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スイスの視点から見た西欧経済学の展開についての経済思想史的研究

平成15年度に開始された本研究では、日本国内における一橋大学社会科学古典資料センター、経済研究所および早稲田大学図書館等での資料収集に加え、海外における、スイスやフランスの図書館、文書館等での資料収集を通じて18世紀後半から19世紀前半にかけての時期の経済思想史および社会思想史関係のさまざまな資料を収集した。海外および国内でのこうした文献、資料の調査、収集、分析の過程から明らかになったのは、エティエンヌ・デュモン、ピエール・プレヴォ、シスモンディといったジュネーヴを中心としたフランス語圏スイスの知識人達が18世紀末から19世紀前半にかけて西欧の社会経済思想が交流、展開する過程において従来考えられていた以上に重要な役割を果たしていたということである。この点は、今後、ジャン=バティスト・セーやトマス・ロバート・マルサスの経済学を研究する場合にとりわけ大きな意味をもってくるであろう。また、この時期、ジュネーヴで出版されていた.Bibliotheque britanniqueであるとか、あるいは、Bibliotheque universelleといった雑誌が、最新の社会経済思想や科学知識をフランスおよびヨーロッパ大陸へ普及させる際に、貢献していたということも明らかになった。これらの研究成果の主要部分は、「転換期ジュネーヴの知識人たち一スイスの視点から見た西欧社会経済思想史の-齣-」(『大阪産業大学経済論集』、第6巻、平成17年)ならびに「ジャン=バティスト・セー-習俗の科学から実践経済学へ-」(鈴木信雄編『経済思想第4巻経済学の古典的世界1』日本経済評論社、所収)としてまとめられている。科学研究費の採択が決定した10月から、ただちに研究を開始し、10月末には一橋大学の社会科学古典資料センターおよび経済研究所で、18世紀後半から19世紀初めにかけての時期のフランス、スイス・ロマンドおよびイギリスを中心とした関連所蔵図書の調査を行なった。これによりエティエンヌ・デュモンおよびJ.-B.セーに関連した経済思想史上興味深い文献を入手することができた。さらに11月に一橋大学で行なった資料収集では、19世紀前半のフランスおよびスイス・ロマンドに関連した文献を調査、収集できた。またその際、社会科学古典資料センターにマイクロ・フィルムの形で保存されている文献の中からジェルマン・ガルニエに関連した資料も収集することができた。これらの文献、資料と従来から収集していた文献、資料をあわせ、セーの経済思想を中心に分析を進め、それによってスイス・ロマンドの知識人達が18世紀末から19世紀初めの西欧の経済思想の展開において従来考えられていたよりもずっと重要な役割を果たしていたことが明らかになった。この場合、スイス・ロマンドの中でも特に同時代のイギリスの知識人たちと深い人的つながりを持っていたジュネーヴの知識人が重要である。なかでもエティエンヌ・デュモンとシスモンディ、ピエール・プレヴォの3名は、看過することができない存在であることがわかった。そしてこれらの知識人たちの知的活動について経済思想史との関連でその一部を示したものが、「転換期ジュネーヴの知識人たち」という論稿の形でほぼまとまった。これは、明年刊行予定の岡本明編『ナポレオン帝国と公共性』(ミネルヴァ書房)に、収録されることがすでに決定している。平成16年度の研究を4月から開始し、7月初めには早稲田大学現代経済研究所および一橋大学社会科学古典資料センターで19世紀初めの時期のスイス・ロマンドおよびイギリスを中心とした関連所蔵図書の調査を行なった。そして11月下旬に一橋大学社会科学古典資料センターで行なった資料収集では、19世紀前半のフランスおよびスイス・ロマンドに関連した経済学文献を調査、収集した。さらに2月中旬に、一橋大学社会科学古典資料センターで行なった調査、収集においては、19世紀前半の英語およびフランス語文献の中からジェーン・マーセットに関連した資料も収集することができた。今年度は、これらの文献、資料と従来から収集していた文献、資料をあわせ、スイス・ロマンドの経済思想を中心に分析を進め、それによってスイス・ロマンドの知識人達が19世紀前半の西欧の経済思想の展開において従来考えられていたよりもずっと重要な役割を果たしていたことが明らかになった。

この場合、スイス・ロマンドの中でも特に同時代のイギリスの知識人たちと深い人的つながりを持っていたジュネーヴの知識人が重要である。なかでもピエール・プレヴォはジェーン・マーセットとの関係をはじめ、従来以上に大変重要な存在であることがわかった。こうした研究の成果は、その一部が、「ジャン=バティスト・セー--習俗の科学から実践経済学へ--」として鈴木信雄編『経済学の古典的世界1』に収録され、日本経済評論社から今月末に出版される。本研究の3年目にあたる平成17年度は、まず前年度末に引き続き、昨年2月に一橋大学社会科学古典試料センターで入手した19世紀前半の英語およびフランス語文献と、従来から収集していた文献、資料あわせて、フランス革命後のスイス・ロマンドの経済思想を中心に分析を進めた。特に「経済思想と交流と展開」という視点から分析を加え、これをつうじて同時代のイギリスの知識人たちと深い人的つながりを持っていたジュネーヴの知識人、とりわけシスモンディ、ピエール・プレヴォ、エティエンヌ・デュモンという三人の存在の重要性が浮き彫りになった。こうした研究の主要な成果は、「転換期ジュネーヴの知識人たち-スイスの視点から見た西欧社会経済思想史の一齣-」(『大阪産業大学経済論集』第6巻第3号)として発表された。そこでは、ジュネーヴというスイスの一都市の視点から西欧社会経済思想が検討され、国際都市ジュネーヴを拠点としたヨーロッパ規模での社会経済思想の交流、融合、発信の詳しい様子が明らかになった。また昨年11月に岡山大学で開催された社会思想史学会の第30回大会におけるセッション「啓蒙と公共圏」でも、上の研究成果の一部を「公共性」の観点から発表した。そして12月には、一橋大学社会科学古典資料センターおよび早稲田大学中央図書館において文献調査ならびに資料収集を行い、19世紀初めのフランス、及びスイス・ロマンドの経済思想史、社会思想史に関連した重要な文献、資料を入手できた。さらに本年2月から3月にかけてはスイスのジュネーヴ大学公共図書館を訪れ、経済学史上貴重なJ.-B.セー関係の文献資料を収集できた。帰国後は、現在までこれら文献資料の調査、分析を続けている。最終年度にあたる平成18年度は、はじめに平成17年度末にスイスおよびフランスで収集した18世紀後半から19世紀前半にかけての時期の経済思想史および社会思想史関係の資料の分析、検討を継続して行なった。そして10月、11月、12月には、一橋大学社会科学古典資料センター、経済研究所および早稲田大学図書館で資料収集を実施して、18世紀後半から19世紀前半にかけてのフランスおよびスイスの経済思想史に関連した文献を調査、収集した。経済学史、社会思想史
アフリカ熱帯雨林における人間活動と森林生態系との関わり

本研究の目的は、アフリカ熱帯雨林を地域住民の生活環境として捉え、現在の森が過去から現在までの人との関わりのなかで、どのように創出されてきたのかについてその形成過程をあきらかにすることである。とくに、カメルーン東南部の熱帯雨林に暮らす焼畑農耕民を対象とし、かれらがどのように森林を認識し、利用してきたのか、またその結果、森林はどのような影響を受けてきたのかということについて生態学的視点、及び歴史的背景を考慮しながら分析する。このような通史的な人と森との相互関係の理解に基づいて、国家ないし国際的な政治・経済状況や森林資源開発が及ぼす影響について再検討を加え、森林の生態的理解に深く根ざした持続的利用に関する新たな知見を得ることを目標としている。昨年度7月から今年度6月までの12ヶ月間は出産・育児のため研究活動を中断した。その間、学会参加及び文献研究を中心に可能な範囲において研究活動をおこなった。研究活動に復帰後は、セミナー等での発表を通じて研究内容についての議論を深めながら、博士論文の執筆をすすめた。博士論文では、カメルーン東南部熱帯雨林に暮らす焼畑農耕民の生業活動の変容と森林景観の動態について、(1)定住後の森林利用形態と焼畑農粗耕の特徴、(2)過去の集落移動と植生への影響、(3)商品作物カカオの導入と農耕システムの変化、以上3つの側面からの分析・議論をおこなった。本年度は、これまでの研究成果を、以下のとおり発表(項目1.,2.)するとともに、現地調査(項目3.)を行った。1.口頭発表(1)四方篝「森に刻まれた歴史-カメルーン東南部熱帯雨林Dja川流域における焼畑農耕民の生活と森林植生」日本アフリカ学会第42回学術大会(2005年5月28日,於;東京外国語大学)(2)四方篝「カメルーン東南部熱帯雨林における焼畑農耕民の居住・生業活動と植生変化-歴史生態学の試み」第15回日本熱帯生態学会年次大会(2005年6月11日,於;京都大学)(3)四方篝「バナナがそだつ森-カメルーン東南部熱帯雨林の焼畑農耕」第40回民族自然誌研究会(2005年7月23日,於;京大会館)2.ニュースレター(1)四方篝.2006.「森は何を語るのか?-カメルーン東南部の熱帯雨林に暮らす焼畑農耕民の生活と森林植生との関わり」日本熱帯生態学会ニューズレターNo.62.1-7.3.現地調査平成17年10月25日平成18年2月25日の4ヶ月間、カメルーン共和国東部州の熱帯雨林帯において、人びとの農耕活動(特に商品作物となるカカオ栽培)が森林植生にどのような影響を及ぼすのかを明らかにすることを目的として、以下のような現地調査を行った。調査結果については、今後、分析を進め、来年度中に投稿論文としてまとめる予定である。(1)基本的気象データ(気温・湿度・降水量)の観測をおこない、データロガーを用いて記録した。(2)プランテイン・バナナ栽培を中心とした焼畑農耕システム、及びカカオ栽培について、農法や土地利用に関する参与観察、聞き取り調査、及び収穫量や畑の面積の測定などを行った。(3)原生林、遷移段階の異なる二次林、焼畑、及びカカオ園内において、植生調査・標本収集、及び土壌採集を行った。(4)カメルーン農業省、国際農業研究機関において、資料の収集、及び研究者との意見交換を行った。本年度前期は、当初の研究計画にそって、これまでの現地調査及び文献研究の成果をまとめ、日本アフリカ学会で口頭発表し、その発表をもとに投稿論文としてまとめ、アジア・アフリカ地域研究誌上において発表した(四方篝,「伐らない焼畑-カメルーン東南部の熱帯雨林帯におけるカカオ栽培の受容にみられる変化と持続-」,『アジア・アフリカ地域研究』,第6-2号,257-278,2007年3月.)。論文においては、現地調査で収集したデータの分析結果を中心に、アフリカ諸国におけるカカオ栽培の歴史や近年のカカオ栽培の動向などについて文献研究を深め、カカオ栽培が調査地域の焼畑システムにもたらした変化を解析し、現地の人々の生活のなかでどのように解釈され、位置づけられているのかについて議論をおこなった。本年度後期は、国際シンポジウム(京都シンポジウム2006)に参加し、カメルーン熱帯雨林における人間活動と森林植生の関わりについての研究成果をポスターにて発表した。また、同時に開催されたサテライトワークショップ「創られた自然景観;アフリカとアジアの生態史」及び「『地域』をつくるバナナとエンセーテ:アジア・アフリカにおけるバショウ科作物を基盤とする持続的生業システムの比較研究」に参加した。とくに、前者においては口頭発表をおこない(SHIKATA, K. "History in the Forest: Relationships between Human Activities and Forest Environments in the Tropical Rain forest of Southeastern Cameroon", KYOTO Symposium,2006.Crossing Disciplinary Boundaries and Re-visioning Area Studies Perspectives from Asia and Africa,(Nov.9-13,2006,at Kyoto University))、国内外の研究者と活発な議論をおこなった。今後、土壌サンプルの解析、未整理の調査結果や資料・文献等の分析を進め、これまでの発表の成果とあわせて、博士論文としてまとめる予定である。

本研究の目的は、アフリカ熱帯雨林を地域住民の生活環境として捉え、現在の森が過去から現在までの人との関わりのなかで、どのように創出されてきたのかについてその形成過程をあきらかにすることである。とくに、カメルーン東南部の熱帯雨林に暮らす焼畑農耕民を対象とし、かれらがどのように森林を認識し、利用してきたのか、またその結果、森林はどのような影響を受けてきたのかということについて生態学的視点、及び歴史的背景を考慮しながら分析する。このような通史的な人と森との相互関係の理解に基づいて、国家ないし国際的な政治・経済状況や森林資源開発が及ぼす影響について再検討を加え、森林の生態的理解に深く根ざした持続的利用に関する新たな知見を得ることを目標としている。昨年度7月から今年度6月までの12ヶ月間は出産・育児のため研究活動を中断した。その間、学会参加及び文献研究を中心に可能な範囲において研究活動をおこなった。研究活動に復帰後は、セミナー等での発表を通じて研究内容についての議論を深めながら、博士論文の執筆をすすめた。博士論文では、カメルーン東南部熱帯雨林に暮らす焼畑農耕民の生業活動の変容と森林景観の動態について、(1)定住後の森林利用形態と焼畑農粗耕の特徴、(2)過去の集落移動と植生への影響、(3)商品作物カカオの導入と農耕システムの変化、以上3つの側面からの分析・議論をおこなった。
プログラミング学習の理解度評価に関する研究

本研究では初学者がプログラミングを理解する過程を解明し、学習者の作成したプログラムと理解のレベルの関係を明らかにすることを目的とする。1年目である平成29年度では、主に(1)初学者のプログラミング理解過程の分析と理解モデルの構築と(2)教育用プログラミング言語における作品評価モデルの検討を行った。まず初学者のプログラミングの理解過程を分析し、その理解モデルを構築するために複数の教科書を分析し、プログラムを理解するために必要な学習要素と学習要素間の依存関係をモデル化した。次にプログラムに含まれる構文要素を自動抽出するシステムを開発し、学習者が作成したアニメーションやゲームなどを含む多様なプログラムを分析することで、作成したプログラムと学習者の理解度との関係を明らかにした。次に初等中等教育で利用されている実績のある教育用プログラミング言語を調査することで、作品評価における汎用言語との違いを明らかにした。2年目である平成30年度では、前年度に得られた成果を発展し、(3)小学校・中学校・高等学校の新学習指導要領の内容との対応分析および授業での評価実験および(4)得られた知見のC言語など汎用プログラミング言語教育への適用において検証し、授業で効果的に活用するための授業案問うを公開した。小学校においては、低学年、中学年、高学年のそれぞれの発達段階に応じたプログラミングの内容を検討し、その成果を3冊のドリル教材として出版した。中学校においては、小学校から中学校までの一貫したプログラミング教育の流れとして、適切な授業モデルを提案した。高等学校においては、本研究の成果を学習指導要領の検討に反映し解説を出版するとともに、文部科学省からPythonとドリトルなどの言語に対応した教員研修用の資料を出版した。また、センター試験の問題記述言語であるDNCLを授業で利用するためのオンライン教材「どんくり」を開発しWebで公開した。研究により得られた知見をもとに、書籍や学術論文などの成果に結びつけることができた。今のところ順調に研究を進められていることから、今後は平成29年度と平成30年度の成果を継続し、引き続き予定されている実施計画を推進する。まず初学者のプログラミングの理解過程を分析し、その理解モデルを構築するために複数の教科書を分析し、プログラムを理解するために必要な学習要素と学習要素間の依存関係をモデル化する。特に汎用言語の学習で学習者がつまずきやすい部分について、どのような工夫が作品プログラムに影響し理解のしやすさにつながっているのかを解明した。調査の対象としては2013年度から高校の教科書で採用されたドリトル言語に加え、センター試験の問題記述に用いられているDNCLセンター試験用手順記述標準言語、ブロックを画面で組み合わせる形のビジュアル言語であるスクラッチなどを分析した。研究により得られた知見をもとに、小学校のプログラミング授業用の教材を検討することができた。現在のところ順調に研究を進められていることから、今後は平成29年度の成果を継続し、引き続き平成30年度の実施計画を推進する。

予算はほぼ予定通り執行することができた。翌年度は次年度使用額を含めて研究成果の実証等に利用する計画である。研究成果の発表において学内予算等を使えたことにより旅費を節約できた。翌年度は調査データの収集・整理・分析などの作業が発生するため有意義に活用したい。
セントロメア機能制御系の構築を軸にしたゲノム伝達操作技術の開発

当初の予定通り、分裂酵母の新規GATA因子Ams2とセントロメア機能との関連を示唆するデータをチューンアップし、論文にして公表することができた。またコアセントロメア蛋白質Mis6の遺伝的相互作用因子の同定について大きな進展があった。具体的には以下の各点についてデータの蓄積もしくは新規の発見があった。1)免疫沈降法や遺伝的掛け合わせでAms2とMis6の遺伝的物理的関連を調べた。その結果、セントロメア特異的ヒストンH3バリアントCENP-Aの局在には少なくとも2つの異なったパスウェイが必要であることを示唆するデータを得た。現在、CENP-Aの局在化には、Ams2によるセントロメアヌクレオソームのリモデリングとMis6によるCENP-Aの捕捉もしくは安定化が必要とのモデルに基づき検証作業を進めている。2)クロマチン免疫沈降法によりAms2はCENP-Aの局在化しているセントロメア中央コア領域に結合していることを示した。さらにこの領域内のGATAをコアにする配列に特異的に結合していることをゲルシフト法で明らかにした。これはGATA因子がセントロメアに結合し機能している可能性を示唆する初めての報告である。3)Ams2が細胞周期に依存してタンパク量およびその修飾状況を制御されているGATA因子であることを示唆するデータを得た。これは細胞周期依存的制御を受けるGATA因子の初めての報告である。4)Mis6温度感受性変異の多コピーサプレッサー遺伝子の網羅的スクリーニングを開始し、新規セントロメア遺伝子Mix1を分離した。
精子の機械受容とストレインセンサーダイニンの情報変換・統合機構の解明

本研究課題では、ウニ精子のもつ機械受容反応の一つである鞭毛反応、および頭部機械刺激による機械受容反応のカルシウム依存性制御機構に着目した。鞭毛の振動運動の原動力となる微小管滑り運動を起こすダイニンにストレインセンサーとしての機能があり、その特性が鞭毛反応に関係していると推測される。(1)ダイニンの化学力学変換に重要と推測される微小管との結合状態の変化、および、(2)精子への機械刺激により誘導される鞭毛反応と鞭毛内カルシウム濃度変化との関連を解析した。当初、ダイニンによる滑り活性が力を加えた時に変化する様子を直接とらえることを目指したが、うまく行かなかった。そこで、(1)については、タンパク質の三次構造に影響を与えるiodideを低濃度で作用させる手法を用いた。その結果、精製ダイニンのATP加水分解活性を(微小管存在下で)減少させないKI処理条件でも、鞭毛運動の頻度の低下と微小管滑り運動の速度の低下が起こることがわかった。しかし精製ダイニンの実験系で、イオン強度を下げてダイニン-微小管相互作用を上げると、KI存在下でも保持の割合も滑り速度も上昇した。従って、ダイニンの微小管結合部位の構造的安定化がストレインセンシングに重要であると推測される。(2):頭部先端刺激により、精子は、非対称波遊泳から停止,対称波直進遊泳、その後の非対称波遊泳という一連の規則的変化を示し、刺激源を回避することを発見した。さらに、これら一連の反応は、細胞内へのカルシウムの一過的流入とそれに続く排出と対応しており、それらの過程に重要な膜タンパク質の候補がほぼ特定できた。本研究課題では、ウニ精子のもつ機械受容反応の一つである鞭毛反応に着目する。そこで、21年度は、(1)ダイニンが、1分子内で起こす化学力学変換、および、(2)隣り合う分子が微小管を介して相互作用を展開するときの情報伝達が、機械刺激により変化する過程を解析することを目指した。(1)については、ヌクレオチド結合に依存した情報変換の過程がダイニン活性の制御に組み込まれているというモデルに基づき、ダイニンが微小管と安定して結合する条件を探索した。具体的には、非加水分解ATPアナログを用いてダイニン制御部位へのATP結合を模倣し、滑りの前後のダイニンと微小管との相互作用の変化を解析した。その結果、ATPアナログの結合により、ダイニンと微小管との相互作用が強められる、または滑りの速度が上がることがわかった。(2)については、ガラスに付着させたダイニンの活性解析から、N末部分の付着が活性を増大させること、鞭毛から抽出したダイニンでもダブレット上に付着したままであれば外部からの機械的変形に反応しうるという結果を得た.これらの結果から、ダイニンのN末端の構造的安定化がストレインセンシングに重要であると推測される。
反回神経麻痺における神経筋接合部の形態的生理的研究

反回神経損傷後に再生神経が本来支配していたのとは異なる筋に神経筋接合部を形成する現象、つまり過誤支配のメカニズムを解明する目的でモルモットおよびネコを用いて形態学的観察を行った。モルモットの反回神経に凍結損傷を加え、神経線維の変性および再生過程を電子顕微鏡を用いて観察し、また内喉頭筋にHRPを注入して各筋を再支配しているニュ-ロンの配列を二次元的に観察し正常のそれと比較検討した。後筋へのHRP注入による標識細胞は2カ月目より認められるようになり、6カ月目には正常のものとほぼ同数になるまでに回復した。この時点での標識細胞の分布の分析では後筋を再支配しているニュ-ロンの細胞体は正常の領域以外にも認められた。電子顕微鏡を用いた観察では損傷部より末梢では受傷直後より軸索の消失と髄梢の破壊が認められ、10日後頃より神経線維の再生がみられるようになり、3カ月目には再生線維の数と大きさは正常のレベルとなるがその形はまだ不規則であった。モルモットでは声帯の動きが観察できないためネコの反回神経の切断縫合および凍結損傷後の声帯の動き、内喉頭筋の筋電図および後筋へのHRP注入による標識細胞の分布を経時的に観察し、両者の回復過程を比較検討した。切断縫合の場合は9カ月経過しても声帯の可動性は回復せず、筋電図検査では3カ月後より活動電位がみられるようになるが、9カ月たっても正常の活動パタ-ンを示すようにはならなかった。標識細胞は9カ月後には正常の数に復するが後筋再支配ニュ-ロンの細胞体は正常後筋領域以外にも多数存在していた。一方凍結損傷の場合は4カ月以後は声帯の動きおよび筋電図は正常となり、9カ月経過した時点での後筋再支配ニュ-ロンの細胞体は正常領域以外には少数しか認められなかった。今後は神経筋接合部の変性および再生の形態学的研究および性質の異なる神経の再生能力の差の検討を予定している。反回神経損傷後の再生過程における内喉頭筋の筋電図的変化、声帯運動の回復過程およびHRP標識法を用いて後筋を再支配する再生運動ニューロンの再配列を経時的に観察した。実験的損傷には切断縫合および凍結損傷を用いた。切断縫合は臨床的によくみられる損傷回復方法で、凍結損傷は再生神経を誘導するシュワン細胞の基底膜を保存し、細胞成分のみを除去する最も的した再生実験方法である。24Kgのネコをケタラールで麻酔し、左の反回神経を輪状軟骨の下縁から15mmのところで切断縫合したり-80°Cのドライアイスに処理した特殊ピンセットの凍結損傷を加えた。その後、2週間9ヵ月まで経時的に声帯運動、筋電図およびHRP反応細胞の分布を調べた。まづ、切断縫合群では左の声帯は全例で麻酔を示し、大部分がパラメディアンに固定していた。筋電図所見は2ヵ月まではサイレントだったが、その後は9ヵ月まで全が異常なパターンを示し、正常にはもどらなかった。HRP標識細胞は2ヵ月からではじめ徐々に増加して9ヵ月後には正常レベルまで達した。しかし、9ヵ月後の後筋を再支配した運動ニューロン分布をみるとその領域が正常後筋運動ニューロン領域の外にも拡がっているのがみられた。次に、凍結損傷群をみると声帯運動は1ヵ月から回復がみられ4ヵ月からは正常な動きを示していた。しかし一部ではパラメディアンに固定した例をみられた。

筋電図所見も1ヵ月から異常なパターンでありながらも回復がみられ6ヵ月からは正常を示していた。後筋運動ニューロンの標識細胞も1ヵ月からみえはじめ3ヵ月までは正常レベルに達したが、やはりかなり回復が遅い例もみられた。ネコの反回神経の切断縫合および凍結損傷後の神経再生過程および過誤支配に関しては前年度の研究である程度の推定がなされていたが、今年度は例数を増やして詳細に検討した。左の反回神経を輪状軟骨の下縁15mmの部で切断縫合あるいはドライアイスで冷却した特殊ピンセットを用いて凍結し、その後2週間9カ月後まで経時的に声帯運動、筋電図を観察し、さらに後筋にHRPを注入して標識される神経細胞体の分布を二次元的に分析した。切断縫合を行ったものでは9カ月経過しても声帯は固定したままで動きはみられず、筋電図検査では3カ月後頃より活動電位が認められるようになるが正常側とは異なる活動パタ-ンを示し、9カ月たっても正常なパタ-ンを示すようにはならなかった。標識細胞は2カ月後より認められるようになり、その後次第に数を増し9カ月後にはほぼ正常のレベルまで回復した。しかしながら9カ月後の標識細胞の二次的分析では後筋を再支配しているニュ-ロンの細胞体は正常の後筋領域以外にも多数認められた。この結果切断縫合後は神経筋接合部が再生され内喉頭筋に対する再神経支配はなされるが、過誤支配により声帯の正常な可動性が回復されることがないといえる。一方凍結損傷の場合は損傷後4カ月までは声帯は異常運動を示すがそれ以後は正常側とほぼ対照的な動きを示すようになった。筋電図検査でも4カ月後までは異常活動パタ-ンを示したがそれ以後は正常パタ-ンを示すようになった。標識細胞は1カ月後より認められるようになり、その数は4カ月後には正常のレベルに達した。9カ月後の後筋運動ニュ-ロンの再配列の観察では正常後筋領域以外にも少数の標識細胞が認められたが、この程度の過誤支配は声帯運動が正常に復していることより臨床上は問題ないといえる。
宇宙黎明期における巨大ブラックホールと銀河の大規模探査

宇宙誕生直後の10億年は、その後の全宇宙進化を規定することになる極めて重要な黎明期である。星と銀河、そして10億太陽質量にも達するような巨大ブラックホールの初代の種族が、この時期に形成されたと考えられている。本研究は、最先端の観測機器を用いたかつてない超高感度・広視野の探査観測を実現し、宇宙黎明期における巨大ブラックホールと母銀河の普遍的な姿を、世界に先駆けて明らかにしようとするものである。研究初年度となる当該年度には、日本のすばる望遠鏡に搭載された広視野カメラHyper Suprime-Cam (HSC)による広域探査データを用いて、宇宙年齢8億年前後に対応する赤方偏移6の宇宙に存在する巨大ブラックホールの探索法の確立を行なった。遠方の巨大ブラックホールを検出する唯一の方法は、そのクエーサー光を捉えることである。クエーサーは銀河系の星々と同じく、固有の広がりが観測解像度よりも小さい点状天体として観測される。しかし星々とは大きく異なるスペクトルを持ち、可視光・近赤外線のある波長を境に、長波長側で突然明るくなるという特徴を示す。HSCの広域探査データを精査し、このような明るさの特徴を目印として、遠方クエーサーの候補を抽出した。主にすばる望遠鏡と大カナリア望遠鏡を用いて追分光観測を実施し、スペクトルを計測した結果、候補天体の半数以上が真の遠方クエーサーであることが確認された。これをもって、本研究の遂行に十分な効率を持つ探索法が確立された。発見された天体については、地球からの距離や光度などの物理量を測定し、速報として学術誌上にて発見報告を行うとともに、探索法の詳細などと合わせて国内外の研究会において発表を行った。本研究の成功の鍵は、HSCの画像データ上に写る膨大な天体の中から、いかに効率的に遠方クエーサー候補を抜き出すかにある。本年度のうちに十分に効率のよい探査法が確立できたという点で、おおむね順調に進展していると判断した。確立された遠方クエーサーの探索法をフルに活用し、利用可能な全HSCデータから本格的に遠方クエーサー探査の抽出を行う。引き続きすばる望遠鏡、大カナリア望遠鏡など地上の口径8-10m級の大望遠鏡に観測時間を獲得し、候補天体の追分光観測、スペクトルの計測を実施する。得られたスペクトルから遠方クエーサーを同定し、地球からの距離、光度などの個々の天体の物理量を測定するとともに、宇宙空間の単位体積あたりの数密度など統計量についても導出を試みる。これらの統計量を理論モデルと比較し、クエーサーが宇宙を再電離し得たかについて新たな観測的知見を得ることを目指す。
地下深部における岩盤内の流体挙動に関する研究

本研究では,既存あるいは新規発生不連続面の変形と透水特性の評価を目的とした装置を用いて,不連続性岩盤の巨視的な変形および透水挙動を把握すると同時に,デジタルカメラを用いて,任意の段階における供試体の画像の取得し,巨視及び局所的な変形の比較・検証を通して,変形および透水挙動のメカニズムの把握を試みた.その結果,不連続面を包含する供試体において除荷時に透水量増大が確認すると同時に,そメカニズムを把握した.本研究では,既存あるいは新規発生不連続面の変形と透水特性の評価を目的とした装置を用いて,不連続性岩盤の巨視的な変形および透水挙動を把握すると同時に,デジタルカメラを用いて,任意の段階における供試体の画像の取得し,巨視及び局所的な変形の比較・検証を通して,変形および透水挙動のメカニズムの把握を試みた.その結果,不連続面を包含する供試体において除荷時に透水量増大が確認すると同時に,そメカニズムを把握した.世界的にCO_2の削減が急務な課題であり,本年9月には国連気候変動サミットにおいて,わが国は2020年までに1990年比25%の削減という中期目標を新たに表明した.削減策のひとつとして,わが国では,CO_2の地中固定を検討しているが,費用対効果を考えると,地中固定の単独実施ではなく,メタンハイドレートのような資源の増進回収にCO_2を用い,メタンハイドレートと置換することが望まれる.本研究では,置換の前提となる岩盤の健全性に着目し,様々な試験を通してそれを検討すると同時に,CO2とメンタンハイドレートの置換の可能性を探ると同時,より正確に供試体の挙動を探るために,新たな計測システムの構築を目的とした.3次元的な応力下にて,不連続面の変形と透水性能の変化という連成現象の解明と,既存あるいは新規発生不連続面の変形と透水特性の評価を目的とした装置を用いて,不連続性岩盤の巨視的な変形および透水挙動を把握すると同時に供試体変形に関わる局所的な変形を把握するためデジタルカメラを用いて,任意の段階における供試体の画像の取得し,巨視及び局所的な変形の比較・検証を通して,より詳細な挙動のメカニズムの把握を試みた.具体的には,本試験では,セメントをベースとした人工供試体を用いて,平面ひずみ圧縮同時透水試験を行い,また,得られたデジタル画像より,テンピレートマッチング手法の1つである残差マッチングを用いて変位場を算出し,さらに,ひずみ量の算出を行った.これらの試験結果より,画像解析の有用性を立証し,不連続面の局所的な変形挙動と透水特性の関係を明らかにした.研究代表者の開発した装置および上述した画像解析手法の併用は,炭酸ガスの帯水層貯留の実現を念頭においた岩質材料に対する試験方法として,有用であると考えられる.世界的にCO_2の削減が急務な課題であり,その削減策の一つとして,わが国では,CO_2の地中固定を検討しているが,地中固定をするに当たって,注入口となる坑道(立坑)を掘削しなければならない.掘削の対象となるのは,主として岩盤であることから,その変形および透水挙動に関して研究が進められている.軟質な地盤と異なり,岩盤の場合,その変形および透水特性は,岩盤に包含される不連続面に支配されることが知られている.特に,掘削過程において応力は複雑に変化し,例えば,トンネル掘削後はトンネルの放射方向の応力が解放され,逆に,周方向の応力が卓越するという偏差的な状態になる.こうした複雑な応力下において,不連続面の変形が進み,同時に周辺岩盤の透水性が増大する可能性がある.また,応力が定常状態になった後でも,クリープ変形などを生じる可能性もある.そこで本研究では,変形試験と透水試験を同時に行うことのできる独自の試験機を用いて,応力変化をともなう透水-変形連成試験を実施し,各種特性について考察することを目的とした.対象となるのが岩盤であることから,試験供試体としては,無論,天然供試体が望ましいが,天然供試体については入手が困難であることに加え,非均質性に富んでいることから,試験結果にバラツキが生ずるほか,その原因の同定も難しい.そこで,こうしたことを排除すべく,本研究では人工供試体を用いて試験を実施することとした.昨年度は,既往の研究を参考に石膏を主体とした供試体を用いたが,石膏の溶解などが著しかったことから,今年度はモルタルをベースとした供試体を用いて,多数の透水-変形連成試験を実施した.実験では,不連続面を挿入したものも用い,主として,不連続面の変形にともなう透水挙動の変化に着目した.その結果,木連続面の変形によって,供試体の巨視的な透水性は大きく変化することが判明した.炭酸ガスの地中固定,高レベル放射性廃棄物の地層処分,そしてメタンハイドレードの採掘などが注目を集めているが,これらの事業に共通していることとして,事業展開箇所が地中の深い岩盤が対象となっていることが挙げられる.軟質な地盤と異なり,岩盤の場合,その変形および透水特性は,岩盤に包含される不連続面に支配されることが知られている.特に,掘削過程において応力は複雑に変化し,例えば,トンネル掘削後はトンネルの放射方向の応力が解放され,逆に,周方向の応力が卓越するという偏差的な状態になる.こうした複雑な応力下において,不連続面の変形が進み,同時に周辺岩盤の透水性が増大する可能性がある.また,応力が定常状態になった後でも,クリープ変形などを生じる可能性もある.

そこで本研究では,変形試験と透水試験を同時に行うことのできる独自の試験機を用いて,応力変化をともなう透水ー変形連成試験を実施し,各種特性について考察することを目的とした.最終年度は,トンネルの掘削時に生ずる応力変化を勘案し,載荷の程度を変化させたクリープ試験(多段階載荷試験)を実施した.4つほどの載荷パターンを考え,透水ー変形連成試験を実施した結果,不連続面を包含する供試体において除荷時に透水量増大が確認された.この際,巨視的な変形量にはほとんど変化が見られず,透水量が増えた要因として,不連続面の変形によるということが確認された.それを裏付けるために,変形,荷重,そして透水量といった巨視的な測定の他に,デジタルカメラを用いて局所撮影を行い,事後に画像解析を施すことで,局所的な不連続面の変形を確認することができた.また,透水試験に関して,単なる水を流すだけでなく,荷重の増減を行う際に数種類の顔料を溶かし込んだ着色水を通ずることで,どの段階で,不連続面中のどこを流体が流れたかということについても把握することができた.最終年度に,トンネルなどの掘削を考慮した他段階の応力変化を吟味し,研究を総括することを目指しているが,それに関わる基礎的な実験は,昨年度および今年度で終了していることから,上記のような判断をしている.24年度が最終年度であるため、記入しない。概ね順調に進んでいることから,今後は,予定通り,空洞掘削を念頭においた複雑な応力下における不連続面の変形と,それを包含する材料の巨視的な変形について考察すると同時に,実際には把握が難しい不連続面の変形,すなわち,局所的な材料の変形について,画像解析を駆使して捉えていくことを考えている.研究計画の変更は特にないが,一昨年度の課題であった,石膏供試体における石膏成分の溶解という事象は,供試体をモルタルに変更することでクリアされており,現時点では,特に大きな問題点あるいは課題点は存在しない.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ごみ溶融スラグのコンクリート用骨材としての利用

本研究では,ごみ溶融スラグのコンクリート用骨材としての利用に関する研究を中心に行ったが,研究途中で,石材としての利用,石炭ガス化スラグの利用についても併せて検討した。研究結果を要約すると以下のようになる。(1)都市ごみ溶融スラグ細骨材および粗骨材のコンクリートへの利用:4種類の溶融スラグ細骨材および3種類の空冷スラグ粗骨材について利用の可能性について検討した。研究の結果,製造方法の違いによりスラグの性質はやや異なるものの,コンクリート用細骨材および粗骨材としての品質基準をいずれのスラグも概ね満足した。また細骨材置換率50%の鉄筋コンクリート製品は,強度構造性状および耐凍害性において問題なく,実用可能であると判断された。さらに高強度コンクリートを作製し,プレストレストコンクリート部材の特性を調べた。その結果,定着長さ,PC板の収縮ひずみおよび静的曲げ破壊性状は普通骨材を用いた場合と同等で,ごみ溶融スラグを用いた高強度コンクリートはプレストレストコンクリート部材に使用可能であると判断された。(2)スラグ人工石の環境保全型資材としての利用:ごみ焼却灰を溶融し結晶化させた人工石について建設資材としてのリサイクルの可能性を検討するため,排水路工における玉石の代替材料および人工漁礁材への適用を試みた。その結果,多自然型工法や磯やけなどに対応できる建設資材として,十分利用可能であると判断された。(3)石炭ガス溶融スラグの利用:化複合発電は,石炭ガス化溶融スラグのコンクリートおよびアスファルト用細骨材としてリサイクルの可能性を検討した。その結果,環境安全性および物理的・化学的品質において問題なく,利用可能であると判断された。ごみ溶融スラグのコンクリート用細骨材および粗骨材としての検討を行った。その結果,以下のことが明らかとなった。(1)細骨材:製造方法の異なる4種類の都市ごみガス化溶融スラグ(キルン,サーモセレクト,流動床,コークスベット)について,コンクリート用細骨材としての利用の可能性について検討した。研究の結果,製造方法の違いによりスラグの性質はやや異なるものの,コンクリート用細骨材としての品質基準をいずれのスラグも満足し,スラグがコンクリート用細骨材として利用できる可能性が高いことが明らかとなった。また置換率50%のコンクリート製品は,強度および耐凍害性において問題なく,実用可能であると判断された。(2)粗骨材:空冷したごみ溶融スラグのコンクリート用粗骨材としての利用の可能性を検討するため,3種類のスラグ(スラグO, H, K)の品質およびこれを粗骨材として用いたコンクリートの諸性質を検証した。研究の結果,以下のことが明らかとなった。(1)いずれのスラグもSO3の含有量が多いことを除くと,コンクリート用粗骨材としての物理的,化学的性質は良好であった。(2)スラグからの重金属の溶出はきわめて少なかった。(3)スラグを用いたコンクリートの強度は普通コンクリートと同等かやや低かった。(4)スラグOを用いたコンクリートの耐凍害性は高いものの,スラグHおよびKを用いたコンクリートの耐凍害性は極めて低かった。石炭ガス化溶融スラグのコンクリート用細骨材としての検討およびごみ溶融スラグ人工石の建設資材としての検討を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。1)石炭ガス化溶融スラグ細骨材:石炭灰は1000万tが発生しており、産業廃棄物の中でも最大量を占める。現在、その大半は埋立処分され、残りはセメント原料として利用されている。しかし、埋め立て処分場の逼迫,セメント生産量の減少などから,石炭灰の有効利用が望まれている。石炭ガス化

溶融スラグは,石炭ガス化複合発電(IGCC)方式の際に発生するもので、砂状の粒である。本研究ではこのスラグについてコンクリート用細骨材としての利用の可能性について検討した。研究の結果,コンクリート用細骨材としての品質基準をいずれのスラグも満足し、スラグがコンクリート用細骨材として利用できる可能性が高いことが明らかとなった。また置換率50%のコンクリート製品は,強度および耐凍害性において問題なく,実用可能であると判断された。2)ごみ溶融スラグ人工石:ごみ焼却灰を溶融し、これをゆっくり冷却、結晶化させた人工石について建設資材としてのリサイクルの可能性を検討するため、排水路工における玉石の代替材料および人工漁礁材への適用を試みた。その結果、多自然型工法や磯やけなどに対応できる建設資材として、十分利用可能であると判断された。このことは、廃棄物の有効利用を行うことのみならず、環境の保全に積極的に働きかけること証明するもので、今後の環境保全事業の取組みにおいて大きなヒントを与えた。ごみ溶融スラグを高強度コンクリートへ適用するため,ごみ溶融スラグ微粉末,細骨材および粗骨材を用い,高強度コンクリートの強度,耐凍害性能を検証した。さらにプレストレストコンクリート板を製作し,構造性能,プレストレストコンクリートの特性が普通コンクリートと同等となることを検証した。スラグを用いたコンクリートのPC板への適用に関して,以下の知見が得られた。(a)プレテンション部材の定着長さは,普通骨材を用いた場合と同程度であった。(b)収縮ひずみは,PC板および乾燥供試体共に普通骨材を用いた場合の方が大きくなった。(c)静的曲げ破壊試験において,ひび割れ発生荷重および破壊荷重は,普通骨材を用いた場合と同程度であった。(d)ひび割れ状況や荷重-変位量曲線において,普通骨材を用いた場合と同程度であった。(e)凍結融解試験において,スラグを用いても普通骨材を用いた場合と同等であり,相対動弾性係数においても90%以上と高い耐凍害性能を示した。
表皮水疱症に対する細胞療法の開発

成体表皮水疱症マウス(COL17欠損)に対して、以下の実験を行った。(1)経静脈投与移植群と比較して経骨髄移植群では同等以上の末梢血生着が確認され、欠損COL17の回復が確認された。(2)移植後マウス皮膚より、骨髄由来とそれ以外の表皮角化細胞を回収し、遺伝子発現の差違を検討したところ、2.0倍差以上を認めたプローブが57同定された。(3)名古屋大学皮膚科および小児科と共同し、重症表皮水疱症患者に対する造血幹細胞移植療法の臨床試験を倫理審査委員会に提出した。レシピエントとなるCOL17欠損マウスおよびCOL7不完全ヒト化マウス、COL7完全ヒト化マウスの繁殖を行った。これらの成体マウスが得られた時点で、以下の幹細胞移植実験を行った。(1)従来の経静脈投与と比較して生着率の向上が期待でき、かつ臨床応用を考慮した際に治療的手技として確立されている方法として、GFP+Tgマウス由来の骨髄細胞を経骨髄移植した。フローサイトメトリーでは、経静脈投与移植群と比較して経骨髄移植群では同等かそれ以上の末梢血生着が確認された。創傷治癒部、およびびらん治癒部の皮膚を検討したところ、GFP陽性表皮角化細胞が約0.2%確認され、COL17欠損マウス群においてはRT-PCRにて欠損COL17の回復が確認されたが、マウスCOL7については回復が確認されなかった。臨床症状および生命予後の変化については、現在経過観察中である。(2)骨髄細胞や脂肪組織より分離培養したGFP+Tgマウス由来の間葉系間質細胞を骨髄腔内投与した。生着を確認するために4週間後に骨髄細胞を採取し、GFP陽性間葉系間質細胞の有無をフローサイトメトリーで解析したが、大部分の移植マウスにおいてGFP陽性細胞は確認されなかった。また、投与後の創傷上皮化部、およびびらん治癒部の皮膚を検討したが、GFP陽性表皮角化細胞やCOL17の回復は確認されなかった。(3)ヒト問葉系間質細胞を免疫不全NOGマウスに経骨髄移植した。移植後の創傷治癒部において、HLA classI陽性細胞が真皮にわずかに確認された個体が5匹中1匹でみられたが、表皮では全く検出されなかった。また、組織RT-PCRにおいては5匹中2匹でhuman GAPDH陽性、5匹中1匹でhumanCOL17陽性であったが、現時点で他のヒト皮膚基底膜蛋白の発現は確認されなかった。よって、現在は間葉系間質細胞を皮膚へrecruitすると報告されているHMGB1蛋白(Tamai K et al.,2011)およびCCL27(Sasaki M,Fujita Y et al.,2008)を併用した移植実験系を施行し、解析中である。レシピエントとなるCOL17欠損マウスの繁殖を行った。1従来の経静脈投与と比較して生着率の向上が期待でき、かつ臨床応用を考慮した際に治療的手技として確立されている方法として、骨髄細胞を経骨髄移植した。経静脈投与移植群と比較して経骨髄移植群では同等かそれ以上の末梢血生着が確認された。GFP陽性表皮角化細胞が約0.2%確認され、COL17欠損マウス群においてはRT-PCRにて欠損COL17の回復が確認された。2骨髄移植を行ったCOL17欠損マウスの皮膚より、骨髄由来とそれ以外の表皮角化細胞をそれぞれ回収し、遺伝子発現の差違をRNAマイクロアレーで検討した。合計23446プローブが解析可能であり,そのうち遺伝子発現に2.0倍差以上を認めたプローブが57同定された.3ヒト間葉系間質細胞を免疫不全NOGマウスに経骨髄移植した。また組織RT-PCRにおいては5匹中2匹でhuman GAPDH陽性、5匹中1匹でhumanCOL17陽性であったが、現時点で他のヒト皮膚基底膜蛋白の発現は確認されなかった。そこで、間葉系間質細胞を皮膚へrecruitすると報告されているHMGB1蛋白を併用した移植実験系を施行したところ、創傷治癒過程の中期で創傷治癒の促進が確認された。RT-PCRにおいてもhuman COL17陽性率の改善がみられた。4臨床応用に向けて、名古屋大学皮膚科および小児科と共同し、重症表皮水疱症患者に対する造血幹細胞移植療法の臨床試験を倫理審査委員会に提出した。現在審議が継続中である。COLI7

欠損マウスに対する経骨髄移植実験においては従来と同等以上の生着率が確認され、臨床症状や生命予後は現在経過観察中である。また、間葉系間質細胞移植実験においては現時点で当初予想された皮膚細胞への分化が確認されていないが、当初の実験計画の通り、遊走・分化促進因子と考えられているものを併用した移植実験を施工中であり、現時点でこの系においてはドナー由来細胞の存在が確認されつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。移植レシピエントとなるCOL17欠損マウスの増産を図った上で、移植実験系を継続して細胞療法の有効性を臨床症状の変化・予後の観点から引き続き検討する。遊走・分化促進因子と考えられているものの有用性が明確となり、レシピエント由来表皮角化細胞が十分数得られた場合は、フローサイトメトリーにて分離のうえRT-PCR、real-time RT-PCRおよびマイクロアレーなどでprofileの差違を検討する予定である。
白血病新規マーカーとしての血清ユビキチン測定の有用性の検討

生体内での蛋白質品質管理機構の1つにユビキチン-プロテアソーム系がある。プロテアソーム阻害剤ボルテゾミブ(BTZ)は、急性前骨髄性白血病細胞株に対して殺細胞効果を示すが、その機序として、BTZは異常蛋白PML/RARAを過剰に蓄積させ、その結果ERストレスが高まり、UPR(小胞体ストレス応答)を破綻させ、細胞死を誘導することを見いだした。更に、PML/RARAのユビキチン化酵素(E2)がUbcH8であることを同定し、血清中UbcH8の増加が、BTZによる細胞死と比例することを確認した。今回、血清中のE2濃度測定がプロテアソーム阻害剤の病勢を反映するバイオマーカーとして有用であることが示された。本研究は、ユビキチン-プロテアソーム系(UPS)に関わる酵素、ユビキチン活性化酵素(E1)、ユビキチン結合酵素(E2)及びユビキチンリガーゼ(E3)のうちE2活性が、白血病のバイオマーカーとして臨床検査に適応可能かどうかを検討するものである。E1、E2、E3は蛋白質固有であり、急性前骨髄性白血病(APL)に特徴的なPML/RARAキメラ蛋白のE2がUbcH8、E3がSIAH-1であるという報告(FASEB J. 2008)を前提に、APL細胞株NB4を用いて実験を行なった。UbcH8がNB4細胞中に微量に存在し、培養上清中には存在しないことをIP(免疫沈降)法にて確認後、NB4にプロテアソーム阻害剤(ボルテゾミブ: BTZ)を添加したところ、BTZ濃度依存的に(1) NB4の細胞死が誘導され、(2)細胞中のユビキチン化(Ub) - PML/RARAは増加、Ub- UbcH8は微量変化し、(3)培養上清中のUb - PML/RARA、Ub - UbcH8は微量ではあるが検出された。一方、E3(SIAH-1)を人工的にペプチド合成し、生理活性反応測定装置(AMIS-101:バイオエックス社)を用いて、NB4培養上清中のE2活性を測定したところ、BTZ濃度依存的にE2活性は増加した。生理活性測定装置における結果は、申請者らの仮説「UPSで処理されずに蓄積した蛋白がERストレスを高めてUnfolded protein response (UPR)を破綻させ、細胞死を誘導する。さらに細胞死の結果、細胞内からUPS関連物質が細胞外に逸脱し、その逸脱物質はUPS関連疾患の病態を反映するバイオマーカーとして使用できる」が、培養細胞レベルで実証されたことを意味する。生体内には生命維持のために蛋白質の品質管理機能があり、その一つはユビキチン-プロテアソーム系(UPS)で行われている。ユビキチン化にはE1、E2、E3の3つの酵素が関与しており、これらは蛋白質固有であり、疾患により疾患関連蛋白のE1、E2、E3が変化することが知られている。プロテアソーム阻害剤ボルテゾミブ(ベルケイド)は、2006年多発性骨髄腫(MM)に承認、他の抗悪性腫瘍剤との併用も可能になった。しかし、その作用機序は明らかでなく、その機序を我々は、『ボルテゾミブは、本来UPSで処理されるべき異常蛋白を蓄積させることにより、ER(小胞体)ストレスを過度に高め、そのレスキュー反応であるUPR (Unfolded protein response)を破綻させて、細胞死を誘導する』と考えた。本研究の目的は、(1)この仮説を急性前骨髄性白血病(APL)細胞を用いて証明する(2) APLの疾患原因蛋白であるPML/RARAキメラ蛋白に対するユビキチン化酵素が、APLのバイオマーカーとして臨床適応可能かどうかを検討することである。我々は以前、PML/RARA蛋白のE3がSIAH-1であることを報告した。今回、SIAH-1に対するE2がUbcH8であることを同定し、更にボルテゾミブによる抗腫瘍効果と細胞中のPML/RARAおよびUbcH8濃度が相関することを見いだした(H25年度)。H26年度、ボルテゾミブの腫瘍効果に比例して、1細胞上清中のUbcH8濃度が増加すること(PML/RARAは増加しない)2ERストレスマーカーであるXBP-1, BiP/GRP78が増加することを証明した。これは(1)ボルテゾミブは、本来UPSで処理されるべきPML/RARAを蓄積させることにより、ERストレスを過度に高め、UPRを破綻させた結果、細胞死を誘導した(2) PML/RARAに対するE2酵素(UbcH8)の血清中濃度の測定が、APLのバイオマーカーとして臨床応用可能であることを示すものである。この研究成果を、ANTICANCER RESEARCHに報告した(in press)。ユビキチン化にはE1、E2、E3の3つの酵素が関与しており、これらは蛋白質固有で、疾患により疾患関連蛋白のE1、E2、E3が変化することが知られている。

プロテアソーム阻害剤ボルテゾミブの作用機序は明らかでなく、その機序を我々は、『ボルテゾミブは、本来UPSで処理されるべき異常蛋白を蓄積させることにより、ER(小胞体)ストレスを高め、そのレスキュー反応であるUPR (Unfolded protein response)を破綻させて、細胞死を誘導する』と考えた。本研究は、(1)この仮説を急性前骨髄性白血病(APL)細胞株を用いて証明、(2) APLの疾患原因蛋白であるPML/RARAキメラ蛋白に固有のユビキチン化酵素が、APLのバイオマーカーとして臨床適応可能かどうかを検討することを目的とした。我々は以前、PML/RARA蛋白のE3がSIAH-1であることを報告した(J. Pept. Sci. 2012)。今回、SIAH-1に対するE2がUbcH8であること、ボルテゾミブによる抗腫瘍効果と細胞中のPML/RARA及びUbcH8濃度が相関することを見いだした(H25年度)。次いで、ボルテゾミブの腫瘍効果に比例し細胞上清中のUbcH8濃度が増加すること(PML/RARAは増加しない)、同時にERストレスが高められることを検証した(H26年度)。更に、PML/RARAが細胞上清中に検出されない理由として、PML/RARAは容易に凝集し、オートファジー系により排除されることを確認した(H27年度)。以上の結果から、ボルテゾミブのAPLに対する抗腫瘍効果の作用機序の一つとして、ボルテゾミブにより本来UPSで処理されるべきPML/RARAが蓄積、それによりERストレスが過度に高められた結果、UPRが破綻し、細胞死が誘導されることを証明した。そして、血清中でのPML/RARAのE2酵素(UbcH8)の濃度測定が、APLの病勢を反映するバイオマーカーとして臨床応用可能であることを確認した。生体内での蛋白質品質管理機構の1つにユビキチン-プロテアソーム系がある。プロテアソーム阻害剤ボルテゾミブ(BTZ)は、急性前骨髄性白血病細胞株に対して殺細胞効果を示すが、その機序として、BTZは異常蛋白PML/RARAを過剰に蓄積させ、その結果ERストレスが高まり、UPR(小胞体ストレス応答)を破綻させ、細胞死を誘導することを見いだした。更に、PML/RARAのユビキチン化酵素(E2)がUbcH8であることを同定し、血清中UbcH8の増加が、BTZによる細胞死と比例することを確認した。今回、血清中のE2濃度測定がプロテアソーム阻害剤の病勢を反映するバイオマーカーとして有用であることが示された。細胞レベルでの実験はほぼ終了し、論文投稿し受理された。検査血液学ボルテゾミブによる抗腫瘍効果を観察するマーカーとして、ユビキチン結合酵素E2(UbcH8)が有用であることが示された。本年度は、生理活性反応測定装置(AMIS-101)を用いて、E2(UbcH8)が測定可能かどうかを検討する。そのためには、まず人工的なE3(SIAH-1)を作製する。そして実際に培養上清中およびAPL担癌マウス血清中の微量E2(UbcH8)を測定し、患者への臨床応用を目指す。IP-WB(ウエスタンブロット)法によるUbch8(E2)蛋白の検出は、NB4培養上清中において極微量であるため、使用抗体・WB測定条件等の変更に時間が費やされ、やや遅れが生じた。実験継続のため生理活性反応測定装置によるE2活性の測定は、人工的に作製したE3(SIAH-1)を用いてE2からE3に転送されるプロトンの変化を検出するものであり、E2非選択的にE2活性が測定される。申請者らは、E3(SIAH-1)に対するE2がUbch8、Ubch5、Ubch6など数種類あることを報告している(J Pept Sci. 2012)。