hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スペシャルラグランジュ部分多様体のモジュライ空間の研究

まず前年度の続きであるが、孤立特異点に対する張り合わせの全射性を安定なトーラスコーンの場合に証明したが、その証明を改善した。全射性の証明は技術的に厄介な部分であるため、慎重に行った。張り合わせの証明は主に2段階に分けられる。ひとつはバブルオフの解析、もうひとつは局所模型の分類である。私はバブル・オフの解析が一般の孤立特異点に対し可能であることを示した(ただしヤコビ場の積分可能性を仮定する)。一方局所模型の分類の証明には安定性およびトーラスコーンの対称性を本質的に用いている。孤立特異点の研究の続きとして2つことを考えている。ひとつは上記の張り合わせの全射性定理が応用できる具体例を構成することである。もうひとつは局所模型の分類をより一般の場合に行うことである。これらに関しては以下の12においてもう少し詳しく述べる。また非孤立特異点に関する研究を始めた。これは4次元ヤン・ミルズゲージ理論や擬正則曲線の解析とは異なる部分である。4次元ヤン・ミルズゲージ理論や擬正則曲線の理論ではモジュライ空間をコンパクト化し、それを用いてドナルドソン不変量やフレアーホモロジーなどが定義できる。しかし、スペシャルラグランジュ部分多様体に対してはそのような不変量はまだ定義されていない。その理由のひとつは非孤立特異が現れるからである。例えば非孤立特異点に関する張り合わせはまだ研究が始まったばかりである。幾何学的測度論では非孤立特異点に関する理論としてサイモンの理論がある。サイモンの定理により、非孤立特異点にギャップがなければその周りの漸近挙動が分かる。私はこのサイモン理論をスペシャルラグランジュ部分多様体に応用したいと考えている。具体的には非孤立特異点の変形理論を考えることから始めたい。当初の目標どおり、張り合わせの全射性を証明できた(安定なトーラスコーンの場合に)。張り合わせの全射性はヤン・ミルズゲージ理論や擬正則曲線の理論ではよく知られているが、それと同様なことが成り立つことを証明できた。上記の9に述べたとおり、スペシャルラグランジゴ部分多様体の解析は4次元ヤン・ミルズゲージ理論や擬正則曲線の理論より難しいが、ミラー対称性の観点からモジュライ空間を用いた不変量の定義は重要な課題である(ジョイスにより提唱されている)。私はそのための第一歩を始められたと認識している。また技術的には、私の定理では幾何学的測度論が重要な役割を果たす。上記の9に述べたように幾何学的測度論の更なる応用も考えたい。今のところ2つのことを考えている。ひとつは安定なトーラスコーンに漸近するコンパクトなスペシャルラグランジュ部分多様体の具体例を構成することである(これには私の全射性定理が適用できる)。方針としては通常2重点をもつカラビ・ヤウ多様体から始める(適当なInvolutionがあると仮定する)。その特異点解消の模型はよく知られており、そこでは安定なトーラスコーンに漸近するスペシャルラグランジュ部分多様体が構成できる。それを張り合わせればよいだろう。もうひとつは局所模型の分類の一般化である。それにはフレアーホモロジーが有効であると予想する。サイデル・アブザイドはラップトフレアーホモロジーを定義したが、私の考えている局所模型はコーンに漸近するので、サイデル・アブザイドの理論が使えそうである。それにトーマス・ヤウの定理を組み合わせればよいだろう。リーやジョイスは2つのスペシャルラグランジュ部分多様体の横断的な交点にローラーネックを貼付けることにより別のスペシャルラグランジュ部分多様体を構成した。私はその張り合わせ方の一意性を研究している。すなわち、あるスペシャルラグランジュ部分多様体が横断的な交点の外では元の2つのスペシャルラグランジュ部分多様体に近く、横断的な交点の周りではローラーネックに近ければ、そのスペシャルラグランジュ部分多様体はリーやジョイスの構成したものであることを証明しようとしている。現在、ほぼ完成しており、最後の確認をしている。以下、証明のアイデアを述べる。もし考えているスペシャルラグランジュ部分多様体がある函数のグラフとして表されれば、その函数は楕円型偏微分方程式の解であり、しかも最大値の原理が適用でき、一意性が得られる。ゆえに一意性を証明するためには、グラフ表示できることをいえばよい。そこで、幾何学的測度論におけるサイモンの定理の類推を行おう。サイモンは極小部分多様体の孤立特異点における滑らかな接錐は一意であることを証明した。サイモンは無限に長いシリンダーを考えているが、われわれは有限の長さのシリンダーを考えなければならない。有限の長さのシリンダー上でエネルギーを定義するためにホッファーの擬正則曲線のバブル解析のアイデアを使う。エネルギーをうまく定義できれば、サイモンの方法が適用でき、有限の長さのシリンダー上でもグラフ表示できることが証明できる。以上が一意性の証明のアイデアである。スペシャルラグランジュ部分多様体はCalabi-Yau多様体のラグランジュ部分多様体かつ極小曲面である。Mcleanの定理によりコンパクトスペシャルラグランジュ部分多様体全体Mは有限次元多様体の構造を持つ.幾何学的測度論を用いてMをコンパクト化することができる.しかしコンパクト化された空間Vの構造はほとんど知られていない.

私はV-Mの点で最も単純なものNを選び,Nの近傍を詳しく調べた(正確にはNの近傍は境界付多様体の構造を持つ).上に述べたNとは3次元コンパクトスペシャルラグランジュ部分多様体で1点のみに特異点を持つものである.特異点においてNは滑らかな重複度1のtangent coneを持つと仮定する.またtangent coneの断面はClifford torusであると仮定する.この場合にはNの特異点を貼り合せにより解消できることがJoyceにより証明されている.Joyceの貼り合せはしかるべきモジュライ空間からMへの写像とみなされる(Mの定義は上にある).その写像がMの座標に拡張できることを私は証明した.証明にはL.M.Simonの手法を用いた.Simonの手法により孤立特異点の周りのスペシャルラグランジュ部分多様体をgradient flowのように扱うことができる.今の場合、Bott-Morse函数のgradientflowのように扱うことができる。(これはClifford torusがJacobi-integrableであることの帰結である。)実際にはSimonの方法を用いるためには、しかるべきエネルギーを定義しなければならない。私はエネルギーを定義し、スペシャルラグランジュ部分多様体のバブル解析を行った。また,Joyceの貼り合せに用いる局所モデルの一意性を証明しなければならない.ここではClifford torusが非常に高い対称性を持つことを用いた.まず前年度の続きであるが、孤立特異点に対する張り合わせの全射性を安定なトーラスコーンの場合に証明したが、その証明を改善した。全射性の証明は技術的に厄介な部分であるため、慎重に行った。張り合わせの証明は主に2段階に分けられる。ひとつはバブルオフの解析、もうひとつは局所模型の分類である。私はバブル・オフの解析が一般の孤立特異点に対し可能であることを示した(ただしヤコビ場の積分可能性を仮定する)。一方局所模型の分類の証明には安定性およびトーラスコーンの対称性を本質的に用いている。孤立特異点の研究の続きとして2つことを考えている。ひとつは上記の張り合わせの全射性定理が応用できる具体例を構成することである。もうひとつは局所模型の分類をより一般の場合に行うことである。これらに関しては以下の12においてもう少し詳しく述べる。また非孤立特異点に関する研究を始めた。これは4次元ヤン・ミルズゲージ理論や擬正則曲線の解析とは異なる部分である。4次元ヤン・ミルズゲージ理論や擬正則曲線の理論ではモジュライ空間をコンパクト化し、それを用いてドナルドソン不変量やフレアーホモロジーなどが定義できる。しかし、スペシャルラグランジュ部分多様体に対してはそのような不変量はまだ定義されていない。その理由のひとつは非孤立特異が現れるからである。例えば非孤立特異点に関する張り合わせはまだ研究が始まったばかりである。幾何学的測度論では非孤立特異点に関する理論としてサイモンの理論がある。サイモンの定理により、非孤立特異点にギャップがなければその周りの漸近挙動が分かる。私はこのサイモン理論をスペシャルラグランジュ部分多様体に応用したいと考えている。
胃粘膜に発現するEphBの生理的機能と胃潰瘍予防・胃癌診断のシーズとしての評価

実験動物胃粘膜のEphBとephrin-Bの発現と機能を解析した。(1)粘膜部位で発現パターンが異なるがEphBとephrin-Bを発現すること,(2)胃小窩の細胞はephrin-Bを,胃腺の細胞はEphBを発現し, Gastric Unitには峡を境に発現境界が存在すること,(3)再生胃粘膜ではEphB2発現が上昇すること,(4)胃癌細胞はEphBとephrin-Bを共発現すること,(5) EphB/ephrin-Bシグナルは細胞間反発シグナルとして働くこと,(6) EphBシグナルはRhoAの活性化を介することを明らかにした。これらの結果から, EphBとephrin-Bは胃粘膜上皮の細胞構築制御分子であること,胃癌はEphB/ephrin-B分子機構が乱れた状態を示すことが強く示唆された。本年度の計画は,EphBノックダウンベクターの作製,胃潰瘍・胃癌モデルラットの作山と発現解析であった。研究成果を以下に記載する。1. shRNAベクター:マウスのEphB2, EphB3, EphB4をノックダウンさせるshRNA発現プラスミド(各3種類以上)と野生型(wt)の発現プラスミドを作製した。効果はcos細胞(EphB非発現)にwtEphBとshRNA発現プラスミドを導入して検証し,各サブクラスで効果的にノックダウンさせるshRNA発現プラスミドを得た。現在,プラスミドからshRNA発現レンチウイルスに組換え中で,また,ephrin-B1のshRNAプラスミドの作製に着手した。2.胃潰瘍モデル:水浸拘束と塩酸エタノール経口投与で胃潰瘍ラットの作出を試みた結果,後者が高頻度で再現性高く粘膜損傷を起こした。このモデルで再生中の粘膜上皮におけるEphB/ephrin-B発現を検討し,正常群と比べEphB2発現が有意に上昇すること,正常群の増殖細胞(Ki67陽性)はephrin-B1のみを発現するが,再生上皮ではEphB2とEphB3が新たに発現するため,増殖領域(峡)のEphB/ephrin-Bシグナルは増強していることが判明した。胃の無腺部と噴門部の境界部粘膜上皮にEphBとephrin-Bの発現境界が存在することも発見した。3.胃癌モデル: MNNGの経口投与で胃癌ラットの作出を試みたが,胃底・胃体部の腺癌の出現頻度は著しく低く,且つ,顕微鏡下で判別できる異常(峡とは異なる)増殖領域の出現に留まった。このKi67陽性領域の粘膜上皮は,EphB2, EphB3, EphB4およびephrin-B1を共発現していた。胃癌株細胞の発現解析では,株によりサブクラスの発現パターンは異なるがEphBとephrin-Bを共発現していたため,この共発現の固定化が胃癌の特徴であると推察された。当該年度の研究計画は,(1)EphBノックダウンベクターの作製とin vitroにおける効果の検証,(2)ノックダウンベクターのin vivoにおける効果の予備的検証,(3)無腺部と腺胃部の境界領域の胃粘膜上皮の発現と機能解析であった。経過ならびに研究成果を以下に記載する。COS細胞(EphB非発現)にwtEphBとshRNA発現プラスミドを導入してノックダウン効果を検証し,効果の高いshRNAプラスミドの作製が完了した。プラスミドからレンチウイルスに組換えたEphBノックダウンshRNA発現ベクターの作製にも成功した。2. In vivoでのノックダウン効果の予備的検証:レンチウイルスベクターの正常マウス胃粘膜上皮細胞への感染効果を検証した。EGFPを発現するレンチウイルスベクターを使用して粘膜内投与を行い,クリオスタット切片の蛍光観察で感染効果を評価した。正常な胃粘膜上皮にはレンチウイルスの感染性が非常に低いことが判明したため,ベクターの再検討などin vivo実験の再検討が必要となった。3.無腺部・腺胃部の境界領域の胃粘膜上皮:免疫染色により,噴門部に接する重層扁平上皮のEphB2とephrin-B1の発現は,離れた領域と比べ発現パターンが異なり,また,無腺部胃粘膜上皮と接する噴門部の胃粘膜上皮も胃底・胃体部と比べEphB2とephrin-B1の発現パターンが異なっていた。

この発現パターンの解析から,境界領域ではEphB2/ephrin-B1のシグナルが発生し,上皮組織の境界形成維持に働く可能性の高いことが推察された。平成23年度は次の研究を行った。1.無腺部・腺胃部上皮の境界形成とEphB2/ephrin-B1シグナルに関する研究:ラットとマウス胃の無腺部・腺胃部の境界領域に関して,(1)無腺部のケラチノサイトは噴門部に近づくにつれてephrin-B1発現が低下すること,(2)無腺部に接する噴門部の単層円柱上皮細胞(表面上皮細胞)と噴門部に接する無腺部のケラチノサイトはEphB2を発現し,ephrin-B1発現の低下が始まる部位で発現が消失することを明らかにした。また,無腺部に接する噴門部の表面上皮細胞は他の部位の表面上皮細胞と比べ異なり,(3)Ki67陽性で増殖性を示すこと,(4)Cytokeratin7陽性であること,(5)噴門部に接する無腺部のケラチノサイトはEphB2陽性領域ではCytokeratin6陽性であることを明らかにした。これらの結果から,EphB2/ephrin-B1シグナルが発生する領域は,単層円柱上皮細胞およびケラチノサイトともに特殊な性状を示す細胞であることが示唆された。市販のヒト皮膚の初代培養ケラチノサイトを材料にMTT assayを行った結果,Ephrin-B1-FcでEphBを活性化させたケラチノサイトの増殖は低下傾向を示したため,境界領域の重層扁平上皮の丈が低い原因はその部位で発生するEphB2シグナルによると考えられた。また,EphB2-Fcによるephrin-Bの活性化で細胞の膜退縮が誘導されたため,ephrin-B1シグナルは細胞間の反発シグナルとして働くと考えられた。その後,ラット無腺部ケラチノサイトの初代培養法を確立し,現在,シグナルの働きを調べている。2.EphBノックダウンウイルスベクターを活用する研究:作製したshRNA発現ベクターのEphBノックダウン効果を感染効率の高い株化細胞で確認したが,胃粘膜上皮細胞への感染性は著しく低く,ベクターを実験に活用することはできなかった。
膜輸送体OCTN1による神経細胞の機能制御機構とうつ病治療への応用に関する研究

中枢神経系細胞に発現する膜輸送体OCTN1の生理学的役割を解明する目的で、OCTN1による神経細胞の機能制御メカニズムおよびそのうつ病治療への応用の可能性について検討した。その結果、OCTN1による水溶性アミノ酸ergothioneineの取り込みは、mTORの活性化を介して神経栄養因子を誘導し、神経細胞への分化を促進することが示された。また、同作用を介して海馬歯状回における神経新生を促進することにより、抗うつ効果を発揮する可能性がある。さらに、OCTN1が抗うつ薬の効果に影響を及ぼす可能性も示された。研究代表者は、カルニチン/有機カチオントランスポーターOCTN1が神経系前駆細胞や神経細胞に機能的に発現しており、神経細胞の分化や成熟に関与することを明らかとした。しかしながら、OCTN1による神経細胞機能調節メカニズムやOCTN1の病態生理学的意義は明らかとなっていない。そこで本研究では、octn1遺伝子欠損(octn1-/-)マウスやoctn1遺伝子過剰発現細胞、OCTN1に特異性の高い生体内基質ergothioneine(ERGO)を用いて、それらの解明を試みた。先ず、octn1-/-マウス胎児脳より神経系前駆細胞および神経細胞の培養系を確立した。次に、octn1遺伝子過剰発現細胞への[3H]ERGOの取り込みに抗うつ薬が及ぼす影響を検討したところ、OCTN1を介した[3H]ERGOの細胞内への取り込みに及ぼす阻害効果は、選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)であるparoxetine、fluoxetineが最も強く、続いて三環系抗うつ薬desipramine、imipramine、SSRIのfluvoxamineの順であった。したがって、OCTN1は種々の抗うつ薬に親和性を有し、その基質輸送能が抗うつ薬によって阻害される可能性が示された。次に、ERGOを混合した餌をマウスに2週間投与後、抗うつ薬の評価系である強制水泳試験および尾懸垂試験を行い、マウスの無動時間をうつ症状の指標としてERGOの抗うつ効果を評価した。その結果、両試験におけるマウスの無動時間は、コントロール群に比べERGO投与群で有意に短縮された。したがって、ERGOはOCTN1を介して脳へと送達され、抗うつ作用を有する可能性が示された。今後はoctn1-/-マウス由来の培養神経系前駆細胞や神経細胞を用いたOCTN1による神経細胞機能調節メカニズムの解明や、in vivoにおいても抗うつ薬がOCTN1の基質動態に影響を及ぼす可能性、OCTN1基質ERGOによる抗うつ作用メカニズムについて検討し、OCTN1の病態生理学的意義の解明を試みる。昨年度の研究成果により、カルニチン/有機カチオントランスポーターOCTN1は、SSRIや三環系抗うつ薬といった種々の抗うつ薬に親和性を有することを明らかとした。そこでOCTN1に対するKi値が臨床使用時の血中濃度に最も近かったimipramine(IMP)の抗うつ作用にOCTN1がどのような影響を及ぼすのかを解明する目的で、octn1遺伝子欠損(octn1-/-)マウスを用いた強制水泳試験を行った。その結果、野生型マウスと比較してoctn1-/-マウスでは、より低濃度でIMPがマウスの無動時間を短縮した。したがって、OCTN1は三環系抗うつ薬IMPの抗うつ作用発現を減弱させる可能性が示された。今後は、OCTN1の抗うつ作用に対する影響が、抗うつ薬の体内動態変動によるものかを解析する。また、昨年度にOCTN1の良好な基質であるergothioneine(ERGO)の経口摂取により、抗うつ作用が発揮される可能性を示した。そこでその作用機序を解明する目的で、ERGOを経口摂取させたマウスから脳切片を作製し、ERGOが神経新生に及ぼす影響を検討した。その結果、ERGOを2週間経口摂取することにより、海馬歯状回において幼若神経マーカーdoublecortin陽性細胞数が増加した。したがって、ERGOは海馬歯状回における神経分化を促進することにより、抗うつ作用を発揮する可能性が示された。また、OCTN1を介したERGOによる神経分化促進作用の細胞内メカニズムを解明する目的で、神経系前駆細胞をERGO添加メディウム中で培養し、種々の遺伝子発現変動解析を行った結果、ERGOは数種の神経栄養因子mRNA発現を増加させることを見出した。今後はOCTN1基質ERGOがどのような細胞内経路を介して神経分化を促進するのかについて検討する。昨年度の研究成果により、カルニチン/有機カチオントランスポーターOCTN1の遺伝子欠損マウス(octn1-/-)マウスでは、三環系抗うつ薬imipramine(IMP)の薬効が増強されることを見出した。そこで、OCTN1のIMPに対する影響が、IMPの体内動態変動によるものかを検討したが、IMP投与後の脳中および血漿中濃度に野生型マウスおよびoctn1-/-マウス間で変化は見られなかった。一方、側脳室の脈絡叢に機能的なOCTN1が発現しており、OCTN1の典型基質であるergothioneine(ERGO)の脳脊髄液からの排出を促進することを見出した。したがって、脳細胞間液中のIMP濃度がoctn1-/-マウスで高くなり、その薬効が増強された可能性が考えられる。また、これまでに神経幹細胞に発現するOCTN1がERGOを細胞内に取り込むことにより、神経細胞への分化を促進することを見出していたが、その細胞内機構についてはほとんど解明されていなかった。

そこでERGOがアミノ酸であることに着目し、アミノ酸受容センサーmTORのシグナル伝達が関与する可能性について検討を加えた。マウス由来培養神経幹細胞にERGOを曝露すると、リン酸化mTORの発現が増加し、さらに神経栄養因子NT4/5が誘導された。また、mTOR阻害剤、NT4/5受容体阻害剤、それら下流シグナル経路阻害剤のいずれの同時添加によっても、ERGOによる神経分化促進は有意に抑制された。したがって、OCTN1により神経幹細胞内に取り込まれたERGOは、mTORの活性化を介して神経栄養因子を誘導し、神経細胞への分化を促進すると推察される。中枢神経系細胞に発現する膜輸送体OCTN1の生理学的役割を解明する目的で、OCTN1による神経細胞の機能制御メカニズムおよびそのうつ病治療への応用の可能性について検討した。その結果、OCTN1による水溶性アミノ酸ergothioneineの取り込みは、mTORの活性化を介して神経栄養因子を誘導し、神経細胞への分化を促進することが示された。また、同作用を介して海馬歯状回における神経新生を促進することにより、抗うつ効果を発揮する可能性がある。さらに、OCTN1が抗うつ薬の効果に影響を及ぼす可能性も示された。本研究は、octn1-/-マウスやoctn1遺伝子過剰発現細胞、OCTN1に特異性の高い生体内基質ERGOを用いて、OCTN1による神経細胞機能調節メカニズムやOCTN1の病態生理学的意義を明らかにすることを目的として行っている。OCTN1による神経細胞機能調節メカニズムの解明については、本年度にOCTN1基質ERGOが神経栄養因子の誘導を伴い神経分化を促進する可能性を見出したので、次年度はより詳細な細胞内シグナル伝達経路の解析に着手する。抗うつ薬とOCTN1の関係を明らかとすることによりOCTN1の病態生理学的意義を明らかにしようとする試みについては、OCTN1が三環系抗うつ薬IMPの抗うつ作用を減弱させる可能性を示したことから、次年度はOCTN1が抗うつ薬の体内動態変動に及ぼす影響について解析を行う。また、OCTN1の生体内基質ERGOが海馬歯状回における神経分化を促進することにより、抗うつ作用を発揮する可能性を見出したことは、OCTN1の病態生理学的意義の解明に大いに貢献するものである。以上より、OCTN1による神経細胞機能調節メカニズムの解明についてはやや遅れ気味ではあるものの次年度に成果を上げる見通しが付いており、OCTN1の病態生理学的意義の解明は予定よりも順調に進んでいることから、本研究計画の現在までの達成度は「おおむね順調に進展している。」と考えられる。細胞薬理学【OCTN1による神経細胞分化制御メカニズム解析】マウス神経系前駆細胞において、OCTN1がERGOを細胞内に取り込むことにより、神経栄養因子のmRNA発現誘導を介して神経分化が促進される可能性を見出した。そこで次に、OCTN1を介したERGOの取り込みによって誘導される神経栄養因子を、Western blot法やELISA法によりタンパクレベルで検出する。さらに阻害剤を用いた下流シグナルの同定も行う。
新規標的分子同定に基づく自己免疫・喘息疾患に対する抗体医療の開発

TIM-4分子の機能について、以下の事を明らかにした。細胞表面にあるTIM-4は、タンパク質分解酵素によって切断され、可溶型TIM-4 (sTIM-4)として存在する。sTIM-4はマクロファージやマスト細胞に作用して、炎症性サイトカインを産生する。この効果はLIMIR5という分子との結合によってもたらされる。関節炎モデルマウスの血液中にはsTIM-4が高値に存在し、このマウスに抗TIM-4抗体を投与すると、炎症性サイトカインの産生が減少して病態が改善された。ヒトにおいてもsTIM-4は存在する可能性があり、免疫疾患治療の新たなターゲット分子になる可能性がある。本研究は、自己免疫疾患や喘息・アレルギー疾患治療をターゲットにした薪規抗体医療の開発のために、新たな標的分子の同定を目指すことを目的とし、候補分子として炎症惹起に関与すると考えられる細胞表面分子TIM-4に対するモノクローナル抗体をコラーゲン誘発性関節炎(CIA)に投与して治療の有用性について検討を行った。結果、CIA誘導初期投与では関節炎の増悪が観察された。リンパ節CD4-T細胞を再刺激した結果、IFN-γとIL-17の産生亢進が認められた。またCD4 T細胞にTIM-4-lgが結合することが確認できたが、これらの細胞に既知のレセプターであるTIM-1,PtdSer,LMIR5の発現は見られなかった。従ってCIA誘導初期におけるTIM-4は、CD4 T細胞と未同定のレセプターを介して結合し、抑制性のシグナルを伝達している可能性が示された。一方、CIA誘導後期に投与を行った場合、関節炎の抑制効果が認められた。注目すべき点として、この抑制効果は発症後早期および後期に投与しても有意に認められた。そのメカニズムとして、リンパ節CD4 T細胞の機能、血清中の抗CII抗体価に変化がなかったことから、TIM-4はCD4 T細胞とB細胞の関与なしに抗炎症作用を発揮すると考えられた。これを証明する為、さらにT・B細胞非依存性の抗CIIカクテル抗体誘発性関節炎(CAIA)マウスを作製して抗TIM-4抗体の効果検討を行った。結果、LPSとともに抗CIIカクテル抗体を免疫し、抗TIM-4抗体を投与すると関節内の炎症性サイトカインIL-6,IL-1βの産生低下とともに関節炎の抑制効果が認められた。このことからCIA誘導後期および発症後においてTIM-4は、マクロファージやマスト細胞などの炎症性細胞に作用し、機能を亢進させて病態悪化に関与していると考えられる。以上全ての結果から、TIM-4分子は関節炎発症と病態形成において二つの異なる役割を持つことが明らかとなり、発症後に抗TI-4抗体を投与しても病態が軽減されたことから、TIM-4がヒト関節炎の治療を目指した新たな標的分子となりうる可能性が示された。アレルギー疾患の発症へと至る過程において、アレルゲンが持つプロテアーゼ活性が重要と考えられている。一方で近年、Th2反応やアレルギー反応に上皮由来サイトカインIL-33が重要視されている。システインプロテアーゼ活性を持つパパイン(パパイヤに由来する職業性アレルゲン)を野生型とIL-33欠損マウスに経鼻投与して、プロテアーゼアレルゲンによって誘発されるアレルギー性気道炎症におけるIL-33の役割を検討した。その結果、IL-33欠損マウスではパパイン投与による肺への好酸球浸潤がほぼ完全に消失し、パパイン特異的なIgE, IgG産生レベルも有意な減少が認められた。IL-33はパパイン依存的に肺胞に放出され、放出されたIL-33がその後IL-5やIL-13を産生誘導し気道炎症に関わることを明らかにした。IL-33の受容体であるST2を発現する主要な細胞としてマスト細胞と好塩基球が挙げられる。ST2のプロモーター領域の転写に重要と思われる転写因子の解析を行った。転写開始点上流には転写に重要と思われるGATAとEtsモチーフがある。解析の結果、ヒトマスト細胞、好塩基球においてGATAが転写調節に関わることを明らかにした。さらにGATAモチーフについて解析を行った結果、GATA2が正の転写活性化因子として、GATA1は抑制性の転写調節因子として働くことを見出した。好塩基球はマスト細胞に比べてST2の発現が弱い。一方で、好塩基球はGATA1の発現が高く、このことが好塩基球におけるST2低発現の一つの要因になっていると考えられる。TIM-4はT cell immunoglobulin and mucin domain (TIM)ファミリーに属し、主にマクロファージに発現し、死細胞の細胞膜表面に露出するPhosphatidylserineと結合して、死細胞除去に働くことが報告されている。しかしながら免疫応答や各種疾患における機能や役割は不明であった。

我々は、マウスTIM-4遺伝子をクローニングしてTIM-4-Immunoglobulin(Ig)キメラ蛋白質や抗マウスTIM-4抗体を作製し、以下の研究結果を明らかにした。1TIM-4-Igはマスト細胞に結合し炎症性サイトカイン産生を誘導する。2この効果はTIM-4-Igとマスト細胞に発現するleukocyte mono immunoglobulin like receptor 5 (LMIR5)との結合によりもたらされる。3マスト細胞依存性喘息マウスや関節炎マウスに抗TIM-4抗体を投与した結果、抗炎症作用による治癒効果を示した。5マクロファージ上のTIM-4はMatrix metalloproteinaseの作用により切断され、可溶型TIM-4 (sTIM-4)として存在することを見出した。sTIM-4はTIM-4-Igと同様にマスト細胞に対して、サイトカイン産生誘導に働いた。6sTIM-4測定方法を作製して喘息マウスや関節炎マウスの血清中sTIM-4を測定した結果、正常マウスと比較して有意に上昇することが明らかとなった。従って、マウスではsTIM-4がマスト細胞の機能調節に働き、免疫疾患の発症や病態形成に関わることを示している。従って、ヒトにおいてもsTIM-4が存在する可能性はあり、免疫疾患治療の新たなターゲット分子や、補助診断あるいは治療効果や予後予測に際して有用なバイオマーカーになる可能性がある。Ovalbumin(OVA)誘発性マウス喘息モデルに抗TIM-4抗体投与を行った場合にも、ほぼCIAと同様に結果が出ており、現在メカニズムの解明を行っている。Th2サイトカイン分子による免疫制御の解析実験もすでにマウスIL-33R(ST2)に対する抗体を作製し、各種疾患モデルマウスに投与を行い生体内機能の解析が進行している。25年度が最終年度であるため、記入しない。sTIM-4は多種の炎症性サイトカイン産生の誘導に働く。現在、TNF-&#61537;など個々の炎症性サイトカインを標的にした抗体医薬品は実用されているが、多種の炎症性サイトカイン産生を総合的に根本から抑制することが可能になれば、個々の抗サイトカイン抗体療法に抵抗性を示す患者さんの治療に繋がる。またsTIM-4は補助診断あるいは治療効果や予後予測に際して有用なバイオマーカーになる可能性がある。タイプIIコラーゲン誘発性関節炎マウスや喘息モデルマウスに抗TIM-4抗体の投与を行った結果、TIM-4は未知のレセプターとの結合によりCD4 T細胞に抑制シグナルを伝える可能性を示しており、現在この未知のレセプターの同定に取り組んでいる。またTIM-4はマクロファージやマスト細胞などの炎症性細胞に作用し、これらの細胞の機能を亢進させ病態悪化に関与することも示されたことから、抗炎症作用のメカニズム解明は最重要課題であり、現在集中的に解析を進めている。可溶型マウスTIM-4がマスト細胞やマクロファージに結合して炎症性サイトカインの分泌を誘導し、喘息マウスや関節炎マウスの病態形成に関わることを明らかにしてきた。従って、ヒトでも同じ現象が起こっている可能性がある。
腫瘍微小環境調整因子併用による抗腫瘍治療薬効果改善法の開発

前年度で作成した新薬(CA9AO)の効果も含め、放射線耐性株樹立が必要なため、定期的に小線量の放射線照射を継続して継代培養を行ったが、各細胞株において、放射線耐性株の樹立は、過去の実験同様困難であった。そこで放射線耐性獲得を有するといわれる低酸素耐性株で実験を継続することとした。低酸素継代株は、放射線耐性は認められないものの、骨肉腫細胞株の一部は抗がん剤耐性を示した。低酸素・酸性環境を同時に調整する因子として、HIF-1、CA9、HES-1を同定しているが、これら発現については、低酸素環境培養株では、高率に発現していることは、すでに確認済みのため、最も低酸素の調整因子としてかかわるCA9を第一調整因子として実験を継続した。また、腫瘍細胞浸潤能を調べるため、scratch migration assayを行ったが、低酸素耐性株では高浸潤能を示し、CA9阻害剤併用で浸潤能の抑制効果を認めた。そこで、低酸素耐性株に対して、CA9阻害剤を先に投与し、AOによる放射線治療効果を検討することとした。耐性株をヌードマウスの背部に移植し、CA9阻害剤を局所投与。直後にAOを尾静脈投与し蛍光イメージングシステムを用いてAOの集積を確認した。耐性株でのAO集積は、CA9阻害剤投与群・非投与群ともに集積の増加が確認された。腫瘍病変に対し、5Gyの放射線照射を行っても、単回照射では、非耐性株と比べても、有意な腫瘍縮小効果は見られなかった。しかし、肺転移について、経時的に確認を行うと、CA9阻害剤投与群では、肺転移数の抑制効果が認められ、局所腫瘍縮小効果は差異がないものの、肺転移抑制効果については、CA9阻害剤によると思われる効果が期待できた。CA9阻害剤同様、HES-1、HIF-1については、低酸素異性株で高発現を認めるものの、阻害剤による発現の抑制が困難で、十分な腫瘍縮小効果は得られなかった。in vitroにおける腫瘍微小環境変化と各種抗がん剤、分子標的治療薬の取り込みを検討した。主な腫瘍微小環境である低酸素、酸性、高静水圧、低栄養環境を、我々の開発したin vitro-in vivo微小環境コントロールシステムで、in vitro下に意図的に変化させ、骨肉腫細胞株の培養を行い、その培養環境が各種薬剤の取り込みにどう影響するかを確認した。MG63,U2OS,SaOS2,143B、HOS、HuO9各種骨肉腫細胞株を培養したが、低酸素、高静水圧、酸性および低栄養の複合環境下では、いずれの細胞株の培養も、細胞周期が停止し、壊死までは至らないものの、増殖しなかった。そこで、低栄養環境を除き、低酸素、酸性、および高静水圧で培養を行った。MG63については、酸性に強いものの、増殖曲線は低下し、HOS、HuO9については、酸性、低酸素下でも増殖促進を示した。in vitro再現腫瘍特異的微小環境下における腫瘍調整因子併用抗腫瘍効果の検討について、先に細胞増殖が確認された、SaOS2、143B、HOS、HuO9について、腫瘍調節因子として有効なCA9のinhibitorを用いて、腫瘍増殖曲線およびCA9の発現を確認した。CA9は、いずれの細胞株でも低酸素にてWestern blot法で、高発現していることを確認。MG63においては低酸素下でも増強発現した。20%通常酸素下で、各細胞株を培養し、CA9阻害剤を各濃度で投与したが、低酸素下でも増殖が見られたHOS、HuO9については、通常酸素下でもCA9阻害座事態で抗腫瘍効果を認めた。1%低酸素下では、いずれの細胞株も、CA9阻害剤で、歳増増殖抑制を認めたが、細胞全体の増殖曲線が、通常酸素化よりも低下するため、抑制率としては、通常酸素下よりやや抑制されない結果となった。in vitroにおける、微小環境調整システムが安定しているため、各細胞の培養環境下での、試薬投与研究が予定通り、進行できた。前年度の研究で同定したCA9について、AOと併用することでの抗腫瘍効果を検討した。主な腫瘍微小環境である低酸素、酸性、高静水圧、低栄養環境を、我々の開発したin vitro-in vivo微小環境コントロールシステムで、in vitro下に意図的に変化させ、骨肉腫細胞株の培養を行い、その培養環境が各種薬剤の取り込みにどう影響するかを確認した結果、腫瘍調節因子として有効なCA9阻害剤を上回る抗腫瘍効果を及ぼすinhibitorはなく、CA9阻害剤とAOを併用することでの抗腫瘍効果を検討した。CA9は、いずれの細胞株でも低酸素にてWestern blot法で、高発現していることを確認できるが、CA9は、膜表面タンパクで、細胞内への移行が困難であり、CA9とAOを併用して使用した実験と、CA9阻害剤に創薬でAOを結合した新薬(CA9AO)を発注し、それを用いて、抗腫瘍効果を検討する実験を計画した。MG63においてCA9阻害剤を各濃度で、各酸素濃度で投与、培養後AOを投与。放射線の代わりにまず光線を照射して、CA9阻害剤非投与群と比較した。CA9投与後、AOを投与した群では、低酸素環境下において、非投与群と比べ、AO殺細胞効果は軽度上昇していたが、通常酸素下では、CA9阻害剤の相乗効果は、認められなかった。MG63以外の細胞株ではCA9阻害剤自体に、軽度の腫瘍増殖抑制効果が見られるため、MG63で、CA9阻害剤にAOをラベルした新薬(CA9AO)を用いて、まずは、細胞内集積を蛍光で確認した。

しかし、酸素下および低酸素下でも、AOの蛍光集積は、AO単体に比べ非常に少なく、CA9阻害剤は、CA9に特異的ではあるが、その構造のために、細胞膜表面ないし、細胞内に集積することが困難であると予想された。AOより分子量が大きくなるため、細胞内への集積が阻害された可能性もあった。創薬により、新しい薬剤への抗腫瘍効果が期待されたが、分子量と3次元構造の不具合により、目的の部位に集積させることができず、計画よりやや遅れてしまう結果となった。前年度で作成した新薬(CA9AO)の効果も含め、放射線耐性株樹立が必要なため、定期的に小線量の放射線照射を継続して継代培養を行ったが、各細胞株において、放射線耐性株の樹立は、過去の実験同様困難であった。そこで放射線耐性獲得を有するといわれる低酸素耐性株で実験を継続することとした。低酸素継代株は、放射線耐性は認められないものの、骨肉腫細胞株の一部は抗がん剤耐性を示した。低酸素・酸性環境を同時に調整する因子として、HIF-1、CA9、HES-1を同定しているが、これら発現については、低酸素環境培養株では、高率に発現していることは、すでに確認済みのため、最も低酸素の調整因子としてかかわるCA9を第一調整因子として実験を継続した。また、腫瘍細胞浸潤能を調べるため、scratch migration assayを行ったが、低酸素耐性株では高浸潤能を示し、CA9阻害剤併用で浸潤能の抑制効果を認めた。そこで、低酸素耐性株に対して、CA9阻害剤を先に投与し、AOによる放射線治療効果を検討することとした。耐性株をヌードマウスの背部に移植し、CA9阻害剤を局所投与。直後にAOを尾静脈投与し蛍光イメージングシステムを用いてAOの集積を確認した。耐性株でのAO集積は、CA9阻害剤投与群・非投与群ともに集積の増加が確認された。腫瘍病変に対し、5Gyの放射線照射を行っても、単回照射では、非耐性株と比べても、有意な腫瘍縮小効果は見られなかった。しかし、肺転移について、経時的に確認を行うと、CA9阻害剤投与群では、肺転移数の抑制効果が認められ、局所腫瘍縮小効果は差異がないものの、肺転移抑制効果については、CA9阻害剤によると思われる効果が期待できた。CA9阻害剤同様、HES-1、HIF-1については、低酸素異性株で高発現を認めるものの、阻害剤による発現の抑制が困難で、十分な腫瘍縮小効果は得られなかった。これまでの研究で、腫瘍環境調整因子を候補としてあげているが、それら因子自体にも、抗腫瘍効果を認めることが明らかとなってきたため、今後は、抗がん剤併用だけでなく、単剤での抗腫瘍効果も含めて、腫瘍環境調整による抗腫瘍効果を検討する。創薬により新薬を作成したが、単体での使用のほうが抗腫瘍効果が期待できるため、新薬を重ねて研究するとともに、CA9阻害剤とAO併用によるin vivoでの抗腫瘍効果を検討する方針とした。
薬用植物に含まれるフェニルエタノイド配糖体の生合成機構解明と効率的バイオ生産

フェニルエタノイド配糖体(PhGs)は、薬用植物に広く分布し、様々な薬理作用をもつことから、医薬品またはこれらをリード化合物とした創薬利用が期待されている。しかし、代表的な化合物であるアクテオシド(Act)でさえ、生合成経路が不明で、大量発現系が構築されておらず、疾病治療に用いるための量産化が大きな課題となっている。先行研究で、ゴマ草が成長過程で他の植物体と比べ、葉中に多量のActを生産すること(最大12.9%)、また組織培養にて,葉中に存在する他のフラボノイドやイリドイドを生産せず、ActやPhGsのみを生産する培養細胞株を確立することが出来た。そこで、本年度においては、本株を用いてAct生合成経路の解明を試みた。まず、様々なストレス誘導に関連した既知のエリシター5種を用いて、Act生産量に及ぼす影響を調べた結果、ジャスモン酸メチルの添加でAct生産量が処理72h後に5.5倍増加することが判明した。また、クロマト分析よりActのみが増加しており、他の夾雑物の影響を受けずに、Act生合成関連酵素遺伝子のみが高発現誘導されていると考えられたことから、RNA-seq解析に供した。得られた配列データについて、CLC Genomics Workbenchによるde novoアセンブリを行い、62008のContigを得た。増加したContigの抽出及びBlast解析より、Act推定経路におけるTyr代謝経路、Phe代謝経路の関連酵素遺伝子が見出され、さらにhydroxytyrosolの配糖体化に関与するUDP-グルコース転移酵素(UGT)の候補遺伝子が5つ、rhamnose付加に関与するUDP-ラムノース転移酵素(URT)の候補遺伝子を1つ、caffeic acid(caffeoyl-CoA)の付加に関与するアシル化転移酵素(AT)の酵素遺伝子を5つ選抜することできた。生合成経路推定において、得られる酵素候補遺伝子の理想は1つであるが、網羅的解析において、他の夾雑物が多い場合、夾雑物由来の関連酵素遺伝子も検出するため、候補数が増え、解析が複雑となる。しかし、本研究では、順調に進展したことで、これが15つに絞り込めた(類似研究では4050前後)。数十の候補酵素をクローニングすることは非現実的であり、類似研究では推定酵素の機能解析は行われていないが、本研究ではこれが可能である。このことから、研究は順調に進展していると判断した。トランスクリプトーム解析より、アクテオシド(Act)の骨格形成に重要な酵素の候補遺伝子(UGT, URT, AT)を絞り込むことができたことから、候補遺伝子より発現した酵素の機能を明示する必要がある。そのため、推定遺伝子配列から酵素をクローニングするとともに、それぞれの酵素活性試験法を確立し、Actを合成できるか検討する。上記したように、未だ解明されていないAct生合成下流における酵素候補遺伝子(UGT, URT, AT)がそれぞれ5個、1個、5個まで絞り込め、さらにこれらのうち、1つのUGT候補遺伝子は他と比べ数十から数千倍発現しており、1つのATは他より数百倍発現している。そこで、まずこれらの候補遺伝子を大腸菌または酵母へ導入し、候補酵素をクローニング後、機能解析を行う。それぞれにおいて生成物の構造を確認し、最終的にActを生産できるか検討する。生合成経路の確認後、Act高発現条件(エリシター、光、温度、酸化ストレス等)をクロマト分析を用いた分析化学的手法、並びにPCRによる遺伝子発現誘導解析(候補として選抜できたUGT, URT, AT)により明らかにする。また可能ならば、酵素阻害剤や他の成分(特に葉中に存在する成分)によるAct生成促進または抑制効果についても検討する。これらを通じて、Actの効率的バイオ生産に関する基礎的知見を得るとともにその生産基盤の確立を目指す。増加したContigの抽出及びBlast解析より、Act推定経路におけるTyr代謝経路、Phe代謝経路の関連酵素遺伝子が見出され、さらにhydroxytyrosolの配糖体化に関与するUDP-グルコース転移酵素(UGT)の候補遺伝子が5つ、rhamnose付加に関与するUDP-ラムノース転移酵素(URT)の候補

遺伝子を1つ、caffeic acid(caffeoyl-CoA)の付加に関与するアシル化転移酵素(AT)の酵素遺伝子を5つ選抜することできた。生合成経路推定において、得られる酵素候補遺伝子の理想は1つであるが、網羅的解析において、他の夾雑物が多い場合、夾雑物由来の関連酵素遺伝子も検出するため、候補数が増え、解析が複雑となる。しかし、本研究では、順調に進展したことで、これが15つに絞り込めた(類似研究では4050前後)。数十の候補酵素をクローニングすることは非現実的であり、類似研究では推定酵素の機能解析は行われていないが、本研究ではこれが可能である。このことから、研究は順調に進展していると判断した。トランスクリプトーム解析より、アクテオシド(Act)の骨格形成に重要な酵素の候補遺伝子(UGT, URT, AT)を絞り込むことができたことから、候補遺伝子より発現した酵素の機能を明示する必要がある。そのため、推定遺伝子配列から酵素をクローニングするとともに、それぞれの酵素活性試験法を確立し、Actを合成できるか検討する。上記したように、未だ解明されていないAct生合成下流における酵素候補遺伝子(UGT, URT, AT)がそれぞれ5個、1個、5個まで絞り込め、さらにこれらのうち、1つのUGT候補遺伝子は他と比べ数十から数千倍発現しており、1つのATは他より数百倍発現している。そこで、まずこれらの候補遺伝子を大腸菌または酵母へ導入し、候補酵素をクローニング後、機能解析を行う。それぞれにおいて生成物の構造を確認し、最終的にActを生産できるか検討する。生合成経路の確認後、Act高発現条件(エリシター、光、温度、酸化ストレス等)をクロマト分析を用いた分析化学的手法、並びにPCRによる遺伝子発現誘導解析(候補として選抜できたUGT, URT, AT)により明らかにする。また可能ならば、酵素阻害剤や他の成分(特に葉中に存在する成分)によるAct生成促進または抑制効果についても検討する。これらを通じて、Actの効率的バイオ生産に関する基礎的知見を得るとともにその生産基盤の確立を目指す。次年度の人件費を見込まなければならないのかどうかが3月末まで不明であり、次年度に人件費(60万円)を計上した。結果、次年度の物品費の計上が減少(145万円から85万円)し、これを補填するため、申請設備備品の一つであるバイオシェーカー(59万円)の購入を断念した。このことより、41万円の次年度使用額が生じた。次年度の人件費の必要性がほぼなくなったことから、当初の予定通り申請設備を購入する計画である。研究成果の一部は、学部で実施されたオープンキャンパス(6月、8月)、大学院生物資源科学研究科全専攻必修科目生物資源科学特論I(5月)、他大学特別講義静岡県立大学特別講義月例セミナー(11月)にて、高校生や大学生、大学院生に広く情報提供した。また、2019年6月に藤沢市民を対象とした市民講座で「ゴマ葉の機能性成分と栽培環境」について講演する予定である。
小学生の英語の文構造に関する知識の発達：模倣発話タスクによる縦断的研究

本研究の目的は,小学生の英語の文構造に関する知識について,模倣発話タスクを使って長期的に調査し,処理可能性理論という第二言語習得理論の統語発達の枠組みで,定型表現の知識との関連性に着目しながら,その発達過程を明らかにすることである。模倣発話タスクとは英文を聞かせて口頭再生させるタスクで,実験文を調整することにより,言語産出能力が未熟な学習者が無意識的に持っているかもしれない文法知識や定型表現の知識をも測定することが可能である。模倣発話タスクの結果に影響を与える可能性のある英語語彙サイズと音韻的短期記憶も並行して測定することにより,模倣発話が学習者の言語知識を反映しているかどうかの検証も行う。
繊維強化金属基複合材料の組合せ・多軸応力動的環境強度に関する研究

高温における比強度・比剛性の高さ,横方向・圧縮強度に優れ,かつテーラリング可能というMMCの特長を十二分に引出し,その新たな市場を開拓するためには,機械的性質と実際に使用される環境中における耐環境性の評価,とくに実働荷重条件下の環境強度特性とその破壊・劣化機構を解明することが必要不可欠である.本研究では,真空,高温環境下におけるγアルミナ長繊維強化アルミニウムとSicウィスカ強化Al合金の,単軸応力下と実用上重要である引張・ねじり組合せ応力下の実働荷重条件下における疲労を含む機械的性質と動的環境強度,およびその破壊機構を検討した.得られた結果をまとめると以下のようである.1)繊維を含有することにより,引張・ねじり組合せ応力下を含めて,引張強度,弾性率は,母材金属から上昇するが,破断伸びは低下する.2)組合せ・多軸応力下の強度はTsai-Hillの破壊基準で定まる.3)繊維を含有することにより,引張・ねじり組合せ応力下をふくめ,疲労強度は母材疲労強度から向上する.この向上はとくに室温下で顕著である.4)ウィスカ強化材の引張・ねじり組合せ応力下の疲労強度は,室温,高温下を含めて,軸応力成分が大きいとき主応力支配であるのに対して,ねじり応力成分が大きくなると相当応力支配に遷移する.5)アルミナ長繊維強化金属の真空中の引張強度,疲労強度は室温大気中強度より上昇する.6)アルミナ繊維強化金属の高応力下では大気中疲労強度に及ぼす応力比効果は見られないが,低応力下では,繊維方向き裂による圧縮応力下での繊維のバックリングにより,両振り応力下の疲労強度は片振り応力下の疲労強度から減少する.さらに,破壊起点部の電子顕微鏡による観察,電子顕微鏡中でのその場観察引張試験を実施することにより実環境下の動的応力下の破壊機構について検討を加えた.高温における比強度・比剛性の高さ,横方向・圧縮強度に優れ,かつテーラリング可能というMMCの特長を十二分に引出し,その新たな市場を開拓するためには,機械的性質と実際に使用される環境中における耐環境性の評価,とくに実働荷重条件下の環境強度特性とその破壊・劣化機構を解明することが必要不可欠である.本研究では,真空,高温環境下におけるγアルミナ長繊維強化アルミニウムとSicウィスカ強化Al合金の,単軸応力下と実用上重要である引張・ねじり組合せ応力下の実働荷重条件下における疲労を含む機械的性質と動的環境強度,およびその破壊機構を検討した.得られた結果をまとめると以下のようである.1)繊維を含有することにより,引張・ねじり組合せ応力下を含めて,引張強度,弾性率は,母材金属から上昇するが,破断伸びは低下する.2)組合せ・多軸応力下の強度はTsai-Hillの破壊基準で定まる.3)繊維を含有することにより,引張・ねじり組合せ応力下をふくめ,疲労強度は母材疲労強度から向上する.この向上はとくに室温下で顕著である.4)ウィスカ強化材の引張・ねじり組合せ応力下の疲労強度は,室温,高温下を含めて,軸応力成分が大きいとき主応力支配であるのに対して,ねじり応力成分が大きくなると相当応力支配に遷移する.5)アルミナ長繊維強化金属の真空中の引張強度,疲労強度は室温大気中強度より上昇する.6)アルミナ繊維強化金属の高応力下では大気中疲労強度に及ぼす応力比効果は見られないが,低応力下では,繊維方向き裂による圧縮応力下での繊維のバックリングにより,両振り応力下の疲労強度は片振り応力下の疲労強度から減少する.さらに,破壊起点部の電子顕微鏡による観察,電子顕微鏡中でのその場観察引張試験を実施することにより実環境下の動的応力下の破壊機構について検討を加えた.本年度は,金属基複合材として,溶湯鍛造により作成したSiCウィスカ強化6061アルミニウム合金(体積含有率:約20%)を選び,基本的な機械的特性を検討する目的で,室温実験室環境下において引張・ねじり組合せ多軸応力下の静的試験と疲労試験を行い,母材特性との比較,破壊機構について検討を加えた.得られた結果をまとめると以下のようである.(1)ウィスカにより,引張,ねじり荷重の単軸応力下,引張・ねじりの組合せ応力下を含めて,母材よりの静的強度,疲労強度の上昇が認められた.しかし,破断伸びは低下した.(2)引張・ねじり組合せ応力下の静的強度は,TsaiーHillの破壊基準で良く整理された.(3)引張・ねじり組合せ応力下の疲労強度は,組合せ応力比α(=σ/τ)が小さいときは,最大主応力により,またαが大きいときは相当応力により整理された.(4)ウィスカ強化材の静的破壊の起点としては,介在物やボイドが観察され,き裂は最大せん断応力方向に進展して,最終破壊が生じた.(5)疲労破壊の起点としては,αが小さいときは,表面起点と内部起点が観察された.起点が表面にある場合は起点部を中心としてウィスカの引き抜けが観察された.αが大きいときは起点は試験片表面であり,き裂はほぼ最大せん断応力方向に進展して,最終破壊がもたらされた.本年度は,γアルミナ長繊維強化アルミニウムとSiCウィスカ強化

A合金を選び,真空,高温環境下における,単軸応力下と実用上重要である引張・ねじり組合せ応力下の実働荷重条件下における疲労を含む機械的性質と動的環境強度,およびその破壊機構について検討した.得られた結果をまとめると以下のようである.1)ウィスカを含有することにより,室温から300°Cの範囲内で,引張・ねじり組合せ応力下の引張強度,弾性率は,母材金属から上昇するが,破断伸びは低下する.このウィスカによる強化はとくに室温下で顕著である.2)組合せ・多軸応力下の強度はTsai-Hillの破壊基準で定まる.3)ウィスカを含有することにより,引張・ねじり組合せ応力下をふくめ,疲労強度は母材疲労強度から向上する.この向上はとくに室温下の高応力下で顕著である.4)ウィスカ強化材の引張・ねじり組合せ応力下の疲労強度は,室温,高温下を含めて,軸応力成分が大きいとき主応力支配であるのに対して,ねじり応力成分が大きくなると相当応力支配に遷移する.5)アルミナ長繊維強化金属の真空中の引張強度,疲労強度は室温大気中強度より上昇する.6)アルミナ繊維強化金属の高応力下では大気中疲労強度に及ぼす応力比効果は見られないが,低応力下では,繊維方向き裂による圧縮応力下での繊維のバックリングにより,両振り応力下の疲労強度は片振り応力下の疲労強度から減少する.さらに,破壊起点部の電子顕微鏡による観察,電子顕微鏡中でその場観察引張試験を実施することにより実環境下の動的応力下の破壊機構について検討を加えた.
HTLV-I Taxによる細胞周期促進

ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV-I)は成人T細胞白血病(ATL)の原因ウイルスである。ウイルスの産生する転写制御因子Taxは、宿主T細胞腫瘍化で主要な役割を果たす。しかし、Taxの腫瘍化での作用の分子機構は不明な点が多い。我々は、Taxが休止期のヒトT細胞で細胞周期の進行を誘導することを明らかにする中で、TaxがG1サイクリン/サイクリン依存性キナーゼ(CDK)遺伝子を発現誘導し、E2Fを活性化することが、細胞周期促進の要因であることを報告している。本研究ではG1サイクリンとCDK遺伝子のプロモーターに与えるTaxの影響を詳細に調べた。その結果、サイクリンD2のみならずCDK2,CDK6遺伝子の発現誘導も、Taxにより直接転写活性化されることが判明した。CDK2プロモーターはNF-κB経路を介して、CDKプロモーターはNF-κB経路とCRER経路を介してTaxの作用を受ける。CDK4遺伝子の発現誘導はTaxの間接的な作用の結果と考えられる。Taxによる細胞周期促進能力の組織特異性を以前に報告した。TaxはT細胞ではサイクリンD2,CDK2,CDK6遺伝子を転写活性化するが、繊維芽細胞では活性化しないことによる。これらの遺伝子を強制発現させると、繊維芽細胞でもE2Fが活性化されるようになった。これらの結果は、NF-κBを介したT細胞特異的な転写制御機構によるG1サイクリン/CDKの発現誘導が、Taxによる細胞周期促進に重要であることを示している。