hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メラニン凝集ホルモン受容体拮抗薬の末梢臓器における食欲抑制機序の解明

我々の開発したメラニン凝集ホルモンレセプター特異的阻害剤、TPI1361-17(以下TPI)は血液脳関門を通過せず、マウス腹腔内投与により著明な摂食抑制作用を示す。38名の経口糖負荷において、末梢血MCH濃度は半分程度に減少した。また食餌誘発肥満マウスにおいてTPIは体重減少、摂食抑制、インスリン抵抗性改善等の効果を示した。以上より、MCH系は末梢組織に存在し、エネルギー代謝調節に関与することが示唆された。メラニン凝集ホルモン(MCH)の末梢作用我々の開発したメラニン凝集ホルモンレセプター特異的阻害剤、TPI1361-17(以下TPI)は血液脳関門を通過せず、マウス腹腔内投与により著明な摂食抑制作用を示す。メラニン凝集ホルモン(MCH)の末梢作用1.ヒト末梢血におけるMCHの動態本研究はMCH1R特異的阻害剤、TPI1361-17の末梢投与による摂食抑制作用機序を解明することである。これは即ちMCH系が末梢臓器において摂食行動を調節するという仮説を証明することに他ならない。MCHがホルモンとして遠隔の臓器を制御することにより摂食を調節しているならば、栄養状態に応じた濃度変化を示す可能性がある。これまで人末梢血中のMCH濃度については、BMIと正の相関があるという報告があるが、絶食→摂食など栄養状態の変動との動的な関係については報告が無い。そこで本研究では健常者において経口糖負荷試験を行い、腸管から栄養を摂取した際のMCHの濃度をラジオイムノアッセイで測定すると同時に血糖値及びインスリン値を測定した。MCHは空腹時に最も高値であり、30分後に有意に減少した。60分で更に減少し、180分後も元に戻らなかった。この現象はインスリンの増加分と負の相関を示した。このことから、MCHは末梢において動的に経口摂取により分泌調節を受けることが明らかとなった。H.22年度に行なう筈であったが、原材料費の高騰によりオランダNigmagen大の有機合成受託で試験合成を依頼、しかし数ヶ月後、技術的に合成できないとの返事があり、アプロサイエンス社(徳島県鳴門市)に受託、500mg超の化合物がH.24.1月に納品された。本研究の目的は、強力な摂食抑制作用を有するMCH1R特異的阻害剤、TPI1361-17の末梢臓器における作用点を解明することである。これまでの本課題において、末梢でのエネルギー代謝とMCHの相関を検討するため、ヒトの経口糖負荷試験におけるMCH濃度の動態を調べ、末梢においてMCHの濃度が摂食により有為に低下することを明らかにした。これはMCHが中枢だけでなく、末梢においてもエネルギー代謝調節に関与することを示す有力な証拠である。TPI1361-17は市販されていないため、アプロサイエンス社に受託合成を依頼し、高純度品500mgを入手することができた。この化合物はMCH1Rを発現するHEK293T細胞アッセイにおいてMCHによる細胞内カルシウム濃度上昇を阻害した。阻害活性は従来品と同等であり、生物活性のある化合物であることを確認した。受託合成で難渋した為、やや研究が遅れているが、残りの期間で内臓からの情報を中枢に伝える迷走神経求心路はMCHの末梢の作用点である可能性が高いため、実験動物において両側迷走神経遮断術等の手法によりMCH系の摂食行動調節における迷走神経の役割を検討するとともに、MCHが作用する臓器を特定することも目的の一つである。また、単離膵島においてTPI1361-17がインスリン分泌に及ぼす影響を調べる。さらに腸管においてMCHノックァウト動物は小腸の炎症が起こりにくいことが知られており、TPIの炎症成長疾患に対する効果も検討したい。われわれはこれまでに摂食亢進性神経ペプチドの一つであるメラニン凝集ホルモン(MCH)のレセプター(MCH1R)に対する特異的阻害剤、TPI1361-17(以下TPI)を同定した。この化合物はマウス腹腔内投与により著明な摂食抑制作用を示す。本研究は、この化合物の末梢臓器における作用点を明らかにすることで、抗肥満作用の薬理学的な裏付けを行ない、臨床応用への道を開くことを目的とする。まずMCHの末梢でのエネルギー代謝とMCHの相関を検討した。健常成人38名の経口糖負荷試験において、MCH濃度は空腹時(前値)150pg/ml程度だったのが糖摂取後30分で80、60分後には70pg/mlに低下した。同時に測定した末梢血インスリン、レプチン、アディポネクチン、レジスチンのうち、インスリンのみがMCHと有意の逆相関を示した。MCHは末梢循環中に存在し、エネルギー状態に対してダイナミックに応答することを明らかとなった。TPIを食餌誘発肥満マウスに長期反復腹腔内投与したところ、用量依存性に著明な体重抑制効果および摂食抑制効果がみられた。また、投与一ヶ月で血糖、血液脂質、および体脂肪率を改善効果が確認できた。

TPI腹腔内投与はMCH1Rノックアウトマウス(MCH1KO)に無効であったことから、この作用にはMCH1Rが必須である。マウスにおける薬物動態試験で、TPIは血液脳関門を通過しないことを確認しているが、以上の結果と併せてTPIは向精神作用を持たない安全な抗肥満薬である可能性が示された。化合物の不足により計画に遅れが出ており未だTPIの末梢標的臓器の同定には至っていない。しかし、本研究によりMCHが中枢のみならず末梢においてもエネルギー代謝に関連する生理活性物質でありTPIは末梢作動性の抗肥満薬となり得る可能性が示唆された。MCH1R阻害剤の受託合成が予想外に時間がかかり、H23年度末になってようやく入手できた。計画の前半であるヒトの循環血液中MCH動態は解明が終わったが、阻害剤を使った動物実験はこれから始まる所である。24年度が最終年度であるため、記入しない。残りの期間で内臓からの情報を中枢に伝える迷走神経求心路はMCHの末梢の作用点である可能性が高いため、実験動物において両側迷走神経遮断術等の手法によりMCH系の摂食行動調節における迷走神経の役割を検討するとともに、MCHが作用する臓器を特定することも目的の一つである。また、単離膵島においてTPI1361-17がインスリン分泌に及ぼす影響を調べる。さらに腸管においてMCHノックアウト動物は小腸の炎症が起こりにくいことが知られており、TPIの炎症成長疾患に対する効果も検討したい。
神経変性疾患に関わるPDIのSNO化位置の同定と神経変性機構との関連

高次構造形成に重要な役割を果たしている。神経変性疾患に共通の特徴として異常タンパク質の蓄積が挙げられるが、神経変性疾患患者からS-ニトロソ(SNO)化PDIが検出され、異常タンパク質蓄積の原因と考えられている。そこで、本研究ではPDIの脱SNO化を機序とした新規神経変性疾患の治療・予防法の確立を目的に、神経細胞におけるPDIのSNO化部位の同定、及び、それに伴う神経変性の進展との関連を解明する。世界的な高齢化の進展に伴い、神経変性疾患の患者数は増加の一途を辿っている。しかしながら、神経変性疾患の根治療法は未だ確立していない。このため、神経変性疾患の根治療法・効果的予防法の確立は健康長寿社会の実現に向けた喫緊の課題である。近年、神経変性疾患患者の死後脳からS-ニトロソ化(SNO化) Protein Disulfide Isomerase (PDI)が共通して検出され、異常タンパク質の蓄積、ひいては神経変性の原因と考えられている。これまで、PDIのSNO化は活性中心であるCGHCモチーフに生じ、SNO化による機能不全が神経変性の要因と考えられてきた。しかしながら、近年、この仮説と矛盾した知見がいくつか報告された。申請者は神経変性疾患におけるPDIのSNO化は活性中心のみならず、基質結合部位(b'domain)のシステイン残基で生じ、基質タンパク質との結合が変化することでmisfoldingを加速するのではないかと考えた。ヒト神経芽細胞腫由来SH-SY5Y細胞にSNO化剤としてニトロソシステイン(SNOC)を30分添加したところ、著しいPDIのSNO化が検出された。さらに、SNOC添加30分後、SNOCを含まない培養液に置換し、24時間培養したところ、依然としてSNO化PDIが検出された。続いて、SH-SY5Y細胞に野生型PDI、PDI C343Sをそれぞれ安定発現した細胞株を作成し、同様の実験を行った。その結果、PDI wt/SH-SY5Y細胞では24時間後までSNO化PDIが検出された一方、PDI C343S/SH-SY5Y細胞ではSNO化PDIは検出されなかった。以上の結果からPDIのSNO化はb' domainにおいても生じることが明らかとなった。本研究では神経細胞におけるPDI b' domainのSNO化の検証、及び、神経変性の発症・進展との関連を明らかにすることを目的に検討を行っている。2018年度は当初の予定通り、ヒト神経芽細胞腫由来SH-SY5Y細胞におけるPDI b' domainのSNO化を明らかにした。さらに、次年度に使用する疾患モデル細胞株の作成に着手している。以上の進行状況から、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。
X線マイクロカロリメータ用高感度温度計の開発

バルクの臨界温度が0.92Kであるモリブデン薄膜を用いたX線マイクロカロリメータ用温度計(TES;Transition Edge Sensor)の試作を行ない、その性質を調べた。試作したTESはシリコンウェハにモリブデンと金をスパッタしたもので、モリブデンは10-50nm、金は0-400nmの範囲で厚みを変化させ、超伝導臨界温度への影響を調べた。その結果、相対的に金の厚みを増やすことにより、近接効果で薄膜の臨界温度が下がることが確認できた。ただし、製作時期によって厚みと臨界温度の関係が異なっていたことから、膜厚以外の要素も臨界温度に大きく影響していることがわかった。そこで、スパッタ時のアルゴンガスの圧力を0.1-0.3Pa(0.5-2mTorr)の範囲で変化させたところ、圧力が低くなるにつれて臨界温度が上昇することがわかった。これはアルゴンが少なくなるにつれて膜が緻密になることを示している。膜厚以外に重要と考えられるもう一つの要素は不純物である。本研究で使用したスパッタ装置はスパッタ速度が0.1nm/sとかなり遅く、また他の研究と併用しているため、不純物が多く取り込まれることになったと考えられる。したがって良質な膜を得るためには、蒸着速度を速めるほか、不純物そのものを減らしたり基板加熱によって水蒸気を取り除く等の工夫が必要である。並行して、昨年度に引き続きチタン-金薄膜を用いたTESの製作も行なった。こちらは蒸着時の不純物を取り除く工夫をしたところ、チタン100nm、金100nmで臨界温度0.19Kという理想的な性質を持つTESを製作することに成功した。本研究によって、0.1K程度で動作するTESの製作にめどがたったことから、今後はX線マイクロカロリメータへ応用し、高いエネルギー分解能を有するX線分光器の開発を行なっていく予定である。チタン(バルクの臨界温度0.39K)薄膜を用いたX線マイクロカロリメータ用温度計(TES;Transition Edge Sensor)の試作を行ない、その性質を調べた。試作したTESはシリコンウェハにチタンと酸化防止用の金を蒸着したもので、チタンは25-180nm、金は20-45nmの範囲で厚みを変化させ、超伝導臨界温度への影響を調べた。製作したサンプルの抵抗-温度特性を調べたところ、臨界温度が0.4-0.5Kの範囲にあるものが得られ、また、もっとも傾ぎが急なものでα≡dlog R/dlog T-1000を実現できた。これはTESカロリメータ用の温度計として充分な性能である。また、抵抗-温度曲線の傾きαと素子の残留抵抗比(≡300Kでの抵抗値÷4Kでの抵抗値)の間に正の相関が見られることがわかった。これは不純物が少ないものほど傾きが急になり、温度計としてより高い感度を有することを意味している。なお、薄膜効果やチタンと金の近接効果によって超伝導臨界温度はバルクの値から変化することが予想されていたが、本測定では膜厚と臨界温度との相関は見出せなかった。これは薄膜の密度分布や残留応力、境界面の物理状態など、現在の蒸着方法では充分に制御できていないパラメタが存在するためと考えられる。次に、半導体微細加工技術を応用して、ビームでシリコンピクセルを周囲から支えて熱的にある程度切り離した構造を作り、そこにチタン-金薄膜を形成した。この素子の熱伝導度を測定したところ、0.5Kで5x10^<-8>W/Kという値を得た。したがって同じ構造で0.1Kまで冷やせば10^<-9>W/Kを下回る熱伝導度が実現できると予想される。また、動作温度0.5Kで強い電熱フイードバックをかけてX線マイクロカロリメータとして動作させたところ、22keVのカドミウムのKα線を検出することに成功した。

こちらは蒸着時の不純物を取り除く工夫をしたところ、チタン100nm、金100nmで臨界温度0.19Kという理想的な性質を持つTESを製作することに成功した。本研究によって、0.1K程度で動作するTESの製作にめどがたったことから、今後はX線マイクロカロリメータへ応用し、高いエネルギー分解能を有するX線分光器の開発を行なっていく予定である。
タイヒミュラー空間の座標付け、一次変換の幾何及び閉曲線の特徴付け

1,タイヒミュラー空間は大城実解析多様体となり、標識付きリーマン面上の閉測地線の長さのみからなる座標で記述されることが知れられている。このときに必要となる長さ変数の最小個数を私は決定した。また、長さはすべて単純閉測地線から選べることを示した。さらに、長さ変数空間も表示したが、複雑な多項式系で記述されることが分かり、長さ変数によるタイヒミュラー空間の解析は、ある意味で大変となる。2,「双曲幾何においては、角度は長さより情報量が多いだろう」というアイデアを私は持ち、標識付きリーマン面上の閉測地線の交角のみからなる座標を新たに導入して、タイヒミュラー空簡を大城実解析的に記述した。また、「このときに必要となる角度変数の最小個数がタイヒミュラー空間の次元に一致する」ことを示した。さらに、いくつかのタイヒミュラー空間にたいしては、角度変数空間が長さ変数空間より容易に表示されることも示した。3,角度変数を用いで、タイヒミュラーモジュラー群の表示を試みた。現段階では、一部のタイヒミュラー空間でのいくらかの生成元の表示のみ得られた。基本的なタイヒミュラーモジュラー群の融合積を角度変数で表示することを考察し、一般の群の表示を具体的に決定したい。その際、融合される元の一部は、単純分割閉曲線に沿う回転にでき、角度変数による融合積の表示は長さ変数の場合より見やすいと予想される。4,タイヒミュラー空間の座標付けの考察から、「フックス詳を行列群に実現できるか」という持ち上げ問題を構成的に証明した。また、以前に導入した一次変換の平方根を用いて、持ち上げのいくつかの性質を得た。さらに、これらの性質から、リーマン面上の閉曲線の特徴付けを、このリーマン面を表現するフックス群の持ち上げて判断できることも示した。1,タイヒミュラー空間の座標付けとして、長さ変数のみで大域実解析的に記述することが、本質的には19世紀から考察されている。このとき必要となる長さ変数の最小個数決定問題を私は解決し、さらに、その変数空間も記述した。しかし、長さ変数の変数空間は複雑な多項式系で記述されることが分かり、長さ変数によるタイヒミュラー空間の解析は、ある意味で大変となる。次に、「双曲幾何においては、角度は長さより情報量が多い」というアイデアを私は持ち、角度変数を新たに導入して、タイヒミュラー空間の大域実解析的な記述を試みた。現段階では、以下に述べる方法により、一部の場合の記述のみ成功している:離散群Gの特別な基本多角形の辺を貼り合わせることで、Gが表現する標識付きリーマン面と(単純)閉測地線が得られる。双曲幾何を用いて、基本多角形の辺の長さと内角の関係を求め、さらに、この多角形の存在条件をリーマン面上の交角に対応する多角形の内角で決定することを考える。これから、タイヒミュラー空間の大域実解析的な角度変数を具体的に構成でき、その変数空間の記述も得られた。2,角度変数を用いて、タイヒミュラーモジュラー群の表示を試みた。現段階では、一部のタイヒミュラー空間でのいくつかの生成元の表示のみ得られた。
知識のグローバル・ローカル結合と研究開発機能の空間的分業に関する地理学的研究

本年度は、博士論文の執筆に向けて、まず既存論文を見直し、研究枠組みと理論についての整理を行った。この作業は6月を目途に終え、博士論文の前半部分の執筆を行った。また、これまでの研究成果について、積極的に発表を行った。まず6月には、産業学会において、地理学とは少し異なる観点から発表を行い、経営学者の方々からも意見を頂いた。さらに8月には、オックスフォード大学で開催された世界経済地理学会で、研究課題に関する発表を行った。9月にも、日本地理学会秋季学術大会において、比較的長い時間の発表を実施した。上記の発表の準備等と並行して、博士論文の執筆を進めてきた。そのうえで、11月に中国上海市・南通市でのフィールドワークを実施し、不足していた情報を補った。その後、これまでの内容を整理し、博士論文を提出した。博士論文でまとめた研究結果について、まず、企業のコアとなる技術の深耕に関しては、技術流出が大きな懸念材料であり、知財制度の整備されている日本国内への集中が大きく変わることは、現状では考えがたいものであった。しかしながら、事業のグローバル化を進める際に、研究開発機能を海外にどの程度シフトする必要であるのかという点は、多くの企業にとって検討すべき課題であった。事例研究から得られた知見より、この課題に臨むにあたっては、事業ごとの適切な組織や立地を判断する全社的な組織を設けること、比較的長い期間,研究開発機能を担ってきた他企業の拠点の変化のプロセスから学習すること、既に現地の制度の中で事業活動を行っている他事業の既存拠点を資源として活用することが有用であると指摘した。博士論文は審査に合格し、3月に学位を授与された。なお、提出した博士論文は、東京大学総合文化研究科の一高記念賞を受賞した。27年度が最終年度であるため、記入しない。4月から9月にかけて、修士論文で取り上げた化学企業の研究成果について、学術雑誌に投稿する論文を執筆した。論文執筆のため、既存文献の理論的な検討、社会ネットワーク分析の適用などを行い、企業文化・技術軌道・空間的分業という3つの理論軸から再度分析を行い、3誌に投稿した。2誌については、査読を経て受理されている。また論文執筆に並行して、グローバルR&Dについての展望論文で行ってきた文献レビューの対象を広げ、研究開発機能における空間的分業の理論的検討を行った。この点についてはある程度の成果を得たものの、次年度も継続して行う予定である。フィールドワークについては、9月から10月にかけてドイツ、イギリスでの調査、2月から3月にかけてドイツ、ベルギーでの調査を行った。まず修士論文で取り上げた化学企業を中心に、ドイツ、ベルギー、イギリスにおける研究開発拠点へのインタビュー調査を実施した。この調査によって、国内外拠点との知識・人材のフローに関する情報収集を行った。9月から10月にかけての調査では、ドイツ国内の複数のケミカルパークの担当者、ドイツ化学工業協会を訪問し、ドイツ国内の化学産業の構造・再編関する情報収集を行った。2月から3月の調査においては、ハノーファー大学のSternberg教授の研究室に滞在し、研究内容や方針の発表を行った。現地スタッフや大学院生から質疑やアドバイスを受けるなど、経済地理学における研究交流を行った。また並行して、現地化学企業の企業図書館を訪問し、資料収集を行った。さらに、ベルリンのフンボルト大学の経済地理学教室も訪問し、研究に対する意見交換を行った。論文の公表状況について、まず昨年度から投稿していた化学企業についての研究成果について新たな考察を加え、公表した。また化学企業の分析に加え、国内の製造業の立地についての理解を深めるため、広域関東圏における産業集積地域についての分析を行った。具体的には、工業統計メッシュデータを用いた集積の範囲の特定と政策効果について検討し、この成果について学会誌に投稿し、公表した。国内のフィールドワークについては、主に7月から8月にかけて日系化学企業の本社を複数訪問し、研究開発部門の担当者から海外における研究開発の実施状況と国内の立地について聞き取り調査を行った。海外のフィールドワークについては、まず9月から10月にかけて中国(青島)、韓国(オソン)、台湾(雲南)、タイ(ラヨーン)、シンガポールで、11月にアメリカ(サニーヴェール、フィラデルフィア、ヒューストン)で調査を行った。9月から10月にかけての調査では、各国に立地している日系化学企業を訪問し、現地代表や研究開発部門の責任者から現地での研究開発活動の実施状況について聞き取り調査を行った。各社について3時間から2日に渡って詳細な聞き取りをさせて頂いたことにより、本研究において貴重な情報を得ることができた。11月の調査においては、サニーヴェールとヒューストンで、上記のアジアでの調査と同様に日系企業に対する聞き取り調査を行った。また調査の間にワシントンDCにおいて学会発表を行い、現地の地域科学の専門家との交流を深めた。さらにフィラデルフィアのChemical Heritage Foundationにおいて化学産業についての資料調査を行った。これらの内容に基づき、3月の日本地理学会春季学術大会において研究発表を行った。現在は各発表において得たコメントを基に、博士論文の執筆を進めている本年度は、博士論文の執筆に向けて、まず既存論文を見直し、研究枠組みと理論についての整理を行った。

さらに8月には、オックスフォード大学で開催された世界経済地理学会で、研究課題に関する発表を行った。9月にも、日本地理学会秋季学術大会において、比較的長い時間の発表を実施した。上記の発表の準備等と並行して、博士論文の執筆を進めてきた。そのうえで、11月に中国上海市・南通市でのフィールドワークを実施し、不足していた情報を補った。その後、これまでの内容を整理し、博士論文を提出した。博士論文でまとめた研究結果について、まず、企業のコアとなる技術の深耕に関しては、技術流出が大きな懸念材料であり、知財制度の整備されている日本国内への集中が大きく変わることは、現状では考えがたいものであった。しかしながら、事業のグローバル化を進める際に、研究開発機能を海外にどの程度シフトする必要であるのかという点は、多くの企業にとって検討すべき課題であった。事例研究から得られた知見より、この課題に臨むにあたっては、事業ごとの適切な組織や立地を判断する全社的な組織を設けること、比較的長い期間,研究開発機能を担ってきた他企業の拠点の変化のプロセスから学習すること、既に現地の制度の中で事業活動を行っている他事業の既存拠点を資源として活用することが有用であると指摘した。博士論文は審査に合格し、3月に学位を授与された。なお、提出した博士論文は、東京大学総合文化研究科の一高記念賞を受賞した。当初の計画通り、修士論文で取り上げた化学企業の研究成果及び1年目の研究成果に基づき、学術雑誌に投稿する論文を執筆した。投稿した論文については、全て受理・掲載がなされている。また国内およびアジア各国、アメリカにおいて日系化学企業、現地の関連機関に対するインタビュー調査を実施し、資料収集も並行して行った。これらの成果を早い段階でまとめ、11月、1月、3月に学会発表を行い、国内外の研究者から広く意見を得た。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後の課題として、まず初年度から継続的に取り組んでいる統計分析のためのデータベースを完成させ、化学企業を中心とした多国籍企業のグローバルR&Dについてマクロな視点からの分析を行う。また、昨年度訪問することができなかった地域を中心に、国内外でのフィールドワークを実施し、国内外の拠点間における知識フローについての情報収集を行う。国外については、中国の上海市での調査を計画している。これらに並行して、多国籍企業における研究開発機能のグローバル化に関する経済地理学的分析の理論的検討を行い、上記の結果をまとめて博士論文を執筆する。当初の計画通り、修士論文で取り上げた化学企業の研究成果について、学術雑誌に投稿する論文を執筆し、8月に京都で開催される国際学会において発表を行い、グローバルR&Dについての展望論文で行ってきた文献レビューの対象を広げ、研究開発機能における空間的分業の理論的検討を行う。海外進出企業に対するデータベースを作成する予定は来年度に変更したが、既に準備段階に入っており、大きな変更はしていない。
歯科専用薬剤によるアレルギー発症の免疫薬理学的研究

歯科専用薬剤に多く配合され,アレルギー発症が懸念されるユ-ジノールについて以下の研究を行った。1.アレルギー発症の有無とタイプの確認:モルモットにadjuvant and patch testを行い,実際の使用濃度でのアレルギー発症が確認された.また,マウスを用いてのear swelling methodにより,このアレルギーはIV型アレルギーに分類される遅延型過敏症であることが明らかとなった.2.各種T細胞の役割の検討:マウスにear swelling methodを行い,IV型アレルギーを発症させ,鼠径部リンパ節と発症部位である耳の凍結切片を作成し,ヘルパーT細胞(Th細胞)系のThy-1,Ia,CD4陽性細胞などの免疫担当細胞,サイトカイン(IL-2,IL4)の動態を,各種モノクローナル抗体を用いて免疫組織化学的に検討した.さらに,Th1細胞,Th2細胞,サブレッサーT細胞,キラーT細胞の動態を同様に検討した結果,ユ-ジノールによるIV型アレルギーの発症には,Th細胞,特にTh1細胞が深く関与していることが判明し,また,発症部位においては,キラーT細胞も関与していることが示唆された.3.Costimulatory分子B7-1,B7-2の役割の検討:B7-1,B7-2の動態を抗B7-1,B7-2のモノクローナル抗体を用いて,2.と同様の方法で検討した結果,IV型アレルギー反応の初期にはB7-2が,遅い時期にはB7-1がcostiulatory分子として作用していることが判明し,B7-1とB7-2の役割の違いが明確になった.4.T細胞の役割のin vivoでの検討:マウスの足蹠にユ-ジノール感作T細胞を投与する,foot-pad testを行い,IV型アレルギー発症にはユ-ジノール感作T細胞が必須であることをin vivoで証明し,2.で,すなわち,in vitroで示されたT細胞のIV型アレルギーにおける役割が明確となった.1.ユ-ジノールによるアレルギー発症の有無とそのタイプの確認先ず,モルモットを用いて,adjuvant and patch testを行い,ユ-ジノールによるアレルギー性接触皮膚炎が発症することを確認した.また,この実験で,実際に臨床で使用される濃度において,アレルギーの発症が確認されたことより,ユ-ジノール配合の歯科専用薬剤を適用された患者に,アレルギー発症の可能性が充分あることが示唆された.次に,マウスを用いてのear swelling methodによってアレルギーのタイプの確認を行い,ユ-ジノールによるアレルギーは,IV型アレルギーに分類される遅延型過敏症であることが明らかとなった.2. IV型アレルギーにおける各種免疫担当細胞,サイトカインの動態および役割の検討マウスに,ear swelling methodにてユ-ジノールによるIV型アレルギーを発症させ,アレルギー反応の各時期における,鼠径部リンパ節と発症部位である耳を採取し,凍結切片を作成した.この切片を用いて,IV型アレルギーにおけるT細胞系,特にヘルパーT細胞(Th細胞)系の免疫担当細胞(Thy-1抗原陽性細胞,Ia抗原陽性細胞,CD4陽性細胞など)や,サイトカイン(IL-2,IL-4など)の動態を,各種モノクローナル抗体を用いた間接酵素抗体法にて,免疫組織化学的に検討した.その結果,リンパ節および耳で,感作誘導期と惹起反応誘発期において,Th細胞系の免疫担当細胞の動態に違いが認められた.特にリンパ節においては,Th細胞のうち,Th-1細胞関連の免疫担当細胞が増加し,ユ-ジノールによるIV型アレルギーの発症には,Th-1細胞が深く関与していることが推察された.今後は,免疫組織化学的方法以外に,in vivoの実験を行い,ユ-ジノールによるIV型アレルギーにおけるTh-1細胞の関与を,さらに詳細に検討する予定である.歯科専用薬剤に多く配合され,アレルギー発症が懸念されるユ-ジノールについて以下の研究を行った。1.アレルギー発症の有無とタイプの確認:モルモットにadjuvant and patch testを行い,実際の使用濃度でのアレルギー発症が確認された.また,マウスを用いてのear swelling methodにより,このアレルギーはIV型アレルギーに分類される遅延型過敏症であることが明らかとなった.2.各種T細胞の役割の検討:マウスにear swelling methodを行い,IV型アレルギーを発症させ,鼠径部リンパ節と発症部位である耳の凍結切片を作成し,ヘルパーT細胞(Th細胞)系のThy-1,Ia,CD4陽性細胞などの免疫担当細胞,サイトカイン(IL-2,IL4)の動態を,各種モノクローナル抗体を用いて免疫組織化学的に検討した.さらに,Th1細胞,Th2細胞,サブレッサーT細胞,キラーT細胞の動態を同様に検討した結果,ユ-ジノールによるIV型アレルギーの発症には,Th細胞,特にTh1細胞が深く関与していることが判明し,また,発症部位においては,キラーT細胞も関与していることが示唆された.3.Costimulatory分子B7-1,B7-2の役割の検討:B7-1,B7-2の動態を抗B7-1,B7-2のモノクローナル抗体を用いて,2.と同様の方法で検討した結果,IV型アレルギー反応の初期にはB7-2が,遅い時期にはB7-1がcostiulatory分子として作用していることが判明し,B7-1とB7-2の役割の違いが明確になった.4.T細胞の役割のin vivoでの検討:マウスの足蹠にユ-ジノール感作T細胞を投与する,foot-pad testを行い,IV型アレルギー発症にはユ-ジノール感作T細胞が必須であることをin vivoで証明し,2.で,すなわち,in vitroで示されたT細胞のIV型アレルギーにおける役割が明確となった.

1.IV型アレルギーにおける各種T細胞の役割の検討Earswelling methodを用い,マウスにユ-ジノールによるIV型アレルギーを発症させ,感作誘導期と惹起反応誘発期に,鼠径部リンパ節と発症部位である耳を採取し,凍結切片を作成した.この切片を用いて,T細胞系のうち,ヘルパーT細胞(Th細胞),サプレッサーT細胞(Ts細胞),キラー細胞(Tc細胞)のIV型アレルギーにおける役割に関して,抗CD8,抗CD4,抗MHCクラスIなどのモノクローナル抗体を使用して間接酵素抗体法を行い,免疫組織化学的に検討した.その結果,IV型アレルギーの発症にはTh細胞が不可欠であるが,発症部位においては,Tc細胞の関与も示唆された.2.IV型アレルギーにおけるcostimulatory分子の役割の検討近年,T細胞の活性化に不可欠なこととが判明したcostimulatory抗分子であるB7-1,B7-2の,IV型アレルギーにおける役割を,抗B7-1,B7-2のモノクローナル抗体を用いて,上記と同様の方法を用いて検討した.その結果,IV型アレルギーの感作誘導期にはB7-2が,惹起反応誘発期にはB7-1がcostimulatory分子として作用していることが判明し,B7-1とB7-2の役割の違いが明確になった.3.IV型アレルギーにおけるT細胞の役割のin vivoでの検討Foot-pad test,すなわち、鼠径部リンパ節から得られたユ-ジノール感作T細胞をマウスの足蹠に投与し,IV型アレルギーの発症を検討した.その結果,アレルギー発症にはユ-ジノール感作T細胞が必須であることが明らかとなり,今までin vitroで証明されたT細胞のIV型アレルギーにおける役割が明確となった.
大域的な解空間の探索を可能とする力学系による制約充足問題の解法

申請者らは,命題論理の充足可能性問題(SAT)に対して,Lagrangeの方法をベースとしたLPPHと呼ばれる力学系を提案している.この力学系は,従来の手法に比べ非常に効率良く解を求めることができることが実験により分かっている.本研究においては,この力学系に対して,以下の成果が得られた.1)本手法を,単なるSATの解法から,より一般的な制約充足問題を解く枠組みへ拡張し,さらに,表現できる制約の種類を増やした.それらの制約の充足度を実数値で表す関数,および,制約を充足するために各変数に与える動きを表す関数を定義した.その結果,与えられた問題を効果的に表現でき,解を求める時間が短縮した.本力学系は従来手法に比べ超並列処理に向いており,ハードウェアで実現できた場合にはより有効であることを示した.2)本力学系では,各時点において値が変化している変数はごく一部であることが実験により分かった.この事実を用いて,計算量を減少させる方法を提案した.また,制約の種類により,重みを変化させる手法を提案した.2つの手法共に有効であることが実験により分かった.3)UMLクラス図のレイアウトに本手法を応用した.4)複数の力学系を並列に実行することにより,高速に解を求める手法を提案した.本手法は,並列化のオーバーヘッドがほとんどなく,極めて高いスピードアップ比を得ることができることを実験により示した.5)相互結合網や電子回路による力学系の実現方法を示した.申請者らは,命題論理の充足可能性問題(SAT)に対して,Lagrangeの方法をベースとしたLPPHと呼ばれる力学系を提案している.この力学系は,従来の手法に比べ非常に効率良く解を求めることができることが実験により分かっている.本研究においては,この力学系に対して,以下の成果が得られた.1)本手法を,単なるSATの解法から,より一般的な制約充足問題を解く枠組みへ拡張し,さらに,表現できる制約の種類を増やした.それらの制約の充足度を実数値で表す関数,および,制約を充足するために各変数に与える動きを表す関数を定義した.その結果,与えられた問題を効果的に表現でき,解を求める時間が短縮した.本力学系は従来手法に比べ超並列処理に向いており,ハードウェアで実現できた場合にはより有効であることを示した.2)本力学系では,各時点において値が変化している変数はごく一部であることが実験により分かった.この事実を用いて,計算量を減少させる方法を提案した.また,制約の種類により,重みを変化させる手法を提案した.2つの手法共に有効であることが実験により分かった.3)UMLクラス図のレイアウトに本手法を応用した.4)複数の力学系を並列に実行することにより,高速に解を求める手法を提案した.本手法は,並列化のオーバーヘッドがほとんどなく,極めて高いスピードアップ比を得ることができることを実験により示した.5)相互結合網や電子回路による力学系の実現方法を示した.申請者らは,命題論理の充足可能性問題(SAT)に対してLPPHと呼ぱれる力学系を提案している.この力学系は,Lagrangeの方法をベースとしており,従来の手法に比べ非常に効率良く解を求めることができる.本研究では,平成14年度以下について研究を行った.1)本手法を,単なるSATの解法から,より一般的な制約充足問題を解く枠組みへ拡張した.一般的な制約充足問題に対して,各制約の充足度を実数値で表す関数,および,各制約を充足するために各変数に与える動きを表す関数を定義した.複数の定義の方法を考案し,それらに対し力学系を作り,実験により,比較検討を行った.従来の離散的な手法と同程度の有効性が確認された.2)その際の大域的な解空間の探索能力の解析と改善.従来SATに対して提案している力学系の改良と同様の改良が,上記の力学系に対しても有効であることを実験的に検討を行った.有効性は,問題に依存することが分かった.3)相互結合網による力学系の実現.相互結合網により力学系を実現する手法を開発した.シミュレーターを作成し,本手法の有効性を示した.信号の一部欠落当に対してもロバストであることが確認できた.4)電子回路による力学系の実現.パルス密度変調方式の電子回路で本手法を実現した.実現のために力学系に対し若干の変更を加えた.FPGAにより,地図の塗り分け問題を解く回路を作成し,有効に動作を行うことを確認した.申請者らは,命題論理の充足可能性問題(SAT)に対して,Lagrangeの方法をベースとしたLPPHと呼ばれる力学系を提案している.この力学系は,従来の手法に比べ非常に効率良く解を求めることができることが実験により分かっている.平成14年度の本研究において,本手法を単なるSATの解法から,より一般的な制約充足問題を解く枠組みへ拡張した.平成15年度は,平成14年度の研究をさらに進め,以下の研究を行った.1)制約充足問題において表現できる制約の種類を増やした.より多くの種類の制約を導入し,それらの制約の充足度を実数値で表す関数,および,制約を充足するために各変数に与える動きを表す関数を定義した.その結果,与えられた問題を効果的に表現でき,解を求める時間が短縮した.本力学系は従来手法に比べ超並列処理に向いており,ハードウェアで実現できた場合にはより有効であることを示した.2)2つの手法を導入することにより,より高速に解を求めることができるようになった.

本力学系では,各時点において値が変化している変数はごく一部であることが実験により分かった.この事実を用いて,計算量を減少させる方法を提案した.また,制約の種類により,重みを変化させる手法を提案した.2つ手法共に有効であることが実験により分かった.3)UMLクラス図のレイアウトに本手法を応用した.実験により,従来の手法より,レイアウトがうまくできることを示した.4)複数の力学系を並列に実行することにより,高速に解を求めることを示した.本手法は,並列化のオーバーヘッドがほとんどなく,極めて高いスピードアップ比を得ることができることを実験により示した.
巨大惑星の形成と進化

木星以遠の巨大惑星,すなわち木星土星天王星海王星と地球型惑星とは本質的に異なる特異な存在となっている.すなわち,これらの惑星は,ほぼ太陽と同時の物質構造をもち,太陽が地球型惑星をひきいているのと同等な形で多数からなる衛星群をしたがえておりミニ太陽系を形成していて,これらの巨大惑星は太陽とともに太陽系の骨格をきずいている.ここで,巨大惑星の誕生の時期はいつであったか,巨大惑星生成のメカニズムはいかにあったかは, 46億年をさかのぼる太陽系形成過程の理解に重要かつ不可避の問題となっている.本研究はこれらの問題の解明を目的とし,巨大惑星の現状を観測することにより,その誕生のドラマの手がかりをつかむとともに,現在の太陽-惑星系における電磁過程について観測の事実にもとづいてそれを一般化し,コンピューターシミュレーションを駆使して,力学過程,電磁過程の両面から巨大惑星の生成過程を追跡するため, 1.電波による巨大惑星プラズマ状態の探査, 2.巨大惑星磁気圏プラズマのシミュレーション, 3.生成過程に於ける電磁プロセスのシミュレーション, 4.生成過程に於ける力学プロセスのシミュレーション, 5.金属水素の物性と巨大惑星の内部構造,の5つの課題に焦点を置いて研究を実施した.特に,本年度はこれらの研究の初年度として各研究の準備を着実に進めた.すなわち,シミュレーションでは,巨大惑星の生成のプロセスを追跡する,計算機プログラムを開発し,その運用の準備が,進められている.観測では目的に沿って,高精度分解能の干渉計が完成した他,木星内部の物質構造については,数値理論により,超高圧超高温下での金属水素の特性を明確にする計算法が確立した.木星以遠の巨大惑星,すなわち木星土星天王星海王星と地球型惑星とは本質的に異なる特異な存在となっている.すなわち,これらの惑星は,ほぼ太陽と同時の物質構造をもち,太陽が地球型惑星をひきいているのと同等な形で多数からなる衛星群をしたがえておりミニ太陽系を形成していて,これらの巨大惑星は太陽とともに太陽系の骨格をきずいている.ここで,巨大惑星の誕生の時期はいつであったか,巨大惑星生成のメカニズムはいかにあったかは, 46億年をさかのぼる太陽系形成過程の理解に重要かつ不可避の問題となっている.本研究はこれらの問題の解明を目的とし,巨大惑星の現状を観測することにより,その誕生のドラマの手がかりをつかむとともに,現在の太陽-惑星系における電磁過程について観測の事実にもとづいてそれを一般化し,コンピューターシミュレーションを駆使して,力学過程,電磁過程の両面から巨大惑星の生成過程を追跡するため, 1.電波による巨大惑星プラズマ状態の探査, 2.巨大惑星磁気圏プラズマのシミュレーション, 3.生成過程に於ける電磁プロセスのシミュレーション, 4.生成過程に於ける力学プロセスのシミュレーション, 5.金属水素の物性と巨大惑星の内部構造,の5つの課題に焦点を置いて研究を実施した.特に,本年度はこれらの研究の初年度として各研究の準備を着実に進めた.すなわち,シミュレーションでは,巨大惑星の生成のプロセスを追跡する,計算機プログラムを開発し,その運用の準備が,進められている.観測では目的に沿って,高精度分解能の干渉計が完成した他,木星内部の物質構造については,数値理論により,超高圧超高温下での金属水素の特性を明確にする計算法が確立した.
視床下部栄養センシングにおけるオリゴデンドロサイト前駆細胞の機能的役割

本研究ではグリアであるオリゴデンドロサイト前駆細胞(OPC)とアストロサイトに焦点を絞って摂食行動への関与を調べることを目的とした。具体的には、(1)視床下部OPCsの除去、活性化モデルを作成し、(2)視床下部OPCsとニューロン、アストロサイトの接触関係を電子顕微鏡(SBF-SEMと3次元画像構築)を用いて明らかにした。また(3)視床下部栄養センシングにおけるFABP7の機能を明らかにした。摂食行動は神経系により高度に制御されており、脳、特に視床下部や脳幹が個体全体のエネルギー状態、個々の組織の代謝状態を感知し、それらの情報を統合することが知られる。特に、視床下部弓状核と正中隆起に存在する血管の脳血液関門の強固性は低く、血中栄養素やホルモンが最初に到達する場所として重要である。最近レプチン受容体がアストロサイトにも発現していることが明らかにされており(Hsuchou et al., 2009; Kim et al., 2014)、ニューロンだけでなくグリア細胞も肥満研究の関心の中心になりつつあるが、グリア細胞の機能に関して不明な点が多い。本研究の大きな目的は、グリア細胞の一つであるオリゴデンドロサイト前駆細胞(Oligodendrocyte Progenitor Cells: OPCs)が視床下部の血中栄養素のセンシングにおいて果たす役割を明らかにすることである。具体的に、視床下部OPCsの活性変化が、神経可塑性や摂食行動に変化をもたらすかどうかについて、ジフテリア毒素によるOPCs特異的除去マウスにより、OPCsの活性状態を変化させるモデルを作製した。PDGFRα蛍光標識マウスを作製し、PDGFRα陽性細胞をセルソーターで分離できるようにした。OPCsと血管内皮細胞、OPCsと他のグリア細胞(アストロサイト、タニサイト)がどのような機構で連携しているのか、今後明らかにしてくために免疫組織学染色、SBF-SEM(Serial Block Face- Scanning Electron Microscopy)などによる形態学的手法による観察を行った。PDGFRα-Creマウス(The Jackson Laboratory)とレポーターGFPマウス(研究室に具有)を交配することによりPDGFRα陽性細胞が蛍光標識されるマウスを作製した。GFPによる免疫染色の結果、期待通りにOPCが蛍光標識されていることを確認した。現在視床下部弓状核ならびに正中隆起を分離した後、セルソーター(FACS)を用いてOPCsを単離する技術を確立する一歩手前のところまで来ている。また、PDGFRα-CreマウスとCAG-floxed Neo-DTAマウス(RIKEN BRC)のかけあわせ、タモキシフェンを投与することにより、時期特異的なOPCs特異的除去を試みた。現在、それらのマウスのタモキシフェン投与量・投与期間の検討が終了し、タモキシフェン投与後のOPC減少量を算出しているところである。計画通りにいかなかった点としては、腹腔内のタモキシフェンの投与条件の検討に時間がかかった点である。2日間の投与(3mg/day)でジフテリアトキシン毒素による細胞死があまり認められず、投与量や投与期間を増やすと、死亡するマウスが出てきた。したがって、タモキシフェン投与方針を経口投与に変えることにした。経口投与条件について現在も検討中であるが、タモキシフェン3040%のOPCの減少を見込んでいる。次にマウス初代培養OPCの樹立を行った。初代培養OPCを用いて走査型電子顕微鏡(SEM)や、ライブセルイメージングを行える技術を確立した。最近レプチン受容体が視床下部アストロサイトにも発現していることが明らかにされており、ニューロンだけでなくグリアも肥満研究の関心の中心になりつつあるが、その機能に関して不明な点が多い。そこで本研究の目的は、グリアの一つであるオリゴデンドロサイト前駆細胞(Oligodendrocyte Progenitor Cells: OPCs)が視床下部の血中栄養素のセンシングにおいて果たす役割を明らかにすることである。OPCsと血管内皮細胞、OPCsと他のグリア細胞(アストロサイト、タニサイト)がどのような機構で連携しているのかを組織学的に明らかにするために、免疫組織学染色、SBF-SEM(Serial Block Face-Scanning Electron Microscopy)などによる形態学的手法による観察を行った。さらにマウス初代培養OPCを樹立し、走査型電子顕微鏡(SEM)や、ライブセルイメージングを行える技術を確立した。PDGFRa-EYFPマウスからPDGFRa陽性細胞つまりOPCを特異的に分離し、発現する代謝関連受容体、ホルモン受容体などの違いをDNAマイクロアレイ、q-PCRなどの解析によって同定することにより、肥満病態へのOPCの関与を明らかにする予定である。

具体的には、(1)視床下部OPCsの除去、活性化モデルを作成し、(2)視床下部OPCsとニューロン、アストロサイトの接触関係を電子顕微鏡(SBF-SEMと3次元画像構築)を用いて明らかにした。また(3)視床下部栄養センシングにおけるFABP7の機能を明らかにした。上述の通り、PDGFRα-CreマウスとCAG-floxed Neo-DTAマウスのかけあわせによる時期特異的なOPCs特異的除去マウスのタモキシフェン投与条件検討が計画通りに進まなかったため、若干の計画変更を行う。まず次年度の前期は、OPCs特異的除去マウスの解析を引き続き行うことにより、これまで不明であった視床下部OPCの視床下部栄養感知に対する関与を検討する。またPDGFRa-EYFPマウスからPDGFRa陽性細胞つまりOPCを特異的にソーティング(単離)し、発現する代謝関連受容体、ホルモン受容体などの違いをDNAマイクロアレイあるいはq-PCRなどの解析によって同定することにより、肥満病態へのOPCの関与を明らかにする。PDGFRα-Creマウスにflox-ジフテリア毒素を載せたアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを注入することで、OPCsを特異的に除去する計画を申請書に記載していたが、上述のPDGFRα-CreマウスとCAG-floxed Neo-DTAマウスのかけあわせによるOPCs特異的除去マウスの解析を優先させるため、施行しない可能性もある。OPCs-ニューロン、OPC-アストロサイト、OPC-タニサイトが解剖学的にどのように接触して存在しているのか、形態学的に明らかにする。従来用いてきた共焦点レーザー顕微鏡に加え、SEMを用いた3次元再構築法(FIB-SEM、SBF-SEM)、近年走査型電子顕微鏡の発達により可能となった、蛍光顕微鏡による観察と電子顕微鏡による観察を組み合わせた技術(CLEM法)から、突起同士の接触を含めた詳細な細胞間コミュニケーションの観察を試みる。29年度が最終年度であるため、記入しない。神経科学29年度が最終年度であるため、記入しない。
レーザードップラー心拍出量計開発の基礎的研究

本研究は、半導体レーザー血流計技術を応用した心拍出量の連続計測の可能なレーザードップラー心拍出量計の開発を目標とする。平成6年度は、レーザードップラー血流計測と心拍出量計測における信号の特性について理論的な解析を行った。レーザードップラー血流計測の基本原理は、血流中の赤血球にレーザー光を投射し、移動する赤血球によって周波数のドップラー偏位を受けた反射・散乱光の周波数を計測して偏位周波数から血流速度を求めるものである。半導体レーザーから発するマルチモードレーザー光ではモード干渉のため、波長が分散しドップラーシフトを受けた周波数と分離する必要がある。具体的には、n番目のレーザーモードが作る複素電磁界をまた、血流によって変化する複素電磁界を時間tと位置rの関数v(t,r)として光検出器上の出力電流はと表される。この出力電流信号のパワースペクトルP(ω)を使えば、血流速度分布f(v)がその特性関数のフーリエ逆変換によって次式のように直接求められる。この理論式を用いて光検出器上に得られる出力信号と血流分布特性の関係を数値計算によって評価した。今後は、ファントムモデて心拍出量測定を評価するとともに、心不全の病態の精確な評価に利用できる実用装置の開発をめざす。
in vivo磁気共鳴スペクトロスコピーによるアルツハイマー病患者の脳内異常燐酸化合物の検出

これまで私は、Alzheimer病患者の脳内の燐化合物をin vivo ^<31>P magnetic resonance spectroscopy(MRS)を使用して測定してきた。その結果Alzheimer病患者では、燐脂質のT1緩和時間に異常があることが明らかになってきた。これまでの成果を踏まえて、本年度は燐化合物のT1緩和時間を実際に測定することを目的にした。また正確なT1時間の測定はMRSの解釈のためにも必要である。その結果、Alzheimer病患者の脳ではphosphodiesters(PDE)のT1緩和時間が同年齢正常対照(1.52±0.39秒)に比べて長く、2.54±0.67秒であることを明らかにした。PDEは主として膜燐脂質の異化過程の中間代謝産物と考えられており、この結果より、Alzheimer病では異常な膜の代謝が示唆された。さらにこの結果から、Alzheimer病患者のMRSは、繰り返し時間を充分に長く、15秒以上に設定し、飽和効果を考慮した上で解釈しなければならないことが明らかになった。
線虫C.elegansにおけるエンドサイトーシスの分子メカニズムの解析

我々は線虫C.elegansをモデルとして,卵母細胞による卵黄タンパク質のエンドサイトーシスのメカニズムについて解析を行ってきた.これまでに分離された卵母細胞によるエンドサイトーシスに欠損を示す変異株rme(receptor-mediated endocytosis defective)のうち,本年度は主にrme-4変異株の解析を行った.線虫の卵母細胞による卵黄の取り込みはレセプターを介したエンドサイトーシスによって行われており,哺乳類細胞のLDLの取り込みと類似のメカニズムであることが知られている.新たに分離されたrme-4変異株は、この卵黄のエンドサイトーシスに異常を示し、産卵される卵の数が減少することが明らかとなった.さらに、C.elegansの体腔に存在するスカベンジャー細胞coelomocyteによる液相のエンドサイトーシスにも異常を示すことから、この原因遺伝子は両者のエンドサイトーシスに共通に働くことが示唆されたrme-4変異の原因遺伝子を同定した結果、新規の可溶性タンパク質をコードしており、生殖腺だけではなく、神経などの組織でも広範に発現していることが判明した.このRME-4遺伝子産物に緑色蛍光タンパク質を融合し、その細胞内局在性を解析したところ卵母細胞において細胞質と細胞膜に存在していることが明らかとなった(投稿準備中).我々は線虫C.elegansをモデルとして,卵母細胞による卵黄のエンドサイトーシスの分子メカニズムについて研究を行ってきた。これまでに分離された卵母細胞によるエンドサイトーシスに欠損を示す変異株rme(receptor-mediated endocytosis defective)のうち,本年度はまずrme-6変異株の解析を行った。クローニングの結果,rme-6の原因遺伝子は線虫からヒトまで高く保存された新規遺伝子であることが明らかとなった。rme-6遺伝子はアミノ末端側に低分子量GTPase RasのGTPase活性化領域,カルボキシル末端側に低分子量GTPase Rab5のGDP/GTP交換因子領域を持つタンパク質をコードしていた。rme-6変異株はエンドサイトーシスの初期段階で欠損を示し,この変異株では細胞膜のごく近傍に直径100nmぐらいの小胞が互いにドッキングしたような膜構造が蓄積していることが判明した。詳細な解析の結果,RME-6タンパク質は細胞膜上のクラスリン被覆ピットに局在し,エンドサイトーシスのキーコンポーネントであるRab5を活性化することによって,細胞膜からエンドソームへの物質輸送を制御する新たな因子であることが明らかとなった。一方,rme-3変異株についても解析を行った。rme-3は卵黄タンパク質の取り込みに温度感受性を示し,高温では胚性致死を示すことが明らかとなった。クローニングの結果,rme-3はclathrin heavy chain遺伝子上に変異を持つ高等真核生物においてはじめての温度感受性変異株であることが判明した。高温において運動させると麻痺を起こすことから,神経/筋肉系にも異常を示すことが明らかとなった。我々は線虫C.elegansをモデルとして,卵母細胞による卵黄タンパク質のエンドサイトーシスのメカニズムについて解析を行ってきた.これまでに分離された卵母細胞によるエンドサイトーシスに欠損を示す変異株rme(receptor-mediated endocytosis defective)のうち,本年度は主にrme-4変異株の解析を行った.線虫の卵母細胞による卵黄の取り込みはレセプターを介したエンドサイトーシスによって行われており,哺乳類細胞のLDLの取り込みと類似のメカニズムであることが知られている.新たに分離されたrme-4変異株は、この卵黄のエンドサイトーシスに異常を示し、産卵される卵の数が減少することが明らかとなった.さらに、C.elegansの体腔に存在するスカベンジャー細胞coelomocyteによる液相のエンドサイトーシスにも異常を示すことから、この原因遺伝子は両者のエンドサイトーシスに共通に働くことが示唆されたrme-4変異の原因遺伝子を同定した結果、新規の可溶性タンパク質をコードしており、生殖腺だけではなく、神経などの組織でも広範に発現していることが判明した.このRME-4遺伝子産物に緑色蛍光タンパク質を融合し、その細胞内局在性を解析したところ卵母細胞において細胞質と細胞膜に存在していることが明らかとなった(投稿準備中).