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中国大陸上における梅雨前線構造の多様性と降水・雲分布に関する研究

1.梅雨季における多降水帯は,長江流域に出現する場合と中国南部に出現する場合で降水帯の形成プロセスが異なっている.長江流域の多降水帯はチベット高原東側に形成されたメソスケール擾乱に伴って発生し,中国南部では,低温な北東風の流入による温度傾度の増大が梅雨前線帯の活発化を引き起こしていると考えられる.2.降水域が中国大陸上で数日間以上継続する場合には,ヨーロッパからのテレコネクションと考えられる高度偏差分布が認められるが,正・負偏差域の位置は降水域が南下する場合と停滞する場合とで異なっている.降水域が南下する場合は西日本中国南部に高度場の低下域が現れて亜熱帯高気圧の西北西縁は南東方向に後退する.日本海から低温な北東風が梅雨前線北側に進入することにより,梅雨前線構造が下層にのみ低温域を伴う背の低い構造から背の高い構造に変化し,同時に多降水域の南北幅も拡大する.降水域が長江流域に停滞する場合には,中国南部は高度場の低下域から外れるため亜熱帯高気圧の西方への張り出しが維持される.日本海からの低温気流もほとんど流入せず,背の低い梅雨前線構造が維持され降水の南北分布も変化しない.3.日本付近の梅雨前線帯における降水システムの構造(対流性降水/層状性降水)は梅雨前線の性質(中国大陸上を東進する低温域に伴う前線/チベット高原北側から連なる寒帯前線)に関係している可能性がある.4.同程度の梅雨季総降水量であっても日降水量の階級別寄与率からみた「雨の降り方」は異なる場合がある.日本全体を二分する場合,大きい日降水量階級の寄与が大きい地域には,九州,中国地方西半,東海四国南岸,および中部山岳域西部が該当する.総降水量に対して,小さい/大きい日降水量階級の寄与が大きい場合を「陰性」/「陽性」梅雨と定義することにより両者の判別は可能である.1.梅雨季における多降水帯は,長江流域に出現する場合と中国南部に出現する場合で降水帯の形成プロセスが異なっている.長江流域の多降水帯はチベット高原東側に形成されたメソスケール擾乱に伴って発生し,中国南部では,低温な北東風の流入による温度傾度の増大が梅雨前線帯の活発化を引き起こしていると考えられる.2.降水域が中国大陸上で数日間以上継続する場合には,ヨーロッパからのテレコネクションと考えられる高度偏差分布が認められるが,正・負偏差域の位置は降水域が南下する場合と停滞する場合とで異なっている.降水域が南下する場合は西日本中国南部に高度場の低下域が現れて亜熱帯高気圧の西北西縁は南東方向に後退する.日本海から低温な北東風が梅雨前線北側に進入することにより,梅雨前線構造が下層にのみ低温域を伴う背の低い構造から背の高い構造に変化し,同時に多降水域の南北幅も拡大する.降水域が長江流域に停滞する場合には,中国南部は高度場の低下域から外れるため亜熱帯高気圧の西方への張り出しが維持される.日本海からの低温気流もほとんど流入せず,背の低い梅雨前線構造が維持され降水の南北分布も変化しない.3.日本付近の梅雨前線帯における降水システムの構造(対流性降水/層状性降水)は梅雨前線の性質(中国大陸上を東進する低温域に伴う前線/チベット高原北側から連なる寒帯前線)に関係している可能性がある.4.同程度の梅雨季総降水量であっても日降水量の階級別寄与率からみた「雨の降り方」は異なる場合がある.日本全体を二分する場合,大きい日降水量階級の寄与が大きい地域には,九州,中国地方西半,東海四国南岸,および中部山岳域西部が該当する.総降水量に対して,小さい/大きい日降水量階級の寄与が大きい場合を「陰性」/「陽性」梅雨と定義することにより両者の判別は可能である.本研究では、19901992年の6,7月を対象とし,地上天気図上の112°Eにおける前線出現緯度に基づいて,梅雨前線が南下する場合と停滞する場合を抽出し,梅雨前線構造ならびに梅雨前線近傍の降水・雲分布の差異を解析した.梅雨前線構造の差異は前線北側の大気鉛直構造に認められ,停滞する場合には前線北側の対流圏中層に乾燥域が存在し,一方南下する場合には対流圏下層に顕著な低温気塊が認められた.これらはそれぞれ,対流不安定性の生成や湿潤空気が上昇を開始するきっかけをもたらし,降水発生と密接に関連していると考えられる.梅雨前線に伴う降水分布についても,停滞する場合には降水の空間的な集中性が高く,南下する場合には多降水域の南北幅が広いことが示された.さらに気象衛星ひまわりの雲画像マイクロフィルムにおける輝度分布を画像解析した結果,停滞する梅雨前線近傍では,空間的に集中した背の高い対流雲域の南北両側2.5°付近に中層雲以上の卓越域が存在し、さらに南北両側に向かって漸次雲量が減少する.つまり,対流雲域を挟んで南北方向に対称的な雲分布構造をしている.

一方,南下する梅雨前線近傍では,背の高い対流雲の出現頻度は停滞する前線と比べてやや低いが,その北方において,広範囲に背の高い対流雲を含む対流圏中層以上に雲頂をもつ雲域が存在し,南北方向に非対称な雲分布構造をなしている.以上のように,停滞する梅雨前線と南下する梅雨前線の雲分布構造の差異は,特に雲分布中心の北側において顕著に認められ,このことは両者の前線構造の差異が前線北側における温度や水蒸気量の鉛直分布の違いとして認められたことと無関係ではないと考えられる.以上のような降水の空間的な集中・分散性や雲分布構造は梅雨前線近傍における水循環を考える上でも重要な要素と考えられる.本研究では,擾乱帯としての梅雨前線を850hPa面における相対過度場によって把握し,梅雨前線擾乱の出現位置(華南/華中)によって擾乱出現に関与する循環場が異なる可能性を提示する.用いた資料は19901995年における5月31日7月29日の気象庁全球客観解析データと世界気象ファイル収録の降水量データである.解析方法として,まずチベット高原東方における850hPa面相対過度場にバリマックス回転因子分析を施し,累積寄与率が50%以上となる上位10因子を取り上げた.次に因子の時間推移系列から梅雨前線擾乱の発達段階と考えられる因子(第1,第3因子)を選定した.これら2因子の得点によるカテゴリ毎に相対過度場,風系場,降水分布の合成図を作成し,また各因子得点の時系列と高度場,気温場,風系場との相関係数の分布を求めた.第1因子は,華南に低気圧性過度帯が形成され多降水帯が現れるか,高気圧性過度が卓越し少雨域となるかに関与しており,華南南シナ海北部における風系とも関連を認められた.一方,第3因子は,華中における低気圧性過度帯の有・無と関わっており,前者の場合には長江流域に多降水帯が現れる.第3因子の得点時系列と850hPa面高度場との相関解析によると,華中の降水帯形成時には華中の低気圧発生に先行して高原に沿う小高気圧の移動があり,さらに高原東側では北風の強化と気温の低下が生じている.また,500hPa面高度場においては,40°N付近をトラフが東進している.一方,第1因子の得点時系列を用いた相関解析によると,華南の梅雨前線擾乱の出現は南シナ海東南アジア域の高度場・気温場との関係が認められた.以上のことから,華南と華中の梅雨前線擾乱は発現・発達の背景となる循環場が異なっている可能性が示唆される.(1)中国大陸上における梅雨前線の南下・停滞に関する循環場:降水域が中国大陸上で数日間以上継続する場合には,降水域が南下,停滞する場合ともにヨーロッパからのロスビー波列が認められる.ただし,ロスビー波列の位相・位置が異なっており,降水域が南下する場合には西日本中国南部に高度場の下降域が現れる.このため亜熱帯高気圧の西北西縁は南東方向に後退し,梅雨前線が南下する.また,日本海から低温な北東風が梅雨前線北側に進入するため,下層に低温域を伴う背の低い構造から背の高い構造に梅雨前線の構造が変化し,同時に多降水域の南北幅も拡大する.一方,降水域が長江流域に停滞する場合には,中国南部は高度場の低下域から外れるため亜熱帯高気圧の西方への張り出しが維持され,梅雨前線の南下は起こらない.日本海からの低温気塊の流入はほとんどなく,背の低い梅雨前線構造が維持され、降水の南北分布形態も変化しない.(2)熱帯降雨観測衛星(TRMM)の資料による梅雨前線帯降水活動:日本付近の降水システムの構造(対流性降水/層状性降水)は前線の性質(中国大陸上を東進する低温域に対応する前線/チベット高原北側から連なる寒帯前線)に関係していることが指摘された.(3)日本における梅雨季の「雨の降り方」:同程度の総降水量であっても梅雨季総降水量に対する日降水量の階級別寄与率からみた「雨の降り方」は異なる場合がある.日本全体を二分する場合,大きい日降水量階級の寄与が大きい地域には,九州,中国地方西半,東海四国南岸,および中部山岳域西部が該当する.
希土類イオン存在下での糖脂質の分子認識の動力学的解析

細胞表層に存在する糖脂質は細胞の特異的な認識、接着・伸展挙動や情報伝達に強く関与しており、近年、糖鎖認識機構が分子レベルで解明され始めている。しかし、糖鎖特異的な認識過程における希土類イオンの影響についてはこれまでに全く検討されていない。希土類イオンはカルシウムイオンに近いイオン半径を有しさらに糖の水酸基と多価に配位できると考えられる。本研究では希土類イオンと糖との錯体形成について焦点を当て、糖脂質を含んだ生体膜構造や細胞機能におよぼす影響について検討する。まず、シアル酸、ラクトースおよびシアリルラクトースと蛍光性のEu^<3+>との見かけの結合定数を求めたところ、オリゴ糖であるシアリルラクトースとEu^<3+>の結合定数はシアル酸とほぼ等しいことが分かった。糖脂質は生体膜中に存在し細胞の認識機能や構造安定化に寄与している。糖脂質の機能に及ぼす希土類イオンの影響を知るために、本研究では天然の糖脂質であるガングリオシド(GM_3)と希土類イオンとの相互作用を検討した。1mMの塩化ガドリニウムおよび塩化カルシウムを溶かした水溶液の水面にGM_3とセラミドリン脂質(スフィンゴミエリン、SM)との混合脂質による気-液界面単分子膜を形成させ、表面圧(π)-分子占有面積(A)曲線を測定したところ、糖脂質膜とイオンとの相互作用が観察された。GM_3/SMの混合膜では1mM Gd^<3+>では分子専有面積の大きな減少が見られた。シアリルラクトースと金属イオンとの相互作用のエネルギー最安定状態をシミュレーションしたところ、Ca^<2+>ではイオン相互作用のみであるのに対し、Gd^<3+>(Eu^<3+>)ではイオン結合に加えて水酸基への配位も見られた。このような配位構造の違いがCa^<2+>と希土類イオン存在下での糖脂質膜構造の違いを引き起こしたものであると予想される。
ナノ非平衡構造を有する窒素吸収材料を用いたケミカル真空ポンプの開発と基礎物性

本研究の最終目的は,大気から手軽に真空を作り維持するという,ケミカル真空ポンプの開発とそれに関する基礎的な知見を得ることである。初年度は,リチウムをベース金属とし,それとSi,Cu,Feといった金属と共にメカニカルミリングすることで窒素吸収能力の向上を行った。その結果、Feとのメカニカルミリングにより良好な窒素吸収能力を有する粉末が得られたが、初期Fe粉末の表面を形成している酸化物がLiと反応するため、投入したLiに対し吸収できる窒素量が減少するということが分かった。次年度はそれらの成果を受け,Liより安定な酸化物とミリングをすればLiが酸化することなく有効にLiを利用できると考えた。そこで、リチウムと酸化アルミニウム,酸化マグネシウムといった酸化物とメカニカルミリングを施すことしたところ著しく性能が向上し、特にLi-Al_2O_3系材料は窒素だけでなく酸素についても高い吸収特性を示し,これまでの単一の材料で得られなかった「空気」吸収材料を作成することに成功した。最終年度では,窒化物系としてLi-Li_3N系を中心に研究を進めた。その結果,LiとLi_3Nをミリングして得られた試料は酸素とは迅速に反応し,それがこれまでに見られなかった二段階のプロセスで進行することを明らかにした。一方、窒素の反応は緩慢に進行した。これら,酸素・窒素との反応性は従来のLi-金属系,Li-酸化物系と逆の傾向であり,大変興味深い結果となった。この理由については,XRDやMRを用いて,ミリングによってLi_3Nがβ相への転移すること,界面付近の結晶構造や結合状態の乱れなどが考えられることを検証した。窒素吸収材料に関して、室温で窒素と反応するLiをベースに、さまざまな金属、酸化物をメカニカルアロイングを行い、その窒素吸収特性に関して評価した。また、窒素以外に酸素吸収特性を評価し、空気を吸収するケミカル真空ポンプとしての可能性を調査した。さらに、空気中に1%存在するアルゴンについてはゼオライトをモディファイした物質について、そのアルゴン吸収特性について検討した。その主な成果は以下のとおりである。金属元素である、Al,Si,Fe,CuとLiをメカニカルアロイングしたところ、Alについては化合物が形成し窒素吸収特性は示さなかった。Siについては一部化合物が形成したが窒素吸収特性を示した。固溶体を作らないFe,CuについてはLi単体に比べて早い窒素吸収を示した。これは窒化リチウムの合成反応によるものであるが、反応速度はリチウムの微細化と表面活性によるものである。また、Fe,Cu共に一部固溶体を作った。これらの合金について酸素吸収特性を測定したが、顕著には反応しなかった。これは酸化膜中には酸素が拡散しにくく反応が著しく遅いためであることが推測される。次に、酸化物であるアルミナ、マグネシア、カルシアとのメカニカルアロイングであるが、いずれにおいても顕著な反応はなく、リチウムが微細に混合した粉末状の試料を得ることが出来た。これらの合金について窒素吸収特性を測定したところ著しく反応し窒素を吸収した。さらに、アルミナ系においては酸素吸収も示した。アルミナ系について空気との反応を調べたところ、大気圧の空気と反応し約2分で100分の1まで減圧した。また、ゼオライトを調べたところ一気圧のアルゴンをわずかに吸着することが確認された。以上を組み合わせることにより、ケミカル真空ポンプを構成できる可能性があることが分かった。本研究の最終目的は,三つの吸収材を効果的に組み合わせ大気から手軽に省エネルギーで真空を作り維持するという,ケミカル真空ポンプの開発とそれに関する基礎的な知見を得ることである。

本年度はそれらの成果を受け,リチウムを,金属ではなく酸化アルミニウム,酸化マグネシウムといった酸化物と共にメカニカルミリングして能力向上,および窒素吸収機構について調査を行った。その結果,主な成果としてLi-Al203系材料は窒素だけでなく酸素についても他階級首脳を示し,これまでの材料で得られなかった「空気」吸収材料を作成することに成功した。また,LiとAl203は非平衡的な相を形成している可能性があることがNMRの分析から推察された。本研究の最終目的は,大気から手軽に真空を作り維持するという,ケミカル真空ポンプの開発とそれに関する基礎的な知見を得ることである。初年度は,リチウムをベース金属とし,それとSi,Cu,Feといった金属と共にメカニカルミリングすることで窒素吸収能力の向上を行った。次年度はそれらの成果を受け,リチウムと酸化アルミニウム,酸化マグネシウムといった酸化物とメカニカルミリングを施すことにより著しく性能が向上し、特にLi-Al203系材料は窒素だけでなく酸素についても高い吸収特性を示し,これまでの単一の材料で得られなかった「空気」吸収材料を作成することに成功した。以上の成果を受け,最終年度では,Li-Li3N系を中心に研究を進めた。その結果,LiとLi3Nをミリングして得られた試料は酸素とは迅速に反応し,それがこれまでに見られなかった二段階のプロセスで進行することを明らかにした。一方、窒素の反応は緩慢に進行した。これら,酸素・窒素との反応性は従来のLi-金属系,Li-酸化物系と逆の傾向であり,大変興味深い結果となった。この理由については,XRDやNMRを用いて,ミリングによってLi3Nがβ相への転移すること,界面付近の結晶構造や結合状態の乱れなどが考えられることを検証した。
転写制御因子CSDAのリンパ管新生阻害作用による口腔癌リンパ節転移抑制法の確立

Cold shockdomain protein A(CSDA)はHREやSREに直接結合することにより血管新生とリンパ管新生を抑制するDNA結合蛋白質である。本研究ではCSDAの過剰発現が有意にマウス扁平上皮癌細胞のVEGF-AとVEGF-Cの産生を阻害したこと、そして腫瘍増殖やリンパ節転移を抑制したことを報告している。CSDAのVEGF-AおよびVEGF-Cの発現抑制効果についての解析マウス扁平上皮癌細胞株(NRS-1M)にCSDAを遺伝子導入し、VEGFsの発現変化を解析した。NRS-1細胞はVEGF-AおよびVEGF-Cを発現しているがVEGF-Dを発現しない細胞株であった。そこでVEGF-AおよびVEGF-Cの発現について、ELISA法とウェスタンブロット法にて解析を行ったところ、正酸素下および低酸素下においてCSDAはVEGF-AおよびVEGF-Cの発現を有意に抑制していた。CSDAを強発現させるとVEGF-AおよびVEGF-Cの発現が抑制されることか明らかとなった。またin vivoにおいてCSDA強発現細胞をマウス皮下に移植し腫瘍増殖を観察するとコントロール(CSDA非導入)細胞に比べCSDA強発現細胞は腫瘍の増殖が有意に抑制された。以上よりCSDAは腫瘍細胞のVEGF-AおよびVEGF-Cの発現を抑制することで腫瘍増殖抑制効果を示していることが推察された。CSDAタンパク質はナイーブなNR-SIM細胞(リンパ節転移能を有するマウス扁平上皮癌細胞)細胞内ではユビキチン化を受け分解されているためタンパクの発現はみられない。CSDA遺伝子をNR-SIM細胞に遺伝子導入しCSDAを過剰発現させることで、細胞内でのCSDAタンパクの発現を確認した後にin vitroにおける細胞増殖能を調べたが、特に遺伝子導入による細胞増殖への影響はみられなかった。次いでNR-SIM細胞をマウスの皮下に移植しin vivoでの腫瘍径の変化を調べた。するとCSDA過剰発現細胞は非遺伝子導入細胞に比べ腫瘍増殖の著しい阻害がみられた。またCSDA過剰発現細胞を移植した場合、所属リンパ節への癌の転移率の減少がみられた。腫瘍局所の腫瘍血管とリンパ管を同定する目的で、抗CD31抗体と抗LYVE-1抗体を用いた免疫組織化学的染色を行ったCSDA遺伝子非導入細胞を移植した腫瘍内には多数の血管およびリンパ管がみられたのに対し、CSDA過剰発現細胞を移植した腫瘍内の血管およびリンパ管数は著しく減少していた。現在までにCSDAはVEGF-Aプロモーター領域のHREに結合し、HIF-1との結合を阻害することが報告されている^<5)>。そこでNR-SIM細胞におけるVEGF-A産生能へのCSDAの影響を調べたところ、CSDAは正酸素および低酸素の両方の状態においてVEGF-A産生を著しく抑制した。細胞をphorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)で刺激するとVGF-Aの産生は増加する。そこでCSDAのPMA刺激によるVEGF-Aの産生への影響を検討したところ、CSDAはVEGF-Aの産生増加を抑制した。PMA刺激によるVEGF-A産生の増加はVEGF-Aプロモーター領域の転写因子AP-1の活性化を介していることから、CSDAがAP-1塩基配列と結合能を有する可能性があることが推察された。そこでゲルシフト法にてCSDAのAP-1塩基配列への結合能を解析したところ、CSDAがAP-1塩基配列へ結合することが確認された。目的:口腔癌の頸部リンパ節転移制御は重要な因子であることからリンパ節転移に対して抑制的に働く遺伝子を見出すことは治療に貢献するものと考えている。方法:マウス扁平上皮癌NR-S1細胞株において高率にリンパ節転移するNR-S1M細胞株を樹立した。これら細胞からRNAを抽出しマイクロアレイ解析を行い、NR-S1M細胞で発現低下している遺伝子群の中からCSDAをリンパ節転移抑制の候補遺伝子として、リンパ節転移に関わる解析を行った。すること、またElk-1と拮抗的にc-fosプロモーター領域のSREに結合することで転写活性を抑制することが明らかとなった。in vivoにおいては、CSDA導入腫瘍はcontrol腫瘍に比べ、腫瘍増殖の抑制やリンパ節転移率の低下(13%vs100%)がみられた。また腫瘍局所の血管およびリンパ管数も、CSDA導入腫瘍において有意な減少がみられた。CSDA導入腫瘍局所のVEGF-AとVEGF-Cの発現低下がタンパクレベルで確認できた。発現低下のメカニズムは、CSDAがHIFあるいはElk-1と競合的に働き、HREあるいはSREへの結合を阻害するものと考えられた。またCSDAは転写因子AP-1とも結合能を有することが明らかとなった。AP-1はVEGF-A,DあるいはMMPsの転写を制御していることから、CSDAはAP-1が関与する腫瘍の進展を阻害する作用を有している可能性が示唆された。結論:CSDAは扁平上皮癌のリンパ節転移抑制因子として機能する可能性が強く示唆された。
軸不斉ビアリールジアミン触媒の開発と不斉反応への応用

プロパルギルアミンは、そのものの有する生理活性のみならず、炭素一炭素三重結合やアミノ基を含む合成素子でもあるため、有用性の高い化合物であり、その立体選択的な合成法がこれまでに数多く開発されている。光学活性プロパルギルアミンの合成法の中でも、プロキラル性を有する求核剤とアルキニルイミンとのMannich反応は、複数の不斉炭素中心を含むプロパルギルアミンを合成できる唯一の方法であるため、特に重要な手法である。しかし、求電子剤であるアルキニルイミンの合成が困難であり、この手法を用いた光学活性プロパルギルアミンの合成例はわずか2例に限られていた。そのような中、申請者は、Boc保護アルキニルイミンの前駆体としてBoc保護アミナールを、プロキラル性を有する求核剤としてα置換βケトエステルを用いたMannich型反応を開発した。ビナフチル骨格の3,3'位に3,5-ビス-4-フルオロフェニルフェニル基を有するバイノール由来のキラルリン酸触媒を用いることで、高収率、高立体選択的には四級不斉炭素を含む2つの連続した不斉炭素を有するプロパルギルアミンを得ることに、世界で初めて成功した。この反応では主たる求核剤として、5員環の環状β-ケトエステルを用いているが、6員環のもの、あるいは直鎖上のα置換β-ケトエステルも反応に適用でき、その有用性は明らかである。また、得られた生成物は、その立体選択性を損なうことなく還元でき、cisオレフィンやアルキル鎖を有する4級不斉炭素をもつアミン類縁体を得ることにも成功している。これら生成物は合成の困難なBoc保護アルキルイミンやcisアルケニルイミンを基質として用いた場合の付加生成物と同一であり、Boc保護アルキニルイミンが間接的にこれらBoc保護イミンの前駆体として用いられることも明らかにした。α、β不飽和アルデヒドはその多くが入手容易であり、重要な合成素子の一つとして注目されている化合物である。そのためこれまでに、近年発展の目覚ましい有機触媒、特に光学活性第二級アミンを触媒として用いたものを含め、α、β不飽和アルデヒドを用いて様々な不斉変換反応が開発されてきた。しかしながら、その多くはβ位のみに置換基を有するものであった。これはα位に置換基を有するアルデヒドにおいて、その置換基と触媒である第二級アミンとの間に立体反発が生じるため、効率的に基質を活性化することが困難であるためであった。このような背景のもと、私はメタクロレイン類縁体の効率的な変換反応の開発を目指し、立体反発の小さな第一級アミンを触媒として用いた検討を行った。今年度、私は、主にメタクロレイン類縁体の立体選択的なエポキシ化反応に焦点を置いて研究を行った。エポキシドは最小の環上エーテルであり、数多くの生理活性物質の中に見られる構造であると同時に、求核剤を用いた開環反応など、その後の種々の変換反応によって含酸素原子化合物へと誘導できる。この反応が達成されると、α位にエポキシ環を含む不斉四置換炭素を有するアルデヒドとなるため有用であると考えられる。私は前年度までの研究からその有用性が確認できていた3,3'位に置換基を有する第一級軸不斉ビナフチルジアミン誘導体を触媒として、TBHPを酸化剤として用いることで極めて高い収率、高い鏡像体過剰率で目的物を得られることを見出した。また、得られた生成物を還元し、既知のエポキシ環を有するアルコールへと誘導することで絶対配置を決定し、(R)体の触媒から(S)体の化合物が得られることを確認した。このことは、反応の活性化状態において、アルデヒドと触媒から形成されたイミニウム塩の中でs-trans型のものが優先的に反応し、目的のエポキシドを与えていることを示唆している。イミンは炭素-窒素二重結合を含有する化合物群のことであり、これらに求核剤を作用させることでアミンへと簡単に誘導できることが知られている。中でも窒素上をBoc基で保護されたBoc保護イミンは、反応後、生成物として得られるBoc保護アミンの脱保護が容易であり、様々なアミン類縁体へと簡単に誘導するための足がかりとなるため、反応基質として最も汎用されるイミンの一つである。このようなイミンを得る手法としては、1993年にColletらによって報告された、前駆体としてα-スルホニルアミンを合成したのちに塩基を作用させるもの[1]が現在最も頻繁に利用される手法であるが、この手法で合成できるものはおおむね置換基としてアリール基やイミンのα位で枝分かれのあるアルキル基を有するものに限られており、直鎖アルキル基、アルケニル基を有するものは合成が困難であった。さらにアルキニル基を有するものについては今日に至るまでその合成例が存在しない。本年度の初めごろ私は、ビアリールジアミンから誘導したブレンステッド酸触媒を用いてBoc保護イミンとニトロメタンとのAza-Henry反応を検討する中で、副生成物として単離されたBoc保護アミナールに着目した。この化合物は、イミンの分解によって系中に放出されたカルバミン酸tブチルエステルが別のイミンに対して求核付加反応をしたことによって得られたと考えられる。また、Boc保護イミンの等価体とみなすことができ、酸性条件下片側のカルバミン酸エステルの脱離を伴うことで反応系中で高活性なイミニウムカチオンを発生させることが期待された。

さらに特筆すべきこととして、シリカゲルクロマトグラフィー中でも分解することなく白色固体として単離され、空気や水、光などに基を使うことなく安定に保存できることを見出した。これらアミナールの合成法について検討したところ、アルデヒドとカルバミン酸tBuを脱水作用のある無水酢酸溶媒中、触媒としてトリフルオロ酢酸を添加することで高収率、さらにおおむね510分という非常に短い時間で得られた。このとき、得られたアミナールは溶媒中で固体化するため、濾過と続くヘキサン洗浄という非常に簡便な操作のみで単離精製が可能である。次に、得られたアミナールの反応性について検討を行った。ジクロロメタン溶媒中、マロン酸ジエチル共存下においてトリフルオロメタンスルホン酸銅(II)を触媒として用いることで、これらアミナールがイミンへと系中で分解し、対応するMannich反応生成物を高収率で与えることを見出した。また、この反応はマロン酸ジエチルに限らず、シリルエノラートや環状β-ケトエステル、アルコール、カルバミン酸エステルを求核剤に用いても同様に対応する付加体を与えた。さらに、インドールやアセチルアセトンを求核剤として用いた場合には、ルイス酸だけではなくトリフルオロ酢酸などのブレンステッド酸も触媒として用いられることを見出した。アセチルアセトンを求核剤として用いた場合については、軸不斉を有するビナフチルリン酸を触媒とすることで、立体選択的にMannich反応生成物を得ることに成功した。特に、これまで合成例のなかったアルキニル基を有するBoc保護イミンの前駆体となるアミナールについても、キラルリン酸を用いることで円滑に反応が進行し、良好な収率、立体選択性で目的物を与えることを見出した。[1]A. Collet. et al. J. Org. Chem., 1993, 58, 4791.プロパルギルアミンは、そのものの有する生理活性のみならず、炭素一炭素三重結合やアミノ基を含む合成素子でもあるため、有用性の高い化合物であり、その立体選択的な合成法がこれまでに数多く開発されている。光学活性プロパルギルアミンの合成法の中でも、プロキラル性を有する求核剤とアルキニルイミンとのMannich反応は、複数の不斉炭素中心を含むプロパルギルアミンを合成できる唯一の方法であるため、特に重要な手法である。しかし、求電子剤であるアルキニルイミンの合成が困難であり、この手法を用いた光学活性プロパルギルアミンの合成例はわずか2例に限られていた。そのような中、申請者は、Boc保護アルキニルイミンの前駆体としてBoc保護アミナールを、プロキラル性を有する求核剤としてα置換βケトエステルを用いたMannich型反応を開発した。ビナフチル骨格の3,3'位に3,5-ビス-4-フルオロフェニルフェニル基を有するバイノール由来のキラルリン酸触媒を用いることで、高収率、高立体選択的には四級不斉炭素を含む2つの連続した不斉炭素を有するプロパルギルアミンを得ることに、世界で初めて成功した。この反応では主たる求核剤として、5員環の環状β-ケトエステルを用いているが、6員環のもの、あるいは直鎖上のα置換β-ケトエステルも反応に適用でき、その有用性は明らかである。また、得られた生成物は、その立体選択性を損なうことなく還元でき、cisオレフィンやアルキル鎖を有する4級不斉炭素をもつアミン類縁体を得ることにも成功している。
日本鶏の品種創生における形質―育種観関係の理論構築

昨年度の課題を克服するため各データの収集とまとめを中心に研究を進めた。各研究調査の成果は以下の通りである。[聞き取り調査・調査票調査]本年度は全国の愛鶏家について、前年度で把握した各地で開催される日本鶏品評会を中心に、同会場内でインタビューおよびアンケート調査を実施するとともに、会場で高く評価された優秀鶏個体の撮影に成功した。また、各地で開催される品評会情報を集め翌年度の調査地を選定できた。本年度も保存会の刊行する会誌へ育種観調査で判明した愛鶏家の日本鶏意識を踏まえた日本鶏保護について論じたものを投稿し、引き続き友好的な研究協力関係を維持している。昨年度の課題であった四国や西日本の育種観調査データも順調に収集でき、2019年度には東日本で開催される品評会に参加し調査することが決定している。[形態学的調査]品評会会場で出展された個体と高評価を得ていた優秀鶏の撮影を行い解析に用いる画像を収集することができた。各個体画像から抽出された形態学的特徴の解析とまとめに着手し、形態と日本鶏の審査標準、および愛鶏家の嗜好性との関連を見出しつつある。また、色彩学的検討も進み2019年の国際会議でその考証内容を発表することが決定している。[行動学的調査]歩行と姿勢については再検討したい運動があり未だ投稿準備中である。解析時のランドマーク検討は完了しているため、2019年度内には再解析も終了し原稿が完成できると見込んでいる。ニワトリの運動の三次元動画解析については、同研究室で闘鶏以外の品種についても撮影を進めている。特に愛鶏家の方々との研究協力関係により、飼育個体や種卵をお譲りいただけるようになったため、品種数を増やすことが可能となった。データ収集と解析に専念したため、その成果を出版物等のかたちにできていないが、全体としての進み具合としては以上の区分の通りであり、今後は内容をまとめ適宜発表と論文化を進めていく。各調査の進捗を以下にまとめる。[聞き取り調査・調査票調査]品評会会場に焦点を絞った調査により、各地から参加されている愛鶏家の方々へ効率的に調査を進めていくことができた。課題とされていた四国をはじめとする各地方の愛鶏家の育種証言も得られている。口述・記述内容の一次解析から浮かび上がってきた育種観をより詳細に検討し、論文としてまとめる手はずが整ってきた。[形態学的調査]現在までに集積された個体画像データを使い、外部形態と羽装色の解析を進めているが、一部の品種は飼育個体数が少ないため品評会に出展されることも少なく、そのため撮影データも十分とは言えないのが課題である。一方、希少品種以外については解析が進み、羽装色と育種動機との関係について令和元年度のタイで開催される国際会議で発表することが決まっている。[行動学的調査]調査収集の下地が整い、動画撮影と解析が進みつつある。また、構築してきた研究協力関係により愛鶏家ネットワークが拡充したことで、扱う品種を増やすことができるようになった。ただし、現在の羽装コンディションが良好な期間に合わせた撮影計画、つまり撮影期間を春季と秋季の各一か月に限定した調査では解析に必要なデータ数を集めるのが困難になると予測される。行動学的調査を除くと、概ね調査データが出そろい始めているため、今後はデータの補完と並行して研究内容をまとめ成果物としてかたちにしていく。以下に各研究調査の推進方策についてまとめる。[聞き取り調査・調査票調査]本年度は各地の愛鶏家との友好的な研究調査協力関係が拡充し、かつその関係が維持できている。全国各地の品評会を継続して調査してまわることに加え、今後は希少品種を飼育する方や、日本鶏以外のニワトリ品種を育種する愛鶏家も含めた調査を行い育種観の理解を深めていく。また、現在までに記録できた愛鶏家の所在を再度整理し、調査漏れしている地域の愛鶏家に的を絞って聞き取り調査に行く。調査票調査については2019年度内に愛鶏家ネットワークを活用した大規模郵送型の調査を計画している。[形態学的調査]希少品種についての個体撮影データを補完していくため、聞き取り調査の際に可能な限り個体撮影を実施する。また、博物館や出版会社等ですでに撮影記録がされている写真データの利用も計画している。特に、東京大学総合研究博物館の遠藤秀紀教授にご了承いただき、同館が所有する日本鶏ネガフィルムを電子データ化し、その画像から形態学的色彩学的特徴を抽出する計画を進めつつある。[行動学的調査]すでに動画データが収集され再解析が進んでいる歩行・姿勢については、2019年度内の論文化を目指す。三次元動画解析については、撮影品種を増やすとともに申請研究期間内に完遂できるよう当初の計画よりも撮影期間を長くし撮影頻度も増やしていく。ただし、飼育個体へのストレスには十分に配慮するとともに、個体あたりの撮影頻度が行動に影響しないよう注意し撮影実験進めていく。[聞き取り調査・調査票調査]本年度は全国に点在する愛鶏家の中から日本鶏保存団体の会長をされている方を中心に、新潟県、茨城県、千葉県、愛知県、山口県、熊本県、および沖縄県の22名の方と連絡をとり、インタビューおよびアンケート調査を実施するとともに、日本鶏が飼育されている様子の撮影を行うことができた。

各調査先でのいもづる式愛鶏家ネットワーク構築により各地の愛鶏家をご紹介していただき、平成30年度以降の調査を順調に展開していく目処が建てられた。特に保存会の刊行する会誌への寄稿等で育種観調査の重要性や形質と育種観の関係性を紹介することができ、愛鶏家との協力体制を順調に展開することができた。各調査を通して聞き取り調査と調査票調査で用いる質問項目の設定も十分に見直すことができた。[形態学的調査]形態学的研究パートでは社会学的調査と並行して50個体分以上の画像を収集することができ、各画像から形態学的特徴を抽出した。また、色彩学的検討で用いる標本作りも進んでおり、寄贈していただいた在来鶏品種の死体等から色彩学的特徴の抽出に用いる仮剥製を作成した。東京大学総合研究博物館が所蔵する剥製の撮影から得た色彩学的情報の分析を再度見直すとともに、他研究機関が所有する日本鶏剥製のピックアップと円滑な撮影環境の検討も完了している。[行動学的調査]本年度の秋季家禽学会で日本鶏各品種の歩行運動と姿勢について議論し、姿勢や歩行運動の品種間の違いが身体表現論的に解釈できることを議論した。その結果、比較するパラメータの再検討と考証内容の練磨をすることができた。東京農業大学野生動物学研究室にご協力していただき闘鶏品種を用いた3次元画像解析のテストも完了することができ、羽ばたきや跳躍といった歩行以外の行動を定量的に把握し評価することに成功しつつある。(理由)800文字(1600バイト)、改行は5回まで入力可。[聞き取り調査・調査票調査]研究実績の欄にも述べたとおり愛鶏家への社会学的調査によって育種観の実態把握に向けたデータを収集しつつある。未だ十分なデータ量を満たしているとは言えないながらも、品種を評価する上で重要な形態学的特徴や品種ごとへ向けられた理想像について傾向があることを把握し始めている。また、飼育者が品種について語る際に、姿やかたちのみならず、性格について評価していることが観察された。これは飼育者の品種への嗜好性には羽装色や形といった形態学的因子に加え、飼育者がニワトリに感じている性格が育種動機に大きく関与していることを示していると考えられる。他方、品種に備わる諸特性とは別の部分に飼育動機があると思われるケースもあった。つまり、個体数が少ない品種に対して、希少性という点に魅力を感じている人がいることが判明した。[形態学的調査]撮影画像から取得した形態学的データについて、予備解析結果では概ね愛鶏家が供述した選抜基準に合致している。しかし、一部の品種では形態への嗜好性について具体的な選抜をしていないものもあった。これは品種を特徴づける形質のなかで形態が重要でない場合もあることを指しているのか、あるいは愛鶏家達が具体的に共有している認識はなくても傾向として一定の形質を選んでしまうことを意味しているのかはまだ判断できない。引き続き形態情報と社会学的調査により得られるデータを蓄積し十分な検討を行えるように尽力する。昨年度の課題を克服するため各データの収集とまとめを中心に研究を進めた。各研究調査の成果は以下の通りである。[聞き取り調査・調査票調査]
「ヒロシマ」のエスノメソドロジー(映画にみる「ヒロシマ」表現の解読・その変遷)

「ヒロシマ」をめぐる一般映画、アニメーション、ドキュメンタリー作品などを、可能なかぎり入手し、その映像のなかで被爆やその後の情景など「ヒロシマ」に関連することがどのように描かれているのかを解読した。その結果、「ヒロシマ」の具体性の稀少と一般的な核イメージの過剰を確認した。つまり、被爆した瞬間、直後の惨状など歴史的な時間に依拠された「ヒロシマ」を表現する映画が稀少である一方で、より一般的に原水爆の恐怖、悲劇を利用する作品が過剰であったのである。そのうえで、いわば「ヒロシマ」表現の原点である映画における表現のありようを詳細に解読した。具体的にとりあげたのは『原爆の子』(新藤兼人監督、1952年)、『ひろしま』(関川秀雄監督、1953年)、『はだしのゲン』(真崎守監督、1983年、アニメーション)である。3作品はそれぞれ独自の「ヒロシマ」表現を持っている,ことを例証した。他方、こうした作品は製作後半世紀がすぎたものであり、古い映像と言える。原点としての「ヒロシマ」映画が、現代の若者にとってどのような意味があるのかを例証するために、これらの映画を見せ、感想レポートを作成させた。レポート内容を整理し解読を試みた結果、原点としての映画は、現代においても、十分に「ヒロシマ」を理解するうえで意義あることが確認された。過去の作品として整理するのではなく、こうした映画を今後どのように活用するのかを考えることは「ヒロシマ」理解において極めて重要な作業であることも確認した。他に、今後の課題として、強大な破壊力の象徴としての核イメージの解読、「ヒロシマ」をめぐるTVドキュメンタリーの詳細な解読などをあげることができた。平成13年度は、原爆、ヒロシマ、ナガサキに関連して作成され市販されている一般映画、アニメ作品、さらには10フィート運動などで製作された平和を啓発するためのドキュメンタリー、過去にテレビ放映され現在入手可能なドキュメンタリーなどを可能な限り収集した。一方、平和問題関連文献も収集した。映像を概観したうえで、現代の若い世代が、過去の被爆映画をどのように見て、印象、感想、意見、批判などをどのように構築していくのかを調査するために、1950年代の体表的な映画を中心に「原爆の子」(新藤兼人監督)、「ひろしま」(関川秀雄監督)、「ゴジラ」(本多猪四郎監督)、「はだしのゲン」(アニメ)、「黒い雨」(今村昌平監督)の5作品を選定した。秋から冬にかけて、感想などをできるだけ言葉で表現し得る学生に協力を得て5作品をめぐる感想レポートを収集した。このレポートは若い世代の感想を読み解くデータとなるとともに、どのようにヒロシマ、原爆、平和などのテーマを関連づけ推論し、自らの考えを説明していくのかを解剖するエスノメソドロジー的解読のデータとなる。この解読は時間がかかり、14年度に集中して解読を実施する予定である。こうした調査と平行して、とりあげた作品だけでなく、原爆をめぐる映画が映画評論誌などでどのように取り上げられ、当時どのような評価を受けていたのかなどを調べるために、該当する資料を収集した。14年度は、こうした資料収集・解読を継続するとともに、NHKなど地元広島での放送局を訪ね、「ヒロシマ」をめぐる番組放映の変遷やその特徴を集中して調べ、さきに学生レポート解読とあわせて、映画・映像に見る「ヒロシマ」表現の解読と、戦後から現在にいたる、その変遷をさらに調査する予定である。平成14年度、昨年に引き続き、原爆、ヒロシマ、ナガサキに関連して作成されている一般映画、アニメ作品などを可能な限り収集した。さらに、映像における人間関係や愛、憎悪などの感情表現を比較対照するうえで、必要と考えるその他の映画作品も収集した。

特に、本研究においては、人権、差別-被差別、暴力などをいかに見る側に伝えているのかという意味で、啓発としての映像が解読の中心となる。その解読に必要な作品を選定し、収集した。昨年の学生による感想レポートの詳細な解読は進行中であるが、まず概観的にこれまでの知見を述べておく。一つは、広島で生育した学生が多数にもかかわらず、「原爆の子」「ひろしま」など被爆の現実や悲惨さを正面から伝えようとする映画を見た体験が極めて少ない事が分かる。関連して、学生自身が当時の現実を正面から向き合い把握し、被爆者に対する差別も自らの暮らしに活かす形で理解したいという欲求があることがわかる。学校教育などで平和学習という形で原爆をめぐる表面的な知識や理解は彼らの中でできあがっているとはいえ、それは彼らが生活するうえで、生きた「知」となっていないことがわかる。被爆の現実を直視する事にためらいや率直な否定的意見をいったん持つものの、最終的には「見て良かった」という言説が見られる。いま被爆体験の風化が叫ばれ、その継承の万法にさまざまな工夫がなされつつあるが、今回の感想レポートの解読からは、今一度、当時の惨劇、私たちの普段の想像を超えていく現実を正確かつ詳細に呈示する必要性が例証される。15年度は、本研究のまとめの年であり、これまで収集した映画、アニメ、TVドキュメンタリーの整理をするとともに私自身の解読を付して、報告書を最終的に完成させる予定である。「ヒロシマ」をめぐる一般映画、アニメーション、ドキュメンタリー作品などを、可能なかぎり入手し、その映像のなかで被爆やその後の情景など「ヒロシマ」に関連することがどのように描かれているのかを解読した。その結果、「ヒロシマ」の具体性の稀少と一般的な核イメージの過剰を確認した。つまり、被爆した瞬間、直後の惨状など歴史的な時間に依拠された「ヒロシマ」を表現する映画が稀少である一方で、より一般的に原水爆の恐怖、悲劇を利用する作品が過剰であったのである。そのうえで、いわば「ヒロシマ」表現の原点である映画における表現のありようを詳細に解読した。具体的にとりあげたのは『原爆の子』(新藤兼人監督、1952年)、『ひろしま』(関川秀雄監督、1953年)、『はだしのゲン』(真崎守監督、1983年、アニメーション)である。3作品はそれぞれ独自の「ヒロシマ」表現を持っていることを例証した。他方、こうした作品は製作後半世紀がすぎたものであり、古い映像と言える。原点としての「ヒロシマ」映画が、現代の若者にとってどのような意味があるのかを例証するために、これらの映画を見せ、感想レポートを作成させた。レポート内容を整理し解読を試みた結果、原点としての映画は、現代においても、十分に「ヒロシマ」を理解するうえで意義あることが確認された。過去の作品として整理するのではなく、こうした映画を今後どのように活用するのかを考えることは「ヒロシマ」理解において極めて重要な作業であることも確認した。他に、今後の課題として、強大な破壊力の象徴としての核イメージの解読、「ヒロシマ」をめぐるTVドキュメンタリーの詳細な解読などをあげることができた。
心臓における低分子量G蛋白質Radの情報伝達と病態生理的意義の解明

本研究の目的は、低分子量G蛋白質Radの情報伝達系を同定し心臓における役割・意義を解明することである。代表者は、前年度に作製したドミナントネガティブ変異型Radを心臓特異的に発現したトランスジェニック(TG)マウスの表現形解析及び機能解析を行った。TGマウスでは12週齢において心肥大、心拡大などの形態的異常や心機能異常は認めなかったが、活動電位持続時間やQT間隔などの延長を認めた。さらに、TGマウスでは心臓の興奮収縮連関や活動電位形成に重要な役割を果たしているL型カルシウムチャネルの膜発現が増加していることがわかった。代表者は前年度に野生型Radが、L型カルシウムチャネルの細胞膜へのトラフィッキングを抑制することを心筋細胞で確認しており、TGマウスではドミナントネガティブRadの強発現により内因性Radの作用が弱まったためにL型カルシウムチャネル発現が増加したものと考えられた。さらに、24時間心電図記録を行ったところ、洞機能不全や心室性期外収縮の出現が確認され、エピネフリン腹腔内投与により心室頻拍が誘発された。以上の結果より、Radが不整脈発現において重要な役割を果たしている可能性を示唆した。特にTGマウスにおいてQT間隔延長を認めたことは、QT延長症候群の原因遺伝子の候補となりうる点で興味深い結果であった。一方、RadはRhoキナーゼ(ROCK)と結合することが知られているが、代表者はRhoキナーゼのうち心臓優位に発現しているROCK2と特に結合しやすいことを確認した。Rho/ROCK系は心臓におけるコネキシン発現にかかわっており、TGマウスにおいてもコネキシンの発現が減少していることがわかった。このコネキシン発現量の減少が、L型カルシウム電流が増加したにもかかわらず洞機能低下が起こった主要因であると推測された。本研究の目的は、低分子量G蛋白質Radの情報伝達系を同定し心臓の成長や肥大における役割・意義を解明することである。代表者は、まず野生型RadのcDNAからPCR法を用いて105番目のセリンをアスパラギンに置換し、GDPのみと結合能を有する不活性化型(ドミナントネガティブ変異型)Radを作成した。さらにこれらの遺伝子にHemagulutininタグをN末端側に付加し、アデノウイルスをCre-loxシステムを用いて作成した。Radの心筋細胞における細胞内局在を調べるために、ラット新生児培養心筋細胞にこれらのウイルスを感染させ共焦点レーザー顕微鏡でRadの局在を観察した。Radは野生型及び変異型ともに細胞膜に局在し、そのGTP結合能は細胞内局在に影響しないことがわかった。次に、Radの心筋細胞の表現形に対する効果を検討した。野生型及び変異型Radをラット新生児培養心筋細胞に強発現し、その形態を観察した。細胞面積は変異型Radでは増加傾向にあったが、野生型Radでは変化がなかった。今後、心筋肥大時に見られる細胞骨格の再構築の有無をphalloidin蛍光色素で染色し確認する予定である。さらに、代表者は、Radに対するsiRNAを作成済みであり、現在このsiRNAによるRad遺伝子のノックダウン効率を確認中である。Radの心肥大における関与を検討するため、肥大刺激によるRad蛋白発現の変化を調べた。ラット新生児培養心筋細胞を牛血清で刺激したところRadの発現は24時間をピークに増加した。今後、いかなる肥大関連の情報伝達系に関与しているか、またRadを強発現することで肥大を抑制しうるか否かを検討する。Radの心臓におけるin vivoでの役割を検討するため、野生型及び変異型Radを心臓特異的に発現したトランスジェニックマウスを作成した。今後、成長過程における表現形の変化や肥大刺激に対する反応の違いなどを検討するとともに、マイクロアレイによるスクリーニングを施行しRadと相互作用を有する新たな遺伝子および蛋白質を同定し、その細胞内情報伝達系を解明する。
日本人の皮膚悪性黒色腫の遺伝子異常に関する研究

本研究では、日本人の皮膚悪性黒色腫患者から得られた検体を用いてその遺伝子異常を解析した。まず始めに、原発腫瘍46例を対象とし、癌抑制遺伝子p16の不活性化を系統的に検討した。その結果、46例中11例(24%)に9p21のLoss of heterozygosity(LOH)が検出されたが、これらの腫瘍ではp16遺伝子の体細胞変異やプロモーター領域のCpG islandのメチル化による転写の抑制は認められなかった。一方、p16蛋白の発現の消失が6例に、p16遺伝子のheterozygous変異が1例において認められた。以上の成績から、皮膚悪性黒色腫の原発巣におけるp16INK4a遺伝子の不活性化は、黒色腫細胞株に見い出されるほど高頻度ではないことが示され、さらに、9p21には黒色腫の発癌に重要な役割を演じるp16以外の未知の癌抑制遺伝子が存在する可能性が強く示唆された。次に、悪性黒色腫の転移に関与する遺伝子異常を明らかにするために、14例の患者から得られた原発腫瘍と転移を対象として、LOH解析,p16遺伝子変異およびp16蛋白発現の成績を比較検討した。その結果、p16蛋白の発現の消失と6q、11q、および7qのLOHが黒色腫の転移能の獲得に重要な役割を演じていることが示された。また、個々の症例における原発腫瘍と転移腫瘍の遺伝子異常の比較により、黒色腫はその進展に伴い、複雑なクローン展開を示すことが示唆された。さらに、microdissectionとLOH解析を併用したより詳細な解析により、黒色腫の原発腫瘍内には遺伝的に異なる複数の腫瘍細胞クローンが存在すること、転移は時に原発巣内の微小なサブクローンから発生すること、6qのLOHが転移に重要な役割を演じていることが示された。悪性黒色腫の培養細胞株を用いた研究では、第9染色体短腕の9p21に黒色腫の発癌に関与する重要な癌抑制遺伝子が存在することが示唆されている。p16^<INK4a>はその有力な候補遺伝子であるが、それの黒色腫の発癌における役割は明らかではない。われわれは日本人の原発性皮膚悪性黒色腫46例を対象とし,p16^<INK4a>の不活性化を検討した。Loss of heterozygosity(LOH)分析では、46例中11例(24%)に9p21のLOHを検出した。これら11例におけるp16^<INK4a>遺伝子のシークエンジングでは、2例でこれまでに報告されていないp16^<INK4a>遺伝子の新しいgermline polymorphismが見い出されたが、有意の体細胞変異は検出されなかった。さらに、9p21のLOHを示さない19例についてもp16^<INK4a>遺伝子exon2のシークエンシングをおこない、1例にコドン81のC->T変異(His->Arg)を検出したが、他の18例には変異は認められなかった。9p21のLOHまたはp16^<INK4a>遺伝子の体細胞変異を示した12例を対象にメチル化特異的PCR法を用いて、p16遺伝子の転写抑制をひき起こすプロモーター領域のCpG islandのメチル化の有無を検討したが、全例においてはメチル化は検出されなかった。一方、免疫組織学的染色を施行した39例中6例(15%)においてp16蛋白の発現が全く検出されず,これらの腫瘍ではp16遺伝子のhomozygous deletionが生じていることが推測された。以上の成績から、皮膚悪性黒色腫の原発巣におけるp16^<INK4a>

遺伝子の不活性化は、黒色腫細胞株に見出されるほど高頻度ではないことが示され、さらに、9p21には黒色腫の発癌に重要な役割を演じるp16^<INK4>の癌抑制遺伝子が存在する可能性が強く示唆された。前年度は黒色腫発癌の早期におけるp16遺伝子の関与を明らかにした。今年度は、悪性黒色腫の移転に関与する遺伝子異常を明らかにするために、同一の患者から得られた14組の原発腫瘍およびその転移を対象として、LOH解析,p16遺伝子変異およびp16蛋白の発現を比較検討した。最も高頻度に認められた転移に伴う遺伝子変化はp16蛋白の発現の消失(4/14)であった。p16遺伝子の体細胞変異はすべての腫瘍において認められなかった。LHO解析では6q,7q,8p,9p,9q,11qおよび18qのLHOが検出されたが、ほとんどの症例で原発腫瘍と転移腫瘍のLOHは同一であり、これらの遺伝子変化は転移クローンの出現前の比較的早期に起こるものと考えられた。しかし、1例では転移腫瘍に6qと11qの、他の1例では7qのLOHが新たに認められた。以上の成績から、p16蛋白の発現の消失、6q、11q、および7qのLOHが黒色腫の転移能の獲得に重要な役割を演じていることが示唆された。一方、個々の症例における原発腫瘍と転移腫瘍の遺伝子異常の比較により、原発巣で優勢に増殖しているクローンとは遺伝学的に完全に異なるクローンがリンパ筋転移を形成していた症例が2例、原発腫瘍からリンパ筋転移と皮膚転移が各々独立して発生したと考えられた症例が1例見い出され、in vivoにおける黒色腫細胞のclonal progressionは、直線的な進展モデルでは必ずしも説明できないことが明らかにされた。近い将来、腫瘍の遺伝子解析の成績が個々の症例に対する治療戦略の選択に反映されることが予想されるが、その際には本研究で示されたような黒色腫の極めて異質性に富む性格を十分に配慮する必要があろう。前年度までの研究で、日本人の皮膚悪性黒色腫では発癌の早期におけるp16遺伝子の関与は低いこと、しかし、その転移に際してp16の不活性化がしばしば生じていることを明らかにした。さらに同一の患者から得られた原発腫瘍およびその転移の遺伝子解析の成績の比較から、in vivoにおける黒色腫細胞の複雑なクローン展開の一端を明らかにした。本年度の研究では、原発性黒色腫の腫瘍内における腫瘍細胞クローンの多様性を証明し、さらにそれらのクローンが黒色腫の進展に伴いどのように関与するかを解明した。10例の原発性黒色腫から腫瘍細胞の顕微鏡的形態を指標として合計44個の異なる腫瘍細胞集団を単離しDNAを抽出した。同時にこれらの患者に発生した転移15病巣からもDNAを抽出し、6q,9p,10qおよび18qの4つの染色体領域にマップされた17種類のマイクロサテライトマーカーを用いてLOH解析を施行した。その結果、10例中8例の原発腫瘍において異なるLOHパターンを示す複数の腫瘍細胞クローンの存在が証明された。検討した染色体領域では6qのLOHが転移巣で最も高頻度に認められ、それは対応する原発腫瘍の一部のサブクローンにもしばしば認められた。従って6qのLOHは黒色腫の進展の後期に生じ、転移に重要な役割を演じていることが示唆された。なお、転移は5例では原発腫瘍内で優勢に増殖するクローンから発生していたが、他の3例では原発腫瘍内の微小なサブクローンから発生したものと推測された。以上の成績は遺伝子不安定性に基づく黒色腫細胞の顕著な遺伝的多様性を示しており、新しい治療戦略の開発にも重要な示唆を与えるものと考えられる。