hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動脈硬化症のトランスクリプトーム解析

急速に高齢化社会を迎えつつあるわが国において、脳血管障害や心疾患の原因として重要な動脈硬化の発症過程を、ゲノム解読により可能となったDNAチップを用いた系統的遺伝子発現解析により明かにすることを目指し、下記の3項目につき多くの結果がえられ、新規治療法の基盤が明かとなり、リードコンパウンドも選択された。(1)血管壁における単球の接着と集積の解明:単球の集積機構の解析を進め、VCAM1発現が単球の集積にcriticalであることがわかった。そこでサイトカイン刺激後の内皮細胞のトランスクリプトーム解析で進め、TNF刺激シグナルの解析から初期(1時間)上昇誘導遣伝子は、プロテアソーム阻害剤で抑制され、PI3K阻害剤またはGATA経路阻害剤ではむしろ誘導上昇した。一方、中期(4時間)誘導遺伝子の多くはプロテアソーム阻害剤で抑制されるが、その半数以上はPI3K阻害剤でもGATA経路阻害剤でも抑制された。さらに蛋白合成阻害剤(シクロヘキサミド)でVCAM1とフラクタルカインなどの誘導が阻害され、転写因子の誘導カスケードの存在が発見された。GATA阻害剤は新たな接着因子誘導阻害剤として注目されている。(2)平滑筋細胞に低酸素とコレステロール負荷で脂質蓄積のおこる経路:混合培養系での実験から低酸素が脂質蓄積誘因子であることが同定された。トランスクリプトーム解析からアディポフィリン、レプチン、IL6。Il8がこの過程で誘導されることが発見された。レプチンプロモーター解析ではHREがこの誘導に重要であることがわかった。(3)単球のマクロファージへの分化と泡沫細胞形成の過程:単球のM-CSFまたはGM-CSFへの分化とRANKL刺激での分化に比較から、マクロファージへの分化でのWTAP/KIAA0105などの関与が推定された。一方破骨細胞への分化ではNFATcが重要なインテグレーターであることが発見された。
筋萎縮性疾患克服をめざしたマイオスタチン阻害ペプチドの創製研究

本研究は、外国人特別研究員であるCedric Rentier氏が担当したものである。氏は、骨格筋増強薬の開発をめざし、筋肉の増殖を負に調節する因子であるマイオスタチン阻害剤の創製研究を昨年度に引き続き継続した。すなわち、昨年度は、マウスマイオスタチンプロドメイン配列の区分ペプチドから導かれた23残基からなるマイオスタチン阻害ペプチドを足掛かりに構造活性相関研究を展開し、N末端に2-ナフチルオキシアセチル基を有する約11倍阻害活性を増強させた直鎖ペプチド誘導体を創製したが、今期はそのin vivo評価としてマウス前脛骨筋重量への効果を検討した。その結果、当該ペプチドが陰性コントロール群に比して筋肉重量を1019%増加させることを明らかとした。一方、ペプチドの構造を剛直化することで活性を増強させる最も直接的な方法としてペプチドの環状化があることから、上記高活性ペプチドの環状化研究を昨年に引き続き拡大的に実施した。環化の位置および異なる環化法を検討した結果、環状化された全てのペプチドが直鎖ペプチドよりも良好な阻害活性を示した。中でもジスルフィド結合による環化が阻害活性の向上に良好であった。本研究成果は、今後の臨床に有益なマイオスタチン阻害ペプチドの創製に重要な知見を提供でき、筋ジストロフィー等の筋萎縮性疾患の治療薬開発に道を開くものである。尚、Rentier氏は、日本国内にあるバイオ関連企業への就職のため、本年度11月末で本外国人特別研究員の採用期間を早期に終了した。Rentier氏が実施したマイオスタチン阻害ペプチドの開発研究では、一連の構造活性相関研究により、起点となった初期のペプチドよりも11倍強い活性を有し、かつマウスの筋肉量を約20%増加させる新しいマイオスタチン阻害剤ペプチドの創製を達成した。加えて、阻害ペプチドの環状化により、その阻害活性のさらに強化なものに導いている。これらの成果を勘案すれば当初の計画通りにおおむね研究が進捗したと言える。本研究は、Rentier氏の国内にあるバイオ関連企業への就職により、本年度11月末で外国人特別研究員の採用期間を早期終了したことから、終了となった。しかし、氏が見いだした重要な知見を基に、臨床に有益なマイオスタチン阻害ペプチドの創製研究は今後も続行する予定である。筋肉増強をめざし、筋量を負に制御するマイオスタチンに対する高阻害活性ペプチドの創製を試みている。マイオスタチン阻害活性を示すことが判明している23残基のマウスマイオスタチンプロドメイン由来ペプチド1を基盤に、アラニンスキャンを実施し、配列中に含まれる疎水性アミノ酸残基がいずれも重要であることを明らかとした。これらの疎水性残基に着目した構造活性相関研究を遂行し、N末端から18番目のロイシン残基をイソロイシン残基に変換することで有意に阻害活性が向上することを見出した。また、アラニンスキャンにより評価できなかった配列中央のアラニンに対し、種々のアミノ酸の導入を試みた結果、各種アミノ酸の導入が可能であることが示唆され、特にトリプトファン、バリン、グルタミン酸残基の導入時において高い阻害活性を示すことを明らかにした。以上の知見を、既に報告(ChemMedChem, 2016, 11,845)済みの、N末端トリプトファン残基を2-ナフチルオキシ酢酸に置換したペプチドに組み込むことで、上述のペプチド1よりも約11倍高い阻害活性を示す新規ペプチド2の獲得に成功した。さらに、本ペプチド2を基盤に、環状化による活性向上を試みる研究に着手した。N末端とC末端を繋げることによる環状化ではなく、アラニンスキャンにより活性に重要でない残基の側鎖同士を架橋する部分環状化ペプチドの創製に関して検討を行った。その結果、ペプチドの末端部に近い領域をジスルフィド結合により環状化(固定化)することで高活性化できる知見を得た。引き続き環状構造の最適化を進めていく。高阻害活性を示すペプチド2の獲得に成功し、更に、環状化による高活性化につながる知見を得ることができた。ペプチド2を用いることで、ペプチドの阻害活性発現に関わるマイオスタチン結合様式解明に向けた研究の進展が期待できる状況となっている。

尚、Rentier氏は、日本国内にあるバイオ関連企業への就職のため、本年度11月末で本外国人特別研究員の採用期間を早期に終了した。Rentier氏が実施したマイオスタチン阻害ペプチドの開発研究では、一連の構造活性相関研究により、起点となった初期のペプチドよりも11倍強い活性を有し、かつマウスの筋肉量を約20%増加させる新しいマイオスタチン阻害剤ペプチドの創製を達成した。加えて、阻害ペプチドの環状化により、その阻害活性のさらに強化なものに導いている。これらの成果を勘案すれば当初の計画通りにおおむね研究が進捗したと言える。阻害ペプチドとマイオスタチンとの共結晶化に向けた取り組みを開始し、詳細なペプチドの結合様式解明を進めていく。また、ペプチドの環状化における構造最適化を実施し、動物における筋肉増強作用の確認と投与量の低減を検討していく。本研究は、Rentier氏の国内にあるバイオ関連企業への就職により、本年度11月末で外国人特別研究員の採用期間を早期終了したことから、終了となった。しかし、氏が見いだした重要な知見を基に、臨床に有益なマイオスタチン阻害ペプチドの創製研究は今後も続行する予定である。
工学設計に向けた進化計算による制約付き多目的最適化

本研究では,工学設計における制約条件を有する多目的最適化問題の解法としての進化計算における課題に取り組んでいる.特に従来法では解探索に活用されてこなかった,制約条件を満たさない実行不可能解の活用を考慮する点に特徴がある.前年度に研究・提案したアルゴリズムをベースにし,本年度は(1)問題の制約関数の増加に頑健な実行不可能解の評価方法の構築,(2)工学応用には不可欠ともいえる計算時間高速化のためのアルゴリズムの並列化法に取り組んだ.(1)問題の制約関数の増加に頑健な実行不可能解の評価方法:従来,解の制約取り扱いについては,各制約の違反量をすべて足し合わせた値を用いて評価することが多い.スカラー値なため,精緻な解のランキングが可能な一方で,制約関数値の正規化の必要性や足し合わせによる各制約違反量の情報の欠如の問題がある.これらの欠点を解決するためにパレート支配の概念を用いて,解の制約違反量をベクトルのまま比較する手法があるが,制約数の増加に伴って優劣がつきづらくなり,制約違反量最小化が困難になる問題がある.そこで,本研究事項では,各制約違反量について解同士で比較し,その勝利数によって優劣を決定する方法を提案した.実験の結果,制約数が増加しても制約違反量の最小化が可能であり,さらに,上記2つの手法よりも解探索性能がよいことがわかった.(2)計算時間高速化のためのアルゴリズムの並列化法:進化計算では,精度の高い解を獲得するまでに膨大な数の解の生成・評価を繰り返す必要がある.工学設計物などの解の評価には,シミュレーションを要する場合が多いため,計算時間が問題になる.そこで,解集団中の各実行可能解を,実行不可能解を用いて並列に解生成・解評価して進化させるアルゴリズムを提案した.実験により,実行不可能解を活用することで並列数の増加と解探索性能向上が可能であることを示した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,制約条件を有する多目的最適化問題の進化計算による解法において,工学設計の最適化のための課題解決に取り組む.特に本研究では従来排除されてきた制約を満たさない実行不可能解の活用を探求する.本年度は,進化計算の解探索性能を高めるために,実行不可能解を解探索に用いる指向性交配法に親和性の高い新たな子生成法を検討した.(1)実行不可能解から引き継ぐ遺伝子(変数)交叉量操作法と,研究の過程で発案した,最適解付近に子個体を生成しやすくするための(2)指向性交配における中央交叉法に取り組んだ.具体的な成果は以下の通りである.(1)指向性交配では片親が実行不可能解であるため,子が実行不可能解になりやすい一方で,目的関数値を高める有用な遺伝子が含まれている.そこで,子へ引き継ぐ遺伝子量をパラメータによって変更する方法を提案した.特に問題の制約条件の厳しさに応じてパラメータ値を設定することで解探索性能が向上することを示した.また,実行不可能解から引き継ぐ遺伝子量を0とした場合,解探索性能が低下することからも,実行不可能解の有用性が改めて確認された.この成果は国内学会で発表した.また,研究計画の段階では,(1)の発展として親個体の制約許容量・違反量に基づく交叉量の適応的制御法の構築を予定していたが,適応制御のための十分な基準と要素の特定が困難であった.そこで,将来的に解探索の過程で効率的な子生成法を学習することを考えている.(2)連続問題において,目的関数空間の実行可能領域と実行不可能領域の境界に最適解が存在する問題がある.そこで,指向性交配で選出される実行可能解と不可能解親の間に最適解が存在する可能性があるため,解の間に高確率で子を生成する方法を提案した.実験の結果,目的空間と解空間との相関が高い問題で特に解探索性能が向上する結果が得られた.この成果は国内学会と国際学会で発表した.研究計画では,実行不可能解を活用した場合の交叉法と,推定関数に基づく仮想解の活用に着手する予定であったが,当初構想していた制約許容量・違反量に基づく交叉量の適応的制御法の検討に時間がかかってしまったため,推定関数に基づく仮想解の活用の構築までは至らなかった.ただし,交叉法の検討では,交叉量の静的制御法の有効性を示すことに加えて,研究過程で着想に至った,連続問題における中央交叉法の構築にも取り組み,研究成果を国内学会および国際会議で発表した.以降の予定は少しずれ込むが,これらの検討を通して交叉法が解探索へ与える影響や最適化問題の特徴に関する知識を深めることができた.また,推定関数に基づく仮想解の活用以降の研究の基盤となるアルゴリズムの構築に着手しており,離散問題における実験結果をもとに国際学会に論文投稿し採録が決定している.このように研究成果としていくつか発表することはできている.本研究では,制約条件を有する多目的最適化問題の進化計算による解法において,工学設計最適化のための課題解決に取り組む.特に本研究では従来排除されてきた制約を満たさない実行不可能解の活用を探求する.本年度は,計算時間を高速化するために進化計算を並列処理することを最終的な目的として並列処理に親和性の高い,分解に基づく多目的進化アルゴリズムMOEA/Dをもとに実行不可能解を活用するアルゴリズムを提案した.MOEA/Dは,目的空間に一様分布する重みベクトル群と集約関数によって,目的関数をスカラー化し多目的問題を多数の単一目的問題に変換する.しかし,制約付き問題については十分に考慮されていない.

そのため,1)実行不可能解を含む解の優劣判定,2)有用な実行不可能解の保持,3)有用な実行不可能解の活用,4)重みベクトルのベースポイントの設定について検討した.1)実行不可能解を含む解の優劣判定では,パラメータなしに制約違反量と目的関数を考慮して優劣を決定する優劣判定を導入した.ここでは,制約違反量による比較にパレート支配の概念を用いており,制約数の増加に伴って優劣が付きづらくなる問題があるため,今後発展を検討している.2)有用な実行不可能解の保持では,実行可能解よりも集約関数値の良い実行不可能解をアーカイブ保持する.各重みそれぞれに保持することで,解探索性能や効率を高めるだけでなく,並列処理を念頭に置いている.3)保持した有用な実行不可能解の活用では,重みに属す実行可能解とそのアーカイブ解とを交配して解探索を行う.4)重みベクトルのベースポイントの設定は,実行不可能解を含めて設定する.これらの導入で,解探索性能が高まることを示した.共同研究として有用な実行不可能解を用いた場合の,工学設計実問題での有用性検証や,複数の交叉法やパラメータで並列実行し解探索性能を向上させる方法にも取り組んだ.当初の予定では,実際にアルゴリズムを並列化させるところまで着手したかった.しかし,より良いアルゴリズムを構築するために,各項目(特に1と2)に関しての検討や解探索に与える影響の解析などに時間がかかった.もうすこし改善,検討すべき点はあるが,現時点でもこれまで提案してきた実行不可能解は活用するが並列化を考慮していないアルゴリズムや従来のMOEA/DやNSGA-IIIなどのアルゴリズムよりも高い解探索性能を示すアルゴリズムになった.また,実験を通して,並列化において当初構想していた方法よりもより並列度を高めることができると考えられる結果が得られた.加えて,これまで提案してきたアルゴリズムを用いて,実問題の複数車種同時最適化問題での実行不可能解の活用効果が確認できたことは大きかった.本研究では,工学設計における制約条件を有する多目的最適化問題の解法としての進化計算における課題に取り組んでいる.特に従来法では解探索に活用されてこなかった,制約条件を満たさない実行不可能解の活用を考慮する点に特徴がある.前年度に研究・提案したアルゴリズムをベースにし,本年度は(1)問題の制約関数の増加に頑健な実行不可能解の評価方法の構築,(2)工学応用には不可欠ともいえる計算時間高速化のためのアルゴリズムの並列化法に取り組んだ.(1)問題の制約関数の増加に頑健な実行不可能解の評価方法:従来,解の制約取り扱いについては,各制約の違反量をすべて足し合わせた値を用いて評価することが多い.スカラー値なため,精緻な解のランキングが可能な一方で,制約関数値の正規化の必要性や足し合わせによる各制約違反量の情報の欠如の問題がある.これらの欠点を解決するためにパレート支配の概念を用いて,解の制約違反量をベクトルのまま比較する手法があるが,制約数の増加に伴って優劣がつきづらくなり,制約違反量最小化が困難になる問題がある.そこで,本研究事項では,各制約違反量について解同士で比較し,その勝利数によって優劣を決定する方法を提案した.実験の結果,制約数が増加しても制約違反量の最小化が可能であり,さらに,上記2つの手法よりも解探索性能がよいことがわかった.(2)計算時間高速化のためのアルゴリズムの並列化
アトピー性皮膚炎由来黄色ブドウ球菌の標的抗原とその制御物質の探索

アトピー性皮膚炎(AD)は、長期にわたり皮膚炎を繰り返す慢性疾患である。AD患者では、皮膚から黄色ブドウ球菌(S. aureus)が高率に検出されることが知られているが、なぜS. aureusがAD皮膚に定着し、なぜ皮膚炎が持続するのかについては解明されていない。我々はこれまでAD患者皮膚より単離したS. aureus(AD株)が標準株のS. aureusとは異なり、ADに特徴的な反応であるTh2型の皮膚獲得免疫を誘導することを報告してきた。本研究では、AD株に特異的なS. aureusの性質に注目し、S. aureus定着に関与するケラチノサイト(KC)での自然免疫応答を検討した。まず形態学的なアプローチを行い、それぞれの株のS. aureusがKCに接着する量や取り込まれる経路(KCへの侵入)について解析を行った。AD株はケラチノサイトに高率に取り込まれ、リソソームに蓄積した。この内包化の現象は標準株や健常人で多く定着する表皮ブドウ球菌では見られず、一方で数種類のAD皮膚由来のAD株では多くの株で取り込みが確認できた。これらの取り込みはAD株の表層タンパクをProteinase Kで処理、除去することで消失し、さらに取り込みに関する経路に関わるFibronectinを阻害することでも、取り込みの消失が確認できた。さらに、KCに与える免疫応答については、AD株はKCへ取り込まれたのちに、TLR9を介してIL-1αなどの炎症性のサイトカインを誘導した。なお、S. aureusの自然免疫の受容体となるTLR2を阻害しても、これらの産生には影響しなかった。AD株はKCに対しても、特異的な免疫反応を誘導することが明らかとなった。本研究では、1S. aureus(AD株)の定着に関する形態学的およびケラチノサイトの応答機序の解析、2AD株に特異的な表層タンパクの同定、3AD株を排除する新規治療法の探索を予定している。現在、1と2の一部が終了し、3についても基礎検討を開始しており、計画は順調に進んでいる。前年度に引き続き、AD株の特徴を決定づける分子の検討を行うとともに、これまでに得られた形態学的な違いを元に、ハイスループットスクリーニングシステムを用いてAD株の阻害薬の探索を行う予定としている。
官能基特異的反応に着目したスフィンゴシン類の選択的捕捉法の開発

スフィンゴシンを選択的に捕捉する方法論を開発するために、標品の化学合成を実施した。D-及びL-セリンを出発原料として、立体化学が明確な4種の標準サンプルを調整した。2-アミノ-1, 3-ジオール構造に化学特異的に反応する部位として、グルタルアルデヒドを選択した。フェニルグルタルアルデヒド誘導体を化学合成し、樹脂に担持させた。樹脂への固定化は、IRスペクトルにより確認した。捕捉の効率を数値化するために、OPA法について検討した。血液中のスフィンゴシン1リン酸の分解物であるスフィンゴシンの検出をめざし、本方法標品を用いた実験により、血中濃度とほぼ同様な濃度での検出が可能であることを示した。補足剤の基本的骨格を有するグルタルアルデヒドが、合成スフィンゴシンと効率的に反応するかを確認した。アルデヒドとターゲット化合物は室温、中性で速やかに反応した。また、立体異性体についても同様の反応が確認された。昨年度の実験により、高感度検出の必要性が生じた。従来のTLC法は煩雑であり、その検出感度の低さも今後の問題となりうる。そのため、アミン類の蛍光検出試薬である既知のOPA誘導化を実施した。HPLC、蛍光検出器との組み合わせにより、スフィンゴシンの高感度検出法を立ち上げることができた。これにより、条件検討の速度を向上させることができた。p-ヒドロキシケイ皮酸をアンバーライト存在下、メチルエステルとした後、LiAlH4による1,2還元、DDQによりαβ不飽和アルデヒドとした。フェノール性水酸基をTBDPSで保護した後、エチルビニルエーテルとDiels-Alder型反応により環状汗タール誘導体とした。その後TBAFによりシリル基を脱保護した。次に、Merrifield樹脂とエーテル型結合を介して、担持させた。最後に塩酸を用いてアセタール部分を開裂させ、dihemiacetal構造を再現させた。特に、カルボニル基の吸収は樹枝上のグルタルアルデヒド部分の構造を明確に示していた。今回開発されたグルタルアルデヒド樹脂は、固定化されているため、極めて安定であり、重合することなく、約1ケ月後も存在することがIRスペクトルから確認された。本樹脂を用いて、液相中のスフィンゴシンの補足実験を実施した。生体試料を鑑み、血清を用いることとした。血清中に一定量のスフィンゴシンを添加し、本樹脂による捕捉・脱離能の評価を行った。予備的な結果ではあるが、血清中の遊離スフィンゴシンの濃縮、検出を確認することができた。昨年度に引き続き、捕捉剤の開発及び官能基特異性の評価を行った。昨年度開発した樹脂の大量合成法に沿って、補足能を有する化合物を合成、市販樹脂との結合により、実験に必要な捕捉樹脂を確保した。捕捉の効率を数値化するために、OPA法についての検量線を作成し、補足、脱離の効率を数値化することに成功した。これにより、補足条件の検討を更に効率的に行うことができた。また、脱離条件についても詳細な検討を実施したが、脱離後のpHが、検出誘導化条件であるOPA法の塩基性条件と合致せず、良好な収率が得られないことが判明した。今後、脱離後のpHのコントロールが必要検討条件であることが判明した。血液中にはセカンドメッセンジャーであるスフィンゴシン1リン酸(S1P)の分解物であるスフィンゴシンが存在する。まず、文献で述べられているスフィンゴシンの濃度まで、本方法がダウンサイズ可能であるか確認した。標品のスフィンゴシンを用いた実験により、血中濃度とほぼ同様な濃度での検出が可能であることが判明した。実際の血清のサンプルでは、同様な方法での検出が不可能であったので、サンプルの濃縮を行ったところ、HPLCのRTでの確認ではあるが、血清中のスフィンゴシンの検出に成功した。次に捕捉ビーズの応用例として、容易に入手可能でスフィンゴシン類が比較的多く含まれるタモギタケに着目した。タモギタケよりグルコセラミドを常法により単離し、標準サンプルをグラムスケールで得た。次に酸、アルカリによる加水分解の条件を検討した。低収率ではあるが、脂肪酸のみが加水分解されたグルコスフィンゴシン類が得られた。これについての補足実験を実施、1級アルコールに糖鎖が結合した状態でも、本樹脂がグルコスフィンゴシン類を捕捉することが判明した。本研究では、セカンドメッセンジャーとして、近年、注目を集めているスフィンゴシンを選択的に捕捉する方法論を開発することを目的としている。まず、ターゲット化合物であるスフィンゴシンの大量化学合成を実施した。

スフィンゴシンは市販品として容易に入手可能であるが、微量でしか入手できないこと、また、天然体の立体化学を有したもののみしか入手できないため、化学合成によるサンプルの調製を行った。D-セリンから調製された保護体にメチルリン酸ジメチルエステルを結合させ、テトラデカナールとのエモンズ・ホーナー反応により、トランスエノン体を得ることができた。続くDIBAH還元により、選択的にαアルコール体を得、これを酸性条件で加水分解することにより、天然体であるD-erythro体を調製した。また、L-Selectrideを還元剤とすることにより、βアルコール体を得、続く加水分解反応により非天然型のL-threo体を合成した。更に、出発原料として、L-セリンを使用、同様な合成ルートを実施し、L-erythro, D-threo体を調製した。次に、スフィンゴシンの共通構造である2-アミノ-1,3-ジオール構造に、化学特異的に反応する反応剤の設計について検討した。「2-アミノ-1, 3-プロパンジオール」をモデル化合物として、捕捉剤の検討を行った。本化合物は、スフィンゴシンと全く同じ官能基群を有し市販品が入手可能なことから、モデルとして最適と判断された。TLC上での条件検討を考慮して、紫外線で容易に検出可能なフェニルグルタルアルデヒドを設計、これを合成した。フェニルグルタルアルデヒと2-アミノ-1, 3-プロパンジオールが三環性化合物を与えることを確認した後、その生成条件に関して、pH、温度、時間等の最適条件を検討した。当初、検出にTLCを用いていたため、極めて低い感度でしか検出できなかったが、蛍光検出法を採用することにより高感度化に成功、これにより、条件検討が飛躍的に進行した。また、樹脂への固定化は、当初、化学合成上の困難が予測されたが、経験者等のアドバイスにより、高収率で大量合成が進行し、充分量の樹脂の確保に短期間で成功することができた。また、本樹脂がリサイクル可能であり、また、安定であることが判明した。予定していたスフィンゴシンに関して、4種類の化学合成が順調に修了したことは、これからの研究に必要かつ重要であるサンプルの調達に成功したことを示している。これにより、今後の研究に必須であるスフィンゴシンを充分量確保できたといえる。また、反応剤の設計として発色団としてフェニル基の導入に成功し、ある程度の条件検討は可能となったが、更に高感度な蛍光基の導入も今後研究のスピードアップに繋がる可能性があることが判明したため。研究は、当初の計画以上に進んでいるので、当初の計画以上にアプリケーションを増やして行く予定である。一部の合成反応において、極めて長い反応時間と高い反応温度を必要とする段階がある。昨年導入したマイクロウェーブ法の使用を検討してみる。研究は、概ね良好に進行しているので、当初の計画にそって実施するが、反応条件の検討に関しては、蛍光基が有効である可能性が発生したので、蛍光基を使用した検出方法についても追加検討する。経費の節減の結果生じた使用残について、物品費(消耗品)に使用する。23年度中に納品したが、支払が次年度以降になったため、薬品・書籍の支払に使用する。
自然循環系に基づく悪臭性有機廃棄物の無臭化・コンポスト微生物による無公害化と利用

人口が増加し、人間活動が盛んになるにつれて、厨芥、余剰汚泥、家畜排泄物、産業廃棄物などの悪臭性の天然有機廃棄物の量が増加している。本研究ではこれらの廃棄物を自然の循環系で微生物を用いて処理し、再利用することを目的としている。最近、豚ふん由来の堆肥中にサリチル酸などのフェノール酸が植物種子の発芽障害物質となっていることが見い出されている。そこで、無臭化微生物群の中からフェノール化合物を分解する微生物を探し、これを用いて害作用のない堆肥化を行うことを目的とした。フェノール酸を唯一の炭素源とし、ペプトンとアンモニアを窒素源とする人工合成培地を作成した。これに無臭化微生物群で処理した廃棄物を分離源とした。そして、集積培養を行った結果、多くの菌株が得られた。最もフェノール酸の分解能の高いNo.22株を選択し、Flavobacterium No.22と同定した。本菌株をフスマ培地で拡大培養を行った。本固体培地1g当たり10^9個の細胞が増殖した。これの0.5kg種菌として、5kgの固形豚ふんの処理を行った。種菌と豚ふんの混合物に0.5kgのモミガラを加え、空隙度を2.0l/kgとして無臭化箱に堆積し、約20°Cの室温に放置した。その結果、堆積16時間でpHは8.0から9.2に、品温は27°Cから65°Cに上昇した。この間に官能的悪臭度は全くなくなり、豚ふん臭はしなくなった。未処理豚ふん中に多数検出されたフェノール酸は処理物中ではほとんど消失していた。また、豚ふん悪臭の主成分であるn-吉草酸などの低級脂肪酸もほとんどなくなっていた。硫化水素などの悪臭性の硫黄化合物も処理物中にはほとんど消失していた。未処理及び処理物の水抽出液でソルガムの発芽テストを行うと、未処理物でみられた障害作用が処理物ではほとんど見い出せなかった。植物などに対して害作用を持つ廃棄物を単独の無臭化・コンポスト化細菌を用いて処理できることが分かった。
化学反応制御による半導休超微粒、超薄膜結晶の作製と新物性

マイクロ波プラズマで多量に生成された原子状水素を用い、有機金属化合物など分子種を気相反応で活性化、低温基板上に堆積する新規な成膜法(Hydrogen Radical enhanced:HR)CVDを用い、低温結晶成長を行った。原料化合物として、ジエチルジセレン(DEDSe)などを用いると、原子状水素との衝突で容易に分解し、200°C程度の基板温度で、ZnSe(S,Te)結晶成長が可能になった。この際、基板面近傍に飛来するイオン種を排除すると、欠陥の少ない高品質結晶(ZnSe,ZnSSe)が成長することを見い出した。GaAs(100)基板上に、この技術を用いて堆積したZnSe結晶では、バンド端エキシトンによる蛍光のみが観測される高品質結晶であることが確認された。このように、欠陥の少ない結晶を得るためには、気相中での活性種の反応を阻止するため、2種類の原料、ジエチル亜鉛(DEZn)、及びDEDSeを交互に供給することが有効であった。また、過剰なカルコゲナイドの供給は、原子状水素流で容易に排除されることも、良質結晶生成に役立っていることも分かった。HRーCVD法においては、混晶(ZnSSe)の結晶成長も容易に出来る事を確認すると同時に、ZnSe(井戸層)ZnSSe(バリア層)とする超格子の作製も容易であり、原子レベルで結晶構造の制御が可能であることを確認した。ZnSe/ZnSSe超格子系では、量子サイズ効果により、ZnSe層のエキシトン発光が高エネルギ-シフトし、設計通りの人工構造が形成され、且つ高品質薄膜が保持されていることを確認した。シリコン系超微粒構造の作製においては、HRーCVDにおける堆積表面化学反応において、結晶粒径制御と、粒界状態の制御のための基礎的研究を行っている。
熱間転造仕上げプラスチック歯車の運転性能に関する研究

これまでの実験で比較的良好な歯面形状が得られていたダイス歯車歯面温度500K,被加工歯車回転数30rpm,転造荷重30Nとして,まず12s間熱間転造仕上げを施した後,転造荷重を10Nと小さくし歯車回転を反転させてさらに10s間加工して仕上げ加工前後の伝達トルクの変動の様子を調べてみた.その結果,歯面形状はかなり改善されているにもかかわらず,伝達トルク変動の大きさにはほとんど変化は見られなかった.この伝達トルクの変動波形を周波数解析したところ,被加工歯車の軸回転周波数成分が支配的であることがわかった.すなわち,歯面形状が改善されたために伝達トルク変動のかみあい周波数成分は改善されていたにもかかわらず,歯面形状の改善はトルク変動の軸回転周波数成分の改善にはほとんど寄与しておらず,しかもその成分が変動の大きさを決めてしまうほどに支配的であったため,結果として熱間転造仕上げによる伝達トルク変動の軽減の効果が認められなかったのである.この軸回転周波数成分の大きさを決めているのは被加工歯車の偏心量であると考えられる.したがって,射出成形プラスチック歯車を熱間転造仕上げする場合には歯面形状よりもまず偏心量を小さくすることを考えるべきである.そのためには心間距離を固定した加工法が有力であるが,現有の加工装置をそのように改造するのは困難であったため,同じ効果が期待できる転造荷重減少方式の熱間転造仕上げについて検討した.すなわち,心間距離を一定に保って加工した場合初期には大きな荷重を必要とするが加工が進むにつれて必要となる荷重の大きさは小さくなっていくものと考えられるのである.実際に実験を行ってみたところ,負荷経路をうまく選ぶと仕上がり歯面形状もかなり改善できることが明らかになった.しかしながら,伝達トルク変動に関しては若干の改善は認められたが大きな効果は上げられていなかった.その原因は運転試験装置を改善した際に軸平行度などの精度に若干問題が生じ正確な測定ができていなかったことと思われる.そのため,今回回転伝達誤差の測定も行ったが,データの考察はできなかった.一方,粘弾性挙動を考慮した歯車の動力伝達特性解析は順調に進めてきたが,今後実験装置の調整を行いその結果と合わせて考察していく予定である.これまでの実験で比較的良好な歯面形状が得られていたダイス歯車歯面温度500K,被加工歯車回転数30rpm,転造荷重30Nとして,まず12s間熱間転造仕上げを施した後,転造荷重を10Nと小さくし歯車回転を反転させてさらに10s間加工して仕上げ加工前後の伝達トルクの変動の様子を調べてみた.その結果,歯面形状はかなり改善されているにもかかわらず,伝達トルク変動の大きさにはほとんど変化は見られなかった.この伝達トルクの変動波形を周波数解析したところ,被加工歯車の軸回転周波数成分が支配的であることがわかった.すなわち,歯面形状が改善されたために伝達トルク変動のかみあい周波数成分は改善されていたにもかかわらず,歯面形状の改善はトルク変動の軸回転周波数成分の改善にはほとんど寄与しておらず,しかもその成分が変動の大きさを決めてしまうほどに支配的であったため,結果として熱間転造仕上げによる伝達トルク変動の軽減の効果が認められなかったのである.この軸回転周波数成分の大きさを決めているのは被加工歯車の偏心量であると考えられる.したがって,射出成形プラスチック歯車を熱間転造仕上げする場合には歯面形状よりもまず偏心量を小さくすることを考えるべきである.そのためには心間距離を固定した加工法が有力であるが,現有の加工装置をそのように改造するのは困難であったため,同じ効果が期待できる転造荷重減少方式の熱間転造仕上げについて検討した.すなわち,心間距離を一定に保って加工した場合初期には大きな荷重を必要とするが加工が進むにつれて必要となる荷重の大きさは小さくなっていくものと考えられるのである.実際に実験を行ってみたところ,負荷経路をうまく選ぶと仕上がり歯面形状もかなり改善できることが明らかになった.しかしながら,伝達トルク変動に関しては若干の改善は認められたが大きな効果は上げられていなかった.その原因は運転試験装置を改善した際に軸平行度などの精度に若干問題が生じ正確な測定ができていなかったことと思われる.そのため,今回回転伝達誤差の測定も行ったが,データの考察はできなかった.一方,粘弾性挙動を考慮した歯車の動力伝達特性解析は順調に進めてきたが,今後実験装置の調整を行いその結果と合わせて考察していく予定である.
網膜機能のシステム的解析

網膜は光受容器であるとともに、視細胞が捕らえた視覚情報から像の形、色、動きなどの情報を抽出する神経組織である。網膜を構成するそれぞれの細胞は特有な受容野を持ち、視細胞がとらえた視覚情報を階層的に処理している。網膜ニューロンの受容野や光応答の性質を決定するのは、それぞれの細胞へ入力するシナプス入力や細胞が持つイオンチャネルのキネティックスである。本研究では単離細胞を用いたこれまでの研究で明らかになった個々の細胞のイオンチャネルや伝達物質に関する知識を集約し、それらがどのように機能しているかを統合的に理解することを目的とした。アマクリン細胞は網膜第2次シナプス層(内網状層)に存在するニューロンであり、多くはGABA作動性であり抑制性ニューロンと考えられてきた。その出力は双極細胞に対するフィードバック制御、神経節細胞に対するフィードフォワード抑制、そして近隣のアマクリン細胞に対する相互抑制であると考えられているが、アマクリン細胞間のシナプスについては不明な点が多い。本研究の目的はキンギョ網膜スライス標本を用いて、シナプス後アマクリン細胞に対するGABAの効果、およびシナプス前アマクリン細胞からのGABAの放出機構を明らかにして、アマクリン細胞間のGABA作動性シナプスの機能を知ることである。Perforated patch clamp法で膜電位記録下にGABAをアマクリン細胞に投与すると膜電位は過分極した。GABA応答の逆転電位は約-70mVであった。したがって、GABAは網膜内のアマクリン細胞に対して抑制性に作用するといえる。また、昨年度報告したようにアマクリン細胞には自発性内向き電流が記録された。この電流は近傍のアマクリン細胞から自発的に放出されたGABAによるCl^-電流である。これらの結果から、網膜アマクリン細胞同士のGABA作動性の抑制性シナプスが存在することが明らかになった。
連続時間契約理論アプローチに基づく信用リスクにおける伝染効果の理論・数値分析

情報開示に費用がかかる状況で、長期最適契約での債務不履行について、企業解散と再構成の戦略的動向を分析し、その証券価値評価への影響を数値分析する.結論として、企業のレバレジ比率は、将来の債務不履行の際に再構成が期待できる場合には高くなる.また、企業解散が突然起こり得る状況では、短期の破産確率は上昇する.これらの結果は、これまでの文献で広く観察される「短期の信用スプレッドの過小評価問題」を解決する.情報開示に費用がかかる状況で、長期最適契約での債務不履行について、企業解散と再構成の戦略的動向を分析し、その証券価値評価への影響を数値分析する.結論として、企業のレバレジ比率は、将来の債務不履行の際に再構成が期待できる場合には高くなる.また、企業解散が突然起こり得る状況では、短期の破産確率は上昇する.これらの結果は、これまでの文献で広く観察される「短期の信用スプレッドの過小評価問題」を解決する.本研究は、連続時間契約理論アプローチを使って信用リスク分析を行い、金融市場における内生的な伝染効果や、投資の安全資産への回避の動向を理論・数値的に検証することである。平成20年度の計画は、理論モデルを構築しデータ分析を開始することであり、そのなかで連邦準備理事会(現在オバマ政権の下で米国の金融システムの監督機関)で滞在研究することであった.ただし金融危機が一層深刻化する中、平成20年6月になって20年度中の米国連邦準備理事会での受け入れが困難であることが判明した。しかし、この滞在研究は本研究にとって不可欠であるので、当初計画を変更し、平成21年度4月-5月に一カ月間、米国連邦準備議会研究部署に滞在する補助事業を行った.それに合わせて、当初予定していた20年度内での研究費の支出が21年度に一部繰り越された.新しい計画の下では、平成21年45月に現地調査のため米国連邦準備理事会に滞在し、57月に理論・実証分析を開始し、9月末までに論文「A Continuous-Time Anaiysis of Optimal Contracts with Restructuring in an Environment with Costly Information Disclosure : Theory and Applications」を書いた.具体的な内容は、まず、平成18-19年度科学研究費用補助・若手研究(B)「連続時間契約モデルを用いた信用リスクにおける流動性プレミアムの分析」(研究課題番号18730209)において作成した情報非対称性の下での連続時間理論モデルを応用し、資産価格評価モデルを構築した.とくに企業再構成(私的整理、会社更生など)の期待破産リスク評価への影響を分析する理論的枠組みを構築した。連続時間モデルの数学的な取り扱いやすさを利用して、インパルス制御という手法を用いモデルを解析的に解くことに成功した。米国等では企業再構成は私的整理を含めると企業債務不履行の8割を占めると言われ、その影響を均衡資産価格評価モデルで分析する枠組みを作ったのが本稿の貢献である.本研究は、連続時間契約理論アプローチを使って信用リスク分析を行い、金融市場における内生的な伝染効果の動向を理論・数値的に検証することである。平成21年度の計画は、前年度に構築した理論モデルを改善しながら数値分析を進めることであった.具体的な内容は、まず、平成18-19年度科学研究費用補助・若手研究(B)「連続時間契約モデルを用いた信用リスクにおける流動性プレミアムの分析」(研究課題番号18730209)において作成した情報非対称性の下での連続時間理論モデルを応用し、均衡資産価格評価モデルを構築した.とくに企業再構成(私的整理、会社更生など)の期待破産リスク評価への影響を分析する理論的枠組みをつくった.たとえば米国等では企業再構成は私的整理を含めると企業債務不履行の8割を占めることからもわかるように、企業再構成の資産価格への影響について均衡資産価格評価モデルを構築し伝染効果への含意を導くフレームワークをつくった成果は小さくはないと思われる.連続時間の確率解析のインパルス制御という手法を用いモデルを解析的に解くことに成功し、連続時間の数値解析の手法を用いて具体的な数値分析を成功させたのが本稿の貢献である.企業のレバレッジ比率は、企業再構成が可能であると期待されるとき、高くなることが示される.さらに、企業解散が突然起こるような状況を想定すると、短期の破産確率は上昇し、同時に企業再構成の確率は低下することが示される.これらの結果は、信用スプレッドの過少評価という過去の実証文献の未解決の問題にひとつの解決の道を示した.
プラトンの中期対話編における、知と感覚の接点の研究

本年度は前年度に続き、プラトンの中期対話編における、知と感覚の関係性の理論の解明に取り組んだ。考察の中心としたのは、プラトンの主著とされる中期対話編『国家』の「線分の比喩」および「洞窟の比喩」である。私はこれらの比喩に関する多くの先行研究を整理・検討した上で、「線分の比喩」の上位の二区間がイデアであるという解釈をテキストの詳細な検討に基づいて擁護し、その区間に感覚物やいわゆる「中間物」が含まれるという従来の解釈を退けた。さらに私は自身の解釈にもとづき、「線分の比喩」で語られている可知界と感覚的世界の関係、および哲学と数学的学術の方法論の関係を明確にした。私はこれを行うに当たって、海外での資料収集を積極的に行い、研究の成果を国際ワークショップにおいて英語で発表した。「線分の比喩」は、プラトンの中期対話編における認識論と方法論を研究する上で最も重要なテキストの一つであるが、その内容は必ずしも十分に理解されていると言えない。多くの先行研究の調査と、古典ギリシア語のテキストの精密な検討に基づいて以上の成果を打ち出し、それを国際社会に向けて広く発信したことは、プラトン研究に対する大きな貢献であると考えられる。なお私はこれを成し遂げる過程で、国内外の研究者との学術的交流に積極的に取り組んだ。プラトン哲学についての最新の研究書の書評を執筆し、それに当たって著者と多くの意見を交換したことは、特筆すべき事柄である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究で私は、プラトンの中期対話編における知と感覚の「接点」ないし協働関係を、哲学・文献学的観点の双方から、国際的に高い水準で明らかにすることを目指した。具体的には、国家』の「太陽の比喩」「線分の比喩」でプラトンが論じている、知と感覚の関係性の解釈に取り組み、結果として、プラトンの中期対話編において感覚の使用が知的探求の遂行にどこまで・どのように貢献すると考えられていたのかを、テキストに基づいて明確にした。その成果は、「太陽の比喩」「線分の比喩」についての極めて多くの先行研究の中でも独自の貢献を果たすものであり、『西洋古典学研究』(日本西洋古典学会編・査読有)および『古代哲学研究室紀要』の掲載論文において実を結んでいる。プラトンの中期対話編における知と感覚の協働関係を、複数の重要なテキストに基づいて、目指していた水準で明らかにすることができた。また、国内外の研究者との交流、学会参加、資料調査に積極的に取り組むことができた。引き続き、プラトンの中期対話編における知と感覚の協働関係の解明に取り組むと共に、成果を海外の学会・雑誌に投稿することを目指す。その他、計画している海外での研究活動を、予算の範囲内で可能な限り、積極的に実施していく。
抗がん薬の苦味による臓器特異的なP-gpの機能亢進メカニズムと抑制方法の探索

小腸の上皮細胞の細胞膜には、生体への毒物の侵入を防ぐためにP-糖タンパク質(P-gp)と呼ばれる掃き出しトランスポーターが発現している。一方、小腸上皮細胞には口腔内と同様に苦味受容体が存在する。この受容体が苦味物質を感知して9時間後にP-gpの発現量が増加することが報告されており、小腸が毒物の苦味を認識しその侵入を防いでいるものと考えられる。しかしながら、9時間後では多くの毒物が既に生体への侵入を終えていると考えられ、防御反応としては不十分である。これに対して本研究では、ヒト結腸がん由来Caco-2細胞に苦味物質であるフェニルチオカルバミド(PTC)を暴露すると、僅か90分後にP-gpの膜上発現増加を介した機能亢進が引き起されることを明らかにした。また、P-gpの膜上発現を支える足場タンパクが、細胞膜上で増加していた。一方、PTC刺激によって分泌される消化管ホルモンであるコレシストキニン(CCK)の受容体阻害薬を処理したところ、P-gpの細胞膜上の発現増加が抑制された。これらのことから、PTCによるP-gpの即時的な機能亢進には、CCK受容体の刺激を介したP-gpの膜上発現の亢進が関与していることが示唆された。2018年度においては、抗がん薬のひとつであるエトポシドの苦味によってもP-gpの機能が亢進し得るかについて評価した。その結果、Caco-2細胞にエトポシドを添加したところ、30分という短時間でP-gpの輸送機能が亢進した。これに対して、コレシストキニン受容体の阻害薬をあらかじめCaco-2細胞に処理した場合、エトポシドによるP-gpの輸送機能亢進が認められなかった。したがって、苦味受容体が発現する小腸では苦味を有する物質とP-gpの基質薬物の併用によって、薬物の吸収が亢進することが想定された。これらの成果を3報の論文および20件の学会発表として公表した。経口から摂取された物質の主要な吸収部位である小腸は、苦味物質に曝されると9時間後に排出系トランスポーターのひとつであるP-糖タンパク(P-gp)の発現量を増加させることが報告されている。しかしながら、9時間後には多くの物質が既に生体に侵入し終えていると考えられ、防御機構としては不完全である。そこで、苦味物質を感知してから即座にP-gpの機能が亢進する別のメカニズムが存在するのではないかと考え、検討を行なった。まず、ヒト結腸がん由来細胞であり消化管吸収の検討で繁用されるCaco-2細胞に、苦味物質であるフェニルチオカルバミド(PTC)を暴露した。その結果、暴露90分後にP-gpの基質薬物であるrhodamine 123 (Rho123)の細胞内蓄積量の低下と、掃き出し増加が確認され、総発現量の上昇を介さないP-gpの機能亢進が認められた。さらに、PTCによって分泌される消化管ホルモンであるコレシストキニン(CCK)を暴露したときには、30分後に同様の機能亢進が認められた。また、CCK阻害剤を前処理した後にPTCを処理すると、P-gpの機能亢進が消失した。これらのことから、PTCによるCCK分泌増加を介して、即時的にP-gpの機能が亢進し得ることが示唆された。加えて、Caco-2細胞にCCKを暴露するとP-gpの細胞膜上における発現量の顕著な上昇が認められ、このときにP-gpの膜上発現を支えるezrin, radixin, moesin (ERM)と呼ばれる足場タンパクが細胞膜上で活性化していた。したがって、CCKによるP-gpの機能亢進には、ERMタンパクの活性化を介した細胞膜上の発現量の増加が関与しているものと考えられた。(Journal of Pharmaceutical Sciences投稿中)28年度では、抗がん薬の苦味による即時的なP-gp機能調節が存在するか否かと、そのメカニズムを明らかにするため、1抗がん薬によるP-gpの輸送機能変化、2抗がん薬によるP-gpの局在とERMの活性変化を検討計画とした。本年度の目的が、抗がん薬の苦味によって苦味受容体が刺激されることが前提となっていたため、まず苦味受容体や分泌細胞としての性質をCaco-2細胞が有しているのかを確認するとともに、その受容体を直接刺激する物質がP-gpの機能を即時的に亢進し得るか否かについて検討した。Caco-2細胞において、苦味受容体のひとつであるT2R38および、消化管ホルモンのひとつであるCCKを分泌する細胞のマーカーとしてクロモグラニン、CCKを感知する受容体であるCCK-R、それぞれのmRNAが発現していることを確認した。そこで、PTCによってT2R38を刺激したときのP-gp基質薬物の輸送変化を確認したところ、PTC暴露90分後にP-gpの輸送機能が亢進していた。さらに、T2R38刺激後に分泌されるCCKをCaco-2細胞に直接暴露したときには、僅か30分後にP-gpの輸送機能の亢進が確認された。また、PTC刺激によるP-gpの機能亢進は、CCK-Rの阻害剤によって消失した。したがって、P-gpの機能亢進は、僅か数十分の苦味刺激およびその下流因子であるCCKの暴露によって、即時的に引き起こされることが明らかとなった。

また、そのメカニズムのひとつとしてP-gpの発現量を確認したところ、細胞全体では変化が見られなかったものの、細胞膜上では顕著に増加していた。またこのとき、P-gpの細胞膜上発現を支えることが既に我々と他の研究者が報告されている活性化型のERMタンパクが、細胞膜上で増加していることも明らかにした。以上より、当初の予定はおおむね順調に進展していると考えている。これまでに、小腸上皮細胞に存在する苦味受容体が苦味物質を感知すると、9時間後に排出系トランスポーターのひとつであるP-糖タンパク(P-gp)の発現量が増加することが報告されている。本年度は、苦味物質を感知してから即座にP-gpの機能が亢進する別のメカニズムが存在するのではないかと考え、臨床で用いられる抗がん薬を用いて検討を行なった。まず、ヒト結腸がん由来細胞Caco-2細胞に、苦味受容体が発現していることを確認し、このCaco-2細胞に苦味物質であるフェニルチオカルバミド(PTC)を暴露したところ、90分後にP-gpの基質薬物であるrhodamine 123 (Rho123)の細胞内蓄積低下と掃き出し増加が確認され、P-gpの機能亢進が認められた。さらに、PTC刺激によって分泌される消化管ホルモンであるコレシストキニン(CCK)の受容体の発現がCaco-2細胞において確認されたことから、CCKを暴露したところ30分後に同様の機能亢進が認められた。これに対して、CCK阻害薬を前処理した後にPTCを処理すると、P-gpの機能亢進が消失した。加えて、Caco-2細胞にCCKを暴露するとP-gpの総発現量は変化しないものの細胞膜上における発現量の顕著な上昇が認められ、このときにP-gpの膜上発現を支える足場タンパクの細胞膜上での発現が増加していた。これらのことから、PTCによるP-gpの即時的な機能亢進には、CCK受容体の刺激を介したP-gpの膜上発現を亢進させるシグナルが関与していることが示唆された(J PharmSci., 106(9), 2650-2656 (2017))。一方、苦味を有する抗がん薬の曝露によっても即時的にP-gpの機能が亢進することを確認しており、これに足場タンパクの活性化を介したP-gpの細胞膜上の発現量の増加が関与していることを想定している。29年度は、抗がん薬の苦味による即時的なP-gp機能調節とそのメカニズムを明らかにするため、1抗がん薬によるP-gpの輸送機能変化、2抗がん薬によるP-gpの局在とERMの活性の変化を明らかにすることを検討計画とした。まず昨年度までの続きとして、苦味受容体や消化管ホルモンの分泌細胞としての性質をCaco-2細胞が有しているのかを確認するとともに、その受容体を直接刺激する物質がP-gpの機能を即時的に亢進し得るか否かについて検討した。Caco-2細胞において、苦味受容体のひとつであるT2R38および、消化管ホルモンのひとつであるCCKを感知する受容体であるCCK-R、それぞれが発現していることを確認した。さらに、PTC暴露90分後にP-gpの輸送機能が亢進しており、T2R38刺激後に分泌されるCCKを直接暴露したときには、僅か30分後にP-gpの輸送機能が亢進していた。一方、PTC刺激によるP-gpの機能亢進は、CCK-Rの阻害剤によって消失した。したがって、P-gpの機能亢進は、僅か数十分の苦味刺激およびその下流因子であるCCKの暴露によって、即時的に引き起こされることが確認され1の目的は概ね達成した。また、そのメカニズムのひとつとしてP-gpの細胞膜上発現量の増加とP-gpの細胞膜上発現を支える足場タンパクが細胞膜上で増加していることを明らかにし2の目的も達成できた。
バイオエナジェティックスの総括的研究

生体の行なっているエネルギーの授受と転換は、生命活動の根底をなすものである。バイオエナジェティックスはこの基礎生体反応の過程に関与する多くの事象を研究の対象としている。本研究では、「重点領域研究・バイオエナジェティックス」の全体を総括し、個別および班研究の推進、研究者間の有機的連携、周辺分野との交流、新分野の開拓等を通じて重点領域研究の効果的進展を計ってきた。本年度に得られた実績は、以下のように要約される。............1.学会報告、原著論文等を通じ、本重点領域研究に参加している各研究者の研究進捗状況を把握し、各研究のとりまとめ、完成に向けて適切な助言を行なった。2.異なる経験、研究対象、装置等を持つ研究者の間に共同研究を推進した。3.今年度までに得られた特に著しい成果は、論文別刷を配布して各研究者に周知させた。4.総括班に所属する研究者は、新しい親和試薬の開発、エネルギー転換酵素のcDNAの調製、モノクローン抗体の作製、エネルギー転換酵素阻害剤の開発等を積極的に行ない、各研究者の利用に供した。また各研究者の希望によって、クローン化に必要とするオリゴヌクレオチドの作製、蛋白の部分アミノ酸配列の決定等を総括班により行なった。5.総括班は発足時から、エネルギー転換系の疾病の調査研究を行なってきた。本年度は、小沢教授が米・豪の研究者とともにミトコンドリアの遺伝病の研究会を主催し、本研究の運営委員を中心に参加し、最新の成果を発表した。6.平成元年末に、公募研究者を含む全班員の参加による合同班会議を行なった。各研究の進捗状況と成果を評価委員(総括班員より選出した)が厳密な評価と批判を行ない、年度末までの成果を取りまとめるベく指導を行なった。7.来年度に本研究の成果を、英文の成書と和文の報告書により世に問うべく編集方針を検討した。