hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高等植物のシアン耐性呼吸測定システムの開発と生理生態学への応用

葉の呼吸系の制御機構を,陽生植物のホウレンソウと陰生植物のクワズイモとの間で比較した.昼間は,光合成系が関与して問題が複雑になるので,この研究では,特に夜間の呼吸に注目している.これまでに,1.夜間の,葉の炭水化物(デンプン+ショ糖+グルコース)含量の呼吸と転流による減少にともなって,ホウレンソウでは呼吸速度も減少するのに対して,クワズイモでは,呼吸速度は一定の低いレベルに保たれること,2.ホウレンソウの呼吸速度は,呼吸基質であるsucroseの添加によって著しい増加を示すのに対し,クワズイモではそれほど反応しないこと,3.クワズイモの呼吸速度は脱共役剤であるFCCPの添加によって著しく増加すること,などを明らかにしてきた.これらのことは,この二種間で,呼吸の調節系が明らかに異なっていることを示している.植物のミトコンドリアには,動物などとは異なってシアンに耐性を示す呼吸経路がある.この経路では,呼吸電子伝達鎖のユビキノンのプールから直接Alternative oxidaseに電子が流れ,この間,プロトンのtranslocationを行わないのでATP合成にも関与しない.したがって,シアン耐性呼吸経路がどの程度の割合で働いているのかを知ることは,生体エネルギー論を定量的にするためにはきわめて重要な事である.シアン耐性経路の電子伝達速度は,チトクロム経路とシアン耐性経路の末端酸化酵素の酸素同位体分別が異なることを利用して測定できるが,世界で一カ所,米国Duke大Siedowらが用いているにすぎない.我々は,世界で2番目のシステムを組み立て,現在,試運転の段階にある.葉の呼吸系の制御機構を,陽生植物のホウレンソウと陰生植物のクワズイモとの間で比較した.昼間は,光合成系が関与して問題が複雑になるので,この研究では,特に夜間の呼吸に注目している.これまでに,1.夜間の,葉の炭水化物(デンプン+ショ糖+グルコース)含量の呼吸と転流による減少にともなって,ホウレンソウでは呼吸速度も減少するのに対して,クワズイモでは,呼吸速度は一定の低いレベルに保たれること,2.ホウレンソウの呼吸速度は,呼吸基質であるsucroseの添加によって著しい増加を示すのに対し,クワズイモではそれほど反応しないこと,3.クワズイモの呼吸速度は脱共役剤であるFCCPの添加によって著しく増加すること,などを明らかにしてきた.これらのことは,この二種間で,呼吸の調節系が明らかに異なっていることを示している.植物のミトコンドリアには,動物などとは異なってシアンに耐性を示す呼吸経路がある.この経路では,呼吸電子伝達鎖のユビキノンのプールから直接Alternative oxidaseに電子が流れ,この間,プロトンのtranslocationを行わないのでATP合成にも関与しない.したがって,シアン耐性呼吸経路がどの程度の割合で働いているのかを知ることは,生体エネルギー論を定量的にするためにはきわめて重要な事である.シアン耐性経路の電子伝達速度は,チトクロム経路とシアン耐性経路の末端酸化酵素の酸素同位体分別が異なることを利用して測定できるが,世界で一カ所,米国Duke大Siedowらが用いているにすぎない.我々は,世界で2番目のシステムを組み立て,現在,試運転の段階にある.
ショウジョウバエ上皮組織のプロポーション決定の力学的基盤の解析

個体発生において、多細胞組織がどのようにして正しいプロポーションを獲得するのかは、発生生物学の中心的な問題の一つである。先行研究から組織成長と細胞分裂の方向性の連関が示唆されていたが、細胞分裂の角度分布の制御機構の多くは不明であった。本研究では、独自に開発した細胞の「かたち」から細胞にかかる「機械的な力」を推定する手法を活用することで、多細胞組織の応力場の偏りと個々の細胞の分裂方向の相関を明らかにした。さらに、組織成長の数値計算から、実験的に観察された細胞分裂方向決定ルールが組織成長の安定性を高めることを示唆する結果を得た。「どのようにして多細胞生物がそれぞれに特徴的で多彩なプロポーションをもつ組織を発達させるのか?」は、発生生物学における中心的な問題の一つである。これまでに動物・植物の多くの組織形成過程で、個々の細胞の分裂方向が最終的な組織のプロポーション決定に寄与することが示されている。しかし、多細胞組織における細胞分裂方向決定機構の多くは明らかにされていない。最近になって、細胞に作用する力が細胞分裂方向を制御するという知見が培養単細胞系で得られた。そこで本研究では、組織の応力場(物体内の力の分布)や細胞の形態の異方性に注目して、力を介した多細胞組織のプロポーション決定機構を明らかにすることを目指す。本年度はまず、細胞の圧力と各細胞接着面の張力のダイナミクスを推定する独自の手法を活用して、蛹期のショウジョウバエの背板と翅の応力場を解析した。物理学的測定(推定した張力のパターンと最大応力方向、及びレーザー照射に対する応答の大きさ)と分子細胞生物学的測定(ミオシン調節軽鎖の局在パターンと細胞の伸長方向)の結果から、背板では前後軸方向に、翅では遠近軸方向に、外からのひっぱり力が作用していることが明らかになった。次に、細胞の分裂方向と組織の応力場の関係を調べたところ、細胞分裂は組織が引っぱられている方向に偏ることがわかった。加えて、成虫原基を強制的に伸展させると、組織の引っぱり方向と平行に分裂する細胞の割合が増加した。以上から、応力場の偏りと細胞分裂の角度分布が相関することが強く示唆された。さらに、間期の細胞のかたちと細胞分裂方向の関係について解析を進め、実験で観測された細胞分裂のルールが組織成長の安定性を高めることを示唆する数値計算結果を得た。また培養単細胞系を用いた解析から、細胞は自身が受け取る力に依存して分裂方向を調節していることが示唆されている。本研究では、組織の応力場と細胞分裂方向の関係に注目して、力が組織成長の方向性を制御する機構を明らかにすることを目指す。本年度はまず、前年度までに開発した細胞のかたちから個々の細胞の圧力と細胞接着面の張力を推定する手法を利用して、local cell stressとglobal stressを定量化する理論的枠組みを構築した。さらに、得られたglobal stressを実験的に評価するために、細胞集団のレーザー破壊手法を確立した。これら2つの手法を用いたlocal cell stressとglobal stressの経時変化、及びそれらに伴う細胞形態変化の解析は、蛹期のショウジョウバエの翅上皮における(細胞分裂を伴わない)細胞の配置換えが内的な細胞皮質の張力と外力のバランスによって引き起こされる過程を明らかにすることができた。そこで、これらの手法を細胞分裂による組織成長過程にも適用した。モデル系には、前年度まで研究していたショウジョウバエの翅成虫原基に加えて、蛹の腹部上皮を新たに採用し、成長する組織一般に働く細胞分裂と応力場の関係則について解析を進めた。
アジアにおけるヘリコバクター・スイス感染起因胃マルトリンパ腫の実態調査研究

本研究は、アジアにおけるヘリコバクター・スイス菌の感染、および、その関連消化器疾患、特に、胃マルトリンパ腫の実態を分子疫学的に調査し、ヘリコバクター・スイス菌感染対策について、アジアでのコンセンサスを構築することを目的として実施された。まず、アジア諸国におけるスイス菌感染率と関連消化器疾患発症頻度の疫学調査を実施するため、フィルピンのSt. Luke's Medical Center Global Cityへ訪問し、フィリピンにおけるスイス菌感染率と関連消化器疾患発症頻度の疫学調査に対しての研究内容説明を行うとともに、慢性胃炎、胃潰瘍、十二指腸潰瘍、胃がん、胃マルトリンパ腫患者を対象とし、上部消化管内視鏡検査の施行、そして、病理学的検鏡下、および、組織からの遺伝子解析によりヘリコバクター・スイス菌感染診断を実施できる体制の構築を試みた。さらに、フィリピンにおけるスイス菌感染関連消化器疾患発症を規定する因子の疫学的解析を行うためのアンケート調査を実施するにあたり、フィリピンにおけるスイス菌感染に関連していると思われる消化器疾患の発症状況の情報収集を行った。この情報に基づいて、アンケート調査のために質問票の作成に着手した。シンガポールとインドネシアにおける海外研究協力者とも連絡をとり、スイス菌感染率と関連消化器疾患発症頻度の疫学調査に対しての研究内容説明を進めた。さらに、ヘリコバクター・スイス菌感染の病態解析を開始するにあたり、ヒト臨床検体収集手順、ならびに、その臨床検体処理手順等を確立した。平成28年度が最終年度であるため、記入しない。
1, 2, 3-トリオール類からフルオロメチルケトンの選択合成と生物活性分子設計への展開

本研究は,従来困難であった置換フルオロメチルケトン類の合成をめざして,多様性に富む1, 2, 3-トリオール類から高選択性の求核フッ素化とエノールエーテルおける転移反応でCC結合形成を一挙に行う効率的な新合成法を開発し,新生理活性物質の分子設計展開を行なうもので,下記の成果を得た. 1.多様な1, 2, 3-トリオール類からベンズアルデヒドの1, 3-アセタールー2-スルフォネイトをへて, 1, 3-ビス(シロキン)-2-アルキル,アリール及びアリルエーテルに選択的・高収率で誘導する方法を見出した.2.広範なグリコール酸エステルのエーテルから任意のアルデヒドとの縮合とエステル基の還元を経て, 1.3-ビス(シロキン)-2-エーテルを高収率で合成し,その各2, 3位の立体異性体を環状アセタールを経て効率よく分離できた. 3.上記のシロキシエーテル類にフッ化テトラアルキルアンモニウム・フッ化アルキルスルフォニルを作用させフルオロオレフィン化反応を行い,フルオロメチルケトンのエノールエーテル類を立体選択的に高収率で得た.4.1, 3-ビス(シロキン,又はスルフォニルオキシ)-2-アリルエーテルにフルオロオレフィン化とクライゼン転位を一挙に行って,多様な1-フルオロー3-(転位アルキル)アルカー2-オンを高収率で合成した.更にエノールエーテルの立体異性体から置換フルオロオメチルケトンの立体選択的合成を達成した.5.上記の新手法を活用して,抗生物質botriodiplodinのメチルケトン基のモノフルオロ体(fluorobotriodiplodin)を7行程で立体選択的に合成できた.6.フルオロメチルビニールエーテルの段階で, NBSによるプロム化を行いα-ブロモベンジルフルオロメチルケトン類をよい収率で得た.これにNヘテロ環チオールのNa塩を反応させてα位のNヘテロ環チオ化されたフルオロメチルケトン類が多様に合成され,その中に抗菌活性を有するものが見出された.本研究は,従来困難であった置換フルオロメチルケトン類の合成をめざして,多様性に富む1, 2, 3-トリオール類から高選択性の求核フッ素化とエノールエーテルおける転移反応でCC結合形成を一挙に行う効率的な新合成法を開発し,新生理活性物質の分子設計展開を行なうもので,下記の成果を得た.1.多様な1, 2, 3-トリオール類からベンズアルデヒドの1, 3-アセタールー2-スルフォネイトをへて, 1, 3-ビス(シロキン)-2-アルキル,アリール及びアリルエーテルに選択的・高収率で誘導する方法を見出した.2.広範なグリコール酸エステルのエーテルから任意のアルデヒドとの縮合とエステル基の還元を経て, 1.3-ビス(シロキン)-2-エーテルを高収率で合成し,その各2, 3位の立体異性体を環状アセタールを経て効率よく分離できた.3.上記のシロキシエーテル類にフッ化テトラアルキルアンモニウム・フッ化アルキルスルフォニルを作用させフルオロオレフィン化反応を行い,フルオロメチルケトンのエノールエーテル類を立体選択的に高収率で得た.4.1, 3-ビス(シロキン,又はスルフォニルオキシ)-2-アリルエーテルにフルオロオレフィン化とクライゼン転位を一挙に行って,多様な1-フルオロー3-(転位アルキル)アルカー2-オンを高収率で合成した.更にエノールエーテルの立体異性体から置換フルオロオメチルケトンの立体選択的合成を達成した.5.上記の新手法を活用して,抗生物質botriodiplodinのメチルケトン基のモノフルオロ体(fluorobotriodiplodin)を7行程で立体選択的に合成できた.6.フルオロメチルビニールエーテルの段階で, NBSによるプロム化を行いα-ブロモベンジルフルオロメチルケトン類をよい収率で得た.これにNヘテロ環チオールのNa塩を反応させてα位のNヘテロ環チオ化されたフルオロメチルケトン類が多様に合成され,その中に抗菌活性を有するものが見出された.
シアン化物イオン架橋多核錯体における多電子移動制御と物性変換

ヘテロメタル多核錯体は、異なる電子状態をもつ金属イオンが相乗的に機能することにより、単核錯体では見られない特異な物性を示す。本研究では、鉄およびコバルトイオンからなるシアン化物イオン架橋多核錯体分子において、金属イオン間の相乗的物性を自在に引き出し、制御することを目的とした。その結果、溶液中で環状4核錯体[Fe^<III>_2Co^<II>_2(CN)_6(L1)_2(L2)_4](L1:三座配位子、L2:二座配位子)が、温度に依存して高スピン状態([Fe^<III>_<LS>(S=1/2)Co^<III>_<HS>(S=3/2)])と低スピン状態([Fe^<II>_<LS>(S=0)Co^<III>_<LS>(S=0)])を可逆に示すことを明らかにした。これは、異なる酸化状態をもつ鉄イオンとコバルトイオン間の電子移動に起因しており、二種類の金属イオンのエネルギー状態を配位子の電子的効果により極めて近接させることで初めて実現したと考えられる。さらに、配位子の置換基を変えることで、鉄イオン・コバルトイオン間の電子移動を論理的に制御できることを明らかにした。また、末端シアン化物イオンが弱い塩基性を示すことに着目し、プロトン添加による四核錯体の電子状態の変化について検討を行った結果、溶液中のpH変化に伴い、電子状態を連続的に変化させることに成功した。これは、異なる元素のもつ特性を組み合わせることにより始めて実現した複合物性の発現であり、元素の相乗的性を利用することで初めて成功したと考えられる。さらに、四核錯体をプロトンドナー性有機化合物で連結することにも成功した。遷移金属多核錯体は、多様な電子状態をもつ金属イオンが電子的・磁気的相互作用を介して相乗的に機能する為、興味深い物性を示す。本研究では、異なる金属イオンをもつシアン化物イオン架橋多核錯体分子を合成し、金属イオン間の相乗的物性を自在に引き出すことで多重安定性の創出と物性の多段階制御を行うことを目的とした。その結果、鉄イオンとコバルトイオンからなる環状4核錯体[Fe^<III>_2Co^<II>_2 (CN)_6 (L1)_2 (L2)_4](L1 :三座配位子、L2 :二座配位子)が熱誘起分子内電子移動を示し、高温相([Fe^<III>_<LS> (S=1/2) Co^<II>_<Hs> (S=3/2)])と低温相([Fe^<II>_<LS> (S=0) Co^<III>_<LS>(S=0)])を可逆にとり得ることを明らかにした。さらに、多座配位子の電子的効果(電子供与性、求引性)によって、鉄イオンとコバルトイオンの酸化還元電位を変化させることで、高温相と低温相のエネルギー差をコントロールすることが可能なことを見出した。その結果、高温相のみを示す錯体、低温相のみを示す錯体、および熱誘起分子内電子移動を示す錯体を選択的に合成することに成功した。さらに、得られた四核錯体は低温における光照射により光誘起分子内電子移動を示し、安定な準安定状態を生成することを明らかにした。
損失回避的選好をもつ消費者に対する企業の戦略的行動の分析

本研究の目的は、損失回避的な消費者を明示的に扱い、製品戦略を含めた企業の戦略的行動(特に、製品戦略)を明らかにすることである。さらに、標準的な選好をもつ消費者を仮定した場合と比べ企業間の競争は阻害されるのか、損失回避バイアスをもつ消費者は企業から搾取され得るのか、といった競争政策や消費者保護政策につながる政策的含意を得ることを目指す。
アジアの都市再生に関わる歴史的および方法論的研究

研究成果の業績としては、報告書「島原歴史都市の復権-まちと建築のフィールドワーク編」と「江戸木挽町の芝居町と東京近代の大根河岸-水辺都市再生のための復元的考察」を刊行し、また公刊物としては『タイの水辺都市-天使の都を中心に』(法政大学出版局、2011年3月)を出版した。研究の結論としては、アジア都市の再生には、歴史的な都市の形成過程と建築の史的変容について、精緻な研究を進めることが必須条件であることを解明した。本研究の目的は、アジアの歴史的都市の再生を総合的に明らかにする全体構想の第一歩として、東アジア・東南アジアにおける主要都市を対象とし、近年の園犀星の展開過程を空間論的及び社会論的に認識・把握しながら、都市史研究をベースにした都市再生のための方法論を一段と拡大・精緻化し、現代都市の創造に向けての歴史的な諸課題や論点を抽出することにある。本研究の目的は,アジアの歴史的都市の再生を総合的に明らかにする全体構想の第一歩として,東アジア・東南アジアにおける主要都市を対象とし,近年のその再生の展開過程を空間論及び社会論的に認識・把握しながら,都市史研究をべースにした都市再生のための方法論を一段と拡大・精緻化し,現代都市の創造に向けての歴史的な諸課題や論点を抽出することある。歴史都市の再生であるがための<歴史>そのものの位置づけをおこない,都市再生のための基盤を歴史的な視点に立って見出すことこそ,今後の都市のあり方を構想しうるのだという結論を見出そうとするものである。第一年度にあたる平成19年度は,年度テーマを共通テーマの「1.歴史的都市の形成過程とその諸類型」とし,各研究単位がこれまでの研究業績をさらに精緻かつ深化させることが重要な計画となる。研究組織の研究単位Aでは上海・北京・台北(高村雅彦担当),Bではルアンプラバン(大田省一担当)が現地調査や文献史料の考察を行って,類型化に結びつける作業を実施した。その研究の一環として,平成19年7月にはダサック・オウセンタパンヤ(ラオス国立大学建築学部教授),スーカン・チッタパンヤ(同主任),ソムチット・シッチバン(同副主任)を招聰し,国際シンポジウム「アジアの都市再生IV-ラオスビエンチャンとルアンプラバン-」を開催し,アジアに共通する都市再生のための視点を見出した。とくに,歴史的遺産を何を活かして都市再生に結びつけるかといった点では,台北・上海・北京が今後の主な対象都市となるであろう。平成19年度の共通テーマ「1.歴史的都市の形成過程とその諸類型」を踏まえて、平成20年度の共通テーマ「2.都市再生の展開過程に見る空間論的及び社会論的特性」について研究を行った。具体的には、都市再生の展開過程に関する都市類型との関連が共通のテーマとなり、A上海・マカオ・台北、Bルアンパバーン・シンガポール、Cソウル・東京・島原を主な対象とし、主な資料調査先としてはマカオ・アーカイブセンター、上海図書館、シンガポール国立公文書館、フランス国立公文書館、台湾公文書館分館などから多くの資料を得た。とくに、上海では万博開催で様々な都市開発が進むなか、一方で歴史的な建築遺産をいかに保存しながら新たな開発計画を行うかが大きなテーマとなっており、水辺の整備ととともに魅力的な変容をとげつつある。また、ルアンパバーンでは仏領期の建築を巧みに利用しながら、観光化へ結びつけつつ、きちんとした生活を維持するための方策などが作られていることを明らかにした。平成21年度は引き続き平成20年度と同じ「2.都市再生の展開過程に見る空間論的及び社会論的特性」を年度テーマとして研究を実施する予定である。平成20年度の共通テーマ「2.都市再生の展開過程に見る空間論的及び社会論的特性」の成果を踏まえて、平成21年度も同じテーマによって対処を広げつつ研究を行った。

とくに、上海においては万博の開催でいかに都市整備が行われているのか、また島原は歴史的な考察として報告書を作成中である。平成22年度は、最終年にあたり、これまでの成果を報告書にまとめる。報告書は「島原歴史都市の復権」、「銀座芝居町木挽町とだいこん河岸の復元作業」、「アジア都市の再生I-上海、シンガポール」、「アジア都市の再生IIマカオ」の四部を刊行予定である。本研究の目的は、アジアの歴史的都市の再生を総合的に明らかにする全体構想の第一歩として、東アジア・東南アジアにおける主要都市を対象とし、近年の展開過程を空間論的及び社会論的に認識・把握しながら、都市史研究をベースにした都市再生のための方法論を一段と拡大・精緻化し、現代都市の創造に向けての歴史的な諸課題や論点を抽出することにある。平成21年度の共通テーマ「都市再生の展開過程に見る空間論的及び社会論的特性」の成果を踏まえて、最終年度は総合的な調査および文献史料の考察・まとめを行い、報告書の作成を実施した。その成果として、報告書「島原歴史都市の復権-まちと建築のフィールドワーク編」ならびに「江戸木挽町の芝居町と東京近代の大根河-水辺都市再生のための復元的考察」を刊行した。そして、公刊物としては『タイの水辺都市天使の都を中心に』法政大学出版局、2011年3月を刊行することができた。本研究の結論として、アジア都市の再生には、歴史的な都市の形成過程と建築の史的変容について、精緻な研究を進めることが必須条件であることを解明した。
GnRH cellによるGnRH律動的分泌機構に関する研究

GnRH分泌調整機構を知るため、transgenic mouseから得たGnRH cell lineを用いた。位相差顕微鏡による形態学的検討ではGnRH cellは核を有する円形、卵円形、多角形の細胞で、継代後2時間で細胞体から突起を形成し始め、6時間で数個の神経突起を形成し12時間後にはその神経突起の網目状構造を形成して細胞が互いに連絡している事を確認した。さらに、今回の本研究ではcytodex beadsを燐酸緩衝液にて1時間膨潤後オートクレイブで滅菌、GnRH cell浮遊液にこのcytodex beadsを加えて混和し、CO_2 incubatorで時々攪はんしながら2-3日間培養する。ポリプロピレンガラスカラムにこのGnRH細胞を付着したcytodex beadsを重層し、DMEMで還流しfraction collectorで6分毎採取しGnRH,GAP(GnRH associated peptide)の分泌様式(律動的分泌の有無)を検討した。GnRH測定は家兎anti-Glu^1GnRH抗体、GAP(GnRH associated peptide)は家兎anti-human GAP抗体を用いてRIAで測定した。灌流開始後、培養液中のGnRH濃度は10^5cell当たり培養6時間で平均16.7pg、24時間後22.3pg、72時間後34.7pg、GAPもGnRH濃度に相関してほぼ1/3濃度において6-72時間で経時的に増加した。しかしながら、現在のところGnRH律動的分泌は確認できていない。さらに免疫組織染色も検討した。免疫組織染色では神経細胞の細胞質および神経突起でGnRHが認められた。GnRHは特に神経突起終末に高度に染色され、GnRHの軸策輸送が示唆された。さらに、現在、各種神経伝達物質による灌流実験によりGnRH分泌への関与を検討中である。
骨格筋におけるカルパインシステムの役割と制御機構の解析

1.二重変異マウスの解析プロテアーゼ活性のみを失活させたp94を発現するノックインマウス(p94:KI)マウスとコネクチンmdm変異マウスを掛け合わせて二重変異マウスを作製した。mdm変異マウスでは,下記MARPsの発現量上昇が認められる筋繊維タイプに関して,他の筋疾患とは異なる傾向が認められた。二重変異マウスでのMARPsの発現変化及び局在を解析中である。2.コネクチン,MARPsの分解様式についての解析Sf-9細胞に発現させたp94(野生型及び活性減弱変異体)の解析・及び酵母プロテアーゼトラップ法を用いた変異体スクリーニングにより,活性に重要な残基群を特定した。同定した活性減弱型変異体には,カルシウム感受性以外には限りなく野生型p94に近い酵素としての性質を示すものがあった。一方,p94・コネクチン・MARPの共発現系で,コネクチンがp94の基質となりうると同時にp94の構造安定化効果を持ちうること,MARPとp94がコネクチン結合タンパク質として競合的な関係にあることを示唆する結果を得た。また,野生型とmdm変異型コネクチンの性質を比較し,mdm変異は,p94に対する安定化作用の喪失,及び,p94の酵素活性に対する阻害,の2つの影響を持つことを示す結果を得た。3.基質検索及び活性化スペクトルの解析COS細胞に野生型p94または不活性なp94:C129S変異体を発現し,それぞれの細胞グループにおけるタンパク質の量的変化を解析すると,p94の自己消化の様子(分子の全体が速やかに減少していく)と基質と考えられるタンパク質の量的変化(そのタンパク質に由来するペプチドの一部が特に減少する)に違いが見出される。このことに関連して,p94の自己消化活性に及ぼす様々なイオンの影響を比較すると,自己消化と基質分解の過程におけるp94の構造変化に違いがあることが示唆された。(1)二重変異マウスの解析活性中心残基への点変異導入によりプロテアーゼ活性のみを失活させたp94を発現するノックインマウス(p94:KI)マウスとコネクチンmdm変異マウスを掛け合わせて作製した二重変異マウスについて、そのジストロフィー症状を解析した。mdm変異によってP94が自己消化活性非依存的に不安定化・減少することを見出したが、この実体についてさらに解析中である。(2)コネクチン、MARPsの分解様式についての解析Sf-9細胞にp94(野生型及び活性減弱変異体)とコネクチンを共発現させる、という方法で、コネクチンがp94の基質となりうると同時にp94の構造安定化効果を持ちうることを示唆する結果を得た。これまで、p94について基質分解活性を測定するのに適した精製酵素標品を得ることは困難であったが、その目的に適した変異体を複数同定し、発現に必要なコンストラクトを準備した。また、大腸菌に発現させ精製したコネクチン断片及びMARP2について、μ-カルパインによる切断部位を同定しているが、p94による切断部位を同定することが必要である。μ-カルパインによって生成する分解断片に対応する発現コンストラクトを作製し、コネクチン-MARP間相互作用への影響を解析した。(3)iTRAQ、LC-MS/MSによる基質検索COS細胞に野生型p94または不活性なp94:C129S変異体を発現し、それぞれの細胞グループにおけるタンパク質の量的変化を解析した。基質の分解を検討する定法として、これまではSDS-PAGE/ウエスタンブロットを用いてきたが、異なる検出原理・感度によってp94の基質となるタンパク質を再度検索することを目的とした。その結果、p94の自己消化の様子(分子の全体が速やかに減少していく)と基質と考えられるタンパク質の量的変化(そのタンパク質に由来するペプチドの一部が特に減少する)に興味深い違いが見出された。3.基質検索及び活性化スペクトルの解析COS

細胞に野生型p94または不活性なp94:C129S変異体を発現し,それぞれの細胞グループにおけるタンパク質の量的変化を解析すると,p94の自己消化の様子(分子の全体が速やかに減少していく)と基質と考えられるタンパク質の量的変化(そのタンパク質に由来するペプチドの一部が特に減少する)に違いが見出される。このことに関連して,p94の自己消化活性に及ぼす様々なイオンの影響を比較すると,自己消化と基質分解の過程におけるp94の構造変化に違いがあることが示唆された。
センダイウイルス発現組換gp120を用いた新規HIV-1サブタイピング技術の開発

HIV-1サブタイプA-Eのエンベロープタンパク質gp120発現用センダイウイルスベクターを開発した。発現量を簡便に評価するため、エンベロープタンパク質のC-末ペプチドに対する精製ポリクローナル血清を一次抗体、感染者のプール血清を二次抗体とするEIA(enzyme immunoassay)系を開発した。この定量システムを用いることによって、コドン選択をヒト型に適正化する(codon optimization)こと、およびCD5遺伝子のリーダー配列(分泌シグナル)を用いた発現量の増強効果をサブタイプBおよぴサブタイプCエンペロープタンパク質を用いて評価した。その結果、codon optimizationによって約1.5-2倍、それに加えてCD5リーダー配列を付加することによって約2-3倍の発現量の増強が得られることを示した。センダイウイルスベクターによって産生された各サブタイプの組換えエンペロープgp120タンパク質を用いたEIAによって、サブタイプE, B間を高感度にまた高い特異性をもって区別できるが、他のサブタイプについては交叉反応性が高く血清学的なサブタイピングが必ずしもうまくいかないことが明らかになったHIV-1サブタイプA-Eのエンベロープタンパク質gp120発現用センダイウイルスベクターを開発した。センダイウイルスベクターによって産生された各サブタイプの組換えエンペロープgp120タンパク質を用いたEIAによって、サブタイプE, B間を高感度にまた高い特異性をもって区別できるが、他のサブタイプについては交叉反応性が高く血清学的なサブタイピングが必ずしもうまくいかないことが明らかになった世界の様々な地域に分布するHIVの詳細な遺伝学サブタイピングが可能になったことで,世界の各流行地におけるウイルスの起源やその伝播の様相が,全世界的な規模で明らかになりつつある。遺伝子配列の相互比較に基づいて,病原体の起源やその伝播のカニズム・流行拡大のダイナミズムを探る分子疫学的解析手法は,流行の成り立ちを解明する上で,極めて強力な武器となっている。しかし,塩基配列情報に基づく遺伝学的サブタイピングには,PCRおよび塩基配列決定あるいはへテロデュプレックス・アッセイなど煩瑣で高価な実験が必要とされる。そこで我々はHIVの抗原構造の差異を最も顕著に反映するgp120に着目し,それを抗原として用いたHIVの血清学的サブタイピング技術の開発を目指した。組換えgp120の発現には,動物細胞を用いた発現系の中で最も強力なシステムの一つであるセンダイウイルスベクターを用いた発現系を用い,HIV-1の様々なサブタイプ(AE)の組換えgp120の発現に成功した。これまでに,少なくともサブタイプEとBとの血清学的識別に組換えgp120を用いたEIA法がV3ペプチドを用いたEIAより1,000倍近く高感度であり,しかもgp120全体を抗原として用いるにも拘らず,抗原量及び抗体(血清)希釈を適切に選ぶことによって高いサブタイプ特異性が得られることを示した。サブタイプB, Eについては,CCR5およびCXCR4使用のR5およびX4ウイルス由来のエンベローブタンパク質の発現系が樹立された。発現量を簡便に評価するため,エンベロープタンパク質のC-末ペプチドに対する精製ポリクローナル血清を一次抗体,感染者のプール血清を二次抗体とするEIA(enzyme immuno assay)系を開発した。またコドン選択をヒト型に適正化する(codon optimization)こと,およびCD5遺伝子のリーダー配列(分泌シグナル)を用いた発現量の増強効果を,サブタイプBおよびサブタイプCエンベローブタンパク質を用いて評価した。その結果,codon optimizationによって約1.5-2倍,それに加えてCD5リーダー配列を付加することによって約2-3倍の発現量の増強が得られることを示した。センダイウイルスベクターによって産生された各サブタイプの組換えエンベロープgp120タンパク質を用いたEIAによって,サブタイプE, B間は区別できるが,他のサブタイプについては交叉反応性が高く血清学的なサブタイピングが必ずしもうまくいかないことが明らかになった。
サル初代培養神経細胞による変性疾患の研究

高齢化が急速に進む日本の社会において最大の問題の1つは、痴呆をはじめとする脳神経系の老化の問題であろう。生理学的な老化のみならず、アルツハイマ-病(老人性痴呆)やパ-キンソン病など、脳神経系の老化との関連が深い病気も、いずれも現在までのところ原因が不明で予防、治療などの対策がとれず、家族、社会にとって切実な問題になっている。脳神経系の老化にみられる顕著な個人差は、主として様々な環境からの影響の総合効果によると考えられている。老化関連神経疾患のうち、機能障害の部位が特異的であるパ-キンソン病においては、MPTPと呼ばれる化学物質が、合成麻薬密売事件を契機に,パ-キンソン症状を起こすことが発見されて研究の有力な手がかりが得られ、MPTP類似の、パ-キンソン病をひきおこす原因物質の探究と発症機序の細胞レベル,分子レベルでの解明が焦点となっている。さらにアルツハイマ-病においても環境中のアルミニュウムが原因とする説が最近強調されている。パ-キンソン症状を起こすことで知られているMPTPの黒質ニュ-ロンへの神経毒性はヒト・サルなど霊長類でしか発現しないため、サルの黒質ニュ-ロンの培養を試みた。実験霊長類センタ-との共同実験によりサル胎児を帝王切開で入手し、脳を取り出し、黒質を含む部分を切り出し、酵素処理で細胞をバラバラにし、培養した。1週間後でも多数のニュ-ロンが生存し、その一部はチロシン水酸化酵素抗体による染色で陽性で、成熟サル黒質ニュ-ロンと類似した形態を示した。MPTPの代謝物で真の毒性物質と考えられるMPP^+の添加により、ニュ-ロンは生存が阻害され、パ-キンソン病原因物質のアッセイ系としての有用性が示唆された。
脱細胞化したマトリックスへのヒト人工心筋細胞の再播種によるバイオ人工心臓の作成

心臓移植の事業推進において臓器提供者不足が大きな問題であり、次世代の臓器移植医療法の開発が必要である。摘出心臓をランゲンドルフ潅流装置用いて脱細胞化させることで立体的な足場を形成し、周期的な前後負荷及び電気刺激を与えつつ、ヒト心臓内細胞及び血管内皮細胞を潅流培養させることで、冠動脈血流を伴い、緻密に作業心筋細胞が生着することで、より高い機能性のある自家細胞由来の心臓としての器官形成に成功した。重症心不全に対する治療法として、機械的人工心臓の埋め込みや脳死心臓移植が目下のところ主流の先端医療であるが、前者は高額な医療費による経済・財政的負担、後者は生涯通じての免疫抑制剤の投与や様々な副作用による多臓器障害が報告されている。自家細胞用いたバイオ人工心臓の作成により、これらの問題点は着実に解決されると予想されるため、本研究目的は、1ヒト心臓内幹細胞用いた人工ヒト心筋細胞作成法の樹立。2ラット全心臓の脱細胞化による細胞外マトリックスで形成された足場の作成。3脱細胞化した心臓への人工ヒト心筋細胞及びヒト血管内皮細胞の再播種化。4再構築した自家細胞由来バイオ人工心臓の機能解析及び移植検討。脱細胞化した心臓は左房及び上行大動脈に18ゲージのカニューレを挿入し心尖部まで電気刺激リードを入れる。370C、5%CO2で酸素化された細胞培地を心房内流量20mL/min、冠動脈流量6mL/minで24時間心臓内に栄養を入れる。前・後負荷は圧センサー介してそれぞれ1-12mmHgと1-60mmHgに制御し、ペーシングリード用いて1Hz, 5-20V, 2msで周期的に心外膜側より刺激した。細胞は5x107個の精製したヒト人工心筋細胞と5x107個のヒト心臓内幹細胞をmicroLのPBSに希釈し、27ゲージの針使用し5回に分けて左心室内に注入する。回路内を密閉後、約8から10日間持続潅流させることで三次元培養を行った。これまでの研究実施期間中において、遺伝子組み変えをしていないヒト心臓内幹細胞を中心とした再播種潅流実験を主体に研究を進め、有効なヒト幹細胞の脱細胞化した細胞外マトリックスへの再播種に成功した。今後、GATA4/Tbx5/Mef2cを遺伝子導入した人工成熟心筋細胞を大量に培養し、より作業能が高い左室心筋の三次元レベルでの再構築を目指していく。(背景)組織工学的手法を駆使した器官レベルでの心臓の形成は、これまでに多くの解決しがたい問題点が存在していた。局所的細胞輪や細胞シート工学などの研究により、これらの人工物の移植によって、機能不全に陥った心機能が改善することが報告されている。しかしながら、細胞シート工学の研究により、細胞間で有効な酸素交換を行いつつ、立体的な拍動性の心臓に密着させポンプ機能を補助するには、パッチの厚さに制限が生じ、約100ミクロンが限度といわれている。最近の報告では、これらの諸問題点を一気に解決できる革新的な技術として、脱細胞化した細胞外マトリックスで形成された足場に心血管細胞を再播種させ、実質細胞で再構築された人工心臓の作成が技術的に可能であることが示唆された。(目的)本研究では、ラット全心臓の脱細胞化による細胞外マトリックスで形成された足場の作成し、脱細胞化した心臓への人工ヒト心筋細胞及びヒト血管内皮細胞を再播種化させ、自家細胞由来バイオ人工心臓の機能解析及び移植検討を行う。(方法)麻酔下でラット心臓を摘出し、上行大動脈に潅流チューブを挿入、SDSならびに1%Triton-Xをそれぞれ心腔内及び冠動脈内に15分ずつ循環潅流させ、全心臓の脱細胞化を行う。脱細胞化した心臓の右房、上行大動脈にカニューレ挿入後、Radnoti社製のワーキングハートシステム用いて、370C、酸素化した潅流液内に5x107個の心臓内幹細胞と同数のヒト血管内皮細胞を注入し、細胞外マトリックスにヒト心血管細胞を再播種させる。(意義)機械的人工心臓及び脳死患者さんの提供心臓は、自家細胞で構成された臓器ではない。本研究が実用化されることで、臓器提供者不足や免疫抑制剤の使用による重要な諸問題点を解決できる。12週令のF344Fisherラットを麻酔し、全身ヘパリン化後、正中切開にて上、下大静脈、肺動静脈、胸部大動脈を剥離切断し、全心臓を摘出する。ランゲンドルフ法によって、1.8mmのカニューレを上行大動脈通じて逆行性に心臓内に潅流させる。心筋保護目的で10&#61549;Mアデノシン入りPBSを冠動脈内に平均80mmHgで15分間潅流させ、引き続き1%SDSそして1%Triton-Xをそれぞれ15分間持続潅流させる。

最終工程として、抗生剤入りのPBSでその後120時間潅流させることで全心臓の脱細胞化に成功した。脱細胞化した細胞外マトリックスにヒト由来細胞を効率よく再播種させる条件として、より生理的な三次元培養環境として、充分な酸素化、心室ペーシングと適度な前後負荷を加えつつ細胞循環させる。心機能の生理学的評価法として、マイクロチップ圧カテーテル用いて心尖部を刺激しながら、左房、左心室圧を測定し、心電図も同時に記録する。再播種させたバイオ人工心臓をヌードラットの腹部大動脈に移植に生体内での機能評価も行う。
ニューラルネットワークを用いた研削砥石寿命評価システムの構築

本年度は,十分な信頼性を有する寿命評価システム構築のために必要となる,学習データを得ることを主たる目的とした.そのために光ファイバ型輻射温度計を用いて研削加工中の砥粒切れ刃から輻射される赤外線パルスを測定するための装置,砥石表面の摩耗状態を観察するためのプロフィール測定装置を作製した.研削加工中の砥粒切れ刃から輻射される赤外線パルスを測定し,さらに研削抵抗と砥石表面のプロフィールを測定することから砥石の研削能力を評価した.上記の計測・観察の結果,砥石が摩滅・摩耗して研削能力の低下が進行する場合と,砥石のバランス狂いやドレッシングが十分に行われていないなどの理由から加工中にびびり発生が起こってしまう場合とでは顕著な差がみられた.正常な研削能力低下の場合,砥石の砥粒切れ刃は摩耗・欠損して,研削抵抗は上昇してしまう.この際,観察される切れ刃からのパルス波形は,個々の切れ刃の切削能力の低下のために,徐々にパルス数が減少していく.一方びびりが発生する場合では,当初は正常な研削加工が行われるものの,加工がすすむにつれ研削抵抗にびびりが見られ,パルス波形には砥石の回転周期と等しい間隔でパルスの密・疎のパターンが観察された.以上のように,砥石が正常に摩滅・摩擦していく経過と,びびりが発生して研削加工を中断する必要がある場合の判定が,光ファイバ型輻射温度計によるパルス波形の観察から十分に行い得ることを確認することができた.今後はパルス波形をニューラルネットワークによってパターン判別する方法について研究を進める.本年度は,十分な信頼性を有する寿命評価システム構築のために必要となる,学習データを得ることを主たる目的とした.そのために光ファイバ型輻射温度計を用いて研削加工中の砥粒切れ刃から輻射される赤外線パルスを測定するための装置,砥石表面の摩耗状態を観察するためのプロフィール測定装置を作製した.研削加工中の砥粒切れ刃から輻射される赤外線パルスを測定し,さらに研削抵抗と砥石表面のプロフィールを測定することから砥石の研削能力を評価した.上記の計測・観察の結果,砥石が摩滅・摩耗して研削能力の低下が進行する場合と,砥石のバランス狂いやドレッシングが十分に行われていないなどの理由から加工中にびびり発生が起こってしまう場合とでは顕著な差がみられた.正常な研削能力低下の場合,砥石の砥粒切れ刃は摩耗・欠損して,研削抵抗は上昇してしまう.この際,観察される切れ刃からのパルス波形は,個々の切れ刃の切削能力の低下のために,徐々にパルス数が減少していく.一方びびりが発生する場合では,当初は正常な研削加工が行われるものの,加工がすすむにつれ研削抵抗にびびりが見られ,パルス波形には砥石の回転周期と等しい間隔でパルスの密・疎のパターンが観察された.以上のように,砥石が正常に摩滅・摩擦していく経過と,びびりが発生して研削加工を中断する必要がある場合の判定が,光ファイバ型輻射温度計によるパルス波形の観察から十分に行い得ることを確認することができた.今後はパルス波形をニューラルネットワークによってパターン判別する方法について研究を進める.
高分子液体の熱流体潤滑に対するマルチスケールシミュレーション技術の開発

高分子液体の熱潤滑に対する新しいマルチスケールシミュレーション,Synchronized Molecular-Dynamics(SMD)法を開発した.SMD法では,巨視的な熱・運動量の輸送方程式を満足するように同期された複数の分子動力学(MD)セルが,複雑流体の局所的な流体要素における発熱,応力,内部構造を計算する.MD法では扱うことが困難な巨視的なスケールでの複雑流体の挙動を任意の分子モデルに基づき計算することができる点が大きな特徴である.この方法を用いて,巨視的なスケールでの高分子液体の熱潤滑を解析し,流動と発熱の競合によって高分子の構造変化に新しい転移現象が起こることを明らかにした.コロイド、高分子、液晶などの複雑液体は様々な工業製品に幅広く利用されている。複雑液体のマクロな移動現象とミクロな内部構造の状態を精確に予測・解析することができるシミュレーション技術を開発することは、工学的に重要な意義を持つ。本研究では、これまでに申請者等が開発したマルチスケールシミュレーション法をもとに、さらに実用的で複雑な現象に適用できるように拡張する。分子シミュレーションや流体シミュレーションでは対応できない実際の製品・機器のシステムサイズでの高分子液体の潤滑問題における流動・発熱・内部構造の関係のメカニズムを明らかにし、本手法の有効性を実証する。実際の製品開発などにおいて活用できる実用的なマルチスケールシミュレーションを開発することが研究の最終到達目標である。本研究ではこれまでに申請者らが開発したマルチスケール法を拡張し、絡み合い系と液晶系の高分子液体の潤滑挙動を解析する。2年間の研究計画では、平成26年度におもに計算技術の拡張について取組む。これまでの運動量輸送についてのマルチスケール法をエネルギー輸送と密度変化を扱うことができるように拡張する。平成27年度は拡張したマルチスケール法を用いて絡み合い高分子系と液晶系に対する潤滑挙動の解析を行う。解析にあたっては、実際のシステムサイズを想定した大規模計算を実行する。研究計画の推進にあたって代表者はすべての行程において中心的に関わるが、ソフトマターの計算科学において深い知識を有する研究者と大規模計算の実行における専門的技術を持った研究補助者の研究協力者2名を研究体制に加えることで、研究計画を効率的かつ多角的な視点を持って推進できる研究体制を敷いてる。コロイド,高分子,液晶などの複雑流体は様々な工業製品に幅広く利用されている.複雑液体のマクロな移動現象とミクロな内部構造の状態を精確に予測・解析することができるシミュレーション技術を開発することは,工学的に重要な意義を持つ.本研究では,これまでに申請者等が開発したマルチスケールシミュレーション法をもとに,さらに実用的で複雑な現象に適用できるように拡張する.分子シミュレーションや流体シミュレーションでは対応できない実際の製品・機器のシステムサイズでの高分子液体の潤滑問題における流動・発熱・内部構造の関係のメカニズムを明らかにし,本手法の有効性を実証する.平成26年度には,おもにシミュレーション手法の技術的な拡張に重点をおいて研究を進めた.平成27年度は,開発した手法を用いて高分子液体の熱潤滑問題を詳細に解析した.具体的には,潤滑油を想定した短い高分子鎖からなる液体に対して,温度を一定に保った2平板間におけるせん断に対して高分子液体のレオロジー特性,発熱挙動,および内部構造の変化を詳細に調べた.せん断の早さを変えた場合と高分子液体の熱伝導を変えた場合の計算を実行し,どちらの場合にも現象を説明する上で重要となる無次元パラメータを見いだすことに成功した.この無次元パラメータを用いることで,高分子液体の内部構造の変化が,流動によって支配的に決定される領域と発熱による分子の熱運動によって支配的に決定される領域との間に起こる転移現象をうまく説明することができるようになる.また,高分子鎖が長く絡み合いを持った高分子液体に対しても同様の計算を実行し,この場合にも,同じ無次元パラメータで現象を整理することができることを明らかにした.高分子液体の熱潤滑に対する新しいマルチスケールシミュレーション,Synchronized Molecular-Dynamics(SMD)法を開発した.SMD法では,巨視的な熱・運動量の輸送方程式を満足するように同期された複数の分子動力学(MD)セルが,複雑流体の局所的な流体要素における発熱,応力,内部構造を計算する.MD法では扱うことが困難な巨視的なスケールでの複雑流体の挙動を任意の分子モデルに基づき計算することができる点が大きな特徴である.この方法を用いて,巨視的なスケールでの高分子液体の熱潤滑を解析し,流動と発熱の競合によって高分子の構造変化に新しい転移現象が起こることを明らかにした.本研究では、マイクロメートル程度のスケールでおこる高分子液体の複雑な熱流動現象と高分子液体の内部構造のダイナミクスを同時に解析することができるマルチスケールシミュレーション法を開発し、具体的な問題の解析を通してその有効性を実証することを目的としている。高分子液体のような複雑な内部構造を有する液体は、粘性が大きいため、高速に駆動する部分を有するマイクロ装置においては、高速な圧縮やせん断による粘性発熱の問題が重要となる。しかし、単純な液体と異なり、高分子液体では、温度上昇の際に、粘性によるエネルギー散逸と同時に高分子鎖の内部構造の変化によるエネルギー変化も考慮する必要があるため、その現象の理論モデルの構築が非常に困難である。この難問に対して、ミクロな分子シミュレーションをもとに、マクロなスケールでの熱・運動量輸送の物理法則に矛盾を生じないマルチスケールシミュレーションのモデルを構築することが本研究における最重要課題である。現在までの研究においては、マイクロ装置での高分子液体の熱潤滑問題に対して、マクロな熱・運動量輸送の物理法則に矛盾することなく、高分子液体の内部構造と発熱を分子シミュレーションをもとに解析することができるマルチスケールシミュレーション法の基礎開発に成功した。また、その手法を用いて、マイクロチャネルにおける潤滑油(高分子鎖が短い液体)の高速せん断駆動による熱潤滑問題の解析を具体的に行った。

これによって開発した手法の有効性を示すのみならず、その解析結果から、当初は予想をしなかった物理現象としても非常に興味深い、せん断による内部構造の変形と発熱による温度上昇の相互作用によって生じる高分子液体の転移現象を発見し、その詳細なメカニズムを解析することにも成功した。計算科学,流体力学これまでの研究では、マイクロスケールでの高分子液体の熱流動現象とその内部構造の運動を解析することのできるマルチスケールシミュレーション法の基盤開発に成功した。また、その手法を具体的なマイクロチャネルにおける高速なせん断流れの熱潤滑問題の解析を行い、せん断変形による内部構造の変化と粘性発熱による温度上昇の相互作用によって生じる高分子液体の新しい転移現象を見出すこともできた。今後の研究では、先ずはこの新たに発見した転移現象について、より詳細な解析を行う。具体的には、高分子液体の熱伝導係数などの物性値を変化させたときの影響や、チャネルの間隙を変化させたときの影響、或いは圧力差によって駆動される場合の解析など、様々な状況に対してシミュレーションを実行し、理論的に予測される結果と計算結果との比較を通して、新しい転移現象の物理的な理解をより深める研究を推進する。さらに上述の研究に加え、現在のマルチスケール法を高分子鎖が長く絡み合いを有する高分子液体に対して拡張し、内部構造と粘性発熱が強く相互作用する運動の解析を行う。高分子鎖の絡み合いの運動がせん断流れと発熱の挙動にどのように関係するのかを詳細に調べる。以上の研究を通して、最終的には実用的な工学分野へのアプリケーションを見据えて、技術的に可能な限り簡便で且つ物理的にも矛盾の少ないマルチスケール法の開発を推進する。研究計画に従ってほぼ予定通りに経費を執行したが、各費目において当初の見積額との若干の差額が生じたことにより、最終的に2000円弱の次年度使用額が生じた。発生した次年度使用額は2000円以下であり、本年度の当初使用計画を大きく変更することはないが、研究成果の公表をより活発に行うなどして、次年度使用額を有効に活用する計画である。
動物モデルによるCEA血中放出機序に関する研究

CEA遺伝子がクローニングされ、そのcDNAプローブを用いた正常大腸上皮細胞においてもCEA mRNAが十分に発現されていることが明らかにされつつある。しかし癌患者血清CEA値は正常人血清CEA値に比較すると著しく増加していて、細胞からCEAが血中へ放出される機序が異なっているものと推定される。我々は既にラット大腸上皮細胞においてヒトCEAに相同するラットCEA様抗原が正常大腸上皮細胞においては菅腔側にのみ発現されているにもかかわらず、癌化すると細胞の基底膜側にも発現され、血菅系と密接に接触できることを報告し、この現象にtightjunctionおよびアクチン線維が関連していることを指摘してきた。本研究においては、まずモノクローナル抗tight junction蛋白抗体を作成した。次にモノクローナル抗tight junction蛋白抗体および抗アクチン線維抗体を用いてラット正常大腸上皮およびrIFN処理大腸上皮での分布の変化を免疫組織学的に検討したところ、それらの極性の変化が観察された。さらに、tight junction蛋白遺伝子cDNAを利用して詳細に検討した。一方、全く同様の膜抗原の分布の偏位はヒトCEAにおいても認められている。最近ガンマ・インタフェロン(γ-IFN)がヒト腸上皮細胞のtight junctionを修飾し、膜の透過性、流動性に変化をおよぼすことが報告された。そこで、本研究ではラット正常大腸上皮細胞のorganculture系を用いて、rIFN処理により、CEA様抗原の分布が偏位し、さらにrIFN投与ラットにおける血清CEA様抗原の変化を検討し、CEA血中放出機序に関わるtight junctionの役割を動物モデルを用いて検討した。この系による検討は極性をもって分布する膜抗原の血中放出機序を明らかにでき、きわめて広範囲の臨床医学への応用が期待できる。CEA遺伝子がクロ-ニングされ、そのcDNAプロ-ブを用いた正常大腸上皮細胞においてもCEA mRNAが十分に発現されていることが明らかにされつつある。我々は既にラット大腸上皮細胞においてヒトCEAに相同するラットCEA様抗原が正常大腸上皮細胞においては管腔側にのみ発現されているにもかかわらず、癌化すると細胞の基底膜側にも発現され、血管系と密接に接触できることを報告し、この現象にtigh junctionおよびアクチン線維が関連していることを指摘してきた。一方全く同様の膜抗原の分布の偏位はヒトCEAにおいても認められている。最近ガンマインタフェロン(γIFN)がヒト腸上皮細胞のtight junctioを修飾し、膜の透過性、流動性に変化をおよぼすことが報告された。本研究ではラット正常大腸上皮細胞のorgan culture系を用いて、γIFN処理によりCEA様抗原の分布が偏位することを明らかにし、さらにγーIFN投与ラットにおける血清CEA様抗原の変化を検討した。加えて、CEA血中放出機序に関わるtight junctio皆の役割を検討中である。

我々は既にラット大腸上皮細胞においてヒトCEAに相同するラットCEA様抗原が正常大腸上皮細胞においては管腔側にのみ発現されているにもかかわらず、癌化すると細胞の基底膜側にも発現され、血管系と密接に接触できることを報告し、この現象にtight junctionおよびアクチン線維が関連していることを指摘してきた。本研究においては、まずモノクローナル抗tight junction蛋白抗体を作成した。次にモノクローナル抗tight junction蛋白抗体および抗アクチン線維抗体を用いてラット正常大腸上皮およびrIFN処理大腸上皮での分布の変化を免疫組織学的に検討したところ、それらの極性の変化が観察された。さらに、tight junction蛋白遺伝子cDNAを利用して詳細に検討した。一方、全く同様の膜抗原の分布の偏位はヒトCEAにおいても認められている。最近ガンマ・インタフェロン(γ-IFN)がヒト腸上皮細胞のtight junctionを修飾し、膜の透過性、流動性に変化をおよぼすことが報告された。そこで、本研究ではラット正常大腸上皮細胞のorgan culture系を用いて、γIFN処理により、CEA様抗原の分布が偏位し、さらにγIFN投与ラットにおける血清CEA様抗原の変化を検討し、CEA血中放出機序に関わるtight junctionの役割を動物モデルを用いて検討した。この系による検討は極性をもって分布する膜抗原の血中放出機序を明らかにでき、きわめて広範囲の臨床医学への応用が期待できる。