hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
象牙質の成長線の周期と体内時計の情報伝達分子のメラトニンの分泌リズムとの関係

本研究はメラトニンと象牙質における成長線の周期性との関連を解明し、その作用機序を探ることを目的とした。メラトニン投与の低濃度群では濃染層の幅が広がり、淡染層の幅が狭くなっていた。高濃度群では成長線の間の淡染層は認められなかった。低濃度群や高濃度群では象牙前質に石灰化球が数多く観察された。メラトニン投与群では象牙前質中の石灰化球の数と大きさは増加していた。切歯と臼歯の歯冠象牙質の中央部に新しい成長線が観察された。SEM-EDS分析では、CaとP含有量がメラトニン投与群で増加していた。メラトニンが象牙芽細胞の石灰化周期とコラーゲン分泌周期を促進し、成長線の形成機構に影響を及ぼしたと考察される。本年度では材料としてSDラットの妊娠ラットにメラトニン経口投与を行い、出生後5日と6日令及び7日令と8日令のSDラットにて、夜間と昼間に歯胚を摘出した。その後、対照標本と投与群と比較した。舌側象牙質の成長線の形状解析と、象牙前質中の石灰化球の数と大きさの測定を行った。次に、SEM-EDS分析を行った。5日令、8日令夜間標本の対照群の切歯の舌側象牙質において、2本の成長線が観察された。昼間標本では象牙前質側の成長線が不明瞭だった。昼間及び夜間標本の対照群と低濃度群ではヘマトキシリンに濃染された成長線と成長線の間には、ヘマトキシリン淡染層が観察された。また、対照群と比較して低濃度群では濃染層の幅が広がり、淡染層の幅が狭くなっていた。メラトニン投与濃度が上昇するにつれて象牙前質中の石灰化球の数は有意に増加していた。5日令、8日令共にメラトニン投与群では、対照群では観察されなかった臼歯の歯冠象牙質の中央部に成長線が観察された。石灰化球の大きさは5日令、8日令共に大きくなっていた。SEM-EDS分析では、CaとP含有量が対象群と比べ、メラトニン投与群で増加していた。組織学的観察の結果、対照群と比べるとメラトニン投与群では淡染層が徐々に狭くなっていた。これはメラトニンを恒常的に与えたために、メラトニンにより象牙芽細胞が活性化し、石灰化が亢進し、濃染層が広くなったと考えられる。メラトニンが骨代謝周期を変化させることから、それと同様に歯における石灰化の代謝周期にも変化が起き、成長線の間隔を変化させたと考えられる。SEM-EDS分析では、Caが増加する傾向が見られた。これはメラトニン投与により、石灰化が亢進し、Caの含有量が増えたものだと考えられる本研究はメラトニンと象牙質における成長線の周期性との関連を組織学的及び分析学的に検証し、メラトニンが象牙質に及ぼす作用を解析することを目的とした。本研究は出生後5日、6日、7日令のSDラットを対照群(0.5%アルコール含有飲料水)、低濃度群(0.5%アルコール+20μg/mlメラトニン含有飲料水)、高濃度群1(0.5%アルコール+100μg/mlメラトニン含有飲料水)、高濃度群2(0.5%アルコール+1000μ/mlメラトニン含有飲料水)の4群に分けて行った。試料は昼間と夜間とで、摘出した。試料は組織学的に観察するとともに、SEM-EDS分析、EPMA分析、ラマン分光分析にて組成分析を行った。HE染色では2本の濃染された成長線が観察された。対照群と低濃度群ではヘマトキシリン淡染層が観察され、対照群と比べて低濃度群は淡染層の幅が狭まり、高濃度群は淡染層が消失した。投与群では象牙前質に石灰化球が多く見られ、投与濃度依存的に象牙前質中の石灰化球の数や大きさは増加した。ALP染色では対照群と比べて高濃度群により強いALP活性が見られた。SEM-EDS分析、EPMA分析では、夜間の投与群でCaやPが多く含有していた。ラマン分光分析でも夜間試料で、リン酸基ピークが高濃度群でピークが高く、半価幅も狭かった。メラトニン投与群ではリン酸基の分子配向性やアパタイト結晶性が良かった。アザン染色の結果では、メラトニン投与群の切歯や臼歯において、新たな成長線が1本確認できた。アザン染色は膠原線維を染める特殊染色であることから、メラトニン投与によって象牙芽細胞のコラーゲン分泌が促進され、膠原線維の密度が増加し、成長線が形成されたと考察される。メラトニンによる概日リズム(サーカディアンリズム)の同調効果が象牙芽細胞の石灰化周期とコラーゲン分泌周期を促進し,成長線の形成機構に影響されたと考えられる。

高濃度群では成長線の間の淡染層は認められなかった。低濃度群や高濃度群では象牙前質に石灰化球が数多く観察された。メラトニン投与群では象牙前質中の石灰化球の数と大きさは増加していた。切歯と臼歯の歯冠象牙質の中央部に新しい成長線が観察された。SEM-EDS分析では、CaとP含有量がメラトニン投与群で増加していた。メラトニンが象牙芽細胞の石灰化周期とコラーゲン分泌周期を促進し、成長線の形成機構に影響を及ぼしたと考察される。成長線の周期性はサーカディアンなど生物時計との関連があり、サーカディアンリズムの同調因子は主としてメラトニンである。本研究ではメラトニンと象牙質における成長線の周期性との関係を解明し、その作用機序を探ることを目的とする。材料としてSDラットの歯胚組織を用いた。方法として、1)妊娠ラットにメラトニン経口投与を行い、出産後5日令(歯根形成期)にて、夜間と昼間に歯胚を摘出した。その後、対照標本と投与群と比較するため、HE染色や線維染色を施した。顕微鏡と画像解析ソフトで解析した。2)対照のラットの切歯象牙質の成長線の形態学的解析、ラマン分光での解析、化学組成の分析などを行なった。出生4日夜間時の切歯組織標本の観察において、象牙前質にヘマトキシレンに濃染する石灰化前線が観察された。昼間に屠殺した試料では、石灰化前線は濃染されない。夜間に石灰化が進行し、ヘマトキシレンに濃染する層が形成され、昼間にヘマトキシレンに淡染する層が形成され、濃染層と淡染層が対になった成長線になると考察される。また濃染層と淡染層の間隔を形成すると、平均15.50±1.15μmであった。これはサーカディアンリズムの成長線の間隔の結果とほぼ一致する。妊娠ラットにメラトニン経口投与した場合、対照群に比較し、低濃度では成長線の濃染層の幅が広がり、淡染層の幅が狭くなっていた症例が認められた。線維染色の標本では、臼歯の象牙質に対照では認められなかった成長線が観察された。高濃度ではヘマトキシリンに濃染した層のみ観察され、淡染層が認められなかった。メラトニンが、象牙芽細胞に作用し、成長線の周期性形成を制御している可能性が示唆された。メラトニン経口投与した場合、対照群に比較し、常に石灰化が亢進した状態が続くことが判明した。メラトニンが硬組織の石灰化促進にも影響があると考察される。本研究ではメラトニンと象牙質における成長線の周期性との関連を解明し、その作用機序を探ることを目的とした。本実験には出生後5日と6日令及び7日令と8日令のSDラットを用いた。これらのラットを1対照群(0.5%アルコール含有飲料水)、2低濃度群(0.5%アルコール+20μg/mlメラトニン含有飲料水)、3高濃度群2群(0.5%アルコール+100μg/mlメラトニン含有飲料水、あるいは0.5%アルコール+1000μg/mlメラトニン含有飲料水)の4群に分けた。妊娠SDラットにメラトニン含有飲料水の経口投与を胎令19日から始め、出産後6日令あるいは8日令まで行った。本研究の結果、淡染層は低濃度群では狭くなり、高濃度群では消失した。これはメラトニンを恒常的に与えたために、メラトニンにより象牙芽細胞が活性化し、石灰化が亢進し、濃染層が広くなったと考えられる。アザン染色の結果では、メラトニン投与群の切歯や臼歯において、新たな成長線が1本確認できた。アザン染色は膠原線維を染める特殊染色であることから、メラトニン投与によって象牙芽細胞のコラーゲン分泌が促進され、膠原線維の密度が増加し、成長線が形成されたと考察される。石灰化球の数はメラトニン投与の濃度に依存して増加しており、有意差が認められた。メラトニンが象牙芽細胞の石灰化機構や成長線の形成に関与していると考察される。
低温作動固体酸化物燃料電池用高性能電極に関する研究

燃料電池は高効率かつ環境にやさしい発電手段である。安定化ジルコニア(YSZ)などの固体電解質を用いる固体酸化物燃料電池(SOFC)は原理的に総合変換効率が最も高い。しかし、現在開発中のものは約1000°Cという高温運転のため、材料特性の劣化が避けられず材料選択も制限される。もし、800°C程度の低温作動が可能なれば、これらの問題も解決され実用化に拍車がかかる。SOFCの低温作動化には、1)固体電解質の薄膜化あるいは高イオン導電性電解質の開発によるオーム抵抗の低減、2)分極ロスが小さな高性能電極の開発が重要課題であり、高機能性材料の開発研究が強く望まれている。本研究では、SOFCの電極特性を支配する因子を明確にするとともに、新しい設計概念に基づいて低温作動SOFC用高性能電極を開発した。1.SOFCにおける燃料極特性支配因子の解明低温作動下でも高性能な電極の開発指針を得るために、ガス電極反応における電解質と電極材の役割について検討した。種々のイオン導電率を有するジルコニア電解質上の白金電極の分極特性を調べたところ、電解質導電率が高いほど燃料極の分極が減少することを見出した。電極反応機構の機構の検討の結果、固体電解質から燃料極反応場への酸化物イオン供給能が電極特性を支配していることを解明できた。すなわち、高イオン導電性電解質の使用により単にオーム損失を小さくできるばかりでなく、電極性能も大幅に改善できるため、低温作動SOFCの高性能化に非常に重要である。この成果は全く新しいものであり、学会発表および研究論文に対して国内外から非常に高い評価を受けた。2.貴金属微粒子触媒高分散担持によるSOFC用電極の活性化電子-イオン混合導電体をYSZ電解質に電極として取り付け、その上に極微量の貴金属微粒子触媒を高分散担持した新しい電極構造により、高性能化させることを試みた。まず、燃料極担体に用いる混合導電体SDC,(CeO_2)_<1-X>)SmO_<1.5>)_Xの組成の最適化を行った。その結果、SDC内のイオンおよび電子導電率の両方が最も高いX=0.2の組成で、電極表面への酸化物イオンの供給と反応で生成する電子の移動が最もスムーズに進行して、最高の電極活性を示すことを明らかにした。そして、電極表面への酸化物イオンの供給能を向上させるようにSDC電極層の微細構造の最適化を行い、800-900°Cの作動温度において単味のSDC電極の飛躍的な高性能化に成功した。この改良されたSDC電極層にRu微粒子触媒を高分散担持する事により、従来にない非常に高い出力電流密度を得ることができた。ペロブスカイト型酸化物LSM酸素極にも、白金微粒子担持によって高性能化することができた。

この改良されたSDC電極層にRu微粒子触媒を高分散担持する事により、従来にない非常に高い出力電流密度を得ることができた。ペロブスカイト型酸化物LSM酸素極にも、白金微粒子担持によって高性能化することができた。
圧電素子を用いた学習機能を有するベッド上での心拍・呼吸・体動検出システムの開発

本研究では、利用者のプライバシーと拘束性を考慮し、超薄型で高感度な圧電素子を用い、非接触でベッド上の人の呼吸・心拍信号の抽出が、どの程度の精度で抽出可能か検証する。本年度は、圧電素子を6枚配置したベッド用シートを作成し、そのシートから計測される電圧信号に対して、ファジィ理論を応用した呼吸・心拍のカウント方法を提案し、計算機上のソフトウェアとして導入することに成功した。また、その呼吸・心拍のカウント情報およびその振幅値の変化から睡眠時無呼吸症候群の程度を表す数値を算出するアルゴリズムを提案した。提案した手法と医療機器であるWatchPatを、健康ボランティアである学生5名に対して、比較検証を実施した。計測される心拍数に関しては、誤差はあるものの概ね計測できていることがわかった。また、睡眠時無呼吸症候群の程度を表す数値に関しても、5名の健康ボランティアに対しては2名を除いてWactchPatと同様の数値を算出することに成功した。また、提案したシステムは、呼吸数を継続的にモニタリングできるという点では、WatchPatではできない情報を計測することができている。本年度の検証実験にて、睡眠時の呼吸数、心拍数を継続的にモニタリングし、睡眠時無呼吸状態判定ができる可能性を得たが、2名の被験者に対しては睡眠時の体動や眠る姿勢により、計測エラーが生じる問題点が生じた。そのため、実際の無呼吸症候群の患者を正確に評価できるかの検証実験を実施することと、体動が生じたとしても計測精度を維持できるようにすることが今後の課題である。本年度で、睡眠時無呼吸の状態を推定するアルゴリズムの実装だけでなく、医療機器WatchPatとの比較検証実験まで実施することができた。医療機器WatchPatに関しては、医学部の協力のもと、機器を借りて実験を実施することができた。体動が生じても計測ができるアルゴリズムの開発と、長時間計測が可能で且つ、商用電源などのノイズに強い計測回路部分の作成を行い、プロトタイプの製作を実施する。そのプロトタイプを用いて、睡眠時無呼吸症候群の患者を対象にした比較検証実験を実施する。本年度は医療機器WatchPatを医学部から借りて検証実験を実施することができた。そのためWatchPatの消耗品のみの購入にとどまった。2019年度は計測装置のプロトタイプ製作を計画しており、そのための費用はもちろん、プロトタイプ製作、ソフトウェア開発、データ計測にかかわる学生の研究補助に、助成金を用い、完成度の高いシステムの開発を行う。また、スムーズな比較検証実験を行うため、医療機器WatchPatの購入も計画している。本年度想定より早く良い研究成果を得ることができたため、国内での学会による発表ではなく、海外の国際会議にて最低2回の発表を計画し、現在論文を投稿中である。
結婚コミットメントと心理的健康‐子育て期から高齢期まで‐

離婚率の上昇に伴い、結婚生活を続けることが個人の心理的健康にどう影響するかを明らかにした。中高年期夫婦を対象に、結婚コミットメント(以下C)は、人格的C、諦め・機能的C、規範的Cから成ることが明らかにされ、クラスター分析の結果、規範的Cが高く、かつ人格的Cも高い、日本の高齢者に特有の規範型が抽出された。また、子育て期では、上記3因子に加え、子の存在Cが抽出され、計4因子を中高年期と比較すると、子育て期では規範的Cが薄かった。さらに、若い世代では子の存在は必ずしも離婚を抑止するものでないことが明らかとなった。一昨年(平成25年)に得た、主に中年期を中心としたデータ(927名)に加え、今期は高齢期を中心に調査を実施した。生涯学習講座・高齢者大学の受講者、地域の役員、シルバー人材センターで働く高齢者等を対象者として調査を実施し、約650名から回答を得た。前年度のデータとあわせ、中高年期の対象約1580名分のデータから、「中高年期の結婚コミットメント尺度」を作成し、これを中心として分析を行った。結婚コミットメントは、人格的コミットメント、諦め・機能的コミットメント、規範的コミットメントの3因子から成り、愛情が人格的コミットメントと、低勢力認知が諦め・機能的コミットメントと、性役割観が規範的コミットメントと高い相関を持つ併存的妥当性が確認された(「結婚コミットメント尺度の作成」『心理学研究』86巻1号掲載, 2015)。学会発表では、2014年9月の日本心理学会、2015年3月の日本発達心理学会においてポスター発表を行った。この他に、Generativity尺度も実施しており、Generativityと自己充実的達成動機との関連について、現在『心理学研究』あるいは『発達心理学研究』に投稿準備中である。ゆくゆくは夫婦関係の在り方がGenerativityとどう関係するのか、関係性と個別性とを個人がどう折り合いをつけてゆくのかを検討していきたい。平成27年度に子育て期調査を実施予定で、これによって子育て期中年期高齢期の、横断的ではあるが結婚コミットメントと夫婦関係についての発達的変化を明らかにし、Generativityとの関連も同時に明らかにしていきたい。昨年度(26年度)は主に高齢期(一部中年期も含む)を中心に調査を実施したが、今年度は小学生の子どもを持つ子育て期の夫婦を対象に調査を実施した。千葉県と茨城県の小学校の父母1030組に学校を通じて調査票を配布し、男性326名、女性509名、計835名からデータを得た。今年度は子育て期のデータ分析に注力し、結婚コミットメントは中高年期の3因子(人格的コミットメント、諦め・機能的コミットメント、規範的コミットメント)に加え子の存在コミットメントが抽出され計4因子構造で、これを発達心理学会(2016年4月)において発表予定である。27年度は、Generativityを『パーソナリティ心理学研究』に、子育て期の結婚コミットメントと離婚との関係を『家族心理学研究』に投稿した。また、結婚コミットメントとGenerativity、精神的健康との関係を分析中で、個体制と関係性、および精神的健康との関係を明らかにしていく予定である。なお、国際学会関連では、子育て期と中高年期の結婚コミットメントを発達的視点から比較・検討し、これを国際心理学会において(2016年7月)ポスター発表する予定で、すでに2015年12月に投稿は受理されている。平成27年度は、子育て期の結婚コミットメントと夫婦関係、Generativityとの関連を明らかにするため、小学校を通じて調査を依頼し、1000組以上に配布した。しかし、昨今(個人情報保護)の事情から800名強からようやく調査票を集めることができた。都市部ではなく関東周辺部であるためにまだ多く集められたと思われる(都市部ならなお厳しい)。研究の推移はおおむね順調に推移しており、データも比較的多く集められている。近年におけるわが国の長寿命化は著しい。子どもが離家した後は夫婦二人で過ごす世帯が増加している。日本において、これまでもっぱら親子関係が中心で、夫婦関係に関する研究は非常に少なかった。本研究では中高年期を主な対象に、結婚の意味、すなわちなぜ離婚しないで結婚生活を続けているのか、結婚コミットメントを中心に、比較対象としての子育て期からもデータを取りながら、成人期の課題であるジェネラティビティに結婚コミットメントがどのように影響しているかも明らかにした。26年度は、その前年に本学の共同研究費で得た中高年期のデータに、特に高齢期の夫婦を600名ほど加え、約1500名の中高年期夫婦からデータを得た。結婚コミットメント尺度を作成し、人格的コミットメント、諦め・機能的コミットメント、規範的コミットメントの3次元から成ることが明らかとなった。夫婦関係における親密性と機能性が抽出され、しかも日本の中高年に特徴的な道徳や信義に基づく規範的な側面が抽出された。27年度は、離婚をテーマに、特に児童期の子どもがいる夫婦600名を対象に、先の結婚コミットメント尺度に子どもに関する項目を加え、子育て期の結婚コミットメント尺度(先の3因子に加え、「子の存在コミットメント」が抽出)を作成し、中高年期の結婚コミットメントと比較した。やはり、若い世代では、規範的コミットメントが著しく低く、一方、人格的コミットメントでは世代による違いは見られなかった。

28年度は、結婚コミットメント尺度の妥当性をみるため、配偶者をどのように意味づけているか、(夫婦の)関係性の視点から文章完成法により150人ほどの男女からデータを得た。これらについては、すでにいくつかの学会発表を行い、また学会誌にも掲載され、公開促進費を用いて著書としてまとめる予定である。離婚率の上昇に伴い、結婚生活を続けることが個人の心理的健康にどう影響するかを明らかにした。中高年期夫婦を対象に、結婚コミットメント(以下C)は、人格的C、諦め・機能的C、規範的Cから成ることが明らかにされ、クラスター分析の結果、規範的Cが高く、かつ人格的Cも高い、日本の高齢者に特有の規範型が抽出された。また、子育て期では、上記3因子に加え、子の存在Cが抽出され、計4因子を中高年期と比較すると、子育て期では規範的Cが薄かった。さらに、若い世代では子の存在は必ずしも離婚を抑止するものでないことが明らかとなった。平成26年度は、中年期夫婦と高齢期夫婦からデータを取る予定だったが、平成25年度に中年期夫婦のデータをすでにとっているので、26年度は高齢期を中心にデータを収集した。収集できたデータは、予想より多かった。今年度は、すでに子育て期、中年期、高齢期、合わせて2000名以上からデータを得ており、量的調査に加えて質的調査を行う予定である。それと中心的テーマである「結婚コミットメントと夫婦関係」を宇都宮(2004)が行った面接調査を導入し、すでに調査では妥当性が明らかにされている結婚コミットメントを、面接によっても妥当性を確認したい。また、発達的視点からも夫婦関係の検討を行いたい。発達心理学今年度は、子育て期のデータを収集する予定である。調査用紙原本はすでに作成し終わり、調査対象者は主に小学校を通じてこれから開拓する予定である。子育て期から中年期、高齢期と今年度修了で三期が揃い、今期は子育て期と中年期について比較していく予定である。27年度は、学会関連費用(旅費およびその他(大会参加費))を個人研究費で賄ったために、科研費を使用することがなかった。また、3月に開催される日本発達心理学会(そこで発表予定)が4月になったため、27年度費用でなくなったことによる。当該年度の未使用額は63,041円で、3月末に行われた日本発達心理学会の旅費・参加費等が計上されなかったためである。日本発達心理学会での発表が28年度4月にずれ、そこに使用する。また、日本心理学会がICP(国際心理学会)と共催するため、そこでの発表費用にも使用する。来年度(平成27年度)の研究計画は予定通りで、若干の未使用分の金額が上乗せされるが、子育て期の夫婦約500組1000名の調査を行う予定である。
MSFを分子標的とした口腔癌の浸潤抑制に関する基礎的研究

Migration Stimmulation Factor (MSF)は癌細胞に対する細胞遊走促進作用および血管新生作用を介して癌の進展に寄与している。そこでMSFが癌の新規分子標的となりうるかについて、当教室の有する4種の口腔扁平上皮癌細胞株(BHY,TYS,HNT,HSC3)を用いて検討した。まず、これらの細胞株がMSF mRNAを発現していること、癌細胞培養上清中にMSF蛋白が分泌されていることを確認した(リアルタイムPCR法、ドットブロット法)。次にこれらの細胞株にMSFに対するsiRNAを遺伝子導入することでMSFノックダウン細胞を作製し、MSF mRNAおよび培養上清中のMSF蛋白の減少を確認した。なお、MSF発現抑制が確認された細胞は5種類のインターフェロンターゲット分子(OASl,0AS2,MX1,ISGF3g,IFITMI)の発現誘導の有無を検索し、オフターゲット効果が無いことを確認した。MSFノックダウン細胞はコントロールRNA導入細胞(コントロール細胞)と比較して細胞増殖能および細胞遊走能が低下していた(MTTアッセイ、マイグレーションアッセイ)。また軟寒天培地上でMSFノックダウン細胞を培養したところ、コントロール細胞より細胞増殖が有意に低下しておりMSFが足場非依存性の増殖に関与していることが示唆された(ソフトアガーアッセイ)。さらにMSFノックダウン細胞はコントロール細胞よりコロニー形成能が低く、MSFが細胞の接触増殖抑制に関与する可能性が示唆された(コロニーフォーメイションアッセイ)。以上の結果より、口腔扁平上皮癌細胞株におけるMSFの発現が細胞癌化能に関与していることが示唆され、MSFの抑制は口腔癌の新規分子標的治療の可能性を有していると考えられた。初診時口腔癌患者の生検材料を用いた免疫組織学的検索にてMigration Stimulating Factor(MSF)の発現が生存率を始めとした様な臨床データと統計学的に相関することを見いだし、第65回日本癌学会学術総会(パシフィコ横浜)にて研究成果の発表を行った。次にMSF mRNAが口腔扁平上皮癌細胞株に発現している事を確認し、siRNAを用いた遣伝子機能阻害法にて口腔扁平上皮癌由来培養胞のMSF遺伝子をノックダウンした。そのMSFノックダウン細胞を用いて細胞遊走能、増殖能ならびに造腫瘍性におけるキャラクター解析を行った。すなわちトランスウェルチャンバーを用いたMigration assayにおいて、MSFノックダウン細胞はコントロールRNA導細胞(コントロール細胞)と比べて細胞遊走能は低下した。MTT assayにて細胞増殖を比較検討したところ、MSFノックダウン細胞はントロール細胞と同程度の増殖能を示した。Focus colony assayにてMSFの細胞癌化能に対する影響を検索したところ、MSFノックダン細胞はコントロール細胞と比べてフォーカス形成の低下を認めた。Colony assayにて軟寒天内コロニー形成能を検索し足場非依存の増殖能を検索したところ、コントロール細胞において認めていたコロニー形成能はMSFノックダウン細胞では低下していた。以上の結果はMSFが癌の進展に寄与している可能性を示唆しており、MSFの抑制は口腔癌の新規分子標的治療の可能性を有していると考えられた。
血管壁プロスタサイクリン合成酵素の構造決定とトランスゲニックラット作成の試み

われわれは、高血圧の進展とともに血管壁プロスタサイクリン合成が増大することを報告してきた。プロスタサイクリン合成酵素活性の測定系を確立し、プロスタサイクリン産生における各種酵素の関与について検討したが、高血圧時の血管壁プロスタサイクリン産生の増大にはフォスフォリパーゼ活性よりもプロスタサイクリン合成酵素の活性増大が関連することをみいだした。高血圧の発症機序によらず、血圧の上昇は常に血管壁プロスタサイクリン合成酵素活性の増大を伴うことから、持続的な血行力学的刺激が本酵素活性の増大を生じるものと結論された。酵素学的解析からは本活性の増大は主に酵素の活生化よりも酵素自体の誘導による可能性が示唆された。プロスタサイクリン合成酵素の誘導については、血管平滑筋培養細胞を用いても検討された。血管平滑筋細胞増殖時にはプロスタサイクリン産生の増加がみられるが、プロスタサイクリン合成酵素活性の誘導が一部関与することが観察された。一連の研究から、高血圧発症時の血管壁にはプロスタサイクリン合成酵素の含量が多いことが推測され、プロスタサイクリン合成酵素の精製には高血圧発症時の高血圧自然発症ラット大動脈壁を用いるのが有用と考えられた。精製は、イオン交換、ゲル濾過法及び等電点クロマトフォーカシング法を用いた。またそれに平行し、平滑筋細胞への導伝導入における基礎的検討を行った。指数減衰波パルス法では、平滑筋細胞は400V、35-100μFの電撃で15-20分間にわたり細胞膜透過性が亢進し、外液中の遺伝子が導入されることが明らかにされた。その後本細胞は通常の細胞機能を持続し、導入された因子の作用の発現がみられることが確認された。今後、精製とクローニングを進め、プロスタサイクリン合成酵素遺伝子の導入による血管平滑筋細胞の形質変換について検討する予定である。
急性膵炎重症化におけるADAMTS13の動態と制御機構

von Willebrand因子特異的切断酵素(ADAMTS13)が著減すると、血小板と最も反応性に富む超高分子量VWFマルチマーが増加し、主要諸臓器の微小循環障害が惹起される。本研究ではADAMTS13を軸に、ADAMTS13の低下とVWF依存性血小板凝集、膵微小循環障害から多臓器不全という新しい観点から重症急性膵炎の病態形成を見直し、ADAMTS13の動態解析と制御機構の面から臓器・組織障害の本態に迫り、新規治療の開発をめざす。[I]膵星細胞においてADAMTS13が産生されているか否かの検討ラット膵組織から凍結切片を作成し、既に作成したADAMTS13の2種類のモノクロナル抗体を用いて、免疫組織染色を行うと共に、星細胞のマーカーと抗ADAMTS13抗体を蛍光ラベルし、共焦点レーザー顕微鏡を用いて産生細胞の同定を進めている。さらにin situ hybridizationも同時に進めている。[II]急性膵炎の発症・進展および重症化におけるADAMTS13活性低下の意義の臨床研究重症膵炎のみならず、急性膵炎ならびにERCP前後のADAMTS13,VWF抗原を検討中である。現在までに、ERCP施行前、ERCP3時間後、および翌日の血漿ADAMTS13活性、VWF抗原を測定した結果、ERCP後3日目にSAPを発症した例のADAMTS13活性は、ERCP前50%、ERCP後3h53%、翌朝24%と翌朝にはERCP施行前の半分にまで低下した。また、胆管炎併発例のADAMTS13活性は軽度低下傾向(30%→26%→24%)を示したが、著増していたVWF抗原は、胆管炎軽快後、速やかに正常範囲にまで低下した(311%→232%→101%)。ERCP前後に合併症無く経過した例のADAMTS13活性の推移は、61%→49%→53%とERCP後3hで軽度低下したが、翌朝には回復復向を示した。VWF抗原は著変なかった。すなわち、ERCP前後で合併症無く経過する例では、VWF抗原は不変であるが、ADAMTS13活性はERCP後、軽度低下傾向にある。ERCP後SAP発症例では、ADAMTS13活性はERCP後早期に低下するが、胆管炎合併閉塞性黄疸例では著増していたVWF抗原は、閉塞解除後速やかに低下する。以上より、ADAMTS13活性とVWF抗原の動態は、ERCP前後の急性炎症性反応と関連し、膵・胆管炎に伴う臓器微小循環障害を反映している可能性が示唆された。[I]膵星細胞においてADAMTS13が産生されているか否かの検討ラット膵組織を用いて、膵星細胞ならびにランゲルハンス島がADAMTS13を産生しているか否かを検討している。ラット膵組織から凍結切片を作成し、既に作成したADAMTS13の2つの特異的モノクロナル抗体を用いて、免疫組織染色を行うと共に、星細胞のマーカーと内分泌マーカー、抗ADAMTS13抗体を蛍光ラベルし、共焦点レーザー顕微鏡を用いて産生細胞を同定をすすめているが、ランゲルハンス島で抗ADAMTS13抗体は染色されるものの、ランゲルハンス島内のα・β・δ細胞のいずれも同定できず、さらなる確認中である。さらに、in situ hybridizationを行いADAMTS13-mRNAの存在の有無を確認中である。[II]急性膵炎の発症・進展および重症化におけるADAMTS13活性低下の意義の臨床研究ERCP施行前、3時間後、および翌日の血漿ADAMTS13活性を測定し、ERCP後膵炎の発症との関連を明らかにし、さらに症例を増やして検討を加えた。ERCPによって重症急性膵炎を引き起こした症例においては、ADAMTS13は検査前50%から翌日24%にまで低下した。一方、治療前に閉塞性黄疸で胆管炎を引き起こしていた症例においては、VWFは治療前310.5%から翌日101.3%まで低下した。また、それらの症例でP475SのSNIP変異を検討中である。[III]急性膵炎の重症度とADAMTS13活性低下の意義の臨床研究重症急性膵炎患者において、入院時と2週間後にPerfusion CTならびに造影CTを行い膵虚血の程度を判断し、同時期にADAMTS13活性を測定して、膵虚血の範囲とADAMTS13活性の程度を評価した。膵虚血が広範囲なほどADAMTS13活性は低下する傾向にあり、現在さらに症例を増やして検討中である。昨年度、急性膵炎重症化におけるADAMTS13の動態解析と制御機構を解明すべく、以下の結果を得た。【I】ヒトならびにラット膵絹織におけるADAMTS13発現膵疾患(主に慢性膵炎を基盤にした膵癌)

術後の組織を用い、我々が作成したADAMTS13の特異的モノクロナル抗体により免疫組織染色後、共焦点レーザー顕微鏡にて解析した。その結果、α-SMA染色領域にほぼ一致して、ADAMTS13の発現が認められ、ヒトの膵星細胞は肝星細胞と同様にADAMTS13を産生している可能性が示唆されたが、現在確認中である。ラット膵組織も同様に検討した結果、正常膵臓のランゲルハンス島周辺部特異的にADAMTS13の発現が認められたが、本酵素は血管内皮細胞、α、βおよびδ細胞には発現されず、in situ hybridizationにて検討中である。【II】ERCP後膵炎発症と血漿ADAMTS13活性の動態ERCP施行前、3時間後、翌日のADAMTS13活性を測定し、ERCP後膵炎の発症との関連を検討した。ERCP後、重症急性膵炎(SAP)を発症した1例では、ADAMTS13活性は早期に低下しIL-8は上昇した。ERCP前、胆管炎発症例では、VWF抗原は内視鏡的ドレナージ後低下しIL-6は低下した。サイトカイン上昇群は、非上昇群に比し、ERCP前のVWF抗原高値、ERCP後3hのVWF抗原、VWF/ADAMTS13比、WBCおよびAMYが高値であった。以上より、ERCP前後のADAMTS13活性、VWF抗原の酵素・基質不均衡はサイトカインの動態と密に関連し、膵炎・胆管炎による急性炎症性反応の消長と連動する可能性が示唆された。
固相反応の動的過程:ペニングイオン化電子分光による解析

超高真空下で制御された結晶基板上に2種の有機分子を交互に蒸着して、高度な立体選択性をもつ固相反応をおこなわせることを目的として以下の実験的研究をおこなった。1.グラファイト本研究ではグラファイトを基板として用いるので、まずこの表面のキャラクタリゼ-ションをおこなった。実験(ペニングイオン化電子スペクトルの測定)は昨年度に終えたが、本年度は解析後、論文にまとめた。2.グラファイト上におけるTFT'CNQ陰イオンの生成-150°Cに冷却したグラファイト基板にTFTCNQ分子を蒸着すると、単分子層覆れた状態では、TFTCNQの約4045%が陰イオンを形成していることがわかった。また単分子膜の加熱によるスペクトルの変化からTFTCNQの結合状態に関する知見が得られた。グラファイト基板上にTFTCNQとTMTSFを交互に単分子層づつ蒸着して、固相反応の動的過程を追跡した。蒸着の順序に依らず、sandwich膜(例えば、グラファイト-TFTCNQ-TMTSF)を形成することがわかった。また、2で述べたTFTCNQ陰イオンのスペクトルを参照することによってTMTSFとTFTCNQの間で電荷移動反応が起っていることが明らかになった。錯体を昇華して基板上に単結晶を作成するという方法は以前にも何例かあるが、本研究のように、各成分を単分子層づつ制御しながら錯体を作成するという例はない。さらに、電荷移動反応は互いに接する層でのみ起こり、2層以上離れると起らないことがわかった。これは、電荷移動という現象が波動関数の重なり基づくような短距離相互作用によることから当然の結果とも考えられるが、実験事実として確認されたことは特に興味深い。
酵母の液胞内糖質のリサイクル機構と生理機能の解明～ヒト代謝疾患治癒への基盤構築～

出芽酵母の液胞内での糖質分解の機構とその生理的意義を明らかにするために、本研究ではまず、液胞内糖鎖の代謝分解を担うAms1酵素の栄養シグナルに応じた制御機構を明らかにした。その結果、Ams1酵素は転写レベル及び翻訳後レベルで栄養飢餓に応じて強く誘導されることを明らかにした。栄養豊富な条件ではTORキナーゼ複合体により強く抑制されているが、栄養源が枯渇すると、TORキナーゼ複合体による抑制が解除され、ストレス応答性転写因子により転写誘導されるとともに、液胞内でプロテアーゼ依存的なプロセシングを受けることで翻訳後レベルでも活性化されることが示唆された。平成25年度において得られた成果は次の通りである。研究計画に記載の手法により、出芽酵母の糖質分解に関わる新規の遺伝子を探索した結果、機能未知の12遺伝子が得られた。当該研究においては、出芽酵母の糖質分解とその生理機能に関する研究を行っているが、平成26年度では特に、糖質分解酵素のαマンノシダーゼに関して詳細な研究を行った。その結果、本酵素が栄養条件に応じて制御されていることを見出した。また、その制御に関わる経路の一部を解明した。平成27年度は出芽酵母のマンノシダーゼの活性制御機構の解析を行い、次の成果を得た。本酵素の細胞内活性は、培地中の栄養条件に応じて制御されることが明らかとなった。すなわち、本酵素の細胞内活性は、糖質飢餓のみならず、窒素飢餓によっても強く誘導されることが判った。また本酵素は、栄養状態のセンシングに関わるthe target of rapamycin complex 1経路及びprotein kinase A経路を介して、ストレス応答性転写因子Msn2/4によって発現誘導されることが明らかとなった。さらに、本酵素はオートファジーを介して液胞へ輸送されることにより、液胞プロテアーゼ依存的なプロセシングを介して活性化される可能性が示唆された。以上の研究成果はBiochim Biophys Acta.(2016)1860:1192-1201.に掲載された。また、本酵素の制御に関わる新規遺伝子を見出しており、現在解析を進めている。平成27年度中に産前産後休暇を取得したため、研究課題を遂行できない時期があったが、学術雑誌に成果をまとめることができた。また、新たな展開を期待できる研究成果も得られた。オートファジーによる糖鎖分解とそのリサイクル機構を明らかにするために、出芽酵母を異なる栄養条件下で培養し、解析を行った。出芽酵母を用いた解析により、次のことを明らかとした。出芽酵母のマンノシド糖鎖の代謝分解を担うAms1酵素が栄養飢餓に応じて誘導されることを見出した。Ams1はTORC1及びProteinkinaseA経路の下流で転写レベルで発現制御されており、ストレス応答性転写因子Msn2/4によって転写されることが示唆された。また、オートファジーを介して液胞へ輸送されることにより、液胞内でPep4依存的なプロセシングを受け、翻訳後レベルでも活性化されることが明らかとなった。また、酵母の無細胞抽出画分に存在する種々の糖分解活性を解析した。その結果、αマンノシド分解活性とαグルコシド分解活性は栄養飢餓時に活性が上昇するが、βグルコシド分解活性は誘導されないことが判った。出芽酵母の液胞内の糖鎖分解機序を解明するために、まず液胞画分の単離を行った。単離条件は確立できたため、今後は単離した液胞画分中の糖鎖の定性的・定量的解析を行う計画である。また、Ams1の活性制御に関わる新規因子の探索を行った。その結果、機能未知の細胞表層タンパク質の欠損株において、Ams1の栄養条件下における活性が著しく上昇したことから、Ams1の活性制御に関わることが示唆された。本遺伝子欠損株では、細胞が栄養飢餓状態にシフトしていたことから、細胞外栄養シグナル伝達に関与していることが示唆された。今後、詳細なメカニズムを解明していく。平成26年度では、αマンノシダーゼの栄養源ストレスに応じた制御機構について詳細な解析を進めることが出来た点において、進展があった。しかし、その他の糖質分解に関わる酵素に関する解析があまり進まなかったため、概ね順調に進展したと評価した。平成27年度中に見出した、マンノシダーゼの活性制御に関わる新規遺伝子の機能の解析を中心に進める。細胞生物学今後はαマンノシダーゼの制御機構に関する全貌を解明するとともに、それ以外の糖質分解酵素に着目した研究に着手する。当該年度の計画通り、出芽酵母の糖質分解に関わる新規遺伝子を見出すことが出来たが、その詳細な解析には至らなかったことから、概ね順調に進展していると評価した。平成27年度に産前産後休暇を取得し、本科研費の期間延長を行ったため。

次年度使用額が生じた主な理由は、研究代表者が育児中のため、計画していた出張が殆どできなかったために出張費が未使用となってしまったことである。本研究課題の遂行のための試薬や物品費に充てる。また、酵母遺伝学フォーラムや生化学会などの国内学会で発表する計画であり、その参加費及び旅費に充てる。また、7月に米国フロリダで行われる国際学会の参加費及び旅費として使用する計画である。糖質分解に関わる12の新規遺伝子について、生化学的機能及び生理学的機能の詳細な解析を進める。今後の使用計画は、主に試薬や備品の購入代、出張費に充てる計画である。次年度使用額が生じた主な理由は、平成25年度前期の期間中研究代表者が産休で休んでおり、その期間研究を遂行できなかったこと、また育児中のため出張が出来なかったため旅費分が未使用となったからである。主に研究課題の遂行に必要な実験試薬及び実験機材などの物品費に充てる計画である。
ソーシャルメディアにおける情報伝達現象理解のためのネットワーク解析と可視化

ソーシャルメディアから得られる情報の可視化について、Twitterを題材として研究を進めた。具体的には以下の3つについて研究成果をあげた。1つ目の研究として、Twitterのリツイート機能による情報拡散の様子を可視化した。具体的には、インフルエンサーと呼ばれる有名アカウントのツイートをいくつか抽出し、リツイート実行者を縦に、ツイートを横に並べたマトリックスを形成し、リツイート実行者の共通性、ツイート拡散の共通性を可視化した。2つ目の研究として、Twitterの位置情報付きツイートに関する情報を可視化するVRシステムを開発した。このVRシステムでは2つの可視化機能を有する。1つ目の可視化では、緯度、経度、日時を3軸とする3次元格子の各直方体に該当するツイート数を集計し、その分布を可視化する。2つ目の可視化では、VR空間内部に没入するユーザの歩行経路に沿って、重要なツイートを自動選出してユーザ視点の目前に表示する。さらに、重要なツイートができるだけ多く目に入るような経路を自動算出してナビゲートする機能も有する。3つ目の研究として、日本の各政党のツイートを拡散するリツイート実行者群で形成される巨大なネットワークから一部をサンプリングするという処理を何度も反復し、類似する部分ネットワークがどのように抽出されるかを観察する、という研究に取り組んだ。3つ目の研究自体はまだ論文発表には至っていないが、この研究を通してサンプリングされた部分ネットワークは別の研究にて活用された。現在3つの研究を同時進行しているが、このうち2つ目のVR空間を用いた研究は本課題の申請時には全く想定していなかった研究である。この研究が既に国際会議で発表され、さらに国際会議の代表論文として国際ジャーナルへの投稿を推薦されて既に1回目投稿を済ませている、という点で想定以上の進展を見せている。3つの研究のうち2つ目の研究はジャーナル論文としての査読中であり、これから査読結果にあわせて完成度をあげる段階にある。3つ目の研究はVR空間におけるネットワーク可視化の研究に既に活用され始めており、今年はその面でも業績をあげる方向である。また3つ目の研究の本来の目標であった「サンプリングされた多数の部分ネットワークの類似度判定」にも鋭意取り組みたい。平成29年度は本研究課題の初年度として、ソーシャルネットワークの中でもTwitterに着目して各種データを抽出し、それを用いたいくつかの可視化を試みた。ひとつめの課題として、Twitter上の有名人の発言がどのように拡散(リツイート)されるかを可視化した。具体的にはTwitterの特定人物の発言の中から代表的ないくつかを選び、その発言がいつ誰によって拡散されたかを収集した。その結果について、ツイートを横軸に沿って、拡散者を縦軸に沿って並べて可視化することで、どのような拡散をするユーザ層がいるかを効果的に可視化できた。具体的な適用事例として5人の有名人のツイートを題材とし、その可視化結果の違いを議論した。ふたつめの課題として、位置情報つきツイートを集計して時刻・緯度・経度を3軸とする3次元空間に表示するとともに、それをVirtual Reality環境で閲覧し、さらに閲覧場所における代表的なツイートを表示するアプリケーションを開発した。これは当初の計画になかった研究課題であるが、留学先でVirtual Realityに関する研究開発に従事した学生が本研究課題に合流した結果として生まれたものである。具体的な適用事例として、東京ディズニーリゾート近辺の1か月間のツイートに関する集計結果を可視化した。これらの研究成果とは別に、ソーシャルネットワークを可視化するための基盤技術としての汎用的なネットワーク可視化手法の研究にもいくつか着手している。これらを適用することで平成30年度以降の本研究課題の成果にもさらに拡がりが生まれることが期待される。平成29年度の研究課題の想定として、ネットワーク可視化の基盤技術の研究、Twitterを題材としたツイートデータの収集と初期的な可視化の試みなどを実際に行った。これに加えてVirtual Realityを応用したツイートデータの閲覧環境に関する研究にも着手できたことで、当初の計画を超える広い範囲での研究が進展している。要因としてはTwitterのデータ収集に詳しい若手研究者を他大学から分担研究者に招いたこと、留学先でVirtual Realityの技術開発を習得した学生が本研究課題に合流したこと、などがあげられる。平成30年度はこれらの成果を多数の学会に発表することで、ここまでの成果を有効にアピールしたい。

3つ目の研究自体はまだ論文発表には至っていないが、この研究を通してサンプリングされた部分ネットワークは別の研究にて活用された。現在3つの研究を同時進行しているが、このうち2つ目のVR空間を用いた研究は本課題の申請時には全く想定していなかった研究である。この研究が既に国際会議で発表され、さらに国際会議の代表論文として国際ジャーナルへの投稿を推薦されて既に1回目投稿を済ませている、という点で想定以上の進展を見せている。平成30年度以降も引き続き、Twitterを題材としてソーシャルデータの可視化に努めたい。すでに研究に着手している「リツイート機能による拡散現象の可視化」「Virtual Reality環境での位置情報付きツイートの可視化」については、現時点での成果を国際会議にて発表するとともに、さらにデータを拡張して研究の信頼性を向上させたい。拡散現象の可視化については、有名人アカウントのツイートを1人5個しか抽出していないことから可視化結果も小規模なものとなっている。また現在使っている可視化ツールの制約により、リツイートを実行したユーザを500人にサンプルして可視化している。これらの理由による小規模な可視化を、さらに大規模な可視化に展開したい。Virtual Reality環境での位置情報付きツイートの可視化については、閲覧位置における代表ツイートの選出技術を改善したい。またさらに広範囲・長期間のデータを対象として研究を進めることで、研究の信頼性と拡張性を検証したい。これらとは別に、ネットワーク可視化の基盤技術についても研究を進めたい。具体的にはラベル付きネットワークの可視化に関する汎用的な新規手法の開発に取り組んでおり、これを「ラベル付きユーザ群の友人関係の可視化」に活用するという形で本研究課題に合流させたい。3つの研究のうち2つ目の研究はジャーナル論文としての査読中であり、これから査読結果にあわせて完成度をあげる段階にある。3つ目の研究はVR空間におけるネットワーク可視化の研究に既に活用され始めており、今年はその面でも業績をあげる方向である。また3つ目の研究の本来の目標であった「サンプリングされた多数の部分ネットワークの類似度判定」にも鋭意取り組みたい。平成29年度は当初の想定よりも機材の購入が必要なくなった。一方で平成30年度に複数の国際会議発表が計画されているため、平成29年度の予算の一部を平成30年度に持ち越すことが適切であると考えた。購入すべき物品が想定よりも安かったことなどが理由で支出が抑えられている。今年度も国際会議等への積極的な投稿を予定していることから旅費を中心に予算を執行する予定である。
軟骨発生におけるノンコーディングRNAの機能解析

我々は、miRNA-140(miR-140)が軟骨特異的に発現することを見出した。さらに、miR-140ノックアウトマウス、トランスジェニックマウスを作成し、miR-140が関節炎の抑制に重要であることを示した。また、miR-140がMMPsやAdamts-5の発現を抑制することを見出した。これらの成果は、miRNAをターゲットとした新しい関節炎治療の可能性を示唆している。我々は特に、miRNAに対するマイクロアレイによって組織特異的に発現するmiRNAを絞り込み、従来困難であったmiRNAに対するホールマウントin situハイブリダイゼーション法を可能にすることで、miR140が軟骨特異的に発現することを見出した。本年においては、この発現パターンが転写因子Sox9と一致することに注目、Sox9の下流遺伝子である可能性を検討した。まず、Sox9がmiR140の発現に必須であることを、Prx-CreおよびCol2-CreトランスジェニックマウスとSox9コンディショナルマウスのかけ合わせによる、軟骨分化前、後それぞれでのSox9欠損によってmiR140が欠失することによって明らかにした。また、Sox9コンディショナルマウス成体からえた初代軟骨培養細胞にアデノウイルスでCreを導入したところ、Sox9の欠失と同時にmiR140が減少することにより、成体軟骨におけるmiR140においてもSox9が重要であることが明らかとなった。逆に、Sox9の過剰発現によってmiR140の産生は促進された。さらに、Sox9がmiR140を直接制御することをプロモータアッセイ、ゲルシフトアッセイ、クロマティン免疫沈降アッセイなどを用いて証明した。また、miR140ノックアウトマウスのラインを確立し、現在も組織解析を進めている。これら一連の研究は、新しい軟骨分化メカニズムの解明につながると考える。申請者らは、軟骨分化制御を司る新しい遺伝子カテゴリーとして、ノンコーディングRNAに注目、軟骨組織特異的な発現を示すものをスクリーニングしてきた。ノンコーディングRNAの中でも、1825塩基の非翻訳RNAであるmicroRNA(miRNA)は、現在400種類以上あると言われている。miRNAは、部分的に相補性を持つ標的mRNAの3'非翻訳領域に結合して翻訳抑制に働くと考えられている。さらに、この発現パターンが転写因子Sox9と一致することに注目、Sox9のコンディショナルノックアウトマウスにおいてはmiR140の発現が見られないことを証明し、miR140がSox9の下流遺伝子である可能性を見出した。miR140ノックアウトマウスの膝蓋靭帯、前十字靭帯、内外側々副靭帯を切離し、膝不安定性による変形性関節症モデルマウスの作製を行い、関節軟骨組織を解析したところ、miR140ノックアウトマウスでは関節炎の進行がコントロールに比べて、より強いことがわかった。さらにmiR140により軟骨保護作用を検討するため、ノックアウトマウスに加えて、軟骨組織特異的なmiR140トランスジェニックマウスについても抗原誘導による関節症モデル実験をおこなったところ、miR140ノックアウトマウスでは関節炎がより強く発症するが、miR140トランスジェニックマウスでは関節炎が抑制されていることが明らかとなった。これらの研究をもとに、今後miR140による制御機構を明らかにすることで治療法開発における新たなツール、ターゲットを創出する可能性を探る。申請者らは、軟骨分化制御を司る新しい遺伝子カテゴリーとして、microRNA(miRNA)に注目、miRNAに対するマイクロアレイによって組織特異的に発現するmiRNAを絞り込み、miR140が軟骨特異的に発現することを見出した。さらに、この発現パターンが転写因子Sox9と一致することに注目、Sox9のコンディショナルノックアウトマウスにおいてはmiR-140の発現が見られないことを証明し、miR-140がSox9の下流遺伝子である可能性を見出した。また、Sox9によってmiR-140の発現が上昇することを見出し、miR-140近傍にSox9によって活性化されるエンハンサーを同定した。また、miR-140 KO、Tgマウスについて、変形性膝関節症モデルマウスを作製、術後2週、4週でサフラニンO染色等の軟骨基質染色やII型コラーゲン等の免疫染色を行い、変形性関節症における軟骨破壊を評価した。結果、miR-140が軟骨の恒常性に必須であり、関節炎の抑制に重要であることを示した。上記マウスサンプルやヒト変形性関節症患者由来の軟骨細胞を用いての病理学的解析によってmiR-140がMMPsやAdamts-5の発現抑制によって、軟骨基質維持し、変形性関節症の進行を抑制することを見出した。

さらに、Adamts-5の3'UTRにmiR-140の認識部位を決定し、miR-140によって直接Adamts-5の発現が抑制されることを示した。これらの成果は、miRNAをターゲットとした新しい関節炎治療の可能性を示唆しており、miR-140を介した分子ネットワークを更に解析することによって、軟骨の再生・維持機構の詳細が明らかになることが期待できる。また、これらのツールを利用して、内軟骨性骨化におけるmiR-140の役割についても、解析が進んでいる。