hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多孔性架橋高分子およびその炭化物の合成と応用

制御・リビングラジカル重合を用いて得られるポリジビニルベンゼン多孔体を炭素化・賦活処理し、高比表面積を有するモノリス型活性炭電極を作製した。得られた電極は比較的高い静電容量を示し、サイクル特性およびレート特性も良好であった。さらに、窒素原子をドープした多孔性炭素材料を得る方法として、細孔構造制御を行ったメラミン-ホルムアルデヒド多孔体の炭素化挙動を調べた。レゾルシノールを添加して前駆体試料を作製することで炭素化後も細孔構造を維持することができ、窒素原子をドープした炭素材料が得られることが明らかとなった。本年度は、これまでに得られている架橋有機高分子多孔体を用いて作製した活性炭における細孔構造の詳細な検討や、電気化学デバイスへの応用を検討した。前年度までの研究(科研費若手(B)20750177)において、相分離を伴うリビング重合により作製したポリジビニルベンゼン骨格を有する多孔体は、不活性雰囲気下で焼成を行うことで炭化し、さらに微酸化雰囲気下で賦活処理することで高比表面積の活性炭となることが分かっている。この活性炭はモノリス状であり、整ったマクロ孔と発達したミクロ孔を有している。また、炭化条件を制御することにより、マクロ孔骨格内にメソ孔レベル(数十ナノメートル)の細孔を残すことも可能である。このようにして、電気二重層キャパシタにおける分極性電極に適する形状の活性炭試料を作製し、白金集電極に貼り付けた後三極式セルを用いてCV・充放電などの電気化学測定を行ったところ、高い比静電容量(約200F/g)と良好なサイクル特性を示した。充放電測定におけるIRドロップと、簡単な抵抗率測定から、比較的高い電気伝導度が示されたが、これはマイクロメートルスケールで3次元的な網目構造を有する活性炭に特徴的であると考えられる。通常の電極は、高い比表面積をもつ活性炭などの活物質粉末を、導電性高分子バインダーや導電助剤と混合しペレット状の電極とするが、本研究で得られたモノリス状電極はこのような操作の必要がなく、作製した活性炭をそのまま電極として使用できる。上述のような高い導電性やサイクル特性をはじめ、マクロ孔・メソ孔を有するため電解液が到達できる有効比表面積が高く、高い性能を発揮できたと考えられる。平成23年度の研究では、前年度までのリビングラジカル重合を用いたモノリス状多孔体・炭素化の研究を拡張し、付加縮合系における多孔性架橋高分子の作製・炭素化などの検討を主に行った。付加縮合系としてメラミン(M)-ホルムアルデヒド(F)系(MF系)を選定し、得られる多孔構造の制御や炭素化における細孔特性・構成元素の変化を調べた。MF系に的を絞った理由としては、近年、高容量化が期待できる窒素ドープカーボン多孔体に注目が集まっていることが挙げられる。MFゲルから得られる炭素材料は、その多環芳香族構造中にヘテロ原子として窒素を含み、擬似キャパシタとしての高容量化が報告されている。窒素ドープカーボン前駆体となる高分子として様々なものが提案されているが、中でもメラミン-ホルムアルデヒド(MF)樹脂系は幅広い細孔構造制御の可能性があり、その炭化物は、高容量・高機能性電極として期待できる。しかしながら、比較的古くから知られている系にもかかわらず、MF系における精密な細孔構造制御に関する報告はほとんどなされていない。本研究では、出発組成や添加剤、付加・縮合の両反応時における触媒(酸・塩基)を最適化することで、数十ナノメートルから数マイクロメートルの間で幅広く細孔サイズを制御できることを明らかにした。MFのみからなる架橋樹脂は炭素化時において発泡がみられ、整った細孔構造が乱れてしまうが、合成前駆体としてレゾルシノール(R)を少量添加することで発泡を防ぎつつ炭素化することができた。X線光電子分光測定により、得られた炭素中には窒素が含まれることが明らかになり、電気化学デバイスへの応用が期待される。
日本人のコミュニケーション行動の研究

対人レベルのコミュニケーション行動を分析するためのフレームワークについて議論を重ねた。目的は次の通りである。異文化の対人コミュニケーション行動を理解するとき、文化が異なるという理由だけでなく、何の側面がどの程度異なるのかを説明できなければ文化差を説明したことにはならない。これを成し遂げるには、異文化共通のコミュニケーション行動概念を確定し、それでもって異文化を測定し、文化差を説明しなければならない。つまり、普遍的なコミュニケーション行動概念で文化差を説明するのである。コミュニケーション行動を分析するための15の概念からなるフレームワークをこれまでに作成した。今回このフレームワークを構成する概念を再検討した。その結果、本研究においては、文化アイデンティティ、人種アイデンティティ、集団アイデンティティ、集団コミュニケーション行動、個人主義と集団主義、自尊心、マインドフルネス、性的態度、年齢態度、時間感覚身体行動・タッチング、言語態度、直接的・関節的スタイル、言語攻撃性の14の概念をもってコミュニケーション行動の分析項目とした。平成7年11月から12月にかけて、調査票を回収した。現在、コーディングを終え、統計分析のためにデータの入力中である。研究結果の論文は、構成概念と文化的傾向、調査票の作成、調査の実態まで書きすすめ、分析結果と考察を残すのみとなっている。
ケミカルシャペロンを用いたペルオキシソーム病治療の基礎的研究

本研究はケミカルシャペロンが変異蛋白の構造を正常に近づけることによってペルオキシソーム形成を促すという仮説の検証を目的としている。当研究室で把握したZellweger症候群患者の中で臨床症状が軽症または中等症で、かつ皮膚線維芽細胞において温度感受性を持つ(37度と30度で培養を行い、カタラーゼ染色を用いてカタラーゼが30度でのみペルオキシソームに局在する)患者細胞株を2つの相補性群(pex2遺伝子とpex13遺伝子変異をそれぞれ原因とする相補性群)について使用した。ケミカルシャペロンによるカタラーゼ染色の変化を共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察し,複数の薬剤について検討し、カタラーゼ染色においてグリセオールのみが5%ほど37度でのカタラーゼのペルオキシソームへの輸送を回復させた。グリセオールにおけるカタラーゼ染色の改善に関して、さらに改善させる為の併用薬剤に関して候補薬剤を探索すべく薬剤スクリーニングする方法を検討し、pex14pというペルオキシソーム膜蛋白を赤色蛍光を発する蛋白との融合蛋白として発現させ、また緑色蛍光を発するGFPにSKLというペルオキシソームへの輸送シグナルをつけた融合蛋白を強制発現させ、両者のペルオキシソーム局在化を同時に起こす薬剤を黄色蛍光シグナルとしてグリセオール存在下で捉えることができるようにする方法を考えたが、pex14pの赤色蛍光蛋白の発現がうまくいかなかったことからその実験まで到達する事ができなかった。現在は今までとは見方を変えてペルオキシソーム膜流動性変化がペルオキシソーム蛋白輸送に与える影響に着目し、グリセオールによるケミカルシャペロン効果との関連について、膜流動性を変化させるコレステロール、リン脂質、長鎖脂肪酸などを用いて検討中である。カタラーゼのペルオキシソーム局在に関する陽性コントロールとして健常人由来の線維芽細胞を使用し、また温度感受性に関する陰性コントロール(30度でもカタラーゼがペルオキシソームに局在しない)として重症型の皮膚線維芽細胞も同じ相補性群から選び使用した。以上の3系統の細胞株(選択した軽症型細胞株および健常人由来の線維芽細胞、および重症型細胞株)について、ケミカルシャペロンによるカタラーゼ染色の変化を共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察した。ケミカルシャペロンとしてグリセロール、4-phenylbutyrate(4-PBA)、trimethylamine oxide(TMAO)を用いた。薬剤の使用濃度はグリセオール5%、4-PBA 10mM, TMAO 100mMが細胞のviabilityに関する至適濃度であることを確認し、各種薬剤添加後5日後にカタラーゼ染色を実施した。3種類の単剤投与にては、グリセオールのみが5%ほどカタラーゼ染色において37度でのカタラーゼのペルオキシソームへの輸送が見られたが有意な回復をしたものは他なかった。次に複数の薬剤に効果が認められるかを、これら3種類の2剤併用によって確かめたが、明らかな改善を認めなかった。グリセオールにおけるカタラーゼ染色の改善に関して、現在さらに改善させる為の併用薬剤に関して候補薬剤を探索中である。
スピン偏極された冷却原子とその量子的計測への応用

光磁気(Raab)トラップの磁場配置および,冷却ビームの偏光を変更することで,vortexトラップを実現した.このvortexトラップにより,冷却原子を70%程度スピン偏極させることができた.偏極度はプローブ光を用いて,円偏光2色性に求めた.また,トラップされた原子数,温度はそれぞれ,10^6,10mK程度であった.偏極された原子材料は,高感度の磁場測定や,微弱な相互作用の検出に利用できる.また,偏極度,到達温度,原子数をさらに改善する実験を行っている.スピン偏極された冷却原子の応用として,光子数の量子非破壊測定を試みた.スピン偏極された原子を非共鳴的円偏光と相互作用させると,仮想遷移による準位のずれを生じ,その結果スピンが回転する.スピンの回転角は一般に微小であるが,多数のスピンを順次,光と相互作用させ,平均をとることで,光強度,すなわち光子数に比例する回転角を測定することが可能である.このような操作中,光子数が保存されることがわかっており,量子非破壊測定が実現できるものと期待される.本研究では,量子非破壊測定の前段階として,室温の原子を用いた測定を行った.その結果,比較的強度の大きい光を非吸収的に測定することに成功した.今後は,冷却原子を用いて感度の向上をはかる予定である.関連する研究として、原子波がGalilei変換にともなって示す特異な振る舞い(Landeのパラドックス)についても研究を行った.この効果は冷却された原子波を用いたジャイロスコープの原理に理解に役立つことが判明した.光磁気(Raab)トラップの磁場配置および,冷却ビームの偏光を変更することで,vortexトラップを実現した.このvortexトラップにより,冷却原子を70%程度スピン偏極させることができた.偏極度はプローブ光を用いて,円偏光2色性に求めた.また,トラップされた原子数,温度はそれぞれ,10^6,10mK程度であった.偏極された原子材料は,高感度の磁場測定や,微弱な相互作用の検出に利用できる.また,偏極度,到達温度,原子数をさらに改善する実験を行っている.スピン偏極された冷却原子の応用として,光子数の量子非破壊測定を試みた.スピン偏極された原子を非共鳴的円偏光と相互作用させると,仮想遷移による準位のずれを生じ,その結果スピンが回転する.スピンの回転角は一般に微小であるが,多数のスピンを順次,光と相互作用させ,平均をとることで,光強度,すなわち光子数に比例する回転角を測定することが可能である.このような操作中,光子数が保存されることがわかっており,量子非破壊測定が実現できるものと期待される.本研究では,量子非破壊測定の前段階として,室温の原子を用いた測定を行った.その結果,比較的強度の大きい光を非吸収的に測定することに成功した.今後は,冷却原子を用いて感度の向上をはかる予定である.関連する研究として、原子波がGalilei変換にともなって示す特異な振る舞い(Landeのパラドックス)についても研究を行った.この効果は冷却された原子波を用いたジャイロスコープの原理に理解に役立つことが判明した.
グラフ上の非線形拡散系のダイナミクス

グラフ上で定義される各種の非線形系のダイナミクスについて研究を行った.特に,グラフの幾何学的,位相的性質がダイナミクスとどう関わっているかについて考察した.研究対象となる非線形系としては,平均曲率流に従う界面ダイナミクス,反応拡散方程式および,べきの形の非線形項を含む放物型あるいは楕円型方程式が考えられるが,本年度は特に,3重結節点を持つ界面のダイナミクスについて調べ,以下のような成果を上げた.まず,3重結節点を持つ平均曲率流に対し,定常界面の安定性に関する理論的,数値解析的検討を行った.2個の3重結節点を持つ界面に対しては,前年度の研究によってその安定度を定める特性関数を導いたが,今年度は多数の3重結節点を持つ界面に対して同様の結果が得られるかどうかについて考察し,特性関数の具体形を決定することに成功した.また,この特性関数の符号と境界の曲率の符号から不安定次元を与える公式を導いた.さらに数値シミュレーションの結果と比較検討した.次に,与えられた領域において,定常状態が存在するための条件について調べた.これは古典的なFermat-Steiner問題と関係する興味深い変分問題であるが,境界条件の違いから自由度の高い難しい問題となる.一般の領域では不十分な結果しか得られなかったが,凸領域においては少なくとも1個の定常状態の存在を示すことに成功した.また,この結果が複数の3重結節点を持つ場合にも拡張されることを示し,存在を示す過程において,自然に不安定次元が計算できることを明らかにした.さらに,定常解が存在するための条件が持つ幾何学的意味について明らかにした.1.ギーラーとマインハルトによって提唱された活性因子・抑制因子型の反応拡散系について,定常解の安定性を調べた.二つの同心球面に囲まれた領域において,抑制因子の拡散係数が無限大になった極限系の定常解のうち,境界上の一点でのみ極大となるものはいずれも適当な条件のもとで安定であることを証明した.また,そのような安定定常解が安定性を失うとき,周期解が出現することも確かめた.2.三つの相が3重結合を持つ界面によって隔てられている場合について,その定常状態が安定であるための基準を明らかにした.これは界面が領域の境界と接する点の曲率によって表現されるが,特にある量の符号が決定的な役割を果たしていることが明らかになった.これにより,定常解の不安定次元を完全に決定することができる.また,数値シミュレーションによって,安定な場合と不安定な場合の動的な振る舞いの違いを調べた3.あるネットワーク状の細い2次元領域がグラフ状の領域に退化していく様子を解析した.特に,細い領域が接するところの様子によっていくつかの場合があり,それによって極限方程式における接合条件が変わることをを明らかにした.4,shadow systemと呼ばれる非局所項を含む方程式に対し,高次元領域における定常解の安定性について調べた.その結果,対応する単独の方程式に対する2番目の固有値の符号が安定性と深く関わっていることを明らかにした.5.時間的に周期的な外力項を含む反応拡散方程式では系の周期よりも長い周期の解(これを劣調和解という)の存在について調べ,空間依存の反応項を仮定すると,どんな領域であっても与えられた周期を持つ劣調和解が存在し得ることを示した.(1)3つの相が3重結合を持つ界面によって隔てられている場合について,その定常状態が安定であるための基準を明らかにするとともに,不安定固有値の数を与える式を導いた.これは界面が領域の境界と接する点の曲率によって表現されるが,特にある特性関数の符号が決定的な役割を果たしていることが明らかになった.さらに,数値シミュレーションによって安定あるいは不安定な解の振る舞いを調べた.(2)あるネットワーク状の細い2次元領域がグラフ状の領域に退化していく様子を解析した.このような領域の上で非線形楕円型方程式を考えると,その解はグラフ上の方程式の解に弱い意味で収束することを示した.また,細い領域が接するところがくびれている場合とふくらんでいる場合の両方についても極限方程式を導いた.(3)ギーラーとマインハルトによって提唱された活性因子・抑制因子型の反応拡散系について,定常解の安定性を調べた.二つの同心球面に囲まれた領域において,抑制因子の拡散係数が無限大になった極限系の定常解のうち,境界上の一点でのみ極大となるものはいずれも適当な条件のもとで安定であることを証明した.また,領域が細く退化するときのスパイク解の配置について明らかにした.(4)べきの形の非線形項を含む非線形熱方程式においては,指数がある値を越えると解の構造が急激に変化する.この研究では,指数がある臨界値を超えたときに,定常解の大域的安定性を示した.また,その応用としてきわめて複雑な振る舞いを示す解の存在や,非有界大域解の存在を示した.さらに,解の増大度が初期値の無限遠での減衰率から決まることを明らかにした.グラフ上で定義される各種の非線形系のダイナミクスについて研究を行った.特に,グラフの幾何学的,位相的性質がダイナミクスとどう関わっているかについて考察した.研究対象となる非線形系としては,平均曲率流に従う界面ダイナミクス,反応拡散方程式および,べきの形の非線形項を含む放物型あるいは楕円型方程式が考えられるが,本年度は特に,3重結節点を持つ界面のダイナミクスについて調べ,以下のような成果を上げた.

まず,3重結節点を持つ平均曲率流に対し,定常界面の安定性に関する理論的,数値解析的検討を行った.2個の3重結節点を持つ界面に対しては,前年度の研究によってその安定度を定める特性関数を導いたが,今年度は多数の3重結節点を持つ界面に対して同様の結果が得られるかどうかについて考察し,特性関数の具体形を決定することに成功した.また,この特性関数の符号と境界の曲率の符号から不安定次元を与える公式を導いた.さらに数値シミュレーションの結果と比較検討した.次に,与えられた領域において,定常状態が存在するための条件について調べた.これは古典的なFermat-Steiner問題と関係する興味深い変分問題であるが,境界条件の違いから自由度の高い難しい問題となる.一般の領域では不十分な結果しか得られなかったが,凸領域においては少なくとも1個の定常状態の存在を示すことに成功した.また,この結果が複数の3重結節点を持つ場合にも拡張されることを示し,存在を示す過程において,自然に不安定次元が計算できることを明らかにした.さらに,定常解が存在するための条件が持つ幾何学的意味について明らかにした.
癌光化学治療における新しいレーザの応用と, その治療法確立に関する基礎的, 臨床的研究

1.金蒸気レーザ(GVL)は,分光学的に組織内色素にphotobleachirgを起こし,大きな組織深達性が得られた.その結果組織内に温熱効果を誘導でき, PDT+温熱の順で用いれば,光力学的治療(PDT)による細胞膜や蛋白合成障害を有意に増強し,照射時間を短縮し得た.3.ヒト膀胱癌T24細胞から得た3種のモノクローナル抗体とHpD接合体を作ったが,細胞内取り込みに優位性は認められなかった.5.PDTでは形態学的にミトコンドリア,細胞膜障害が初発変化で,核の変化は遅れて認められた.6.GVLとHpDを用いたfocal PDTは100J/cm^2以下において2cm以下の15膀胱腫瘍全てにCR.23cmの2腫瘍にPRが得られ,アルゴン色素レーザーを用いたCR58%に比し有意に優れていた.7.GVL用高効率導光システムとしてunstable resonator opt-icsと50【bounded integral】,両凸FL86mmレンズを用い, 600μmファイバーに約75%の高い導光率を得た.安定発振にはプラズマチューブ内圧を8mBar以下に保つべきであった.8.3%イントラリポスを用いた簡単な膀胱壁全照射機を試作し,これを用いて家兎移植膀胱腫瘍,広汎な膀胱癌15症例にintegral PDTを行い, 20J/cm^2が至適光量で本機の有用性が認められた.9.UV光とホトカウンティング撮像装置を用いた内視鏡的HpD螢光画像化システムを考察し,実験腫瘍においてフィルターR60とDIFを併用し高解像力を得た.今後臨床的に有望と考えられた.1.金蒸気レーザ(GVL)は,分光学的に組織内色素にphotobleachirgを起こし,大きな組織深達性が得られた.その結果組織内に温熱効果を誘導でき, PDT+温熱の順で用いれば,光力学的治療(PDT)による細胞膜や蛋白合成障害を有意に増強し,照射時間を短縮し得た.3.ヒト膀胱癌T24細胞から得た3種のモノクローナル抗体とHpD接合体を作ったが,細胞内取り込みに優位性は認められなかった.5.PDTでは形態学的にミトコンドリア,細胞膜障害が初発変化で,核の変化は遅れて認められた.6.GVLとHpDを用いたfocal PDTは100J/cm^2以下において2cm以下の15膀胱腫瘍全てにCR.23cmの2腫瘍にPRが得られ,アルゴン色素レーザーを用いたCR58%に比し有意に優れていた.7.GVL用高効率導光システムとしてunstable resonator opt-icsと50【bounded integral】,両凸FL86mmレンズを用い, 600μmファイバーに約75%の高い導光率を得た.安定発振にはプラズマチューブ内圧を8mBar以下に保つべきであった.8.3%イントラリポスを用いた簡単な膀胱壁全照射機を試作し,これを用いて家兎移植膀胱腫瘍,広汎な膀胱癌15症例にintegral PDTを行い, 20J/cm^2が至適光量で本機の有用性が認められた.9.UV光とホトカウンティング撮像装置を用いた内視鏡的HpD螢光画像化システムを考察し,実験腫瘍においてフィルターR60とDIFを併用し高解像力を得た.今後臨床的に有望と考えられた.1.基礎的研究(1)波長628nm、ピーク出力10KWのパルス波を発振する金蒸気レーザー(GVL)照射により組織内ヘマトポルフィリン誘導体(HPD)やその他の色素に高密度励起状態が発生し、photoblenchingによる高い組織深達性がもたらされることを実験動物や培養細胞を用いて分光学的に証明した。(2)GVL照射ではKK-47移植腫瘍内の温度上昇効果が良好で、癌温熱療法としての応用が示唆された。(3)KK-47移植腫瘍におけるGVLとHPDを用いた光化学的抗腫瘍効果(PDT)は腫瘍増殖曲線、腫瘍消失率、消失日数より検討し、アルゴン色素レーザー(ADL)のそれより有意に大であった。(4)高速液体クロマトグラフィを用いたKK-47移植ヌードマウスにおけるHPDの組織内分布を検討し、HPDの主成分であるHp,Hvd,およびPpでは特に腫瘍親和性は認められなかったが、腫瘍ではHp,Hvdに比VPpが長時間残存する傾効にあった。(5)分子量12,000のHPD polymerを含むPBS溶液では溶解直後380nmにピークを有する吸収スペクトルと、625,685nmにピークを有する蛍光スペクトルが認められ、溶解96時間後でも変化は認められず、一方HPDでは経時的変化が認められ、HPDmonomerは時間と共にaggregateすることが推定された。HPDに比しHPDpolymerは早期に培養細胞内に安定結合し、取り込み効率はHPDの7倍であった。(6)ヒト膀胱癌由来T24細胞に対するモノクローナル抗体を作製し、外科的材料を用いて膀胱癌に対する免疫学的時異性を検討中である。(7)【V_2】carcinomaを象兎膀胱壁内に移植し、HPD静注48時間後に新しく開発した方法によりADLを膀胱壁全照射し組織学的に検討した。正常粘膜への影響が少なく、かつ抗腫瘍効果を期待するには10-20J/【Cm^2】の光照射が適当と考えられた。

2.臨床研究GVLを用いたforalPDTを4症例、腫瘍径2cm以下の15腫瘍に施行した。100J/【cm^2】以下の照射光量にて全例にCRが得られ、9.1カ月の平均期間で再発を認めていない。1.動物移植腫瘍に対する金蒸気レーザー(GVL)を用いた光力学治療(PDT)では温熱治療効果の誘導も可能で、アルゴン色素レーザー(ADL)のPDTに比し、有意に高いCR率と、有意に短い照射時間でCRに達しPDT確立上有用なレーザーと考えられた。2.高速液体クロマトによる腫瘍内取込みHpDの活性成分としてプロトポルフィリンが示唆された。新しい光感受性物質としてHpDpolymerの腫瘍内取込みはDHEに比し3倍大でまたAl-phthalocyanineは676nmの長波長側に最大吸収ピークを有し今後HpDよりも期待される物質と考えられた。3.2cmまでの腫瘍でADL-PDTは50100J/【cm^2】の照射下にCR率は58%と低いが、GVL-PDTでは同条件下で15腫瘍すべてにCRが得られ、GVLの臨床的有用性が実証された。4.GVLビーム(径44mm開口角3mrad)を600μm光ファイバーに導入するため3腫のレンズを検討し、平凸レンズ(焦点距離85mm)では共振器出力4.8Wで、ファイバー先端出力1.2Wが得られ臨床的に応用可能なものを試作し得た。5.脂肪乳剤イントラリポス封入石英バルブ(7mm径)付PDT用膀胱全照射用光散乱機を試作し、イントラリポス23%が、最も効率よい光散乱を示した。これを家兎膀胱移植腫瘍に用い、約20J/【cm^2】でその有用性が確認された。6.膀胱上皮内癌取込みHpDの蛍光イメージング用にUV励起光導光ファイバーおよび内視鏡を試作し、目下膀胱自家蛍光の除去条件につき検討中。7.invitroでKK-47膀胱癌細胞のT24膀胱癌細胞モノクローナル抗体抱合HpDとHpD単独の取込みを分光学的に比較したが、04時間接触で有意差を認めなかった。8.invitro KK-47細胞に対しPDTと温熱併用効果はPDT+温熱の順で増大、その間隔の延長により低下、温熱+PDTの順でPDT効果の低下がみられ、臨床応用上有用な知見であった。
実際の撮像環境条件をも含んだMRIパルスシーケンスシミュレーションシステムの構築ンシステムの構築

平成23(2011)年度は既開発の簡易パルスシーケンスシミュレータに対して、(1)勾配磁場をモデルに組み込むことで空間情報を反映し、その効果をデジタルファントムで検証した。(2)複数種類のRFパルス、パルスシーケンスを実装し、TR, TE,フリップ角、バンド幅,勾配磁場の立ち上がりの早さ、ならびに最大値を任意に設定できるようにした。(3)シミュレーションの結果を動画として保存する機能を実装し、教育用ソフトウェアとしての付加価値を高めた。(4)実行形式のプログラムを教室ホームページで一般公開した。(4)背景信号抑制に用いられる反転パルスを複数組み合わせた場合の信号変化をシミュレートする簡易的なソフトウェアを開発し、骨盤部time-SLIP法においてその検証を行った。平成24(2012)年度は(1)ワークステーションを導入し、約10,000個のスピンの挙動をシミュレート可能になった。(2)シミュレーションソフトウェアを国内学会(2012年4月、日本医学放射線学会)および国際学会(2012年11月、北米放射線学会)で発表した。また、巨視的磁化のシミュレーション結果を骨盤部の非造影血管撮像法に適用した結果も同学会で発表した。(3)生データからの画像再構成プログラムを開発した。実際のMRI撮像装置から得られた3次元脳血管画像のデータをもとに、圧縮センシングの手法を用いて約20%のデータから、鮮明な脳血管画像を得ることに成功し、国内の学会で発表を行った(2012年12月、圧縮センシングとその周辺(4))。これはMRI装置メーカーでも未だ実装がすすんでいない最先端の再構成手法であり、今後も大きな研究の発展が期待される。昨年度の研究内容を発展させ、1.大容量メモリを搭載したワークステーションを導入し、約10000個のスピンの挙動をシミュレート可能になった。ただし、面内のマトリクス数を128*128に抑えたとしてもスライス方向には数ピクセル分しかシミュレートができないため、スピン(微視的磁化)ではなく巨視的磁化のシミュレーションを行って臨床現場での有用性を検証し、学会で報告した。2.CEST(chemical exchange saturation transfer)効果を得るために用いられるMTパルスに関して、中心周波数からのオフセットが画像の信号強度の及ぼす影響(Z-spectrum)について検討を行った。その結果、従来のMT画像で使用されているsinc波形では期待する効果が得られないことを見いだし、パルスシーケンスの改良に反映させた(現在、臨床例を対象にデータ取得中)。3.シミュレーションソフトウェアを国内学会(2012年4月、日本医学放射線学会)および国際学会(2012年11月、北米放射線学会)で発表した。また、巨視的磁化のシミュレーション結果を骨盤部の非造影血管撮像法に適用し、こちらも同学会で発表した。4.生データからの画像再構成プログラムを開発した。実際のMRI撮像装置から得られた3次元脳血管MR angiographyのデータをもとに、間引きを行い、圧縮センシングの手法を用いて約20%のデータから、鮮明な脳血管画像を得ることに成功し、国内の学会で発表を行った(2012年12月、圧縮センシングとその周辺(4))。本年度は既開発の簡易パルスシーケンスシミュレータに対して、1、読み取り方向に加え、位相方向とスライス方向の勾配磁場をモデルに組み込むことで、スピンの座標の違いによる局所磁場の違いがシミュレーションに反映できるようになった。また、その効果をデジタルShepp-Loganファントムを用いて検証した。2、スライス選択や再収束に用いられているsincパルスに加え、MTパルスとして用いられることがあるhardパルス及びFermiパルスを実装した。パルスシーケンスではスピンエコー、高速スピンエコー、グラジエントエコー、SSFP、EPIを実装した。

またこれらのシーケンスでTR, TE,、フリップ角、バンド幅が任意に選べるようにした。勾配磁場の立ち上がりの早さ、ならびに最大値も任意に設定できるようにした。3、シミュレーションの結果を、任意の開始時間・終了時間と任意の速度で動画として保存出来る機能を開発し、教育用ソフトウェアとしての付加価値を高めた。4、このソフトウェアについては実行形式のプログラムを教室ホームページで一般公開した。上記とは別途新たに、パラレルイメージングを用いた画像再構成実験を行うための基盤として、装置から出力したraw data(複素表現されたデータ)に対して、任意の間引きを行ったあとフーリエ変換を適用して画像再構成を行うソフトウェアを開発した。背景信号抑制に用いられるIRパルスを複数組み合わせた場合の信号変化をシミュレートする簡易的なソフトウェアを開発し、骨盤部time-SLIP法においてその検証を行った。2012年4月に開催される日本医学放射線学会では一般公開したソフトウェアに関する発表と、骨盤部time-SLIP法でのBBTIと画像コントラストのシミュレーションに関する発表を行う予定である。(理由)H23年度に予定していた静磁場の乱れとその補正に関するシミュレーション、並びに生情報(raw data)から画像再構成を行うシステムについては機器のハードウェアに関する情報収集が思ったほど進まず、進捗が遅れた。一方、H24年度に予定していたIRパルスによる背景抑制効果の検討、およびモデルへの位置情報の組み込みについては今年度に前倒しして施行することが出来た。従って、計画全体としての進捗は順調と考えている。今年度進捗があった内容をさらに発展させる。即ちtime-SLIP法における背景信号抑制に関する簡易的なソフトウェアをパルスシーケンスシミュレータに統合し、より臨床での使用状況に近いシミュレータを目指す。これと並行して、進捗が遅れている内容についても情報収集と実装をすすめる。一般公開を行ったパルスシーケンスシミュレータは利用者の声を幅広く集め、さらなる改善の方策を探る。また、教育的用途のみならず学術的用途についても可能性を追求してゆく。今年度はMRIの生情報(raw data)のデータ量が思ったほど多くなかったため、ストレージにかかる費用が安く済んだ。また開発用ソフトウェア(Matlab)に関しては京大ユーザーズグループに加入することで費用を抑えることができた。次年度以降はMRIの生情報(raw data)の蓄積のための設備と、ソフトウェアの高速化のためのワークステーションの購入、並びに海外を含めた学会発表を中心として研究費を使用する予定としている。
性フェロモン応答神経系とその機能のホルモンによる調節

本研究では、雄のアカハライモリで見つかった雌誘引活性フェロモン(ソデフリン)の受容機能が内分泌的にいかに調節されているかを調べるた。その過程で、ソデフリンとは逆にアカハライモリの雌もまた雄を誘引するフェロモン(アイモリン)を分泌することが見つかった。繁殖相手の性行動に影響を与える性フェロモンが両性で見つかったことは、今後それぞれのフェロモンが受容動物の性行動を誘起するまでの過程を調べることを可能とし、その作用機序や性行動が起きるまでの過程を理解することは、単にイモリの生殖だけでなく、水産・畜産動物、更には希少動物などの生殖や性行動に関する問題の解決にも寄与する研究に発展することが期待される。該当年度申請者は、脊椎動物の性フェロモン作用機序を明らかにする目的で交付申請書に記した、(1)イモリの雄性フェロモン(ソデフリン)の受容体遺伝子の同定、(2)受容細胞の内分泌調節機構の解明の計画に照らし、下記の実験研究を行い、一定の結果を得て成果を学会等で発表した。(1)ソデフリン受容体の同定ソデフリンの受容体が属すると思われる2型鋤鼻受容体(V2Rs)はイモリで300種ほどの多重遺伝子群を形成し、他生物で確かめられている通り、鋤鼻感覚細胞に単独で発現していると推測される。単一の受容細胞に1種の受容体のみが発現している特性を利用して、顕微鏡下で採取した単一のソデフリン受容細胞から、PCR法での目的の受容体遺伝子のクローニングならびに単一細胞のmRNA(トランススクリプトーム)の解析を試みた。(2)ソデフリン受容細胞の内分泌調節機構の解明繁殖関連ホルモンの中枢である脳下垂体と卵巣を除去したメスイモリはソデフリンに対する応答性を受容細胞レベル、行動レベルで失うが、繁殖期に雌で分泌量の高まるホルモンである17βエストラジオールとプロラクチンの投与によってソデフリンに対する各レベルでの応答性が観察されるようになる。雌のイモリがソデフリン受容・応答能を獲得する際に、受容細胞にいかなる変化が起きているのかを調べたところ、V2Rs(ソデフリン受容体を含むと思われる)に共役するGタンパク質(Gαo)を発現する感覚神経細胞の新生が上記二つのホルモンによって誘導されることを見出した。当該年度は第一に、パッチクランプ等の単一神経細胞のハンドリング技術に長けた研究者に指導を仰ぎ、マイクロマニュピレーター操作により、解離した鋤鼻感覚神経細胞の中からCa2+ imagingで同定したソデフリン受容細胞を顕微鏡下で単離する手技の確立に成功した。その後、定法に従い単一のソデフリン応答細胞から得たcDNAを鋳型にPCR法での遺伝子クローニング、ならびに単一細胞でのトランススクリプトーム解析を行った。現在解析が終了している試料からは、未だソデフリン受容体として確証できるものを得られていない。本年度に計画した実験での技術的な最大の課題は、フェロモンに対して特異的に神経応答する鋤鼻細胞を生きた状態でかつ単独で採取することであり、その点はクリアできたものの、交付申請時に記載した、当該年度中にソデフリンの受容体をクローニングするという計画に対しては、やや遅れていると判断した。一方で28年度以降に計画していた、ソデフリン受容の内分泌調節機構の解明については受容細胞の神経新生が17βエストラジオールとプロラクチンの投与によって起こることなど示す結果を得るなど、計画以上に進展した箇所もあった。当該年度申請者は、脊椎動物の性フェロモン作用機序を明らかにする目的で、交付申請書に記した、イモリの雄性フェロモンの受容機序の内分泌制御機構の解明の計画に照らして下記の実験を行い、一定の結果を得て、その成果を学術論文として国際誌に掲載するとともに、学会等で発表した。(1)ソデフリンの受容機序の内分泌制御機構の解明カルシウムイメージングで観察される鋤鼻器のソデフリン受容細胞は二型鋤鼻受容体と共役するGタンパク質αサブユニット(Gαo)を発現していると考えられる。この性フェロモンの応答感覚細胞群は繁殖期に雌で分泌量の増すプロラクチンと17βエストラジオールによってその数を増加させ、この応答細胞数の増加は基底細胞(未分化細胞)から生まれる新生神経のGαo陽性感覚細胞への分化誘導によると明らかになった。さらに、上記2種のホルモンの単独での性フェロモン受容細胞数への影響についても調べた。(2)雌性フェロモンとその受容に関する研究当該年度申請者は、イモリの性行動を観察していく過程で、これまで取り組んできた雄性フェロモンのソデフリンとは別に、繁殖期の雌が交尾相手の雄を誘引する性フェロモンを放出していると確信するに至り、同生理活性物質の同定を試みた結果、雌イモリの卵管から3アミノ酸残基の雄誘引活性ペプチドを発見し、『アイモリン』と命名した。この物質は、繁殖期に肥厚する雌の卵管の繊毛性上皮細胞から分泌され、性的に成熟した雄のみを誘引することがわかった。さらに2つの性フェロモンの受容は、受容動物(ソデフリンでは雄、アイモリンでは雌が受容動物)でのみ観察される特定の鋤鼻感覚細胞が担っており、その細胞数は内分泌支配を受けて、繁殖期に雄その数を増加させることで、繁殖期に性フェロモンへの感受性を高めていることが分かった。当該年度は、脊椎動物では初めてとなる雌性ペプチドフェロモン(アイモリン)をみつけ、その化学構造と受容機能の内分泌調節について調べた。

この発見により、雌雄間相互作用の観点から性フェロモンが媒介する動物の繁殖行動を研究することが可能となることで、本研究の目的である雄性フェロモン(ソデフリン)の受容機構とその内分泌調節に対する理解はより多角的で詳細なものに発展すると考えられる。例えば、雌の放出したアイモリンの化学信号が雄の鋤鼻神経細胞で神経信号に変換されて、その中枢に伝達されることが、雄の性行動の誘起につながり、その過程で雄の総排出腔から雌をつなぎ止めておくフェロモンであるソデフリンが放出されることが分かった。最終的に受精に至るまでの一連の繁殖行動を完結させるには、雌雄双方がタイミングよくフェロモン信号を放出・受容しあうことが、大変重要であることが推察できるが、その機序については未だに不明な点が多く、更に研究を継続したいと考えている。したがって、両性のフェロモン分子の生成と受容に関する研究基盤を確立できた本年度の研究は「当初の計画以上に進展している」と評価する。当該年度は、脊椎動物の性フェロモン作用機序を明らかにする目的で、交付申請書に記した、イモリの雄性フェロモンの受容機序の内分泌制御機構の解明の計画に照らして下記の実験を行い、一定の結果を得て、その成果を学会等で発表した。(1)ソデフリン受容の内分泌制御機構の解明:イモリの性フェロモンであるソデフリン受容細胞は鋤鼻器官に存在する鋤鼻神経と考えられる。前年までに、この性フェロモン応答細胞が、繁殖期に雌で分泌量の増すプロラクチンと17βエストラジオールを投与した場合、鋤鼻器官の基底細胞(未分化細胞)がフェロモン受容細胞(Gタンパク質αサブユニット(Gαo)の免疫陽性細胞)に分化することが促進されることが示されたため、上記2種のホルモン単独投与時の新生フェロモン受容細胞の数を調べ、両ホルモン受容体の抗体を用いて免疫染色を行い、2つのフェロモン受容体が鋤鼻器官に発現を確かめた。(2)地域特異的なフェロモン候補分子について:同一個体にソデフリン相同遺伝子は多種発現しており、12の個体群から432クローンのソデフリン相同遺伝子を得て多型解析を行った結果、全個体群でソデフリン遺伝子が観察された。一方で、西日本・南日本の2系統では特異的なフェロモン候補ペプチドをコードする遺伝子がみられた。(3)雌性フェロモンとその受容に関する研究:昨年度は、雄性フェロモンのソデフリンとは別に、繁殖期の雌が交尾相手の雄を誘引するアミノ酸3残基の雌性フェロモン(アイモリン)を見出した。この物質は、雄でのソデフリン同様、繁殖期に分泌が盛んになり、性的に成熟した異性のみを鋤鼻細胞を介して誘引することがわかっている。今回、カルシウムイメージングを用いて、アイモリンに対する雄の受容応答細胞の数が、未成熟個体で著しく低く、同フェロモンに誘引されない成熟雌と同等のレベルにあることが示された。本研究では、雄のアカハライモリで見つかった雌誘引活性フェロモン(ソデフリン)の受容機能が内分泌的にいかに調節されているかを調べるた。その過程で、ソデフリンとは逆にアカハライモリの雌もまた雄を誘引するフェロモン(アイモリン)を分泌することが見つかった。
肺高血圧症血管リモデリング形成過程におけるＩＬ－１７の役割の解明

低酸素性肺高血圧症重症度と発症過程に対するIL17Aの関与を検討した結果、IL17 A欠損低酸素曝露群(KO/hypo)は、野生型低酸素曝露群(WT/hypo)と比較して右室収縮期圧、右室肥大の程度で有意な差はなかったが、肺細小血管の筋性化においては抑制傾向を示した。低酸素曝露の全経過を通じて、WT/hypoでは炎症性サイトカインの発現上昇がみられ、KO/hypoでは抗炎症性サイトカインの発現が上昇していた。以上よりIL-17Aは重症度と発病過程に関与している可能性が示唆されたが、マウスモデルにおける重症度の解析は困難で、さらなる検討が必要であると考えられた。(1)野生型マウス(WT)とIL-17欠損マウス(KO)において、肺高血圧発症過程における転写因子、増殖因子,接着因子、血管作動性物質等の発現の経時的変化(低酸素暴露0日、3日、7日、14日、21日)の解析をreal time PCR法で検討した。その結果、WTではVEGF、GCSF、TNFalpha、CCL2などがKOと比較して上昇傾向がみとめられた。(2)前年度に行ったホルマリンによる肺組織固定法は、シグナルとしてとらえられる抗原がαSMAなど一部に限られていたため、今年度は、メタノール、クロロフォルム、氷酢酸混合液による組織固定法を試みた。野生型(WT)マウスとIL-17欠損(KO)マウスを用いて、低圧低酸素曝露を行った。WT、KOマウスをそれぞれ低圧低酸素曝露群(hypo)および大気圧コントロール群(norm)に分け、21日間飼育した。実験手技の難度が高いため、さらに、検体数を増やした上で、実験を続行する必要があると考える。IL-17の、肺高血圧(PH)発症への関与を検討するため、IL-17欠損(KO)マウスと野生型(WT)マウスを用いて、21日間の長期低酸素曝露による低酸素性肺高血圧モデルを作成した。以下の事項について、追加実験を行った。1)直接穿刺による右室収縮期圧(RVSP)測定、右室肥大の評価、肺小血管の筋性化の比率(%muscularity)の計測IL-17欠損低酸素曝露群(KO/hypo)は、野生型マウス低酸素曝露群(WT/hypo)に比較して、%muscularityの抑制は見られたが、RV/LV+Sの軽減は認められなかった。以上より、マウスの肺高血圧モデルは、ラットと比較すると、血管病変は中等度ある場合でも、右室肥大の程度(RV/LV+S)は軽度であることが推測された。また、右室肥大がある場合でも、実際に右室機能が低下するかどうかは、検討する必要があると推測される。このことがマウス肺高血圧モデルを使用した場合の重症度の評価の困難さにつながると考えられた。2)肺高血圧発症過程における転写因子、増殖因子等の経時的変化低酸素曝露期間は、最長35日まで延長し、経時的変化を低酸素曝露0、3、7、14、21、28、35日の時点で検体を採取した。KO/hypo群では、VEGF, GCSF, TNFalpha, CCL2がWT/hypo比較してすべての過程で低下していた。一方、IL10は、すべての過程で上昇がみられ、以上の結果は、%muscularity低下に関連することが推測された。IL-17の、肺高血圧(PH)発症への関与を検討するため、IL-17欠損(KO)マウスと野生型(WT)マウスを用いて、低圧低酸素曝露を行った。WT、KOマウスをそれぞれ低圧低酸素曝露群(hypo)および大気圧コントロール群(norm)に分け、21日間飼育し、ペントバルビタール腹腔内投与後、直接穿刺による右室収縮期圧(RVSP)測定、ヘマトクリット値(Ht)の計測を行った。脱血により安楽死させた後、心肺を一塊に摘出し、摘出心より左室と心室中隔に対する右室自由壁の重量比(RV/LV+S)を、肺のαSMAの免疫組織化学染色にて肺小血管の筋性化の比率(%muscularity)を計測した。その結果、WT/hypo群はWT/norm群と比較して、Ht(P<0.0001)、RV/LV+S、%muscularityにおいて有意に高値を示したことから、低酸素性肺高血圧を発症したと考えられた。KO/hypo群はWT/hypo群と比較して、RVSP、RV/LV+Sでは有意な差は認められなかったが、Ht値に有意な上昇を認め、%muscularityにおいては有意に低値を示した。以上より、IL-17は、低酸素性肺高血圧における肺小血管の筋性化に関与している可能性が示唆された。

実験手技の難度が高いため、現在の検体数は十分とはいえないため、さらに、検体数を増やした上で、実験を続行する必要があると考える。マウスの昨年度行ったreal time PCR法では、各検体のばらつきを解消し、傾向を把握するため、複数の検体を混合して、転写因子、増殖因子,接着因子、血管作動性物質等の発現の経時的変化のスクリーニングを行った。統計学的な検討をさらに進めるためには、現在の検体数では十分とはいえないため、今年度はさらに検体数を増やした上で、実験を続行する必要があると考える。また、昨年度行った固定法については、実験手技の難度が高いため、同様に、検体数を増やし、各種抗原について検討する。昨年度行った、生理学的手法の実験手技の難度が高く、現在の検体数では十分とはいえないため、さらに、検体数を増やした上で、実験を続行する必要があると考える。また、昨年度は、掘りマリン固定により得られたマウス肺組織標本を用いたαSMAに対する免疫組織化学染色により、低酸素性肺高血圧症血管リモデリングの程度を検討し、一応の結果を得ることができた。しかし、同標本を用いたその他の抗原についての染色では、明らかなシグナルを得られなかった。今年度は、組織固定法を変えて、さらに検討する必要があると考える。昨年度からさらに検討を続行するとともに、肺組織の炎症の程度、血管構成細胞のアポトーシスの変化、および、血管機能の変化についての検討を、以下のように行う。(1)同モデルでの摘出肺血管の血管緊張性・血管反応性の違いの解析ー脱血により安楽死させた低酸素暴露マウスから肺を摘出し,リング状血管片を作成し,Krebs Henseleit溶液に浸し,各種血管収縮物質、内皮依存性血管弛緩物質、内非依存性血管弛緩物質に対する血管反応性の変化を検討する。(2)肺血管リモデリング、炎症、血管構成細胞のアポトーシスの程度の解析ー昨年度試みた固定法によるマウス肺パラフィン標本の数を増やし、炎症性細胞浸潤の程度、血管内皮細胞および血管平滑筋細胞のアポトーシスの変化を確認する。(3)肺高血圧発症過程におけるIL17ファミリーサイトカイン、転写因子、増殖因子,接着因子、血管作動性物質の発現の経時的変化の解析ー野生型マウスとIL17KOマウスにおいて、低酸素暴露0日、3日、7日、14日、21日の時点で肺を採取し、IL17A, RORgamma t, IL23p19, GCSF, VCAM-1, ICAM-1, TNFalpha, IL1beta, IL6, MCP-1の発現の経時的変化をreal time PCR法、およびwestern blot法で検討し、肺高血圧発症過程との関連を検討する。昨年度行った生理学的手法、形態学的手法を用いてさらに検討を続行するとともに、肺組織の炎症の程度、血管構成細胞のアポトーシスの変化、および、血管機能の変化についての検討を、以下のように行う。(2)肺血管リモデリング、炎症、血管構成細胞のアポトーシスの程度の解析ー摘出した肺は、ホルマリン以外の固定法により、パラフィン標本を作成し、炎症性細胞浸潤の程度、血管内皮細胞および血管平滑筋細胞のアポトーシスの変化を確認する。
亜鉛センサーとしてのSOD1の新規機能と小胞体ストレスにおける役割

先行研究により、ALS関連変異型SOD1が小胞体膜タンパク質Derlin-1と結合することで、恒常的な小胞体ストレスを誘導することが明らかとなっている。本研究は、ALSにおける変異型SOD1による小胞体ストレス誘導メカニズムの新知見に基づき、生理的ストレス応答としての野生型SOD1とDerlin-1結合による小胞体ストレス誘導の分子機構ならびに病態生理学的意義の解明を目的としている。昨年までに、亜鉛枯渇によって、野生型SOD1とDerlin-1が結合すること、ならびにこの結合によって小胞体ストレスが誘導されることを見出した。今年度は、亜鉛枯渇下で誘導される小胞体ストレスによって引き起こされるタンパク質翻訳抑制が、不良タンパク質の蓄積を抑制することで、細胞恒常性の維持し細胞のsurvivalに関与していることか分かった。また小胞体ストレスによって誘導される亜鉛トランスポーターとして、ZIP14を見いだした。さらに、ZIP14が小胞体ストレス時に誘導される詳細なメカニズムとして、ATF6とJNKの活性化を明らかにした。これより、亜鉛枯渇時のSOD1とDerlin-1結合を介した小胞体ストレスは亜鉛恒常性の維持に関与している可能性が考えられる。これにより亜鉛恒常性を制御する新しい分子機構を明らかとなった。現在は、SOD1とDerlin-1の結合による小胞体ストレスによって誘導されるZIP14の亜鉛恒常性維持における重要性をin vitro、in vivoにおいて評価することで、その生理的な役割の重要性の解明に取り組んでいる。昨年までに、亜鉛枯渇によって、野生型SOD1とDerlin-1が結合すること、ならびに小胞体ストレスが誘導されることを見出した。今年度は、免疫沈降にて変異型SOD1を特異的に認識する抗体を用いることによって、野生型SOD1が亜鉛枯渇時に配位している亜鉛を解離することで、変異型様構造に変化すること明らかにした。また、亜鉛枯渇下で誘導される小胞体ストレスがDerlin-1のノックダウン細胞において減弱することを明らかにし、亜鉛枯渇時に誘導される小胞体ストレスがSOD1とDelin-1の結合を介していることがわかった。さらに、マイクロアレイによる発現遺伝子の網羅的なスクリーニングならびにリアルタイムPCRによって、亜鉛枯渇時に小胞体ストレスの標的遺伝子とともに、複数の亜鉛トランスポーターが誘導されていることを明らかにした。このうち一部の亜鉛トランスポーターはDerlin-1ノックダウン細胞にて、亜鉛枯渇時の遺伝子誘導が減弱していることがわかった。これと一致してDerlin-1のノックダウン細胞では、亜鉛枯渇刺激依存的な亜鉛の取り込み能力が低下していることも明らかとなっている。今後は、亜鉛枯渇時に惹起される小胞体ストレスとこれらのトランスポーターの役割の詳細を検討することで、SOD1とDerlin-1の結合による小胞体ストレス誘導の生理的な役割を明らかにしていく予定である。今年度は、亜鉛枯渇下で誘導される小胞体ストレスによる、PERK経路を介したタンパク質翻訳抑制がDerlin-1のノックダウン細胞において減弱することを明らかにし、亜鉛枯渇時に誘導される小胞体ストレスがSOD1とDelin-1の結合を介して翻訳抑制を行っていることが明らかとなった。それに伴い、Derlin-1のノックダウン細胞では亜鉛枯渇時のviabilityがコントロール群に対して優位に低下していた。さらに、小胞体ストレスに誘導される亜鉛トランスポーターが見いだされたことから、SODとDerlin-1結合を介した小胞体ストレスは亜鉛恒常性の維持に関与している可能性が考えられる。今後は、亜鉛枯渇時に惹起されるSOD1とDerlin-1結合による小胞体ストレスが亜鉛トランスポーターを誘導しているのか、亜鉛恒常性維持にどのように関わっているのかを明らかにすることによって、SOD1とDerlin-1の結合による小胞体ストレス誘導の生理的な役割を明らかにしていく予定である。

現在は、SOD1とDerlin-1の結合による小胞体ストレスによって誘導されるZIP14の亜鉛恒常性維持における重要性をin vitro、in vivoにおいて評価することで、その生理的な役割の重要性の解明に取り組んでいる。小胞体ストレスによりmRNAが誘導される複数の亜鉛トランスポーターを発見するに至った。今後はそれらのSOD1とDerlin-1結合依存性や、タンパク質発現、機能等を解析することが必要である。小胞体ストレスによりmRNAが誘導される複数の亜鉛トランスポーターのSOD1とDerlin-1結合依存的な誘導や、タンパク質発現を検証する。この解析には、亜鉛トランスポーターは細胞種ごとに発現が異なるため、様々な細胞種の検討を行う必要がある。また、各亜鉛トランスポーターの活性を測る実験系も構築する予定である。また、生理的な重要性を示すため、in vivoにおける実験系を構築したいと考えている。