hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞内栄養センサーとしてのリボソームの翻訳伸長停止メカニズムの解明

これは,機能不全,あるいは新生ポリペプチド鎖との相互作用能力を失ったリボソームタンパク質uL4が植物体に大きな影響を及ぼすことを示唆する結果であり,植物の発生・発達段階でのリボソーム出口トンネルの役割の普遍性の提唱につながる.また,来年度に予定したリボソーム出口トンネル変異株を用いたリボソームプロファイリング解析の予備的な実験を進めた.本研究では,新生ポリペプチド鎖に依存したリボソーム停滞機構の解明を目指し,特にリボソームタンパク質uL4に着目して以下の研究を進めた.(1)新生ポリペプチド鎖依存的なリボソーム停滞へのuL4の関与リボソームタンパク質uL4はループ構造を有し,新生ポリペプチド鎖の通り道(出口トンネル)を形成する.リボソームの活性中心から出口に1/3程度(10アミノ酸程度)進んだところに,uL22とともにuL4のループ構造が突き出し,狭窄部位が形成される.本研究では,uL4のループ領域にさまざまな変異をもつuL4-FLAG遺伝子を発現するシロイヌナズナ株を材料とした.これらの株から無細胞翻訳系を作製し,複数の制御性ポリペプチド鎖に依存したリボソーム停滞への狭窄部位の関与を評価した.その結果,uL4のループ領域への変異は対象となる配列により異なる結果を示した.また,短いポリペプチド鎖に依存したリボソーム停滞には影響を与えなかった.新生ポリペプチド鎖に依存したリボソーム停滞にリボソーム狭窄部位が関与する生化学的証拠を示しただけでなく,多様な配列をもつ制御性ポリペプチド鎖が狭窄部位に異なる形で作用し,リボソーム停滞を誘導することを見出した.(2)機能不全リボソームタンパク質によるリボソームストレス応答前年度の解析から,ループ領域の大部分を欠く改変型uL4-FLAGを発現するシロイヌナズナ株では,葉の形態異常が見られた.生化学的解析により改変型リボソームタンパク質の機能を評価したところ,遊離のリボソームタンパク質でなく,リボソームサブユニットへの結合が示唆されたが,いまだ機能不全かどうかを示す結果は得ていない.また,RNA-seq解析の結果,コントロール株に比べて改変型uL4-FLAGを発現するシロイヌナズナ株ではいくつかの転写因子の発現が上昇しており,リボソームストレス応答が示唆された.本年度は,リボソーム停滞を誘導する制御性ポリペプチド鎖の中でも,リボソーム内部で狭窄部位と相互作用できないほどに短い配列(10アミノ酸以下)を新たに解析対象に加えた.その結果,これらの制御では,uL4のループ領域の変異に依存せず,野生型リボソームと同様にリボソーム停滞が誘導されることを示すことができた.前年度に明らかとなった機能不全と考えられる改変型リボソームタンパク質の機能解析を進め,興味深いことにリボソームサブユニットへの結合を示唆する結果を得た.また,葉の形態異常に加え,改変型リボソームタンパク質を発現するシロイヌナズナ株では,他の段階でさらなる異常を示すデータも得られた.ただ,今年度に予定したリボソームタンパク質uL22変異体を用いた解析が進まず,次年度へ繰り越しとなった.平成30年度は,平成29年度に着目したuL4とともにリボソーム出口トンネルを形成するuL22に着目し,新生ポリペプチド鎖に依存したリボソームの停滞への関与を検証し,学術論文の投稿準備を進める.また,ループ領域を大きく欠いた変異型uL4のリボソームとしての機能性を生化学的に評価し,生理学的解析によって発生・発達段階への機能不全リボソームタンパク質の影響を検証する.
ケイ素の二元効果を用いる新規位置選択性制御ヒドロシリル化の開発

本研究は、ヒドロシリル化の一方の基質であるヒドロシランを、同時に典型金属Lewis酸としてとらえ、ケイ素を二元的に用いることで、配向性基を持つ末端アルキン類を基質とし、ケイ素基の内部付加選択性を実現することを目的とする。平成11年度の結果を受け、配向性基としてベンズアミドおよびスルホンアミドというアミド基を選び、まず、O-プロパルギルエタノールアミン誘導体(1)を基質とした。また、触媒には、ヒドロシリル化に対して最も高い反応活性を持つ白金(0)錯体、同様に典型的なヒドロシリル化触媒であるロジウム(I)錯体、および、内部付加選択性を発現する触媒として、筆者らがすでに見いだしている、ルテニウム(II)錯体を用いた。基質1のヒドロシリル化を、クロロシランで行ったところ、まず収率よく反応が進行することがわかった。これは、N,N-ジメチル-O-プロパルギルエタノールアミンのヒドロシリル化が、クロロシランでは全く進行しないという、前年度の結果と対照的である。位置選択性に関しては、依然として、一般の直鎖末端アルキンを基質とした場合の結果となんら変わらなかった。そこで、次に、アミド基の位置がよりアルキン部位にに近づいた、N-プロバルギルフタルイミド(2)を基質とした。白金(0)錯体およびロジウム(I)錯体を用いた場合、その位置選択性は、有機合成的に十分な程度ではないが、一般の直鎖末端アルキンの場合とは明らかに異なり、内部付加配向性を示した。また、ルテニウム(II)錯体では、98%という、合成的にほぼ完璧な内部付加選択性が実現できた。ケイ素上に電気陰性基を持たないトリアルキルシラン類は、ケイ素上へのアミド基の配位を受けないと考えられるが、実際反応に用いると、同様に内部付加配向性が見られる。したがって、触媒金属中心への配位が位置選択性に影響を及ぼすといえるが、いずれにせよ、アミド基が位置選択性制御に重要な役割を果たすことが示された。本研究は、ヒドロシリル化の一方の基質であるヒドロシランを、同時に典型金属Lewis酸としてとらえ、ケイ素を二元的に用いることで、配向性基を持つ末端アルキン類を基質とし、位置選択性制御を行うことを目的とする。硬い酸であるケイ素への配位という観点から、配向性基として、アミノ基およびその保護体を選び、4-アミノ-1-ブチン誘導体(1)を基質の一つとした。また、生成するアルケニルシラン類が、引き続く合成中間体として用いられることを考え、最終的にアミノ基が除去できる構造も考慮し、O-プロパルギルエタノールアミン誘導体(2)も検討対象とした。触媒には、ヒドロシリル化に対して最も高い反応活性を持つ、白金(0)錯体を用いた。基質2のN,N-ジメチル体でヒドロシリル化を行ったところ、用いるシランによって反応の状況が大きく異なった。クロロシラン類をヒドロシランとして用いると、ヒドロシリル化そのものは進行しなかったものの、反応溶液中で、ケイ素とアミノ基との相互作用が最も大きいことが、NMR測定によって観測された。一方で、電気陰性基を持たないアルキルシラン類を用いると、ヒドロシリル化は進行したものの、その位置および立体選択性は、一般の直鎖末端アルキンを基質とした場合の結果となんら変わらず、ケイ素と窒素の相互作用はほとんどないことが示唆された。したがって、アミノ基の保護基を変えて、窒素の電子密度を調整することで、ヒドロシリル化が進行する条件を見い出す必要がある。基質2に関する以上の結果から、基質1を、より窒素上の電子密度を下げた、ベンズアミドおよびスルホンアミド構造とし、合成を検討中である。平成12年度は、本年度の結果を受けた上記の検討内容と共に、配位サイトとしてのケイ素とヒドロシランとしてのケイ素という機能分離をした基質系についても探索を行う。

ケイ素上に電気陰性基を持たないトリアルキルシラン類は、ケイ素上へのアミド基の配位を受けないと考えられるが、実際反応に用いると、同様に内部付加配向性が見られる。したがって、触媒金属中心への配位が位置選択性に影響を及ぼすといえるが、いずれにせよ、アミド基が位置選択性制御に重要な役割を果たすことが示された。
放射状壁面噴流を用いた準置換換気方式の換気効率及び室内熱環境に関する研究

本研究は室内で温度成層を形成して居住域のみを重点的に空調しつつ快適性を確保することを意図して、床面への衝突噴流を用いた換気方式(IJV方式)を対象として実験室実験及び気流解析(CFD)を用いてその熱的性能の評価を行った。その結果、従来の置換換気方式(DV方式)と比較して居住域内が適度に混合して快適性を保つことができることが示された。またCFD解析で評価を行うにあたっての乱流モデルや格子配置に関する適切な解法が示された。本研究は衝突噴流換気方式(Impinging Jet Ventilation、以降IJV方式)空調の室内熱環境解明を取り扱うものであり、当該年度においては申請当初の計画に従い、暖房時の有効性を評価することを目的として置換換気方式(Displacement Ventilation、以降DV方式)とIJV方式において室内環境の比較を行った。当初計画では数値流体力学(以降CFD解析)を用いて数値計算による暖房時の性能評価を目的としていたが、より好ましい実験室実験が可能な状況であったため実験による室内温度分布の評価を実施した。その結果、比較的大きな風量条件においては両者に差はないものの、邸風量条件においてはIJV方式はDV方式より上下温度分布が解消する傾向がみられ、当該方式の有効性と将来性を示すことができた。また、IJV方式がDV方式と比較して最も有効と考えられる高熱工場等を想定して、大きな熱負荷を有する室内での冷房実験も同様に実験室実験により評価を行い、IJV方式ではDV方式と比較して居住域内が適度に混合されるという結果が得られ、快適性と省エネ性を両立することが可能な新たな空調システムとしての可能性が示されたと言える。さらに、当初の研究計画に従い、冷房と暖房の両方を対象として吹出気流の詳細な性状を把握することを目的として粒子画像流速計(Particle Image Velocimetry)を用いた面的流速測定を行った。これにより両方式の換気メカニズムの相違点を定量的に評価することができたと同時に、今後CFD解析を用いたケーススタディを実施する際の精度検証用の詳細データを取得することができたと言え、将来的に室内温度分布予測モデルを開発するにあたっての有効な成果が得られた。本研究は衝突噴流換気方式(Impinging Jet Ventilation、以降、IJV方式)空調の室内熱環境解明を取り扱うものであり、当該年度においては,申請当初の計画に従い、実物大の実験室実験により吹き出し性状測定実験を行った。本測定はI型熱線風速計を用いて平均風速分布、乱流エネルギーを測定し、後に計画されている数値流体解析(以降、CFD解析)の境界条件として用いることを意図したものである。なお、当初計画に加え、従来の置換換気(Displacement Ventilation、以降、DV方式)とIJV方式の吹き出し後の気流性状を定性的に把握するため、気流の可視化実験も実施している。また、当該年度においては、今後行うCFD解析の精度検証時の真値取得のための室内風速、温度、乱流統計量の分布を測定することも計画しており、本項目においても実物大の実験室実験を行うことで、給気量及び給気温度をパラメータとして変更して上記流体量の分布の測定を行った。なお、本実験項目中の室内温度分布おいては、当初計画に加えてDV方式の分布の測定も行っており、基本的な室内熱負荷条件下でのIJV方式とDV方式の室内温度分布の違いが定量的に把握された。さらに、当該年度の翌年度に予定されていたCFD解析にも一部着手し、等温場における衝突噴流換気システムのCFD解析手法の検討として、乱流モデルを変更した解析を行うに至った。本解析においては検討を行った乱流モデルの中で解析精度に違いが見られたものの、実験結果と良く一致する結果が得られるまでには至っておらず、今後の展開として格子分割やさらに高次の乱流モデルについての検討を行う所存である。本研究は床面への放射状衝突噴流を用いた換気方式(Impinging Jet Ventilation、以降IJV方式)を導入した空調システムの室内熱環境解明を取り扱うものである。当該年度はその詳細を明らかにするための数値流体解析(Computational Fluid Dynamics以降、CFD解析)を実施するため、まずは実験室実験により精度検証時の真値となる測定値を取得した。具体的には室内温度分布と吹出口近傍の風速であり、風速は3次元ベクトルを取得するための超音波風速計による測定と乱流統計量を取得するための熱線風速計による測定を実施した。また、CFD解析の境界条件となる実験値として、発熱体表面温度と壁面表面温度、床面通過熱流の測定を行った。これらの測定により真値及び境界条件を取得することに加え、IJV方式を用いることでどのような室内熱環境が形成されるかを明らかにすることができた。さらに、一般的に室内温度成層を形成すると言われている置換換気方式(Displacement Ventilation、以降DV方式)でも室内温度分布を形成することで、熱環境を比較することとした。

実験で得られた境界条件をCFD解析上で反映してIJV方式を導入した解析を実施した。ここで、流れ場に応じた解析結果が大きく変化することが考えられるため、計算格子配置、乱流モデルを主たるパラメータとしたケーススタディを行うことで精度の検証を行った。特に乱流モデルについては標準kーεモデル、応力方程式モデル、低Re数型k-εモデル、SST k-ωモデル、Large Eddy Simulation(以降、LES)を用いて体型的に精度の検証を行い、LESとSST k-ωモデルで精度の良い結果が得られた。このように適した解法を選定するとともに、数値計算により高熱負荷条件下でのIJV方式の特性を明らかにすることができた。建築環境工学・建築設備学当初の計画では等温場で衝突噴流を用いた実験室実験を実施して、精度検証を行った上でCFD解析によるデータ整備を予定していたが、多くの研究協力者の助力を得て現冷房及び暖房時を対象としたフルスケールでの実験室実験を達成することができた。これは研究期間終了後の研究段階で必要と考えていた項目であったが、当該年度に実施したことで早期に工学的応用性の高い研究成果が得られて関連学会での発表を行うことができたと言う観点から当初計画以上の進展と言える。さらに、等温場だけでなく非等温場でのPIV測定に成功したことも当初計画以上の進展と言え、この点に関しては学術的な貢献性が非常に高いと考えられる。本研究では、室内に高熱負荷が存在する場合に従来のDV方式と比較して換気効率や室内熱環境の観点から有利になり得るIJV方式の評価を目的としていたが、当該年度において実施した実物大の実験室実験では、IJV方式に加えて当初計画には無かったDV方式の評価も行うことができたため、両システムの違いとそれぞれの利点が定性的/定量的に明示されたという意味で当初計画以上の成果が得られたと言える。また、当該年度においては実験室実験のみが計画されていたが、上記の実験からさらに研究を進捗させるため、次年度以降に計画されていたCFD解析に着手することができたということからも本研究は当初計画以上に進展していると言える。非等温場の実験室実験に基づく温度分布データが取得できたため,今後の研究の展開として非等温場をCFD解析の精度検証を行い、適切な解析手法の選定を行う。その上でCFD解析によりディフューザー個数、風量、吹出し温度などの重要な設計条件を変更した数値実験を実施する。その結果を踏まえ、IJV方式における上下方向の温度の乱流拡散係数を同定し、最終的には移流・拡散現象に基づく室内温度分布予測モデルを提案する。本研究の今後の展望としては、まずは当初計画に従いCFD解析の精度検証を行い、適切な解析手法を選定を行った上で、CFD解析の利点を生かして給気量・給気温度・吹き出し口は一等の設計条件を変更した解析を数多く実施する。その中で、DV方式採用時に問題となり得る冷房時の高熱負荷設置時の熱環境や冬期暖房時の温度分布の検討も組み込み、厳しい空調条件下におけるIJV方式の環境改善効果を定量的に把握する。当該年度におけるの当初の研究計画では、研究代表者の所属研究期間(立命館大学)内の実験室を用いた実験を計画しており、そのために必要な実験器具として給気量測定のためのオリフィス流量計を新設するための予算を計上していた。
糖脂質による細胞表層シグナル伝達タンパク質の配向の制御

平成9年度においてはNAD分解酵素であるリンパ球表面抗原CD38を用いて、この膜貫通タンパク質とガングリオシドとの相互作用を細胞レベルで解析した。その結果、細胞の表面においても糖鎖構造に依存してガングリオシドとCD38が相互作用することを明らかにした。そこで平成10年度においてはガングリオシドにより[1]CD38と他のタンパク質分子との相互作用が変化するか否か、[2]CD38の膜上での挙動が変化するか否か、の2点を検討した。また相互作用を分子レベルで解明するために平成9年度に引き続きCD38とガングリオシドとの結晶化の検討を行った。[1]HL60細胞に抗CD38モノクローナル抗体を作用させると細胞内のタンパク質(cbl,HS-1,syk)のチロシン残基がリン酸化される。この反応は抗CD38モノクローナル抗体のFc部分がIgG-Fcレセプター(FcγR)に作用するためである。(a)抗CD38モノクローナル抗体を作用させた場合のチロシンリン酸化反応にはGT1bによる顕著な差異は認められなかった。このことからGT1bはCD38と抗CD38モノクローナル抗体との相互作用には影響を与えないことが強く示唆された。(b)GT1bはRA-HL60細胞のFcγRの架橋刺激に対する応答性を変化させた。現在GT1bの効果がFcγRに対する直接のものか、CD38を介したものかであるかをさらに検討中である。[2]RA-HL60細胞を1%TritonX100により可溶化した後、ショ糖密度勾配超遠心の方法を用いてマイクロドメインを分離した。抗CD38モノクローナル抗体の刺激によりCD38のマイクロドメインへの移行が促進された。刺激時のマイクロドメインへの局在はGT1b処理により影響を受けなかったが、非刺激時のCD38のマイクロドメインへの局在はGT1b処理により解除された。
発生・形態形成の個体レベルにおける分子生物学的研究

1.3種類のカドヘリンの脳におけるカドヘリンの発現パターンを解析した結果、それぞれが異なる神経回路において発現することがわかった。さらに、カドヘリン結合タンパク質カテニンがシナプス結合に局在することが確定した。これらにより、カドヘリン/カテニンが神経間の結合と回路形成に関与する可能性はますます高まった。なお、カドヘリン11の遺伝子ノックアウトに成功したので、その解析により本問題を検証中である。また、ショウジョウバエの神経系カドヘリンを2種類クローニングし、その一つ、については、突然変異体を得てその形質を解析中である。2.FAK欠失個体の解析により、この分子がfocal adhesionのターンオーバーに関与することが示唆され、また、個体レベルではのう胚期に発生異常が観察された。3.Otx2欠失マウスの解析を深め、ロンボメア2より前方の頭部が欠損することが明らかになり、この領域形成にとって必須であることが証明された。4.HES1欠損マウスの解析し、Mash-1の発現が著しく増加し神経分化が正常より早く進行していることがわかった。その結果、頭部では神経管閉鎖不全、網膜では層構造の乱れがみらえた。これらの結果から、HES-1は分化の速度を抑制する役割を担っていることが明らかになった。5.δEF-1の欠失マウスの解析し、その欠失の領域に依存して、T細胞の分化、骨格系などに異常がおきることが判明した。6.jmj遺伝子欠損マウスの詳細な解析の結果、この遺伝子が巨核球細胞の発生に必須であることが示された。7.肢芽形成におけるBMP-2/BMP-4の機能を解明するため、そのドミナントネガティブ分子を強制発現させた。その結果、予定細胞死領域における細胞死が抑制された。また、肢芽間充織細胞の培養にBMPを与えるとアポトーシスが誘導された。すなわち、BMPはプログラム細胞死のメディエーターであることが明にされた。8.レセプターチロシンキナーゼSkyに関して、これが始原生殖細胞で発現し、同時にそのリガンドが生殖隆起の間質細胞で発現することにより、後者が前者の増殖を支えていることが示唆された。9.グリア細胞特異的遺伝子repoをニューロブラストにおいて強制発現させる実験を行い、グリアの細胞運命決定過程において重要な働きをしていることを明かにした。10.水晶体で発現されるL-mafの機能を検証するため、これを網膜細胞に導入するとクリスタリン遺伝子が活性化され、水晶体分化因子であることが証明された。
脳の情報コーディングにおける身体性の役割をBMI法で検討する

昨年度に引き続き、ラットが自らの身体で反応する場合と、BMIにより身体を介さず特定の神経活動が反応を代行する場合について、すでに開発済みのRASICAとドデカトロードを用い、同じマルチ(多数)ニューロン活動を記録し解析した。まず、ラットの簡単な学習課題として移動式ノーズポーク課題を開発した。この課題は、ラットが反対側の壁に移動しそこにあいた穴に鼻先を入れる課題である。次に、その課題をBMIで行わせるための装置を構築した。すなわち、ラット自身が移動せずにマルチニューロン活動で反対側の壁を移動させる装置である。そして、その装置を用い行動を測定し、マルチニューロン活動の記録を進めた。また、ラットが一定の空間内を自由に移動する際の海馬体のマルチニューロン活動を、同じくRASICAとドデカトロードを組み合わせて記録し解析した。そして、1つのニューロンの細胞体から生起するスパイクと、樹状突起から生起するスパイク(dendritic spike)を分離することに成功した。さらに、ラットが空間内を移動する際、細胞体からのスパイクは特定の場所のみで発火することが多く(場所特異性)、一方樹状突起からのスパイクは場所特異性が低いことがわかった。すなわち海馬の錐体細胞は、樹状突起を介し他のニューロンから受け取る特異性の低い場所情報を、特定の場所をコードする特異性の高い情報に変換していることが示唆された。まずラットが学習する課題について、行動分析学な見地から検討した。ラットの脳がコードする情報の種類に合わせいくつかの課題を考案し、オペラント箱(現有)と課題制御装置(現有)を用いた予備的な訓練を進め、最適な課題のパラメータを設定した。今年度は下記の2課題を設定できた。(1)単純な刺激弁別課題:2箇所ある反応位置のうち1つだけにLEDを点灯し、その位置へ素早く反応(ノーズポーク)させる課題である。刺激情報のコーディングを対象としている。(2)異なる刺激の組み合わせを選ばせる条件性弁別課題:あらかじめ決められた音と反応位置の対応(たとえば、高音→右、低音→左など)を学習させ、音を聞いただけで正しい位置にできるだけ素早く反応させる課題である。刺激間の関係性情報のコーディングを対象としている。これらの課題訓練を進めると同時に、BMIシステムの構築も進め、特にマルチニューロン活動の記録をより向上させる技術開発を行った。具体的には、12本のマイクロワイヤーを束ねた特殊電極であるドデカトロード電極と専用マイクロドライブをさらに改良し、コンパクトで耐ノイズ性の高い新たな前置増幅システムも作製した。さらにインターフェイスの改良にも取り組み、バージョンアップした解析用ソフトウエアを用いることで、より効率的な解析プログラムを作成し、高速で安定したインターフェイスを構築した。また予備的な結果として、ラットの海馬から記録したマルチニューロン活動をそのインタフェースに接続し、ニューロン活動の変化だけで報酬をもらえるようにすると、個々のニューロン活動と複数ニューロン間の同期発火が大きく変化することもわかった。
新しい作用機序を有する新規抗癌剤dolastatin10誘導体の開発

[背景]インド洋産タツナミ貝(Dolabella auricularia)から単離されたペプチド;dolastin 10より誘導されたTZT-1027(分子量701.99、構造式C_<39>H_<67>N_5O_6)は、生物学的活性として細胞分裂時に必須な微小管形成を阻害し、腫瘍血管特異的に血管内皮障害作用を呈すると報告されている。〔目的]今回われわれは、TZT-1027の乳癌細胞に対する抗腫瘍性をin vitro、in vivoにおいて検討する。また、TZT-1027によって誘発される血管内皮障害の作用機序を解明し、その臨床応用を目指す。[方法・材料]in vitroにおいて、TZT-1027の抗腫瘍効果をヒト乳癌株MCF-7、R-27を用いてMTT法にて検討した。また、R-27を用いてD-DST法にても検討した。in vivoでは、ヌードマウスにおけるTZT-1027の抗腫瘍効果及び毒性を検討した。[結果]in vitroにおいて、TZT-1027は、MCF-7に対して、濃度・時間依存性に増殖抑制効果を示した。一方、R-27に対しては、高濃度のTZT-1027においても増殖抑制効果を示さなかった。一方、in vivoでは、TZT-1027はMCF-7、R-27に対して、著明な増殖阻害効果を認めた(Inhibition Rate:75%、71%)。[今後の計画]引き続き、基礎的検討を重ね、in vivoにおいて、Evans blueを用いて、腫瘍血流遮断効果を検討していく。また、flow cytometry法にてTZT-1027暴露下での細胞周期の時間的変化を検討する。さらに、従来の抗癌剤との併用効果を検討する。[目的]今回われわれは、TZT-1027の乳癌細胞に対する抗腫瘍性をin vitro、in vivoにおいて検討する。[結果]in vitroにおいて、TZT-1027は、HCF-7に対して、濃度・時間依存性に増殖抑制効果を示した。
国際体制変動のジェンダー・ダイナミクス

ジェンダー研究の提起した概念や理論を導入し、国際政治学・国際関係論の再構築をめざすプロジェクトである。グローバリゼーションの波を被る国家や社会、および「国際体制(International Regime)」の変動について、成熟社会・成長社会・危機社会における政治過程と政治現象の事例分析をもとに、現代世界における「ジェンダー・ダイナミクス(gender dynamics)」を分析した。ジェンダー研究の視座から国際政治学・国際関係論の再構築をめざすプロジェクトである。とくに、グローバリゼーションの波を被る国家や社会、さらには「国際体制(International Regime)」の変動に目を向けて、これまで注目されてこなかったにもかかわらず、近年非常に重視されているジェンダー的な側面に光を当てて、政治過程と政治現象の「ジェンダー・ダイナミクス(gender dynamics)」を分析する。具体的には、以下のような4つのテーマに焦点を当てて作業を進めている。1.理論仮説の提起:ジェンダー研究・国際政治学・国際関係論の接合、それとともに各国および個々の事例の分析2.「成熟社会のジェンダー・ダイナミクス」:欧米日を中心とした先進民主主義国の事例分析3.「成長社会のジェンダー・ダイナミクス」:中国・インド・ロシアなど現在急速に経済成長している諸国の事例分析4.「危機社会のジェンダー・ダイナミクス」:南アジアのネパールやアフリカ諸国など深刻な紛争や貧困の課題を負い、国家的危機を抱える諸国の事例分析1年目は分担者・協力者の個別研究を進め、海外での出張と現地調査・資料収集・それらの分析を行った。また、9月に全体合宿(2日間)を開いて各自の問題関心や研究内容を共有する努力を行った。10月にはネパールとの共同研究プロジェクトを基礎に海外から研究者を招聘し、明治学院大学と立教大学で連続国際シンポジウムを開催した。国際政治学・国際関係論を専門とする日本国際政治学会においては「平和構築・民主化・ジェンダー」をテーマにジェンダー分科会を開催し、ネパールと東ティモールという紛争と貧困の克服に取り組む国際的な支援の事例を取り上げて、理論的な考察を深めた。1.理論仮説の提起:ジェンダー研究・国際政治学・国際関係論の接合、それとともに各国および個々の事例の分析2.「成熟社会のジェンダー・ダイナミクス」:欧米日を中心とした先進民主主義国の事例分析3.「成長社会のジェンダー・ダイナミクス」:中国・インド・ロシアなど現在急速に経済成長している諸国の事例分析4.「危機社会のジェンダー・ダイナミクス」:南アジアのネパールやアフリカ諸国など深刻な紛争や貧困の課題を負い、国家的危機を抱える諸国の事例分析この2年間は、分担者・協力者の個別研究を進め、海外での出張と現地調査・資料収集・それらの分析を行ってきている。2009年度は7月全体合宿(2日間)と2月全体合宿・国際シンポジウム(3日間)を開催して、各自の研究を全体で共有する努力を行った。10月には日本国際政治学会研究大会で「ジェンダーをめぐるローカル・ポリティクスとグローバル・ポリティクス」と題したジェンダー分科会を開催し、複数の共同研究者が司会・討論者として参加した。また、ネパールの「平和構築・民主化・ジェンダー」に関する研究成果は、10月末にインターネット上で公開し、12月には現地からジャーナリストを招いて国際シンポジウム(立教大学)を開催した。とくに、グローバリゼーションの波を被る国家や社会、さらには「国際体制(International Regime)」の変動に目を向けて、これまで注目されてこなかったにもかかわらず、近年非常に重視されているジェンダー的な側面に光を当てて、政治過程と政治現象の「ジェンダー・ダイナミクス(gender dynamics)」を分析した。具体的には、以下のような4つのテーマに焦点を当てて作業を進めた。1.理論仮説の提起:ジェンダー研究・国際政治学・国際関係論の接合、それとともに各国および個々の事例の分析2.「成熟社会のジェンダー・ダイナミクス」:欧米日を中心とした先進民主主義国の事例分析3.「成長社会のジェンダー・ダイナミクス」:中国・インド・ロシアなど現在急速に経済成長している諸国の事例分析4.「危機社会のジェンダー.ダイナミクス」:南アジアのネパールやアフリカ諸国など深刻な紛争や貧困の課題を負い、国家的危機を抱える諸国の事例分析2010年度は、2年間の共同研究の成果をまとめる作業を主に行った。2010年8月、日本国際政治学会学会誌『国際政治』161号特集「ジェンダーの国際政治」(編集責任者:田村慶子)が刊行され、本プロジェクトのメンバーの多くが成果を発表した。2010年6月に開催された日本比較政治学会研究大会で共通論題

「ジェンダーと比較政治学」(東京外国語大学)をもとに、日本比較政治学会年報『ジェンダーと比較政治学』(編集責任者:戸田真紀子、2011年6月刊行予定)が編集されたが、本研究に携わったメンバーの論文も収録されている。これらの論文は、インターネット上でも公開される予定である。
アルカリ性不良土壌での農耕を目指す植物鉄輸送体のケミカルバイオロジー研究

1)前年度までにL-アゼチジン-2-カルボン酸の効率的な合成法を開発していたが、光学純度の再現性に問題を残していた。そこで、本年度では本合成ルートの再現性の確立を行った。各合成工程を精査した結果、分子内求核置換反応の際に高額純度が低下していることが明らかとなった。そこで種々の塩基、当量、温度を検討した結果、Ts-Boc基のBoc基のみを先に選択的に除去し、ついで2当量の水酸化ナトリウムで処理することによって、光学純度を損なうことなく再現性良く環化反応が進行することを見出した。これによりL-アゼチジンー2ーカルボン酸が大量スケールにおいても再現性良く供給できるようになった。今後は得られたアゼチジンカルボン酸を用いてムギネ酸の大量合成を達成する。2)ムギネ酸・鉄錯体トランスポーターの3次元構造を解明するために、トランスポーター阻害剤の合成を行った。ムギネ酸・鉄錯体にリンカーを介して立体的に嵩高い置換基を導入し、トランスポーターの通過を阻害するムギネ酸プローブの作成を検討した。現在までに、プローブ化が可能なプロパルギルムギネ酸から、クリック反応を介して嵩高い置換基を導入することに成功している。脱保護の段階で置換基の分解が見られた事から、現在脱保護条件に安定な置換基の精査を行っている。脱保護条件にも安定な置換基が見つかれば、トランスポーターを過剰発現させた卵母細胞を用いてその阻害活性を明らかにする。25年度が最終年度であるため、記入しない。ムギネ酸類の大量合成に向けての最大の課題は、原料となるL-アゼチジン-2-カルボン酸が非常に高価なことであった。そこで平成24年度では、L-アゼチジン-2-カルボン酸の効率的な合成法の開発を検討し、以下の実用的合成法の確立に成功した。すなわち、安価なトシルボックアミドを出発原料とし、5-ブロモ-1-ペンテンとのアルキル化を行った後、オゾン酸化によりアルデヒドへと導く。ついで、触媒的不斉クロル化反応に続くPinnick酸化によりα-クロロカルボン酸へと変換した後、アルカリ性加水分解条件に付すことで、Boc基の除去と環化反応を一挙に行い、N-Ts-アゼチジンカルボン酸へと導く。この段階で再結晶により精製し、最後にTs基を除去してL-アゼチジン-2-カルボン酸を得るルートである。本法は、出発原料から最終生成物に至るまで一度もカラム精製を必要としないことから、大量合成への適用が容易であり、実際に25gスケールへの適用も可能であった。以上の合成法の開発により、大量のアゼチジンカルボン酸を低コストで供給することが可能となったことから、今後はムギネ酸類の大量合成とこれを肥料として用いたフィールド実験への展開が期待できる。また、高価なアゼチジンカルボン酸に代わる安価なアミノ酸を導入した種々のムギネ酸代替体を合成し、それらのトランスポーター通過活性を測定した。その結果、プロリンを導入したムギネ酸代替体がムギネ酸と同様の鉄輸送活性を保持していることを明らかにした。今後は、実際のイネの生育における本代替体の添加効果を明らかにし、安価な代替体の肥料としての展開も検討する。平成24年度の到達目標であった、L-アゼチジン-2-カルボン酸の低コスト合成を達成できた。これにより、来年度の到達目標であるムギネ酸類の大量合成とこれを肥料として用いたフィールド実験への目処が立った。また、独自に開発した1,3a,6a-トリアザペンタレンの発蛍光型光親和性ラベルとしての展開に向けて、トリアザペンタレン類の置換基効果を明らかにすることが出来た。

今後のトランスポーター標識化法開発に向けて、ムギネ酸へのトリアザペンタレン類の導入法を種々検討し、トリアザペンタレン導入型ムギネ酸の合成を達成した。以上の結果より、平成25年度の課題である、ムギネ酸誘導体を肥料として用いたフィールド実験およびトランスポーター標識化法の開発が円滑に推進出来る。大量に得られたL-アゼチジン-2-カルボン酸を用いて、デオキシムギネ酸の大量合成法の確立を行う。我々が先に開発した実用的合成法は、精製に大量の樹脂を用いる点や毒性を有するNaBH3CNを大量に必要とすることに未だ課題を残している。そこで、新たなルート設計とマイクロリアクターを適用した大量供給法の確立を達成する。これにより得られたデオキシムギネ酸を用いて、実際のイネやトウモロコシのアルカリ性不良土壌での栽培実験を行う。またこれと平行して、トランスポーターを標識可能なムギネ酸誘導体を合成する。すなわち、既に確立したムギネ酸のプローブ化法を用いて、光親和性ラベルをムギネ酸に導入し、光親和性ラベルの先にトランスポーターを通過出来ない立体的にかさ高い置換基を配置する。得られたトランスポーター標識用ムギネ酸を用いて、ムギネ酸・鉄錯体トランスポーターとの結合実験を行う。トランスポーターとの結合実験は、公益財団法人サントリー生命科学財団の村田佳子博士の協力の下行う予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。
母親の就業と進学格差―都市間比較調査に見る格差の実態

両親の階層(学歴、収入、職業)、母親の就業状況と子の教育達成との関連を調べるために、世田谷区において調査を行ったところ(対象者7,000人、回収率40.7%)、その調査結果から、それらの要因間での強い関連が確認できた。高階層世帯には主婦が多く、その子どもは、「(小・中・高)すべて私立」あるいは「公立小→中学より中高一貫の私立校」へ進学した者が多く見られた。「すべて私立」は10.1%、「公立小→中学より中高一貫の私立校」は31.9%、これに対し、「すべて公立」は22.4%であった。このような小学校から高校までの教育キャリアを示した情報は、有用な情報であると言える。本研究の目的は、子への教育戦略と階層性との関連、および、子への教育戦略に対する母親の就業の有無の効果を、都市間比較調査を行うことによって明らかにすることである。上記の目的を達成するために、平成25年度は、以下の作業を行った。(1)事前に、関連する調査票を収集、検討した上で、本研究のオリジナルな分析軸が母親の就業の有無による子への教育戦略に対する効果という点にあることを確認し、階層性、子の学歴(学校歴)達成、母親の就業の有無の諸要因間の関連について、仮説の構成を検討した。また、この仮説を効果的に検証できるような調査票の構成、作成に着手した。調査票の作成は最終段階に入っている。来年度の早い時期に調査票を完成させ、来年度の調査実査に向け、積極的に取り組んでいるところである。(2)調査対象都市として、都市度の異なる東京、福岡を第一候補として、各都市における調査協力機関との協力体制について、現地に赴き、協議を進めた。(3)研究会を開催し、上記の仮説の構成・検討、調査票の作成・検討等を行って、研究代表者・研究分担者・連携研究者間での情報共有、役割分担等を進めた。本研究の目的は、子への教育戦略と階層性との関連、および、子への教育戦略に対する母親の就業の有無の効果を、調査データの分析を通して明らかにすることである。上記の目的を達成するために、今年度は以下の作業を行った。(1)本研究のオリジナルな分析軸は、母親の就業の有無別による子への教育戦略、進学実態に対する効果の分析にあることを確認し、階層性(両親の学歴、収入等)、子の学歴達成、母親の就業の有無の諸要因間の関連について検討できるような調査票を、研究会にて検討し完成させた。(2)上記の調査票を用い調査票調査(量的調査)を実施した。当初の予定では、都市度の異なる東京と福岡にて実施、都市間比較調査を試みる予定であったが、福岡市における調査協力機関との協力体制が確立できず、「せたがや自治政策研究所」の協力を得て、東京都世田谷区のみにて実施した。単独都市での実施となったため、都市内部での地域間比較が可能となるよう、対象者を大幅に増加、7,000人を調査対象とした。(3)上記7,000人の調査対象者は、世田谷区の住民基本台帳上で母親と目される女性のみをリストアップした上でサンプリングを行って選定した。前回の科研調査では未婚女性の回答票の返送も多く、分析対象となりえなかった回収票が多かったことから、今回は、同研究所の全面的協力で対象者を限定することによって、ほぼすべての回収票を分析対象とすることができることとなった。また、これにより、都市内部の地域間比較も可能となった。(4)調査は、平性27年2月10日24日、郵送法にて実施された。調査対象者は7,000人、有効回収票は3,223人、有効回収率は40.7%。東京特別区における回収率としてはきわめて高率である。(5)回収票のデータ入力、データチェックを行い、単純集計票の作成、およびコメントを記述した簡易レポートを作成する行程まで行った。H27年2月に「せたがや自治政策研究所」と共同で実施した世田谷調査(対象者は16-22歳の子がいる世帯の母親7,000人、有効回収票3,223、有効回収率46.0%)のデータについて、研究会を5回開催して(研究所の青木研究員も参加)、分析結果を検討した。得られた知見や研究成果は、H28年度発行予定の学術雑誌へ「特集論文」としての掲載も決まっている。以下、H27年度の実績を記す。(1) H27年度の目標は、調査結果の分析、報告書の作成であったが、すでに前年度に簡易な報告書は作成しており、前倒しで目標の一部は実施済である。(2)よって、H27年度の目標をより高度な分析の実施とし、連携研究者の林拓也・奈良女子大学准教授の協力を得て、高次の合成変数・分析軸の作成等に力を注ぎ、分析を進めた。(3)その結果、以下が明らかとなった。1世田谷区では、私立受験率・進学率が高い(中学受験率48.7%、通学率は私立中学44.9%、国立中学2.9%)。2小学校から私立も1割いる(11.5%)。3林准教授が「進学パターン」変数を作成・分析したところ、非公立校進学傾向は階層との関連性がきわめて強く、「社会空間アプローチ」分析においても結果が明確に現れた。4「すべて公立」(22.2%)の母親は地域志向が強く、他方、私立進学の母親は地域離脱傾向が強い。

5母親の就業キャリアのパターン化を三田講師が担当、4分類が得られたが、うち「結婚・出産後からずっと専業主婦」は3割を占める。この層は、高階層、自身も最も高学歴、子を中高一貫校へ進学させる傾向が強い。他方、公立進学は「フルタイムへ再就業」層に多い。(4)他にも、階層格差の拡大を示す結果など、有用な知見が得られており、研究成果は「せたがや自治政策研究所」がH28年度に発行する学術雑誌へ、特集論文として掲載されることが決まっている(H29年3月発行予定)。両親の階層(学歴、収入、職業)、母親の就業状況と子の教育達成との関連を調べるために、世田谷区において調査を行ったところ(対象者7,000人、回収率40.7%)、その調査結果から、それらの要因間での強い関連が確認できた。高階層世帯には主婦が多く、その子どもは、「(小・中・高)すべて私立」あるいは「公立小→中学より中高一貫の私立校」へ進学した者が多く見られた。「すべて私立」は10.1%、「公立小→中学より中高一貫の私立校」は31.9%、これに対し、「すべて公立」は22.4%であった。このような小学校から高校までの教育キャリアを示した情報は、有用な情報であると言える。当初予定していた平成26年度実施計画に即して研究を遂行し、その内容を達成できただけでなく、一部、当初予定以上に進捗しているため。具体的には、当初予定では回収票のデータ入力、データクリーニングまでの予定であったが、実際にはその段階にとどまらず、単純集計表、簡易レポート、一部のクロス集計まで行うことができた。この点は、計画以上の進捗であると考えている。なお、当初の研究計画は、以下の通りである。平成26年度には、以下の作業を行う予定である。(1)各調査対象都市を選定する。(2)調査票の完成、印刷を行う。(3)調査票調査を郵送法にて実施する。(4)実査中の電話質問に対して待機する。および回収票を整理、チェックする。(5)回収票のデータ入力を行う。(6)データ・クリーニングを行う。27年度が最終年度であるため、記入しない。家族社会学、都市社会学、階層論これまで同様に研究計画に沿って研究を遂行し、最終年度にあたる今年度は、研究の完了を目指す。今年度は、昨年度得られた調査データについて、研究代表者・研究分担者・連携研究者間でデータ分析の担当を決め、それぞれの担当箇所において仮説を構成、データ分析を行い、仮説の妥当性について研究会にて検証を行う。その上で、分担にそって論文を執筆、報告書を作成する予定である。当初予定していた平成25年度実施計画に対し、その内容を概ね達成できているため。なお、当初計画は、以下の通りである。上記の研究目的の達成に向けて、平成25年度には、以下の作業を行う。子への教育戦略と階層性との関連、および子への教育戦略に対する母親の就業の有無の効果を明らかにできるよう、階層性、子の学歴達成、母親の就業の有無の諸要因間の関連を効果的に見出すことができるような調査票の作成に取り組む。そのためには、事前に、関連する既存の調査票を収集し、検討するとともに、これらのパースペクティブからの分析に精通している林拓也氏(詳細は、以下に記載)を連携研究者として迎え、アドバイスを受けながら、調査票を作成する。(2)調査対象都市の選定を協議する。都市度の異なる複数都市を選定することとする。(3)上記の調査票の設計、作成、対象都市の検討、設定、仮説の検討等を行うために、研究会を複数回、開催する。
歯髄・歯根膜由来浮遊幹細胞の系統的初期化とその中枢神経性疾患への応用

本研究の目的は、ヒト歯牙間葉系細胞から神経堤細胞に近い状態までへの初期化を、様々な培養条件を中心とした簡便な方法で試み、その可塑性を評価することである。その結果、PDLCsを低酸素環境下での浮遊培養に置くことで、骨や軟骨、腱などへの高い可塑性を発揮し得る未分化細胞を得ることが可能であった。ただし、ドーパミン細胞を含めた神経細胞への誘導については、低酸素刺激の有無に関わらず浮遊培養を経ることがその誘導性を高めるのに有用であることが示唆された。一方で、scleraxisの発現など歯根膜を構成する細胞の表現型も依然として一部維持されていたことから、未分化細胞への誘導性が十分でないことも示唆された。本研究の目的は、ヒトの歯牙間葉系細胞から神経堤細胞への初期化を、様々な培養条件を中心とした簡便な方法で試みることである。さらに、得られた細胞を、神経堤細胞の分化系譜の近縁に当たる中枢神経の疾患モデルに応用することで、その可塑性を評価することが目的である。採取が容易な口腔組織から、簡便な方法で神経堤細胞に近い段階にある細胞を選択/誘導することが出来れば、その分化系譜に近い組織に対して制御性の高い再生医療を実現できる可能性がある。本年度は、まずヒト培養歯根膜由来細胞(PDLCs)を幹細胞選択的な条件として知られる低酸素(<0.1%O_2)条件下に晒すことで、幹細胞関連因子の発現の変動について解析を行なった。さらにPDLCsから得られる浮遊細胞塊から単離した浮遊細胞(F-PDLCs)について、同様な低酸素条件にて再度浮遊培養を行ない、幹細胞因子の発現動態を解析した。その結果、<0.1%O_2の低酸素条件下で培養されたPDLCsについては、培養24時間後において、Stro-1陽性率の上昇や、sox2やoct4の一過性の遺伝子発現など、幾つかの幹細胞因子に発現変化が大きく認められた。又、同様の低酸素条件下で浮遊培養されたF-PDLCsは、通常の酸素濃度における培養時と比較して、短期に大きな細胞塊の形成が認められた。この細胞塊を蛍光免疫染色にてStro-1の発現解析を行なったところ、細胞塊の内層に陽性細胞を多数認めることができた。しかし、細胞塊の表層には陽性細胞は認められなかった。これらの結果は、PDLCsの培養において、幹細胞選択的な培養条件と考えられる浮遊培養に低酸素培養を組み合わせることで、さらなる細胞の初期化を誘導し得ることを示唆している。現在、低酸素培養を経たF-PDLCsについて、神経堤関連因子の発現動態を調査すると共に、ドーパミン産生細胞への分化誘導を試みているところである。本年度は、昨年に引き続き、ヒト培養歯根膜由来細胞(PDLCs)を幹細胞選択的な条件として知られる低酸素条件下に晒すことで、幹細胞関連因子の発現の変動について詳細な解析を行なった。低酸素条件は、<0.1%02と<3%O_2の2条件にて行ない、さらにPDLCsから得られる浮遊細胞塊から単離した浮遊細胞(F-PDLCs)について、同様な低酸素条件にて再度浮遊培養を行ない、幹細胞因子の発現動態を解析した。その結果、低酸素条件下での培養により、sox2やoct4の一過性の遺伝子発現など、幾つかの幹細胞因子に発現変化が認められたのに加えて、神経堤細胞に関連する.p75ngfrや幹細胞の自己複製因子であるbmi1の発現上昇を認めた。これは、24時間<0.1%O_2の条件にさらされた培養PDLCsにおいてより顕著であったが、同様の条件下で浮遊培養されたF-PDLCsは、通常の酸素濃度における培養時と比較して、短期に大きな細胞塊の形成を認め、その細胞塊の内層にP75などの神経堤細胞やStro1やNestinなど幹細胞に関連する因子に陽性を示す細胞の増加を認めた。これらの結果は、PDLCsの培養において、浮遊培養に低酸素培養を組み合わせることで、細胞の初期化を誘導、もしくは幹細胞の選択的培養が可能なことを示唆している。

また当該年度中には、これら低酸素条件下に晒したPDLCsやF-PDLCsの多分化能について、軟骨や脂肪、骨、そしてドーパミン産生細胞への分化誘導を始めている。現在、それらへの可塑性の高さを評価しているところである。本研究の目的は、ヒトの歯牙間葉系細胞から神経堤細胞への初期化を、様々な培養条件を中心とした簡便な方法で試みることである。さらに、得られた細胞を、神経堤細胞の分化系譜の近縁に当たる中枢神経の疾患モデルに応用することで、その可塑性を評価することが目的である。昨年度までに、低酸素環境下や浮遊培養下、およびにそれらを組み合わせた条件下において短期培養を行うと、歯根膜由来細胞(PDLCs)に胚性幹細胞や神経堤の関連遺伝子が一過性に誘導されること、又、このような刺激を与えた細胞の可塑性を評価するため、骨、軟骨、脂肪や神経への分化誘導をin vitroにおいて試みると、骨芽細胞や軟骨細胞、脂肪細胞への分化は<3%O2の低酸素条件下で短期間培養した時のPDLCsが最も誘導性に優れているものの、神経分化に関しては<3%O2の低酸素条件下で短期間培養を行なった浮遊培養PDLCs(F-PDLCs)において、β3tublinやgfap、TH、nesitnの蛋白発現が他の群と比較して増加することを明らかにしている。本年度は、まずこの低酸素刺激を与えたF-PDLCsについて、ドーパミン産生細胞(DA細胞)への分化誘導を行った。その結果、過去に報告されているMSCからの誘導条件であるDA differentiation cocktailを使用した培地にて培養を行ったところ、神経細胞マーカー陽性細胞中に占めるTH陽性細胞率は、低酸素刺激を与えていないものと有意な差は認めらず、DA細胞への分化効率に優れているとは思われなかった。そこで、F-PDLCsの生体でのDA細胞への分化能や生着率などを評価するために、移植実験を開始することとし、共同研究者らとモデルの作出と投与条件などの検討に入った。現在、ラット脳線条体に6-OHDAを投与したモデルに、投与後1週間でF-PDLCsを線条体に移植しており、移植後12週における試料の一部を組織学的に観察しているところである。採取が容易な口腔組織から、簡便な方法で神経堤細胞に近い段階にある細胞を選択/誘導することが出来れば、その分化系譜に近い組織に対して制御性の高い再生医療を実現できる可能性がある。昨年度までに、低酸素環境下や浮遊培養下、およびにそれらを組み合わせた条件下において短期培養を行うと、歯根膜由来細胞(PDLCs)に胚性幹細胞や神経堤の関連遺伝子が一過性に誘導されることを見出している。本年度は、まず、このような刺激を与えた細胞の可塑性を評価するため、骨、軟骨、脂肪や神経への分化誘導をin vitroにおいて試みた。その結果、骨芽細胞や軟骨細胞、脂肪細胞への分化は、<3%O2の低酸素条件下で短期間培養した時のPDLCsが最も誘導性に優れていた。しかしながら、神経分化に関しては、<3%O2の低酸素条件下で短期間培養を行なったF-PDLCsにおいて、β3tublinやgfap、TH、nesitnの蛋白発現が、他の群と比較して増加しており、この条件下でのF-PFLCsは骨芽細胞や軟骨細胞などより神経系の細胞へ高い誘導性を持つと考えられた。しかしながら、これらの可塑性に関する実験ついては、採取した細胞の個体差も大きく、多面的に評価を行なう必要がある。
陽極酸化チタンを用いた骨芽細胞石灰化メカニズムの解明

骨芽細胞を放電陽極酸化処理したチタン板上で培養すると石灰化が亢進される。陽極酸化チタン板上で培養した骨芽細胞は未処理の研磨チタンに比べ、骨石灰化に重要な非コラーゲン性タンパク質の遺伝子発現が上昇することがわかった。また、両チタン板の周囲で培養された骨芽細胞は、それらの遺伝子発現に差は見られなかった。さらに、一度チタン上で培養した骨芽細胞を剥がし、通常の細胞培養プレートに移して培養した結果、陽極酸化チタンで誘導される各遺伝子発現の上昇はキャンセルされることがわかった。以上の結果は、骨芽細胞が陽極酸化チタンに接着し、そのチタン表面性状に対して反応することで直接石灰化が誘導されることを強く示唆する。骨形成のメカニズムは諸説あるが完全には解明されていない。申請者は、骨芽細胞を放電陽極酸化処理したチタン板上で培養することにより石灰化が顕著に亢進されることを見出した。本研究では陽極酸化チタンの骨芽細胞石灰化誘導モデルを用いることで、骨形成メカニズムを解明するとともに、骨再生の臨床応用に向けた治療基盤を確立することを目的とする。リン酸二水素ナトリウム溶液中で放電陽極酸化処理されたチタン板が培養骨芽細胞に対する与える影響を検討するために、マウス初代骨芽細胞を未処理の表面研磨純チタン板と放電陽極酸化処理したチタン板上で培養し比較を行った。平成26年度はまずチタン板上で培養後の骨芽細胞からmRNAを採取しDNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、陽極酸化チタン板上で培養した骨芽細胞は未処理の研磨チタンに比べ、209個の遺伝子が上昇し、195個の遺伝子が低下していることがわかった。また、Gene ontology解析によりこれらの遺伝子は石灰化や細胞分化に関わる遺伝子群であることが明らかとなった。特に骨石灰化に重要な非コラーゲン性タンパク質であるOsteocalcin、Bone sialoprotein、Dentin matrix proteinをコードする遺伝子の発現が顕著に上昇することがわかった。さらにDNAマイクロアレイ解析で変化の見られた遺伝子について、リアルタイムPCRを用いて発現量を比較した結果、DNAマイクロアレイ解析と同様の傾向を示すことがわかった。そして、DNAマイクロアレイ解析の結果を基に石灰化に関わる各種因子を阻害した実験では、陽極酸化チタンで上昇した非コラーゲン性タンパク質の遺伝子発現が一部抑制されることを見出した。リン酸二水素ナトリウム溶液中で放電陽極酸化処理されたチタン板が培養骨芽細胞に対する影響を検討するために、マウス初代骨芽細胞を未処理の表面研磨純チタン板と放電陽極酸化処理したチタン板上で培養し比較を行った。申請者は平成26年度に、遺伝子発現解析の結果から陽極酸化チタン板上で培養した骨芽細胞は未処理の研磨チタンに比べ、骨石灰化に重要な非コラーゲン性タンパク質をコードする遺伝子群の発現が顕著に上昇することを明らかにしている。平成27年度は、その遺伝子発現上昇を指標として、石灰化亢進の誘因を探った。まず、陽極酸化チタン板と未処理の研磨チタン板の周囲で培養された骨芽細胞を比較したところ、各非コラーゲン性タンパク質の遺伝子発現に変化は見られなったことから、陽極酸化チタン板上で培養した骨芽細胞の石灰化亢進は、その骨芽細胞が分泌する液性因子によるものではない可能性が強く示唆された。次に、一度チタン上で培養した骨芽細胞を剥がし、通常の細胞培養プレートに移して培養した結果、陽極酸化チタンで誘導される各非コラーゲン性タンパク質の遺伝子発現上昇はキャンセルされることがわかった。この結果は、陽極酸化チタンで誘導される石灰化の亢進は骨芽細胞が陽極酸化チタン上に接している必要があること示す。以上の結果は、骨芽細胞が陽極酸化チタンに接着し、そのチタン表面性状に対して反応することで直接石灰化が誘導されることを示す新たな知見である。DNAマイクロアレイ解析により、陽極酸化チタン板上で培養した骨芽細胞は未処理の研磨チタンに比べ、209個の遺伝子が上昇し、195個の遺伝子が低下していることがわかった。また、Gene ontology解析によりこれらの遺伝子は石灰化や細胞分化に関わる遺伝子群であることも明らかとなった。この結果は、これらの発現変化の見られた遺伝子の中に陽極酸化チタンで誘導される骨芽細胞の石灰化を制御しているものが存在する可能性を示唆する。