hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非接触測定法による衝撃波を含む遷音速ディフューザ流れの三次元非定常構造の解明

本年度は,昨年度レーザー誘起蛍光法で取得した遷音速ディフューザ内の三次元マッハ数分布の妥当性を評価するため,ナビエーストークスを基礎方程式とした数値シミュレーションを行った.乱流モデルには,研究代表者の過去の研究で垂直衝撃波/境界層流れにおいて実績のあるk-ω二方程式モデルを用いた.数値シミュレーションでは,流れの領域を複数に分割して,MPI(Massage Passing Interface)により並列計算を実施し,解の収束の高速化をはかった.さらに,数値シミュレーション結果のチェックに用いる壁面圧力分布の測定や油膜法による壁面上の流れパターンの可視化を行った.数値シミュレーション結果は,レーザー誘起蛍光法で取得した三次元マッハ数分布,壁面圧力分布,油膜法による壁面上の流れパターンのすべての実験結果と良く一致した.さらに,シミュレーション結果を詳細に考察すると,衝撃波足下から三次元的な渦が発生していることが分かった.この渦の発生機構を解明するため,シミュレーション結果から流れ方向の圧力勾配を求め,ディフューザコーナー部の衝撃波構造を数値的に可視化した.その結果,ディフューザコーナー部では三次元的で複雑な衝撃波構造が存在していることがわかった.この三次元衝撃波構造は,研究代表者が過去に行った一定断面積矩形ダクト内の垂直衝撃波/境界層干渉流れにおいて観測されたものとは異なっており,広がり角がある矩形ダクト特有のものであることがわかった.この衝撃波構造をもとに流れをモデル化し,考察することで衝撃波足下における三次元渦の発生機構を明確に説明できた.本年度は遷音速ディフューザ内の三次元構造を明らかにするため,ヨウ素をシードとしたレーザー誘起蛍光法を遷音速ディフューザ流れに適用した.本実験で用いた風洞は大気吸い込み式遷音速風洞で,作動気体は窒素である.風洞上流部に接続された塩化ビニル製のバルーンに水分含有率5ppm以下の窒素を封入しておき,風洞が作動状態になるとバルーン内の窒素は測定部に流入する.その際,作動気体にヨウ素を昇華させる.レンズによりシート状にされたアルゴンレーザーを流れ場下流から上流に向けて照射する.レーザーによって誘起されたヨウ素の蛍光強度分布をイメージインテンシファイア付きのCCDカメラで撮像し,パーソナナルコンピュータに記録する.得られた蛍光強度は温度の関数であるので,コンピュータにより流れ場の温度分布に変換する.レーザーシートとCCDカメラはダクトスパン方向にトラバースすることができるので,コンピュータ断層法を用いることにより流れ場の三次元温度分布を取得できる.さらに流れ場の状態変化は断熱変化なので三次元温度分布を三次元マッハ数分布に変換することができる.上述のようにして,遷音速ディフューザ内の三次元マッハ数分布を測定した結果,ディフューザ側壁の存在により流れ場は強い三次元構造を有していることが分かった.また,このような流れの三次元構造は側壁と上壁が交わるコーナ部の衝撃波構造の三次元性が原因であることがわかった.本年度は,昨年度レーザー誘起蛍光法で取得した遷音速ディフューザ内の三次元マッハ数分布の妥当性を評価するため,ナビエーストークスを基礎方程式とした数値シミュレーションを行った.乱流モデルには,研究代表者の過去の研究で垂直衝撃波/境界層流れにおいて実績のあるk-ω二方程式モデルを用いた.数値シミュレーションでは,流れの領域を複数に分割して,MPI(Massage Passing Interface)により並列計算を実施し,解の収束の高速化をはかった.さらに,数値シミュレーション結果のチェックに用いる壁面圧力分布の測定や油膜法による壁面上の流れパターンの可視化を行った.数値シミュレーション結果は,レーザー誘起蛍光法で取得した三次元マッハ数分布,壁面圧力分布,油膜法による壁面上の流れパターンのすべての実験結果と良く一致した.さらに,シミュレーション結果を詳細に考察すると,衝撃波足下から三次元的な渦が発生していることが分かった.この渦の発生機構を解明するため,シミュレーション結果から流れ方向の圧力勾配を求め,ディフューザコーナー部の衝撃波構造を数値的に可視化した.その結果,ディフューザコーナー部では三次元的で複雑な衝撃波構造が存在していることがわかった.この三次元衝撃波構造は,研究代表者が過去に行った一定断面積矩形ダクト内の垂直衝撃波/境界層干渉流れにおいて観測されたものとは異なっており,広がり角がある矩形ダクト特有のものであることがわかった.この衝撃波構造をもとに流れをモデル化し,考察することで衝撃波足下における三次元渦の発生機構を明確に説明できた.
KATPおよびCaチャネルは心筋細胞のアポトーシスに重要な役割を演ずる。

(背景)心筋細胞のapoptosisにおいて種々のイオンチャネル、特に電位依存性Caチャネルがその進展に重要な役割を演じるという報告がある。しかしapoptosis誘導細胞においてイオン電流の変化を直接的に捉えた報告は少ない。2.ApoptosisのブロッカーであるZ-VAD-fmk投与後にKATPチャネルあるいは電位依存性Caチャネルがどのような反応を示すかを検討する。さらに前もってKATPチャネルあるいは電位依存性Caチャネルの抑制及び拮抗薬を投与した際のFas-ligandあるいはceramideのapoptosis誘導率を検討する。(方法)ランゲンドルフ法を用いてラット単離心室筋細胞を作成。この心筋細胞にFas-ligandやceramideを投与してapoptosisを誘導する。Apoptosisの確認は細胞保存液であるKRB溶液の灌流下に光学顕微鏡を用いて細胞の形態変化及びapoptotic bodyの確認により行った。これらのapoptosisが誘導された単離心筋細胞にパッチクランプ法を行い、イオン電流を観察した。(結果)1.KATPチャネルについてapoptosis誘導心筋細胞では通常時や代謝抑制が軽度でもすでに、KATPチャネルはほぼ全開口しており、さらにKチャネル開口薬を投与しても電流量に影響はなかった。2.電位依存性Caチャネルについてapoptosis誘導心筋細胞ではapoptosis非誘導細胞に比し、電位依存性Caチャネルの活性化が非常に困難であり、数少ない活性化された場合には電流量が高度に減少していた。このことはCa電流が過剰に活性化された後のrun-downしたチャネル活性を観察しているものと考えられた。(考察)Fas-ligandとceramideのラット心筋細胞に対するapoptosis誘導には電位依存性Caチャネルが大きく関与しており、KATPチャネルはapoptosis誘導心筋細胞で強く開口していたことからその進展阻止にむしろ働いているのではと考えられた。(背景)多くの研究者により心筋細胞のアポトーシスにおいてはイオンチャネル、特にKチャネルとCaチャネルが重要な役割を演じることが各々の抑制薬を用いて間接的に証明されている。しかし実際にどのイオンチャネルの変化が主に生じているかについては未だ直接的には確認されていない。(目的)パッチクランプ法を用いてアポトーシス誘導/非誘導細胞においてKATPチャネルと電位依存性Caチャネルを記録し、これらがアポトーシスに関与していることを証明する。(方法)ランゲンドルフ法を用いてコラゲナーゼにより単離したラット心筋細胞をコントロール群とアポトーシス誘導群に分類し、両群での上記イオン電流を記録する。アポトーシス誘導群ではその誘導にFas-ligandまたはceramideを用いた。アポトーシスの確認は光学顕微鏡を用いて細胞の形態変化及びapoptotic bodyの観察により行った。さらにDNAfragmentationの確認はTUNEL法,Taq polymerase法,DNA ladder等にて行う。(結果)アポトーシス誘導群においては、パッチクランプ実験に不可欠なピペットを細胞膜に密着させることが困難であった。この理由として、アポトーシス誘導群では細胞膜自体に大きな形態的変化が起こっていること、さらに一部では細胞自体がbeatingしていることが原因していると考えられた。しかし、このことは同時にチャネルにも構造的、機能的な変化が起こっていることが推測されるため現在方法を検討中である。非常にデータ数は少ないが、誘導細胞においてはコントロール群に比し、より早期にKATPチャネルの開口が認められ、その開口確率が増加していた。またCaチャネルについては全細胞型パッチクランプ法での記録が必要なため、細胞膜へのピペット接着が困難であることより、過陰圧をかけられず難渋している。
衝突による金属鉄ー珪酸塩の分離と地球核形成機構に関する実験的研究

粒径100200μmの石英砂と金属鉄粒子を各々重量比47.5%、粉末エポキシ樹脂を5%混合した試料を標的とした衝突実験を行なった。衝突速度は、11001400m毎秒であった。混合試料を予め加熱して固化した標的を用いた場合、その表面にクレ-タ-が形成されたが、その直径:深さの比は約1:1であった。これは、通常の岩石や氷の表面に形成されるクレ-タ-の場合の比、20:110:1と比較すると非常に深いものとなっている。鉛などの金属に形成されるクレ-タ-の比は、約1:1であり、今回のクレ-タ-は、金属の場合に近い形態をしているといえる。予め加熱・固化しない標的の場合、石英砂の場合と同様なクレ-タ-が形成され、そのクレ-タ-底の直下に、1cm立方程の圧密された塊が形成された。この塊を回収し、粉末及び液体エポキシ樹脂により固化した後、切断し断面の顕微鏡観察を行なった。その結果、圧密された塊の中で、石英粒子は殆ど変形・破壊を受けていないのに対して、金属鉄粒子は衝突方向と垂直な方向に著しく伸長されていて、顕著な異方性を示していることが判明した。以上の結果から、石英と金属鉄の1:1混合物の衝突に対する変形は、金属鉄部分が支配しており、全体としての衝突に対する性質も、純粋な金属の場合の延性的性質に近いことが推測された。ただし、この性質が単純に金属鉄粒子の存在だけによるのか、大きな空隙率が影響しているのかは、さらに研究する必要がある。以上の結果は、均質集積か非均質集積かといった地球中心核形成機構の問題のみならず、微惑星の衝突合体による原始惑星の形成過程全体の解明に、大きな貢献をすることが期待される。
議会政党の発展：初期議会における政党代議士の行動と論理

本研究は、1890年の議会開設後の初期議会期において、議員たちが抱いていた理想の政党のあり方と、現実の議会での経験とが交錯する中で、徐々に議会制度にふさわしい政党のあり方が確立されていく過程を描くことを目的とする。修士論文では「党議」というキーワードを中心に分析したが、2018年度は3つの方向で研究を発展させた。第1に、議会開設前の時期に活動した政党の再検討である。議会開設前に遡るのは、その後の日本の政党のあり方が、この時期の政党の存在様式によって規定されている部分があると考えるからである。まず、政党が国会開設運動から分化する瞬間である1880年の自由党準備会について検討して、政党に期待されていた役割を再考し、自由党の解党過程における議論を通じて、議会が存在しなかった時代の全国政党本部の機能を探った。また、大同団結運動の検討を通じて、議会開設を間近に控えた時期における政党の課題とそれに対する取り組みを分析した。第2に、帝国議会開設に先立って存在した府県会における党派対立の実態を探ることにより、自由党や改進党といった全国政党の枠組みのみによっては捉えることのできない、政党のもう一つの起源を解明しようと試みた。この課題については、まだ着手したばかりであるが、2018年度は青森県弘前市立図書館や東奥義塾、岩手県庁において史料調査を行った。第3に、明治期の政党の制度化・組織化過程の特質をより広い視点を持って把握するため、文献読解や演習への参加などを通じて、ヨーロッパ政治についても知見を深めた。以上の研究に際しては書籍購入費・旅費等を要した。事前の研究計画通り、議会開設前の時期の政党についての研究を進めながら、同時に、議会開設後の自由党について扱った修士論文の改訂作業を行っていることにより、議会開設前と後の政党とを一貫した視野の下で把握することが可能になりつつある。まずは、以下の2つの課題に引き続き取り組んでいく。第1に、議会開設前の政党についてさらに検討を深めていく。その際に、政党の機関紙や密偵報告書などを十分に活用していきたい。第2に府県会における党派の問題である。この問題については、様々な個別研究が蓄積されてきているものの、包括的に取り扱った本格的な研究はいまだに十分とはいえない。先行研究の読解を進めると同時に、県史や議会史の渉猟を通じて、府県会内の党派についての全体的傾向の把握と類型化の作業を行い、重点的研究の対象としていくつかの府県を選択した上で、地方の史料館を実際に訪れて史料調査に従事する。また、新たに取り組む課題としては、議会開設前の政党観について新聞論説などを通じて分析を行っていきたい。これにより、議会開設前後の政党の動向が、アイデアの次元も含めてより立体的に把握できるようになる。
陸奥湾における持続的な二枚貝養殖のための貧栄養化のメカニズム解明と対策提言

1970年代以降、急速に生産量が増加したホタテガイ垂下養殖漁業が行われている青森県陸奥湾で、近年栄養塩濃度が減少する「貧栄養化」が起こっていることが明らかとなった。本研究では、持続的な生物生産活動の維持を脅かしかねない海域の「貧栄養化」のメカニズムを解明し、それらを踏まえた上で貧栄養化の対策を検討し、効果的な方策を提言することを目的とする。本年度行った内容と得られた成果は、以下の通りである。本学附属練習船うしお丸を用いて2-3ヶ月間隔で湾全体を網羅する14の観測点で海洋観測を行った。全測点でCTD観測と表層から10m間隔で採水を行い、栄養塩、クロロフィルaを測定した。東湾、西湾の中心に位置する大観測点おいて基礎生産に関連する全ての観測項目の測定を行った。その結果、陸奥湾における年間基礎生産量として95-115 gC m-2という値を得た。この値は、これまでの報告値と比べてほぼ同様の値であった。陸奥湾で顕在化した貧栄養化により栄養塩濃度が減少しているにもかかわらず、基礎生産量が減少していない理由として、溶存態無機窒素の取り込み特性から濃度減少の影響を受けにくい濃度域における変化であることがあげられた。海底耕耘によって堆積物を撹拌した際に直上水に回帰する栄養塩量を見積もるために、2018年9月および11月に着底トロール網を用いて試験的に海底耕耘を行い、その後グリッド観測点を設けて周辺海域の海洋調査を連続して行い、栄養塩等の3次元マッピングを行なった。その結果、海底耕耘により海底堆積物が巻き上がった底層水中で栄養塩濃度の増加が確認された。栄養塩濃度は、耕耘前と比較して30%程度増加し、全水柱積算栄養塩量として溶存態無機窒素を10%程度増加させる効果があることが明らかとなった。初年度の計画をほぼ計画通りに実施した。一部については、次年度に計画している内容の予備的研究に着手することが出来た。今後の研究について、今年度の結果を踏まえて現場のマッピング手法および底層水の採取方法を見直して、より詳細な海底耕耘の影響評価が可能となるように修正を行う。海底耕耘により堆積物中の植物プランクトン休眠胞子の影響について、研究報告を行った学会発表に受けたコメントを参考に当初の研究計画になかった培養実験を追加する予定である。
組み込みマイコンを用いた組み立て電子ブロック型プログラマブルIoT装置の開発

【目的】著者の担当する部署では、各研究室からの依頼に応じた試験装置の試作開発を行っている。主にマイコンからセンサのデータ取得、モータ制御等を行う。しかし、依頼の度、必要なセンサを考えてゼロからの設計開発となるため、時間やコストが掛かってしまい、各研究室へ十分な対応を行うことが出来ないことがある。その為、センサやモジュールを1つの電子ブロックにし、各種依頼に応じた必要な用途を持つ電子ブロックを繋ぎ合わせ、プログラムすることにより独自の装置を作ることが可能なツールの開発研究を目的とする。【研究方法】○電子ブロック構造に関する研究立体的に電子ブロックを接続する構造を検討した。3Dモデルを設計し、構造上の安定性や組み立ての容易さを考慮した構造の検討・試作・評価を行った。電子ブロックの成形には3Dプリンタを用いた。○電子ブロック間通信・制御法に関する研究電子ブロックの側面のみを用いた通信・制御方式について相互接続可能なI2C通信技術を利用した研究を行った。またBluetoothを用いたIoTデバイスの研究を行った。○機能制御プログラミング法に関する研究計測制御ソフトLabVIEWを用いた電子ブロックの制御を試験現場で容易に変更可能なフローチャート形式のプログラムGUIの設計を行った。【研究結果】電子ブロックを製作し、電子ブロックを組み合わせた試験装置をPCから容易に任意の制御が可能な手法を提案した。今後は、電子ブロックの改良、または様々なモジュールを取り付けた電子ブロックの製作を行う。
超伝導直流送電用に最適化された新しい電力ケーブルの設計

高温超伝導線材の臨界電流は線材の周りの磁場の強さの影響を受け変化する。超伝導直流送電用ケーブルには複数の線材が用いられ、ケーブル中の線材配置によって線材周りの磁場分布が変化するため、ケーブルに通電可能な最大電流は線材の配置により変化する。本研究では超伝導直流送電用ケーブルの設計において最適な線材配置を求めるため、磁場と臨界電流密度の関係を表す式を実験的に求め、線材配置に対するケーブルの臨界電流を求めるプログラムを作成した。モデルケーブルに対する計算結果と実験結果の比較により、プログラムが有効に働いていることを確認した。ケーブルを流れる電流により線材の周りには磁場が発生する。高温超伝導線材の臨界電流密度は磁場の強度と向きに依存するため、線材の中のそれぞれの場所でとることが可能な最大電流密度は異なる。本研究では、ケーブル設計のために、線材中の臨界電流密度分布の磁場に対する依存性を表す式を実験により求め、その式をプログラムに組み込むことにより、様々な線材配置に対してケーブルへの通電可能な電流量を求めるプログラムを作成する。プログラムを製作するにあたり、磁場に対する臨界電流密度分布の依存性を表す式が必要になる。臨界電流密度分布の式のモデルとしてGomoryらが用いた式[F.Gomoryetal Supercond. Schi. Technol. Vol.19(2006)732]を採用する。彼らの式を定めるためには四つの変数が存在する。線材に異なる方向から異なる強さの磁場をかけ臨界電流を測定し、彼らの式から計算した臨界電流が実験による臨界電流を再現するように変数を定める。平成25年度は線材表面に対して水平方向と30度方向から、線材に臨界電流までの電流を流した時に発生する磁場と同程度の0mTから約50mTの範囲の磁場をかけて臨界電流の測定を行ない、外部からかけた磁場の向きと磁束密度に対する線材の臨界電流値を得た。線材中の臨界電流密度分布を計算するプログラムを作成し完成させた。空間に置いた微小線要素を流れる電流が空間の一点に作る磁場をビオ・サバールの法則により計算する。空間の一点の磁場はそれらの微小要素により作られる磁場の重ね合わせとして求める。磁場に対する臨界電流密度分布の依存性を表す式により、計算で得られた磁場から初期電流密度分布を修正した臨界電流密度分布を求める。再帰計算を行うことで、最終的な線材中の臨界電流密度分布を求める。Gomoryらの結果と比較しプログラムの正常動作を確認した。本研究では高温超伝導線材を用いた超伝導直流送電用ケーブルの設計において、最適な線材配置を求めるために、様々な線材配置に対するケーブルの臨界電流を求めるプログラムを作成することを目的としている。臨界電流密度は線材を流れる電流により発生する磁場により制限されるため、線材中の臨界電流密度分布の磁場に対する依存性を表す式を実験により求め、プログラムに組み込む。磁場と臨界電流密度の関係式のモデルとしてGomoryらが用いた式[F.Gomoryetal Supercond. Schi. Technol. Vol.19(2006)732]を採用する。26年度は磁場と臨界電流密度の関係式を求めるために、160A級のBi系高温超伝導線材に対して外部から加えた磁場の強さや向き対する臨界電流の依存性を測定し、データを得た。外部からの磁場は0-0.1Tの範囲で変化させ、線材表面法線に対して0度から90度まで約30度間隔で測定した。昨年度完成させた線材中の臨界電流密度を計算するプログラムを元に、外部から加えた磁場の効果を考慮したプログラムを作成した。そのプログラムを用いて、上記、外部から加えた磁場の強さと向きに対する臨界電流の依存性の実験値を計算により再現させることにより、Gomoryらの式中の四つの変数を求め、磁場と臨界電流密度の関係式を求めた。ケーブル状に配置した線材の臨界電流の計算結果と実験結果を比較する手始めとして、2本の線材を向き合わせ5mm離して平行に配置した場合と4本の線材を一辺5mmの四角状に配置した場合で電流を一方向に通電し、線材の臨界電流を測定した。その結果と、計算により求めた結果を比較した。高温超伝導線材の臨界電流は線材の周りに発生する磁場の影響を受け変化する。本研究では超伝導直流送電用ケーブルの設計において、最適な線材配置を求めるため、線材配置に対するケーブルの臨界電流を求めるプログラムを作成する。前年度までに、線材中の磁場と臨界電流密度の関係を表す式を実験的に求め、線材配置から臨界電流を計算するプログラムを完成させた。完成させたプログラムを用い、簡単な線材配置においてプログラムが有効に働くことを確認した。本年度は、ケーブルの線材配置を表す様々な数値モデルを作成し、プログラムを用いることにより臨界電流を計算し、最適線材配置を求めた。数値モデルでは内層6本、外層6本の2層構造とし、ケーブル径を変化させることにより、線材間の隙間を調整した。計算結果では、線材同士が接触する最密な配置では、自己磁場中の一本の線材の臨界電流に比べ約10%臨界電流が減少し、線材間に隙間を開けた配置において最大約10%臨界電流が増加した。

計算に用いた数値モデルを元に、モデルケーブルを2種類作成した。作成したモデルケーブルは線材を最密配置した物と、計算において最大の臨界電流を与えた配置にした物である。これらのモデルケーブルに液体窒素中で通電し、臨界電流を測定した。測定された臨界電流は、ケーブルの組立精度を考慮するとプログラムによる計算結果とよく一致していた。計算結果と実験結果の比較により、今回作成されたケーブルの臨界電流を計算するプログラムは有効に働いていることが確認できた。高温超伝導線材の臨界電流は線材の周りの磁場の強さの影響を受け変化する。超伝導直流送電用ケーブルには複数の線材が用いられ、ケーブル中の線材配置によって線材周りの磁場分布が変化するため、ケーブルに通電可能な最大電流は線材の配置により変化する。本研究では超伝導直流送電用ケーブルの設計において最適な線材配置を求めるため、磁場と臨界電流密度の関係を表す式を実験的に求め、線材配置に対するケーブルの臨界電流を求めるプログラムを作成した。モデルケーブルに対する計算結果と実験結果の比較により、プログラムが有効に働いていることを確認した。26年度の計画では臨界電流の外部磁場の線材表面に対する向きと強さへの依存性の測定を継続し、25年度に行った実験よりも更に広い領域で磁場方向、強さ、線材について測定を行うこととしていた。また、ケーブル状の配置は大変なので、まず三本の線材を平板上に平行に並べ等量の電流を同方向に流し、中央の線材の臨界電流を測定し、結果を計算結果と比較し、完成したプログラムが実験結果を再現するか確認することとしていた。そして、完成したプログラムを用いて条件を変えながら様々な線材配置について網羅的に臨界電流を計算し、臨界電流が増加する線材配置を求めることとしていた。25年度の臨界電流の外部磁場の線材表面に対する強さと向きへの依存性の測定では0-0.05Tの範囲で線材表面の法線に対して0度と30度のみで測定を行ったが、26年度は0-0.1Tの範囲で0度から90度まで約30度間隔で測定した。臨界電流の外部磁場の向きと強さへの依存性の計算結果の実験結果に対する再現性は良く、精度良く臨界電流密度分布の磁場に対する依存性の式が求められたと考えている。計画の三本の線材を平板上に並べ臨界電流を測定し、計算結果と比較するという当初の計画から進み、4本までではあるが、ケーブルを模して環状に線材を配置し、臨界電流の測定を行った。その測定結果を計算結果と比較した。現状では計算結果は十分には実験結果を再現しておらす、プログラムの確認を次年度の課題とした。以上により、実験については当初の計画に比べケーブルに近い形状を想定した実験まで行い進んでいるが、計算については臨界電流が増加する線材配置を求めることまで到達しておらず、今回の評価をやや遅れているとした。超伝導直流送電システム27年度についても、臨界電流の外部磁場の線材表面に対する強さと向きへの依存性の測定についてはデータ蓄積の必要性から継続する。外部磁場の強さと向きに対する臨界電流の測定結果に対して計算結果を良く再現するように臨界電流密度分布の磁場に対する依存性の式を求めることができた。しかしながら、2本又は4本の線材を配置して臨界電流を測定した実験の実験結果に対する計算結果の再現性は十分には得られなかった。
頭頸部癌の放射線および化学療法に対する効果増強因子についての研究

本研究はまず頭頸部癌の生物学的特徴を調べることにより、個々の腫瘍特性に合う治療の方向付けを探ることを第一目的とした。アポトーシス制御因子のひとつであるbc1-2 familyのうちMCL-1(myeloid cell leukemia-1) mRNAは、正常粘膜に比べ腫瘍組織において発現が高い傾向にあった。頭頸部扁平上皮癌において、MCL-1の発現が細胞の悪性化や放射線療法、化学療法に対する感受性に関連している可能性が示唆された。Kruppel型zinkfinger遺伝子のHKR1遺伝子は扁平上皮癌組織において化学療法、放射線療法を中心とした治療歴を有する群では未治療群に比べてHKR1の発現が有意に高く認められた。このことは、HKR1遺伝子産物あるいはこの発現上昇に関わるシグナル伝達経路が、癌細胞の治療抵抗性獲得に関与している可能性が示唆された。同様にKruppel型zink finger遺伝子であるZK7にも着目した。ZK7蛋白は、血液細胞においてVEGFによるアポトーシス阻害に関与している可能性が示唆されている。頭頚部扁平上皮癌組織においては、白金製剤による化学療法、放射線療法を中心とした治療歴を有する群では、未治療の群に比べZK7遺伝子の発現が有意に高かった。また、同一症例で治療前後の癌組織を得ることが可能であった全例において、治療後の発現上昇が認められた。SCC-TF野生株とZK7導入SCC-TF株にシスプラチン及びγ線暴露を行ったところ、ZK7導入SCC-TF株では野生株に比べてシスプラチンやγ線に対する感受性が有意に低下していた。以上の結果から、ZK7の遺伝子産物あるいはこの発現上昇に関わるシグナル伝達経路が、癌細胞の治療抵抗性獲得に関与している可能性が示唆された。本研究はまず頭頚部癌の生物学的時徴を調べる目的で以下の因子について遺伝子、および蛋白レベルでの発現を検討し、これにより個々の腫瘍特性に合う治療の方向付けを探ることを第一目的としている。今回検討した項目は1)アポトーシス制御因子の一つであるbcl-2family、2)ziuc-finger motifをもつHKR1である。用いた検体は当科で加療を行う頭頚部癌患者より得られた腫瘍組織で、組織採取時に厳重なインフォームドコンセントが得られたものに限った。1)bcl-familyのうちmcl-1(myeloid cell leukemia-1)は頭頚部癌の臨床材料における上記の因子の遺伝子レベルでの検討はほとんどなく、治療に直接結びつく点で極めて有意義であると考える。当科で経験した頭頚部扁平上皮癌症例16例の同一患者から得られた正常粘膜と腫瘍組織および治療前後の腫瘍組織を用いてRT-PCR法によりmRNAの発現量を検討した。mcl-1は全症例においてmRNAの発現が認められたが、正常粘膜に比べ腫瘍組織においてmcl-1mRNAの発現が高い傾向にあった。頭頚部扁平上皮癌においてもmcl-1の発現が、細胞の悪性化や放射線療法、化学療法に対する感受性に関連している可能性が示唆された。2)HKR1遺伝子については、頭頚部扁平上皮癌組織において化学療法、放射線療法を中心とした治療歴を有する群では、未治療群に比べてHKR1の発現が有意に高く認められた。このことは、治療後に再増殖してきた癌細胞においてHKR1の発現上昇が起こり、それが持続していることを示している。従って、HKR1遺伝子産物あるいは、この発現上昇に関わるシグナル伝達経路が癌細胞の治療抵抗性獲得に関与している可能性が示唆された。昨年、Kruppel型zink finger遺伝子のHKR1遺伝子について検討したが、今年は同様にKruppel型zink finger遺伝子であるZK7に着目した。

ZK7蛋白は、血液細胞においてVEGFによるアポトーシス阻害に関与している可能性が示唆されているが、癌組織を用いた報告はない。今回、頭頚部扁平上皮癌組織と正常粘膜組織におけるZK7mRNAの発現量をRT-PCR法により検討し、生体における白金製剤や放射線に対する治療抵抗性獲得におけるZK7の関与について明らかにすることを試みた。また舌扁平上皮癌細胞株SCC-TFにシスプラチン暴露及びγ線照射を行い、RT-PCR法を用いてZK7の発現誘導が起こるかどうかを検討した。次にLipofection法にて、SCC-TF株にZK7遺伝子を遺伝子導入し、SCC-TF野生株とzk7導入SCC-TF株にシスプラチン暴露及びγ線照射を行い、各々の細胞の生存率を検討した。頭頚部扁平上皮癌組織においては、白金製剤による化学療法、放射線療法を中心とした治療歴を有する群では、未治療の群に比べZK7遺伝子の発現が有意に高かった。また、同一症例で治療前後の癌組織を得ることが可能であった全例において、治療後の発現上昇が認められた。SCC-TF株にシスプラチンや放射線によりZK7の発現誘導は認められなかった。SCC-TF野生株とZK7導入SCC-TF株にシスプラチン及びγ線暴露を行ったところ、ZK7導入SCC-TF株では野生株に比べてシスプラチンやγ線に対する感受性が有意に低下していた。これらの結果は、Zk7が高発現の癌細胞は化学療法や放射線療法後も生存することを示しているものと思われた。このことは、ZK7の遺伝子産物あるいはこの発現上昇に関わるシグナル伝達経路が、癌細胞の治療抵抗性獲得に関与している可能性が示唆された。
共有者の内部紛争における固有必要的共同訴訟の構造・手続規律

共有物分割訴訟やある財産が遺産に属することの確認訴訟などが、物の共有者全員または共同相続人全員が原告であれ被告であれ訴訟当事者とならなければ訴えが不適法として却下される訴訟類型(これは固有必要的共同訴訟と呼ばれる)であることは、係争権利義務についての処分権能が共有者全員に共同して帰属することから正当化され、その場合の訴訟構造は、原則として、民訴法の基本原則である二当事者対立構造を維持すれば足りることを明らかにした。平成24年度における、本研究の成果は主に次の2点にある。第一に、「家事事件手続法における職権主義と手続保障」と題する研究報告を平成24年6月に開催された第17回日韓家族法学会で行い、その報告内容を、同年12月に、法政研究(九州大学)79巻3号に掲載した。ここでは、遺産分割の前提となる民事訴訟事件が、実質的には家事事件であることから、遺産分割審判に妥当する職権参加の手続規律が当該民事訴訟事件にも類推適用することが可能であることを示した。このような解釈論は、共有者間の内部紛争における固有必要的共同訴訟とされる事件には、非訟的な要素を含む場合が多いとの研究当初の問題意識から、最近立法された家事事件手続法における手続規律の特色を考察する中で考案されたものである。第二に、「共有者の内部紛争における固有必要的共同訴訟の根拠と構造」と題する研究報告を、平成25年3月に九州大学で開催された民事手続研究会において行った。ここでは、本研究のいわば集大成となる研究の中間報告を行った。具体的には、伝統的見解は、通常は、ある事件を固有必要的共同訴訟とする根拠を、当該訴訟の対象となる実体法上の権利関係の処分権能に求めるが、第三者の提起する婚姻無効または取消訴訟、共有物分割の訴え、遺産確認の訴えなどは、他人間の権利関係についての形成訴訟と位置づけ、これらの場合には例外的に実体法上の処分権能から共同訴訟の必要性を根拠づけていないことを明らかにした。しかし、私見によれば、これらのケースも、いわゆる管理処分権説により共同訴訟の必要性を説明することができることを明らかにした。今後は、前述の私見をより緻密にすることと、上記のケースにおける訴訟構造を明らかにし、その成果を論文として公表することが課題となる。平成25年度における本研究の成果は、主に次の2点にある。第一に、「共有者を原告・被告とする訴訟における固有必要的共同訴訟の成否」と題する論文を、法律時報85巻9号に掲載した。本論文は、共有者が第三者を被告として共有物全体について訴訟を提起する場合、および、第三者が共有者を被告として共有物全体について訴訟を提起する場合における、固有必要的共同訴訟の成否について論じたものである。この論文において、共有の対外的主張における固有必要的共同訴訟の根拠は、係争権利関係についての実体法上の処分権能が共有者全員に共同して帰属することであることを確認した。したがって、本研究課題の前提を改めて本論文において確認することができた。第二に、「共有者の内部紛争における固有必要的共同訴訟の根拠と構造」と題する論文を執筆し、脱稿した。この論文は、平成26年度中に有斐閣より出版される予定の、伊藤眞先生古稀祝賀論文集に掲載されることとなっている。本論文においては、平成23年度以降の研究成果を踏まえて、主に次の3点を明らかにした。すなわち、(1)共有物分割訴訟は、訴訟の対象となる実体的形成訴権としての「共有物分割訴権」の権利義務帰属主体が、共有物全体を共同してのみ処分しうる共有者全員となることから、共有者全員が原告または被告となる固有必要的共同訴訟となること、(2)遺産分割審判は「遺産分割訴権」の権利義務帰属主体である共同相続人全員を当事者とすべき固有必要的共同審判であるため、当該「遺産分割訴権」に既判力を及ぼすための遺産分割審判の前提問題となる民事訴訟においても、遺産分割審判における固有必要的共同審判の規律がそのまま適用されるべきであること、(3)遺産分割審判の前提問題についての訴訟は、「遺産分割訴権」の当否を問題とするので、三面訴訟の構造を有するとする必要はないこと、などを明らかにした。報告者は、平成23年度において、主に次の研究を行った。第一に、「原告らが、建物所有権保存登記のうち被告の持分に関する部分のみの抹消登記手続を求めているにもかかわらず、裁判所が、被告に対して、これを超えて本件保存登記全部の抹消登記手続を命じることは、当事者が申し立てていない事項について判決をした違法があるとした事例(最判平成22年4月20日判時2078号22頁)」について判例研究を行い、これを平成23年6月に福岡地方裁判所で開催された福岡民事訴訟法判例研究会で報告した後、法政研究78巻4号において公表した。

本研究課題との関連では、この研究の中で、報告者は、共有者の一人は、その持分に基づき、その持分の範囲内で、かつ、他の共有者の持分を侵害しない限りで、妨害排除請求権を行使できるという実体法上のルールが妥当していることを確認し、最高裁も本判決においてこのルールを承認していることを明らかにした。第二に、「家事事件手続法における職権主義と手続保障」というタイトルの研究報告を、平成24年3月に福岡家庭裁判所で開催された福岡家族法研究会において行った。本研究課題との関連では、本報告において、平成23年に成立した家事事件手続法において導入された当事者の職権参加(家事事件手続法41条2項)は、家事事件手続の非訟性、すなわち手続の非方式性=裁量性から根拠づけられるというよりも、(人事訴訟を含む)家事事件における全面的紛争解決の要請から根拠づけられるべきであるため、この規定は、本法の適用される遺産分割手続のみならず、遺産分割の前提となる権利関係の確認の民事訴訟においても類推適用をすることが可能であることを主張した。上記の理由は、次の二つにある。一つは、本研究を行うための前提となる知識の整理が順調に進んでいることにある。具体的には、たとえば、共有者の内部紛争における固有必要的共同訴訟は、非訟的性格を有しているとの問題意識から、新たに立法された家事事件手続法の特色を、前身の家事審判法の特色と比較することを通じて明らかにすることができた。その他、文献を収集、検討することにより、日本における共有物分割および遺産分割における実体法的規律と手続規律をより正確に理解することができた。もう一つは、本研究の最大の目標である、共有者の内部紛争における固有必要的共同訴訟の根拠を明らかにする見通しがついたことである。これは、比較対象国のドイツにおける固有必要的共同訴訟の議論をフォローした結果、ドイツでは、日本のように、管理処分権の共同の場合と第三者の提起する他人間の権利関係の形成訴訟とを区別せず、管理処分権(実体適格)の共同の場合に固有必要的共同訴訟が成立すると説明されているとの感触を得たためである。もっとも、この点についてはさらに詰める必要がある。次の2つの理由による。第一に、日本の判例研究において、日本民法における共有者間の法律関係、とりわけ、各共有者の持分に基づく妨害排除請求権の範囲に関する規律を確認することができたため。第二に、日本の家事事件手続法の成立過程と家事審判法の趣旨を確認することにより、これらの法律における職権主義の根拠を明らかにすることができ、その結果、共有者の内部紛争における固有必要的共同訴訟の構造・手続規律を考察するための示唆を得ることができたため。今後は、本研究の最終年度として、次の2点について重点的に研究する。一つは、共有者の内部紛争における固有必要的共同訴訟の根拠をさらに緻密に明らかにすることである。私見は、係争権利関係についての実体法上の処分権能の共同を、固有必要的共同訴訟の根拠に求めるが、そのためには、共有者の内部紛争における訴訟の対象が何であるかを明確にする必要がある。また、その訴訟対象の性質から、共有者全員を原被告とする固有必要的共同訴訟であることを論証しなければならない。この点をさらに詰めることが今後の課題である。もう一つは、共有者の内部紛争における固有必要的共同訴訟の訴訟構造を明らかにすることである。今のところ、共有者の内部紛争であっても、原告により主張された請求の当否のみを判断する訴訟では、二当事者対立構造を維持し、共同原告又は共同被告間でも利害が対立するような訴訟では、三面訴訟を認めてよいと考えるが、さらにこの根拠を詰める必要がある。
「時間のオブジェクト」の導入による次世代マルチメディアデータベースシステムの研究

マルチメディアデータベースシステムが従来のテキストや静止画像に加えて,動画像や音(音声や音響)を統合管理できるようにするためには,時間的に諸性質が変化するオブジェクトを表現できるマルチメディアデータモデルを構築しないといけない.そのため本研究では,「時間のオブジェクト」(temporal object)という概念を導入してそれを行うことを提案し研究した.その結果,現在のオブジェクト指向データモデルが時間のオブジェクトを表現しようとした場合,次の3つの機能が本質的に欠けていることを明らかにした:(1)時間的にその値が変化する属性を表現できないこと(2)時間のオブジェクト間の時間的関係を表現できないこと(3)時間的質問言語が存在しないことそこで,本研究では(1)の問題を解決すべくオブジェクト指向プログラミング言語C_<++>のプリコンパイラを作成してユーザが時間的属性をオブジェクトのクラス定義に書き下せるように拡張した.(2)の問題解決を図るため,Allenの研究結果に基づき時間のオブジェクトを「時間区間」として捉える一方,最近のオブジェクト指向データモデルの標準化案であるODMG-93オブジェクトモデルに上位両立で,かつ時間のオブジェクト間の13種の時間的関係をクラス定義中で書き下せるように拡張した.さらにこれらの結果に基づき(3)の問題に解答を与えるべく時間的質問言語MQLを概念設計した.これらの研究結果は国際会議で発表したり学会論文誌に掲載予定となっている.また研究経費ではオブジェクト指向データベースシステムに時間のオブジェクトを取り込むことを可能にするためのボード等を上記理論が実働するものであることを確かめるために購入した.マルチメディアデータベースシステムが従来のテキストや静止画像に加えて,動画像や音(音声や音響)を統合管理できるようにするためには,時間的に諸性質が変化するオブジェクトを表現できるマルチメディアデータモデルを構築しないといけない.そのため本研究では,「時間のオブジェクト」(temporal object)という概念を導入してそれを行うことを提案し研究した.その結果,現在のオブジェクト指向データモデルが時間のオブジェクトを表現しようとした場合,次の3つの機能が本質的に欠けていることを明らかにした:(1)時間的にその値が変化する属性を表現できないこと(2)時間のオブジェクト間の時間的関係を表現できないこと(3)時間的質問言語が存在しないことそこで,本研究では(1)の問題を解決すべくオブジェクト指向プログラミング言語C_<++>のプリコンパイラを作成してユーザが時間的属性をオブジェクトのクラス定義に書き下せるように拡張した.(2)の問題解決を図るため,Allenの研究結果に基づき時間のオブジェクトを「時間区間」として捉える一方,最近のオブジェクト指向データモデルの標準化案であるODMG-93オブジェクトモデルに上位両立で,かつ時間のオブジェクト間の13種の時間的関係をクラス定義中で書き下せるように拡張した.さらにこれらの結果に基づき(3)の問題に解答を与えるべく時間的質問言語MQLを概念設計した.これらの研究結果は国際会議で発表したり学会論文誌に掲載予定となっている.また研究経費ではオブジェクト指向データベースシステムに時間のオブジェクトを取り込むことを可能にするためのボード等を上記理論が実働するものであることを確かめるために購入した.
ゴルジ膜構造体の構築・維持機構のケミカルバイオロジー的解析

ゴルジ膜構造体はダイナミックな平衡で特異な構造を維持している。膜構造体の構築と維持の機構を明らかにする目的で,ゴルジ膜構造体ダイナミクス作用物質を探索した。細胞周期の分裂期への移行の阻害剤やアポトーシス誘起剤の中にゴルジダイナミクス作用物質を見いだした。これら化学物質の作用解析の結果から中心体への作用が示され,中心体がゴルジ膜構造体の構築と維持に中心的名や区割りを担っていることが示唆された。1.新規ゴルジ装置ダイナミクス作用物質の探索微生物培養抽出物の細胞増殖に及ぼす作用を検討した。次いで,細胞増殖阻害サンプルについて,ゴルジ局在蛋白のRrefeldin Aによる逆行移行,ならびに,Nocodazoleによる細胞質分散に及ぼす作用を検討した。顕著なゴルジ装置ダイナミクスヘの作用を示すサンプルについて活性物質の生成・単離を行い,それらの一つはPiericidin Aと同定された。ゴルジ局在蛋白の逆行移行や細胞質分散はエネルギー依存性であるが,Piericidin Aは呼吸阻害剤であることから,細胞内ATPの枯渇の結果としてゴルジ装置ダイナミクスが影響されることが考えられた。しかし,細胞内ATPの顕著な減少が認められない条件下でゴルジ装置ダイナミクスへの作用が観察されることから,エネルギー枯渇の結果ではないことが示された。2.中心体の機能に焦点を当てたゴルジ膜構造体の構築と維持の機構の解析ミトコンドリアでの酸化的燐酸化は複合体IVが司っているが,Piericidin Aは複合体Iの阻害剤であることから,その他の複合体Iの阻害剤に加え複合体IIVの阻害剤についてゴルジ装置ダイナミクスヘの作用の比較楡討を行っている。ゴルジ装置を分散・消失させる手段としてBrefeldin AとNocodazoleが頻用されているが,作用の異なる新規なゴルジ装置分散剤を見いだした。ゴルジ装置各コンパートメントに局在するマーカーについて,作用の異なるこれらの薬剤に対する感受性の比較検討を行っている。未だ確定するには至っていないが,全ての分散剤でシス槽>メディアル槽>トランス槽>トランス・ゴルジ網の順に感受性示低い傾向を認めた。中心体と細胞周期を通して強く結合しているトランス・ゴルジ網蛋白との関連が示唆されることから,次年度は,本知見を更に詳細に検討すると共に,その結果に基づいて,ゴルジ装置の構築と維持における中心体の機能を検討する。1.新規ゴルジ装置ダイナミクス作用物質の探索と作用の解析微生物培養抽出物を用い,細胞増殖を阻害するサンプルについてゴルジ局在蛋白のBrefeldinAによる逆行移行,ならびに,Nocodazoleによる細胞質分散に及ぼす作用を検討し,顕著なゴルジ装置ダイナミクスへの作用を示すサンプルについて活性物質の生成・単離を行った結果,それらの一つはPiericidinAと同定された。ミトコンドリアにおける電子伝達と酸化的燐酸化は複合体IVが司っているが,PiericidinAは複合体Iの阻害剤であることから,PiericidinA以外の複合体Iの阻害剤についてもゴルジ装置ダイナミクスへの作用を検討した結果,多くの複合体I阻害剤についてPiericidinAと似た作用を認めた。次いで,複合体IIVの阻害剤についても検討し,複合体I阻害剤には劣るがゴルジ装置ダイナミクスに作用することを認めた。これら一連の呼吸阻害剤に加えて既に選出しているゴルジ装置ダイナミクス作用物質の作用についても検討した。2.ゴルジ装置ダイナミクスへの作用と中心体への作用の相関既に選出して解析を加えている化合物はBrefeldin AとNocodazoleの作用を共に抑制すると共に中心体の微小管nucleation活性を昂進することから中心体への作用が示唆された。しかし,ゴルジ装置ダイナミクスに作用する一連の呼吸阻害剤はNocodazoleのゴルジ装置への作用は抑制するがBrefeldinAの作用の抑制は認められないか,あるいは,微弱で,中心体の微小管nucleation活性の昂進は認められなかった。これらの結果からゴルジ装置ダイナミクス作用物質の作用は2つのグループに大別されることが示されたので,その異同を更に詳細に検討することによってゴルジ装置ダイナミクスの機構について新知見が得られることが期待される。3.ゴルジ装置コンパートメントのゴルジ装置破壊剤に対する感受性BrefeldinAやNocodazoleに加えて,これらとは異なる機構でゴルジ装置を破壊すると考えられる化合物を見いだしたので,ゴルジ装置各コンパートメントに局在するタンパク質の挙動を蛍光染色して比較検討した。当該年度までの結果に基づき報告されている作用を絞り込んだ化学物質を対象にしてゴルジ膜構造体ダイナミクス作用物質の探索を行い,新規な作用を有する化学物質を選出することができた。既に選択している化学物質と併せてゴルジ膜構造体ダイナミクスへの作用を解析した。ゴルジ膜構造の維持については,ブレフェルジンAやノコダゾールによる膜構造破壊に及ぼす作用を追跡することで解析した。

その結果,ゴルジ膜構造破壊抑制物質は,ブレフェルジンAあるいはノコダゾールの破壊作用を抑制するものと両者の作用を抑制するものの3群に分類された。両者の作用を抑制する化学物質が中心体に作用することを微小管ヌクリエーション活性の昂進で確認した。更に,ゴルジ膜構造破壊抑制作用の強い化学物質の一部についてゴルジ膜構造のヌクリエーションも昂進されることを認めた。これら作用の機構について手掛かりを得る目的で,化学物質の既知の作用に基づいて回復物質の探索に着手した。部分的に回付させる物質を見いだしたので,更に強力な回復物質の探索を続ける。ゴルジ膜構造体破壊においてゴルジマーカー蛋白質問で感受性が異なることを見いだしたので,各種マーカー蛋白質の感受性について詳細な検討を行い,ゴルジ膜構造の破壊には順序があることを見いだした。即ち,ゴルジ膜の表在性マーカー蛋白質の方が内在性マーカー蛋白質よりも感受性が高いこと,また,シス槽局在マーカー蛋白質が最も感受性が高く,次いでメディアル槽,トランスゴルジ網の順に膜構造が破壊される結果を得た。また,ゴルジ膜構造体の再構築に及ぼす作用についても選出した化学物質を用いて検討した。ゴルジ膜構造破壊のような順序ある再構築を明らかにするには至っていないが,中心体を取り囲む膜構造体が最初に形成された後に槽状構造が形成されることを見いだした。
ドパミンニューロン分化誘導核内受容体Nurr1の制御によるパーキンソン病薬の創製

パーキンソン病は、脳内のドパミン不足により生じる疾患の1つである。しかし、対症療法としてドパミンを補うための薬しか存在せず、現在でも根治につながるような治療薬は見つかっていない。このドパミンを放出するニューロンの分化を促すのが、ヒト核内受容体Nuclear receptor related 1 (Nurr1)である。Nurr1は、脳神経系に特異的に発現する核内受容体として知られている。申請者は、最近、レポーター遺伝子試験により核内受容体Nurr1の転写活性を変化させる化合物があることに気付いた。本研究課題では、将来的にNurr1リガンドを用いた、Nurr1の活性制御によりドパミンニューロンを新生するという新規分子メカニズムに基づくパーキンソン病を根治するための治療薬開発に挑む。初年度である本年度は、Nurr1の活性を指標としたスクリーニングを実施して得られた化合物について、神経細胞分化のモデルとして古くから使われるPC12細胞を用いた神経細胞モデルに対する影響の解析を行った。影響の評価法としては、神経突起伸張を比較解析した。その結果、突起伸張を抑制するものが多く、促進するものも少数あった。また、これまでに申請者らは、分解能は低いがNurr1の結晶を得ることに成功していた。そこで、より高分解能が得られる結晶の作製を試みた。しかし、詳細な構造解析に適応できる良い結晶を得るには至らなかった。現在、さらに条件の最適化を行なっている。今後は、より神経に近い培養細胞を用いて、引き続き神経突起伸張解析を続ける予定である。三年計画の初年度である本課題研究は、概ね計画通り順調に進展している。核内受容体の多くは、女性ホルモン・エストロゲン受容体のように内在リガンドが存在する。しかし、Nurr1はリガンドの結合なしではじめから高い転写活性を示す、いわば自発活性化型の核内受容体である。しかも、内在リガンドは見つかっていない。このような核内受容体は、レポーター遺伝子発現システムにおいて、常に遺伝子発現を活性化してしまうため、レポーター遺伝子の安定発現株を用いるスクリーニングは不適切であると考えられる。そこで、Nurr1のみを安定安定発現する細胞株を作製、これを用いて化合物探索を実施し、これまでに約50化合物がNurr1の転写活性を変化させることを見出している。そこで、これらの化合物について、PC12細胞を用いた神経細胞モデルに対する影響の解析を行った。PC12細胞は、薬剤誘導により神経突起を伸長するため、神経系のモデルとして汎用される細胞株である。影響の評価法としては、神経突起の長さを比較解析した。現在、これらの化合物について、さらに詳細に解析を実施している。このように、本計画は順調に推移しており、現在のところ、研究計画遂行上の問題は生じていない。今後は、今年度に引き続き、現在得られている化合物について、PC12細胞を用いた神経細胞モデルに対する影響の解析を詳細に行うとともに、より神経に近い状況の再現を目指して、ヒト神経芽細胞腫由来のSH-SY5Y細胞株を用いた実験を実施する。SH-SY5Y細胞株は、パーキンソン病研究でよく用いられる細胞株であるが、増殖速度が遅く実験に使いにくいため、PC12細胞株の実験後に実施する。実験にあたっては、無駄なく慎重に計画する。いくつか神経突起伸長に影響が見られる化合物を得ており、化合物の濃度依存性の検討などの詳細な実験を行うとともに、これらのメカニズム解明に迫る研究を展開する。これには、数々の因子が考えられるため、適切な作業仮説を打ち立て実験を実施する予定である。さらに、影響が見られる化合物については、直接Nurr1に結合するのか、細胞内に存在する何らかの介在因子を介してNurr1に作用するのかを調べるために、生体分子相互作用解析に用いられるBiacoreおよび等温滴定型カロリメトリ(iTC)を用いた実験を計画し、実施する。これらの実験では、細胞を用いないため、単独での相互作用が比較解析できる。こうして直接の結合が期待されると考えられた化合物については、結晶作製の際に添加することにより、分解能を上げることができるか、検討する。こうした実験により、将来的にパーキンソン病治療薬の創製に貢献できる。

初年度である本年度は、Nurr1の活性を指標としたスクリーニングを実施して得られた化合物について、神経細胞分化のモデルとして古くから使われるPC12細胞を用いた神経細胞モデルに対する影響の解析を行った。影響の評価法としては、神経突起伸張を比較解析した。その結果、突起伸張を抑制するものが多く、促進するものも少数あった。また、これまでに申請者らは、分解能は低いがNurr1の結晶を得ることに成功していた。そこで、より高分解能が得られる結晶の作製を試みた。しかし、詳細な構造解析に適応できる良い結晶を得るには至らなかった。現在、さらに条件の最適化を行なっている。今後は、より神経に近い培養細胞を用いて、引き続き神経突起伸張解析を続ける予定である。三年計画の初年度である本課題研究は、概ね計画通り順調に進展している。核内受容体の多くは、女性ホルモン・エストロゲン受容体のように内在リガンドが存在する。しかし、Nurr1はリガンドの結合なしではじめから高い転写活性を示す、いわば自発活性化型の核内受容体である。しかも、内在リガンドは見つかっていない。このような核内受容体は、レポーター遺伝子発現システムにおいて、常に遺伝子発現を活性化してしまうため、レポーター遺伝子の安定発現株を用いるスクリーニングは不適切であると考えられる。そこで、Nurr1のみを安定安定発現する細胞株を作製、これを用いて化合物探索を実施し、これまでに約50化合物がNurr1の転写活性を変化させることを見出している。そこで、これらの化合物について、PC12細胞を用いた神経細胞モデルに対する影響の解析を行った。PC12細胞は、薬剤誘導により神経突起を伸長するため、神経系のモデルとして汎用される細胞株である。影響の評価法としては、神経突起の長さを比較解析した。現在、これらの化合物について、さらに詳細に解析を実施している。このように、本計画は順調に推移しており、現在のところ、研究計画遂行上の問題は生じていない。今後は、今年度に引き続き、現在得られている化合物について、PC12細胞を用いた神経細胞モデルに対する影響の解析を詳細に行うとともに、より神経に近い状況の再現を目指して、ヒト神経芽細胞腫由来のSH-SY5Y細胞株を用いた実験を実施する。SH-SY5Y細胞株は、パーキンソン病研究でよく用いられる細胞株であるが、増殖速度が遅く実験に使いにくいため、PC12細胞株の実験後に実施する。実験にあたっては、無駄なく慎重に計画する。いくつか神経突起伸長に影響が見られる化合物を得ており、化合物の濃度依存性の検討などの詳細な実験を行うとともに、これらのメカニズム解明に迫る研究を展開する。これには、数々の因子が考えられるため、適切な作業仮説を打ち立て実験を実施する予定である。