拍の増加を反映させ、個人用簡易式の作成が可能であるか否かを検討する。1.エネルギー消費量、生活活動指数、付加運動量算出のための記入フォームの作成一般社会人が簡便に上記の値を計算できるような記入フォームを論文と著書(裏面)に発表した。2.簡易式に心拍数を取り入れたエネルギー消費量算出法の検討エネルギー代謝率を基にして作成した簡易式の係数(MC)は「睡眠」,「座る」,「立つ」「歩く」,「走る」における1580例の活動の荷重平均を表す。

これを簡易式に用いてエネルギー消費量を計算したところ、従来のタイムスタディ法で計算した値とよく一致した(y=1.03x,r=0.787)。3.簡易式の考え方のペドメータ法への応用「座る」や「立つ」の動作が感知できるようなペドメータがあれば、簡易式を基に活動の少ない人の場合でも1日のエネルギー消費量が推定できると考え、O株式会社による新しいペドメータ製品の開発を指導した。
受容体チロシンキナーゼのシグナル伝達におけるCblの機能の解明

受容体チロシンキナーゼのシグナル蛋白の一つであるCblは、癌化能をもたない細胞質に局在する蛋白で、上皮増殖因子(EGF)受容体からのシグナル伝達に対し抑制的に作用することが示されている。Cblにはホスホイノシタイド(PI)-3キナーゼをはじめ多くの蛋白が結合することが示されているが、Cblに結合するPI-3キナーゼの下流のシグナリングについては明らかでない。本研究では、野生型およびPI-3キナーゼ結合部位を欠失させた改変型Cblをアデノウイルスベクターを用いてCOS、A431、A549細胞に発現させ、EGF刺激に対する生物学的反応の変化を検討した。野生型Cblの過剰発現によりEGF刺激に対するEgf受容体チロシンリン酸化、MAPキナーゼおよびAktの活性化は低下した。改変型Cblの過剰発現によっても、これらの抑制の程度には変化がみられなかった。紫外線によるアポトーシス誘導に対するEGFの抑制効果は、野生型および改変型Cblの過剰発現により同程度に失われた。以上の結果より、CblはEGF受容体チロシンキナーゼを直接抑制することにより、EGF受容体の増殖シグナル伝達を抑制すること、およびCblに結合するPI-3キナーゼはEGF受容体の増殖シグナル伝達には関与しないことが明らかとなった。Cblにはホスホイノシタイド(PI)-3キナーゼ、Grb2、14-3-3、ユビキチンといった蛋白が結合することが知られているが、Cblに結合するPI-3キナーゼの下流のシグナリングについては明らかでない。本研究では、野生型およびPI-3キナーゼ結合部位を欠失させた改変型Cblをアデノウイルスベクターを用いて線維芽細胞に発現させ、EGF刺激に対する抗アポトーシス作用等の生物学的反応の変化を検討した。Cbl内のPI-3キナーゼの結合部位は主として734位のチロシンであるが、371位のチロシンにも若干結合する。この両者の結合部位を同時に改変すると共沈するPI-3キナーゼ活性は完全になくなった。野生型Cblの過剰発現によってEGF刺激に対するEGF受容体の自己リン酸化、MAPキナーゼおよびAktの活性化は低下し、改変型Cblの過剰発現によりこれらはさらに低下した。紫外線照射によるアポトーシス誘導に対するEGFの抑制効果は野生型Cblの過剰発現によって影響を受けなかったが、改変型Cblの過剰発現によって失われた。従って、CblはEGF受容体からの増殖シグナル伝達に対し抑制的に作用するが、Cblを介するPI-3キナーゼのシグナリングの遮断によりこの抑制作用は増強したことより、PI-3キナーゼの結合はCblの抑制作用に関与しないこと、およびCblを介するPI-3キナーゼのシグナリングは抗アポトーシス作用を担うことが明らかになった。

以上の結果より、CblはEGF受容体チロシンキナーゼを直接抑制することにより、EGF受容体の増殖シグナル伝達を抑制すること、およびCblに結合するPI-3キナーゼはEGF受容体の増殖シグナル伝達には関与しないことが明らかとなった。
Jak2キナーゼ活性化によるエリスロポエチン受容体からの細胞内情報伝達機構の解析

本研究では、エリスロポエチン(エポ)レセプターによるJAK2の活性化機序及びシグナル伝達機構を解明する目的で、まず、JAK2のエポレセプターとの結合及びキナーゼ活性の調節に関与する領域の同定を行った。また、JAK2の活性化機序としてのダイマー形成の意義を検討し、さらに、エポレセプターからの増殖シグナル及びこれまでに私達が明らかにしてきたエポレセプターから下流への種々のシグナル経路のうちのいずれが活性化されたJAK2により担われるかを明らかにした。1.JAK2のエポレセプターとの結合及び活性化に必要な領域の同定JAK2の種々の領域を欠失させた変異体をCOS細胞に発現させ検討を行い、エポレセプターとの結合にはJak2のN末端領域及びチロシンキナーゼ領域がそれぞれ独立に関与し、また、チロシンキナーゼ様領域はJak2の活性化を抑制する事を示す結果を得た。現在これらのJak2変異体を造血細胞体に発現させ、より詳細に検討中である。2.JAK2の活性化機序と下流へのシグナル伝達経路の解明EGFとの結合によりダイマーを形成するEGFレセプターの細胞外領域とJAK2との融合体を作成し、IL-3依存性増殖細胞株に発現させ検討を行ったところ、EGF刺激により融合体はチロシンリン酸化を受け、発現細胞はEGF依存性の増殖を示した。この細胞において、エポおよびIL-3刺激時に活性化される種々の細胞内シグナル伝達因子の活性化をEGF刺激後に検討したが、活性化されたのはStat5のみであった。以上の結果より、Jak2はホモダイマー形成により活性化され、Stat5の活性化を生じ、造血細胞の増殖シグナル伝達に必要かつ十分な役割を果たすことが結論される(現在投稿中)。