hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
難治性疼痛制御に向けて：Ｇｉ蛋白共役型受容体の同時活性化による持続鎮痛療法の開発

「二量体化受容体を選択的かつ持続的に活性化する新規薬物の開発」について、各種オピオイド製剤を用いてμ、δ、κ受容体安定発現細胞を用いた解析を行った。さらにμ-δ二量体化受容体安定発現細胞を用いて解析を行い、耐性の少ない二量体特異的アゴニストの同定を行った。また「少量併用投与で強い鎮痛効果をもたらし、受容体耐性形成が起こりにくい新規投与法の開発」について、少量モルヒネ+少量バクロフェンの投与が強い鎮痛作用を有しながらも受容体脱感作を起こしにくいことを見出した。これらの結果を元に、耐性を起こしにくいリガンドならびにリガンドの組み合わせの開発を行っていく。がん患者の疼痛制御にはオピオイド製剤を中心とした医療用麻薬が用いられる。しかしオピオイド製剤は鎮痛耐性が起こしやすいことから、耐性の克服は喫緊の課題である。申請者は、オピオイド受容体などGi共役型受容体の細胞内シグナル機構の解明を通して、さらに二量体化オピオイド受容体選択的な、耐性を起こしにくい作用薬の創出という観点から、「耐性を起こさずオピオイドを持続処方できる療法」の開発に向けた研究を行っている。「二量体化受容体を選択的かつ持続的に活性化する新規薬物の開発」において、モルヒネ、オキシコドン、フェンタニルに加え、昨年上市のメサドンのオピオイド受容体に対する作用効果を明らかにするため、μ、δ、κ受容体を恒常的に発現している細胞をそれぞれ構築した。さらに各々の受容体が1:1で発現するμ-δ、δ-κ、κ-μ受容体発現専用ベクターを作製した。現在までにモルヒネ、オキシコドン、フェンタニルのμ、δ、κ受容体に対する特性の解析を終了し、二量体発現細胞についてもμ-δについてのデータを解析した。残りを最終年度で行う。また、「少量の併用投与による受容体耐性形成を起こしにくい新規投与法の開発」において、モルヒネと同等の鎮痛効果を有するGABAB受容体アゴニスト、バクロフェンを用いて、少量のバクロフェン+モルヒネ投与による効果を検討した。その結果、1/10量モルヒネ(1μM)+1/10量バクロフェン(10μM)が通常量(1倍量、モルヒネ10μM、バクロフェン100μM)のモルヒネ、バクロフェンと同等の作用(K+チャネル活性化機構)を有し、さらに受容体脱感作を起こしにくいことも見出した。この結果を元にラットを用いたin vivo実験を行う。がん患者の疼痛制御に用いられているオピオイド鎮痛療法は、鎮痛耐性が起きずかつ効果の持続する投与法が望ましい。今回私たちは、オピオイド受容体などGi共役型受容体の細胞内シグナル機構の解明ならびに二量体化オピオイド受容体の選択的作用薬の開発という観点から、「耐性の起きにくい、持続鎮痛可能な療法」の開発のための実験を行った。「二量体化受容体を選択的かつ持続的に活性化する新規薬物の開発ならびにその投与法の開発」として、モルヒネ、オキシコドン、フェンタニルに加え、新たに上市予定のメサドンの二量体化受容体に対する作用効果をIn Vitroアッセイにより明らかにするため、まずオピオイドμ、δ、κ受容体をそれぞれ恒常的に発現している細胞を構築した。さらに各々の受容体が1:1で発現するμ-δ、δ-κ、κ-μ受容体発現ベクターを工夫し、その構築に成功した。現在までにモルヒネ、オキシコドン、フェンタニルのμ、δ、κ受容体に対する特性を解析、結果を得た。二量体発現細胞が作製され次第、同オピオイド薬剤のオピオイド二量体への効果を解析し、単量体のそれらと比較検討する。「少量併用投与で強い鎮痛効果をもたらし、少量であるが故に受容体耐性形成が起こりにくい新規投与法の開発」のため、オピオイド受容体と同様に強い鎮痛効果を惹起するGABAB受容体を用いて、少量のGABAB受容体アゴニストバクロフェン+各種オピオイド投与において、強い細胞内シグナル(鎮痛効果)を有しながら受容体脱感作は起こさないという組み合わせを、両受容体を発現させた細胞を用いて解析を行った。その結果、1/10量モルヒネ+1/10量バクロフェンが通常量のモルヒネ、バクロフェンと同等の作用(K+チャネル活性化機構)を有することを明らかにした。今後は同薬物の組み合わせ、用量において動物モデルを用いたIn Vivo実験を行う。がん患者の疼痛制御にはオピオイド製剤などの医療用麻薬が用いられる。しかし現在用いられているオピオイド製剤は耐性を生じることも知られており、耐性を回避するためのオピオイドスイッチング等の工夫を要する。オピオイドスイッチングでも満足な結果を得られないこともあり、耐性のない新規オピオイド製剤の創出、あるいは耐性を回避できる新処方の開発は急務である。

申請者は、オピオイド受容体などGi共役型受容体の細胞内シグナル機構の分子メカニズム解明研究を通して、さらに二量体化オピオイド受容体選択的な、耐性を起こしにくい作用薬の創出という観点から、「耐性を起こさずオピオイドを持続処方できる療法」の新規薬剤の開発に向けた研究を行ってきた。最終年度にあたり、「二量体化受容体を選択的かつ持続的に活性化する新規薬物の開発」に焦点を当て研究を進め、特に、現在本邦で用いられているモルヒネ、オキシコドン、フェンタニルに加え、近々上市予定であるオピオイド製剤、ハイドロモルホンの各種オピオイド受容体に対する作用効果を明らかにするため、μ、δ、κ受容体安定発現細胞を用いて解析を行った。さらにμ-δ二量体化受容体安定発現細胞の構築に成功し、合わせて同細胞を用いた総合的解析を行った。これまでにモルヒネ、オキシコドン、フェンタニル、ハイドロモルホンのμ、δ、κそれぞれの受容体に対する特性の解析を終了し、さらにμ-δ二量体発現細胞についても解析を行った。現在結果をもとに、各種薬剤の反応性の違いを解析し、耐性に関与すると思われる因子の同定を行っているところであり、最も耐性を起こしにくいリガンドをベースに新薬開発の基盤データとする。緩和医療学、神経薬理学平成25年度の研究は概ね計画通りに進んでいる。しかしながら一部達成できないもの、また一部は計画以上に進んでいるものもある。動物を用いたin vivo実験は年度をずらし、平成26年度に実施する。一方、in vitro研究では各受容体を1:1に発現させることができる二量体化受容体ベクターの構築とその発現に成功した。当ベクターを用いて恒常的発現細胞を作る予定であったが、一過性二量体化受容体発現細胞をまず作製し実験を行ったところ、一過性発現細胞を用いても求める結果が得られることが判明した。したがって恒常的発現細胞の構築計画は一時中止とし、一過性発現細胞を用いた実験を進めている。平成24年度に計画した研究はほぼ達成され、一部は計画以上に進んでいる。In vivoの動物実験については計画通り平成25年度に実施する。一方、研究結果に伴い不必要となる研究計画もでてきた。各受容体を1:1に発現させることが出来る二量体化受容体ベクターは構築できその発現には成功しているが、恒常的発現細胞の構築はまだできていない。しかし一過性二量体化受容体発現細胞でも結果が見えることがパイロットスタディで判明したので、必ずしも恒常的二量体化受容体発現細胞を作製する必要がないことも考えられる。一過性の発現系でも確実なデータが得られることがわかれば、時間と費用のかかる恒常的発現細胞の構築計画はスキップする。「二量体化受容体を選択的かつ持続的に活性化する新規薬物の開発」1.μ、δ、κのオピオイド受容体をそれぞれ恒常的に発現する細胞を用いて、各オピオイド製剤、メサドンならびに新規開発化合物の反応を詳しく解析する。2.受容体局在化およびFRETアッセイを行うための各々のオピオイド受容体を1:1に発現できるベクタークローンを用いた一過性二量体発現細胞を構築できた。当細胞を用いたアッセイ(共焦点レーザによる受容体細胞内局在可視化アッセイならびにウェスタンブロットによる受容体二量体化の確認)を昨年度に引き続いて行っていく。特にμ-δ、μ-κについて重点的に行っていく。「GABAB受容体、オピオイド受容体アゴニストを組み合わせたアッセイ系の構築」
恒常性維持シグナルの変換体としてのMaf転写因子の活性調節システムの解明

本研究の目的は、細胞外環境に応じたシグナルを、転写因子Mafが感知して活性を変化させることによって、生体の恒常性維持に寄与する調節システムを解明することである。Maf転写因子ファミリーは、生体内で細胞の分化・恒常性の維持に重要な役割を担っていることがあきらかにされている。これまでに、Maf因子群は恒常的にリン酸化されており、細胞外の環境に応答して安定性(分解速度)が制御されるという新規のシステムによって、「シグナル変換体」として機能することをあきらかにしてきた。これまでにMafAタンパク質のリン酸化依存的な分解機構の重要性があきらかになったので、本課題ではその類似性から、MafBおよびc-Mafタンパク質のリン酸化部位をそれぞれ9カ所、6カ所同定し、タンパク質分解に重要な寄与をする部位を特定した。さらに、これらのリン酸化依存的にMafBおよびc-Mafに結合し、ユビキチンを付加する酵素E3リガーゼを同定することに成功した。また、この酵素によりMafBとc-Mafのタンパク質量および活性は負に制御されることをあきらかにした。一方、MafAはこのE3リガーゼと結合するもののほとんど分解促進されることがないという事実を突き止めた。すなわち、構造的に類似した転写因子であるMafA, MafB, c-Mafが異なる分解系によって制御されていて、細胞外シグナルの受容と変換において異なる役割を担い、異なるDECODEシステムを形成していることがあきらかになった。また、これらのMaf因子群のリン酸化による分解経路と、発癌過程との関連を新たに発見した。bZIP型の転写因子ファミリーに属するMafタンパク質群は、細胞の分化・恒常性の維持にとって重要な役割を担っていることがあきらかにされており、細胞外のさまざまなシグナルを受容して活性が変化する「シグナル変換体」としての側面を持つことが示されつつある。本研究の目的は、転写因子Mafが、細胞外のさまざまなシグナルを感知してその活性を変化させる調節システムを生化学的に解明し、Mafを介した転写調節の分子機構をあきらかにすることである。一昨年度までのMafAタンパク質の解析に引き続き、昨年度は類縁のMafBタンパク質についてもリン酸化部位の同定を試みた。本年度はc-Mafタンパク質についても同様の解析を行ったところ、MafAとMafB、c-Mafのリン酸化部位は、相同なもの(N末端側)と特異的(中央およびC末端側)なものがそれぞれ複数あり、その機能も多様であることが判明した。共通なリン酸化部位についても、その機能にはおのおので違いがあり、転写活性やタンパク質の安定性など、異なる影響を与えることがあきらかになった。SUMO化についてもその程度や転写活性への影響などに違いがあり、複雑で異なる制御機構を持つことをあきらかにした。さらに、それぞれの癌化能についても、SUMO化や部位ごとのリン酸化による影響にそれぞれ特異な違いを認めたことから、Maf転写因子群の生理的な機能の調節機構としても注目して、個体レベルでの解析を進めた。また、それぞれの部位のキナーゼの同定が進行中である。
東アジアにおけるサブリージョナル・ガバナンスの研究：拡大メコン圏形成過程を事例に

本研究は、冷戦後の国際秩序において広域越境地域協力(サブリージョン)の果たす役割の重要性に着目してきた。その一つ、拡大メコン圏(Greater Mekong Subregion)では、当事国・周辺国の国家戦略と結びつき、緊張的あるいは協調的なフィールドとなりうる事実が観察された。研究調査を通じてさらに明らかとなったのは、拡大メコン圏発展に伴う中国、タイ、ベトナム等における中央・地方関係の変化と多様な非国家行為体の関与である。その結果でもある「下」からの新たな越境的公共空間の拡大が、主権国家体系と安全保障秩序を変容させつつある実態も部分的に確認された。本年度調査は、ミャンマー・雲南を中心にサブリージョン各行為体の地域認識の情報を収集した。ヤンゴンでは、日系研究機関事務所、日系物流企業2社、昆明では、大学のGMS研究センター、日系企業の雲南進出支援企業と少数民族地域で活動するNGOなど、ステークホルダーへの聞き取り、西双版納・タイ族自治州では、中国ーミャンマー国境(打洛)、ラオス国境(Mohan、磨丁)の境界周辺を前回に継続して定点的に調査した。その結果、各行為体がGMSの制度化分野を積極的に利用する一方、未制度ではあるが必要とされる分野・機能に関し、他行為体に要求する機会を必要とする「越境地域協力がステークホルダーに与える影響」が明らかになった。これはGMSにスケールを跨ぐ熟議の場が制度化されていないことを意味する。サブリージョンの社会的な認知度や影響に関しては、現地カウンターパートとの意見交換の結果、現時点でGMSは象徴的かつ暫定的なメカニズムであるものの、地理的に隣接するメカニズムとの融合の可能性を有するとの知見を得た。10月の日本国際政治学会(新潟)では、分科会「サブリージョナリズムの国際政治学」を組織し、臼井陽一郎の司会で、国際政治理論からの整理(五十嵐誠一)、ASEAN・中国境界領域(佐渡友哲)、EU・ロシア境界領域(高橋和)の各報告をもとにフロアとの議論を行った。また、2月には、メンバーの佐藤幸男、森川裕二らを中心に、「韓日知識人ネットワーク会議」を立ち上げ、日韓の恒常的研究活動拠点とすることができた。さらに、博士論文「東北アジア・サブリージョンにおける内発的越境ガバナンス:『北東アジア地域自治体連合(NEAR)』の事例研究」や、修士論文「東北アジアにおけるトラスナショナルなネットワークと地方自治体ー「日ロ沿岸市長会議」の事例に注目してー」の若手の学位論文が提出されるなど研究の裾野も広がってきた。本年度は、サブリージョン形成の進捗状況および各アクターの地域認識に関する情報収集を目的として、大メコン圏南部経済回廊および中国雲南・ミャンマーの国境周辺地域(徳宏芒市、瑞麗)を中心に現地調査を実施した。南部経済回廊では、ホーチミンからプノンペン、バンコクへと陸路で越境しながら、日本の無償資金協力で開通予定のネアックルン橋など、現地の社会経済情報の収集やヒアリングを行った。調査の結果、依然として、国境を越えての経済活動が軌道に乗るのは数年後であるとの予測を得た。また雲南・ミャンマー国境では、中国側から越境地域協力の現状を調査した。中国-ミャンマー間の物流拠点となっている瑞麗では、上海-瑞麗間の高速道路建設が急ピッチで進むなど、インフラ整備が着実に進んでいる状況が分かった。とはいえ、一体的に地域を捉えるという認識が政府実務者および研究者の間に未だ限定されており、経済開発とインフラ整備の観点から国境障壁除去への期待にとどまっている。研究成果の公表については、海外学術出版社との間で英文出版の準備に着手した。また、日・EUフレンドシップウィーク2014講演会において、比較地域統合研究(臼井陽一郎)、EU境界領域(高橋和)、ASEAN境界領域(佐渡友哲)について、2014年度日本国際政治学会(福岡)では、ラオスの地域秩序形成(森川裕二)、ミャンマー境界地域における生活者の領域管理(峯田史郎)について、それぞれ成果報告を行った。なお、2015年3月、「ビルマ(ミャンマー)における越境する『人間の安全保障』」と題する国際シンポジウムを早稲田大学アジア研究機構と共催し、国境地域には領域性侵犯・異種混交といった複合的な動態が複雑に重畳していることを明らかにした。最終年度となる本年は、研究代表および研究分担者らが進めてきたこれまでの研究成果を統合し、成果としてまとめることに注力した。その結果を端的に言い表すと以下の通りとなる。本研究が注目してきたのは、サブリージョンの国際秩序に与える影響である。事例として取り上げた拡大メコン圏(GMS)では、サブリージョンが当事国・周辺国の国家戦略と結びつき、緊張的あるいは協調的なフィールドとなりうる事実が観察された。研究調査を通じてさらに明らかとなったのは、サブリージョンの発展に伴う中国、タイ、ベトナム等における中央・地方関係の変化と多様な非国家行為体の関与である。本年度の個別の成果しては、例えば研究代表はこれまでのフィールドワークの成果の一部として、GMSにおける跨境簡易化の観点から、ミャンマーと中国国境そのものへの観察・記述・分析および交通インフラ整備に関する実態の進展についてまとめた(「GMSにおけるミャンマーの位置づけー中緬国境の現状と展望」『早稲田大学社会科学総合研究』第16巻第1号)

本研究は、広域越境地域協力のガバナンスに着目し、広域越境地域協力が国際秩序に与える影響と可能性について検討することを目的としてきた。広域越境地域協力は、一般的には統合の進む欧州が先行事例としてモデル化されてきたが、アジアに着目すると拡大メコン圏(GMS: GreaterMekong Subregion)のように、EUのような上位機関がなくても自立的な広域越境地域協力が行われている。そこでは、国家の利害関心に寄り添いながらも、市民社会のネットワークを取り込むなど、ボトムアップ的な政策形成にも寄与している。そのためにGMSはもとより、北東アジアや欧州との比較、そのモデル化としての理論構築を目指した。本年度に作成した最終報告書で、GMSについては例えば境界国家としてのラオスと<地域>秩序形成に関する研究、メコン地域主義を市民社会の視座から考察する研究を盛り込んだ。また、北東アジアとの比較については東アジアにおける国境地域の越境交流の実態に関する研究や中国朝鮮族によるトランスナショナルなコミュニティに関する研究が収められてる。さらに欧州との比較ではサブリージョンとしての海外領土やEU-ロシア国境地域におけるサブリージョン、欧州における自治体活動の国際規範に関する研究が含まれている。理論構築としてはマクロリージョンから概念整理を行い、空間を「ソフト」と「ハード」に腑分けする研究やマルチレベルガバナンス論をまた改めて論じている。上記の内容を鑑みるに、本研究が当初設定した目的は十分に達成されていると言える。本研究は広域越境地域協力のガバナンスに着目し、広域越境地域協力が国際秩序に与える影響と可能性について検討することを目的としてきた。これまで積み重ねてきた成果をまとめ、英文書籍「THE NEW INTERNATIONAL RELATIONS OF SUB-REGIONALISM:ASIA AND EUROPE」として出版することが決定した。そこで本年度は前年からの未使用額を活用し、本書執筆のための補足調査を行った。GMSにおける国境地帯コミュニティの変容について執筆を予定しているエッカモル・サイチャン氏(チェンマイ大学)が担当、約2週間にわたるフィールド調査となった。タイ・ラオス・ベトナム・ミャンマー・カンボジアの国境地域を巡り、国境通過の運営状況とGMS開発が地域に与える影響を観察した。具体的には道路等交通インフラの整備状況、公共バスといった交通機関の運営状況、商業地域や経済区開発の実態把握、現地の公的機関、実業家および住民へのインタビューが行われた。中国政府などによる開発は地域の近代化を確実にもたらしているが、既存コミュニティへの影響もまた懸念される。本調査によって得られた最新情報は英文書籍の内容に反映される予定である。本研究は、冷戦後の国際秩序において広域越境地域協力(サブリージョン)の果たす役割の重要性に着目してきた。
翻訳フレームを持たない新規なポリAプラスRNA群の機能解析

我々は分裂酵母においてpoly(A)の付加したnon-cording RNA (poly(A) plus ncRNA : pncRNA)が多数見出してきた。これらの中には、pncRNA同士がセンスあるいはアンチセンスに重複しているものや、ゲノム中のORFや3'UTRとアンチセンスに重複しているものなどが存在する。新たに減数分裂期特異的に発現するpncRNAを包括的な単離するため、減数分裂期に誘導した細胞からcDNAライブラリーを作成し、減数分裂期に進行しない細胞から抽出した全mRNAを差し引く段階的サブトラクション法を適用した。この差分化ライブラリー中のcDNAの塩基配列を読みゲノム上のORF位置と比較することで、ORFをコードしないcDNA (pncRNA)を同定した。現在までに、約50%のcDNAの解析が完了し、35個の新規pncRNAを同定した。残りのcDNAの解析を終えると、50を越える新規pncRNAの取得が期待できる。これまでに同定したpncRNAの中には、減数分裂特異的に発現する遺伝子とアンチセンスに発現しているものや、減数分裂期に発現する遺伝子を制御するLTR(Long terminal repeat)付近に位置するものも含まれており、これらとの関係についても解析を進めた。一方、RNAi機構と発現制御の関係を明らかにするため、マイクロアレイを用い、野生型株と比較してdcr1破壊株、ago1破壊株において発現が上昇あるいは減少している遺伝子の同定を試みた。その結果、両破壊株ともに高度に発現が上昇している新たな3遺伝子を発見した。また逆に両破壊株で発現が減少している2個の遺伝子も同定した。さらにRNA結合モチーフを持ち、減数分裂期特異的に発現が誘導される遺伝子を2遺伝子同定して機能解析を行った。我々は分裂酵母において68種類のnon-coding RNAを見出し、それらの幾つかについての機能解析を行ってきた。そのうちの一つを解析していく過程で、減数分裂期にサイズと発現時期が異なった3種類の転写産物が発現している約5kbのゲノム領域を見出した。ノーザン解析とcDNAクローニングから、この領域では3つの遺伝子が近接しており、また、これらの遺伝子の転写単位は重複していることが明らかになった。そこで、我々はこれらの遺伝子をomt1^+、omt2^+、omt3^+(overlapping meiotic transcripts)を命名した。omt1^+、omt2^+遺伝子は107あるいは96アミノ酸の蛋白質をコードするが、omt3^+遺伝子は20アミノ酸程度の大きさのペプチドしかコードできないためnon-coding RNAの遺伝子であると考えられる。GFP-Omt1,GFP-Omt2は融合蛋白質として検出され、細胞内でも局在が観察されることから機能ある蛋白質を生成すると考えられる。実際、omt1^+とOmt2^+遺伝子を破壊すると胞子に異常が観察され、電子顕微鏡観察からは胞子壁に異常が観察された。また、免疫電子顕微鏡観察により胞子壁成分の一つである1,3-β-グルカンの局在を調べたところ、野生株では胞子壁の内側に均一に局在しているのに対し、破壊株ではそれぞれの胞子において不均一に局在していた。このように、omt1^+とomt2^+遺伝子は胞子壁形成において何らかの機能を担っていることが示唆された。しかしomt3^+遺伝子は破壊しても胞子形成には異常は見られなかった。一方、omt2^+とomt3^+遺伝子破壊株は遺伝子組み換え効率に異常を示した。これらの結果から、omt3^+遺伝子が生成するnon-coding RNAには減数分裂の遺伝子組み換え反応において何らかの機能を持つことが示唆されると結論した。
新規軸索保護化合物を用いた軸索維持・破壊機構の解明

様々な神経疾患において、細胞死に先立ち神経軸索の機能・構造の消失(軸索変性)が観察され、症状形成に深く関与している。申請者は以前に一部のニコチンアミド類縁化合物が軸索変性を著名に遅延することを発見した。本研究では当該化合物群をさらに改良し、in vitroの軸索変性モデルにおいて、既知の軸索変性遅延化合物と比較してより長期に渡る遅延活性を有する化合物の開発に成功した。また、in vivo軸索変性モデルに対する経口投与によって著明な神経保護活性を示すことを明らかにした。さらに、これらの化合物による軸索保護の作用機序の一部はミトコンドリア機能の維持を介することが示唆された。1.ニコチンアミド(Nam)類縁化合物の標的因子の同定および軸索維持に関わる分子機構の解明について様々な神経疾患において、細胞死に先立ち神経軸索の機能・構造の消失(軸索変性)が観察され、症状形成に深く関与している。研究代表者はNam類縁化合物のスクリーニングを基に、軸索変性過程を著名に遅延させる新規軸索保護化合物を開発した。平成27年度は、Nam類縁化合物にケミカルバイオロジーの手法を適用し、標的因子の候補探索を実施した。その結果50種類の候補蛋白質を同定している。得られた候補について初代培養神経細胞を用いた評価系で検証したが、軸索変性の分子機構に関与する因子は未だ同定できていない。一方で、Nam類縁化合物を投与した神経細胞中の代謝変化を網羅解析したところ、特徴的な変化を見出し、その代謝変化に関わると考えられる蛋白質を見出した。さらに、当該蛋白質の活性抑制が軸索変性を遅延させることが明らかとなった。しかしながら、Nam類縁化合物が直接当該蛋白質と結合し、活性を阻害するという結果は得られていない。2.神経疾患モデルに対するNam類縁化合物による治療的効果の検討について平成27年度は、これまでに開発したNam類縁化合物の中から、長期投与に適する化合物の選別を実施した。その結果、複数のNam類縁化合物は長期投与による副作用の程度が異なることが明らかとなった。この選別の結果から、in vivo解析用に適した化合物を1種類に絞ることができた。平成28年度は、Nam類縁化合物による神経細胞内代謝変化をより詳細に解析し、Nam類縁化合物が直接作用する因子の同定、および軸索保護に結びつく代謝変化の実態を明らかにする。また、Nam類縁化合物を用いたin vivo脳梗塞モデルに対する治療効果の検証を実施する。そしてこれらの成果を学術誌へ発表する計画である。Nam類縁化合物の標的因子探索により50種類の候補蛋白質を同定していた。これは予想をはるかに超える数であった。一方で、Nam類縁化合物を投与した神経細胞内の代謝変化を網羅解析したところ、特徴的な変化を見出すことができた。さらに、関連蛋白質の活性抑制が軸索変性を遅延させることを明らかとした。また、in vivo治療モデルに関しては、副作用の少ないNam類縁化合物の選別に成功している。この類縁化合物の治療的効果を検証する準備を現在進めているため、計画通り平成28年度内に検証を終える予定である。近年、NADサルベージ経路の代謝状態が神経軸索の維持に関わることが明らかになりつつあるが、詳細な分子機構は不明である。申請者はこれまでにNAD代謝の出発基質の1つであるニコチンアミド(Nam)と一部の構造を共有する軸索変性遅延化合物を発見した。本研究では当該化合物群をさらに改良することで1作用機序の解明、2神経疾患モデルに対する治療的効果の検討、を平成27-28年に実施した。具体的成果について、下記で示す。1.Nam類縁化合物の標的因子の同定および軸索維持に関わる分子機構の解明について研究期間で標的タンパク質の探索や、細胞内代謝の解析に適するNam類縁化合物を複数開発した。標的タンパク質の探索については、Nam類縁化合物と相互作用するタンパク質の候補50種類以上同定したが、機能的に軸索変性の進行に関与する因子の発見には至らなかった。一方で、NamからNMNを生合成するNAMPTに対する阻害活性が極めて低いツール化合物の開発に成功し、既に報告されているNAMPT阻害剤による軸索変性遅延とは異なる作用機序であることが強く示唆された。2.神経疾患モデルに対するNam類縁化合物による治療的効果の検討について平成27年度にin vivo解析用に適したNam類縁化合物の絞り込みを完了し、平成28年度に動物個体に対する投与実験を実施した。

座骨神経切断によるワーラー変性モデルに対する投与によって、既報告の小分子化合物と比較して、より長期間の軸索変性遅延効果を示すことを確認した。マウス脳虚血再灌流障害に対する治療的効果の検討も実施したが、Nam類縁化合物の投与による麻酔様作用がモデル作製の障害となり、治療的効果について確定的な結論を下せるデータを得ることができなかった。今後Nam類縁化合物投与によって変化のあった代謝経路の周辺をより詳細に調べることで、Nam類縁化合物が直接作用する因子の同定が可能だと考える。また、in vivo治療モデルの検証を実施するために、脳梗塞モデル作製技術の習得を現在おこなっている。これらの検討によって平成28年度中に成果をまとめることが可能だと考えている。神経科学ほぼ全額を使用し、必要物品の購入には足りない小額が余った。翌年度の助成金と合わせ消耗品の購入に使用する。
炎症性肺疾患におけるシステインプロテアーゼ・アンチプロテアーゼの関与

慢性肺気腫患者158例、健常喫煙者147例、健常非喫煙者127例の血漿中シスタチンC濃度を独自に開発したELISA法で測定した。慢性肺気腫患者の血漿中シスタチンC濃度は、特に重症例において健常喫煙者より有意に上昇していた。マイクロサンプリングプローブで採取した慢性肺気腫患者17例、健常喫煙者9例の気道被覆液中カテプシンSとシスタチンC濃度をELISA法で測定した。慢性肺気腫患者の末梢気道では、カテプシンSとシスタチンC濃度はどちらも健常喫煙者より高値の傾向にあった。特発性肺線維症12例および健常者6例に気管支肺胞洗浄を行い、気管支肺胞洗浄液中カテプシンSとシスタチンC濃度をELISA法で測定し、各濃度と臨床パラメーター(胸部CT、肺機能検査、喫煙歴、疾患活動性、重症度)との相関を検討した。マクロファージや気道上皮細胞からのシスタチンCの発現能を検討するため、MonoMac 6およびA549を使用し、培養ののち各細胞からの細胞外分泌量を比較した。さらにその発現調節機構を検討するため、炎症性サイトカインであるIL-1,TNF, IFN-γ,IL-4(10ng/ml)とdexamethasone(1μM)で培養細胞をそれぞれ刺激し、24時間細胞培養の後シスタチンC濃度をELISA法で測定し変化を比較した。dexamethasoneによりシスタチンC産生は増加したが、サイトカインに対する反応は細胞型により異なっていた。シスタチンCプロモーター領域の遺伝子多型が日本人においてどの程度の頻度で存在するかをRFLP法でスクリーニングした新規多型が検出され、変異領域をシークエンスにより同定した。変異の頻度と慢性肺気腫の重症度との関連を検討中である。またカテプシンSとシスタチンCの遺伝子多型とプロモーター活性の関連について解析を行っている。
実験・計算科学を駆使した内耳内リンパ液における高電位・高カリウムの成立機構の解明

内耳蝸牛の内リンパ液は、+80mVの高電位を示す。これは聴覚機能の維持に必須の要素である。以前より、高電位の成立には、上皮組織の血管条を介したカリウム輸送が深く関わると予想されてきたが、そのメカニズムは長年に渡り不明であった。本研究によって、内リンパ液の高電位は、血管条の異なったカリウムチャネルによって発生する2つの拡散電位と電気的隔絶状態により、主に成立することが明らかとなった。聴覚は動物に不可欠な感覚機能であり、内耳蝸牛という末梢器官で受容される。蝸牛は内リンパ液という特殊な液体で満たされている。内リンパ液は細胞外液であるにも関わらず、150mMの高カリウムを含み、+80mVの高電位を示す。この特殊な環境は聴覚機能にとって必須である。我々は高電位・高カリウムの成立機構の解明を目的に、実験とコンピュータシミュレーションを駆使して研究を推進している。以前より、内リンパ液環境の成立には、蝸牛側壁の血管条と呼ばれる上皮組織を介した、外リンパ液から内リンパ液へのカリウム循環が重要であると予想されており、更に血管条に発現する幾つかのカリウム輸送装置が循環を支えていると考えられてきたが、詳細は不明であった。本年度は、カリウム選択的イオン電極を用いて、三種類の細胞(辺縁・中間・基底細胞)から構成される血管条の各細胞内外コンパートメントのカリウム濃度・電位の変化と内リンパ液高電位との関連をそれぞれの輸送装置を阻害した条件下で観察した。結果として、(1)血管条は)近接する細胞外液から電気的に隔絶されていること、(2)辺縁細胞と中間細胞の頂上膜に分布するカリウムチャネルにより2つの拡散電位が発生し、それらが内リンパ液の高電位の主成分であること、を見出した。これら(1)(2)の2つの要素により、内リンパ液の高電位は維持されていることが強く示唆された。更に、本年度の実験で得られたデータを基礎として、血管条を介したカリウム循環の一部のモデル化に成功した。聴覚は動物に不可欠な感覚機能であり、内耳蝸牛と呼ばれる末梢器官で受容さる。内リンパ液は細胞外液であるにも関わらす、150mMの高カリウムを含み、+80mVの高電位を示す。この特殊な環境は、聴覚にとって必須であり、辺縁・中間・基底細胞からなる血管条の中のカリウム動態の調節によって保たれている。我々は、実験・計算科学を駆使して、この高電位・高カリウムの成立機構の解明を目的に研究を推進してきた。前年度までに、内リンパの高電位は、血管条の中間・辺縁細胞に発生する2つのカリウム拡散電位と、血管条の電気的な隔絶状態によって、支えられていることを見出し、高電位の成立機構を定性的にほぼ解明した。本年度は、まず、血管条のカリウム動態に関わると予想されていたクロライドの輸送を実験的に検討した。正常時では、辺縁細胞と血管条内の細胞外のクロライド濃度はほぼ等しいが、無酸素負荷により、前者は若干低下し、後者は僅かに上昇することを見した。更に、前年度までの血管条のカリウム動態の実験結果と、今年度のクロライド動態の結果を統合して、内リンパ液の高電位をin silicoでシミュレーションした。このモデル化における各イオン動態を詳細に検討したところ、辺縁細胞に発現する種々の輸送体が機能的に共役していることを新たに見出した。また、今までに機序が説明できなかった、有毛細胞障害時での内リンパ液電位の変化のメカニズムも理解できた。
高齢在宅酸素療法患者に向けた教育戦略～外来教育プロトコールからのアプローチ～

本研究は高齢の在宅酸素療法患者の自己管理能力に着目し、その能力に応じた外来教育方法を開発することを目的に取り組んだ。自己管理能力を査定するための外来教育プロトコールを作成し、そのレベルごとの特徴を捉え外来教育教材を作成した。作成した教育方法を使ったプレテストの結果、自己管理能力のレベルにより、求める教育の質が違うこと等から、この外来教育方法は有用であることが示唆された。しかし、教育効果の検証にまでは至っておらず、また、教育教材の精錬などの課題も明らかとなり、今後、本調査に向けた調整が必要である。在宅酸素療法(以下HOT)は、入院期間の短縮、生存率の増加、入院回数の減少など、多くの効果が認められている。しかしHOTの導入に当たっては、患者はそれまで培ってきた生活習慣を変え、療養生活に適した生活習慣を確立できるよう自己管理することが求められる。長年培ってきた生活習慣を変容させることは困難なことも多く、特に高齢者にとってはその問題も大きい。このため、HOT患者には、HOT導入時に行われる教育に加えて、外来での継続的な教育を行うことが必要である。しかし、外来で実際に教育を行う場合、マンパワー不足や時間的制約等から困難であることも多い。そこで本研究は、HOT患者が療養生活を自己管理し、望ましい生活習慣を獲得できるような外来教育方法を検証することを目的としている。本研究では、高齢者を対象とし、患者の自己管理能力に焦点を当てて、その能力に応じた外来教育をすることで効果的かつ効率的に教育が行えるのではないかとの仮説のもと研究を進めている。これまでに、自己管理能力を査定し、その結果をもとに教育するための外来教育プロトコールを作成してきた。今年度は、既存の資料や文献をもとに教育プロトコールの見直し、調査表の見直し、教育評価を見るためのツールの検討を行った。教育評価を見るためのツールとして独自に作成した評価法に加えて、客観的評価を得る指標として肺機能検査や呼吸筋力測定、フィジカルアセスメント等の技法を用いる事が有用であることがわかった。来年度は、(1)教育プロトコールに沿った教育用パンフレット、ビデオの作成、(2)教育プロトコールを用いた患者教育の実施を行い、その効果を検証していく予定である。高齢の在宅酸素療法(以下HOT)を受ける患者が療養生活を自己管理し、望ましい生活習慣を獲得できるような外来教育方法を検証することを目的に研究に取り組んでいる。本研究では、患者の自己管理能力に着目し、自己管理能力に応じた教育をすることが患者の療養生活の自己管理行動につながるのではないかとの仮説のもと行っている。昨年度までに、外来教育プロトコール、教育評価ツールを検討してきた。今年度は、外来教育プロトコールに沿った教材の試案の作成とその評価を中心に行い、患者教育の実施に向けた準備を行った。教育媒体については、視聴覚教材、パンフレットの作成を予定していたが、対象者の特性や費用、時間等の問題から、一般化しにくいことなどから、パンフレットを主な教育媒体とすることとした。教材は、文献や資料、これまでの研究結果に基づいて、自己管理に必要な基礎的知識や日常生活を中心とした自己管理の方法等について、自己管理能力に合わせた教材を作成した。作成に当たっては、対象の特性を考慮し、情報量や範囲、正確性、論理性などを吟味した上で作成した。また、HOT患者特有の症状に応じて教材を選択できるように工夫した。教材については、専門家からの意見をもらった。さらに、7名の高齢者から理解度、活用のしやすさ、見易さなどの視点からの評価を得、教材を修正し、精度を高めた。次に、自己管理能力の異なる肺疾患のある高齢者2名に対して外来教育プロトコールを用いてプレテストを実施し、教育方法、教育内容、についてのインタビュー調査を行った。その結果、自己管理能力に応じた教育方法の有用性が示唆された。しかし、教育内容については、具現化できるようなより具体的な教育内容を検討する必要があること、より詳細なニーズを把握する必要があることなどのいくつかの課題も明らかとなった。今後は、教育内容の再検討を行い、外来教育プロトコールの一般化に向けた検証を進めていく予定である。
大学生におけるライフイベントの遅延割引と衝動性

本研究では、大学生が日常場面で経験するライフイベントを報酬として、遅延価値割引場面で衝動性を調べる方法を開発した。まず質問紙調査を行い、多くの大学生が共通して経験するイベントを見出した。次に、Webブラウザ上で実行できる実験プログラムを作成し、イベントに対する実験参加者の個人的な価値づけに応じて選択場面で報酬となるイベントが変わるようにして遅延割引を検討した。この結果を従来のような金銭報酬を用いた遅延割引場面での衝動性や、日常的なセルフコントロールに関する質問紙尺度の結果と比較したところ、後者とはほとんど相関がなく、前者との間に中程度の相関があることが見出された。本研究の目的は、ヒトが日常生活で経験するライフイベントを報酬として設定して、それらのイベントの遅延価値割引を調べることである。そのため、前年度には大学生を対象として、日常生活における重要なライフイベントを抽出した。これを踏まえ、当該年度には実際に遅延価値割引を調べるための実験を行った。実験は大学生の参加者を募集してパーソナルコンピュータのウェブブラウザ上で実施した。実験ではまず、大学生活で経験する可能性のあるイベントの中から参加者が重要だと感じるライフイベントを5つ選択することを求めた。次に、それらのライフイベントに関してマグニチュード推定法によって価値評価することを求めた。その上で、最も価値の高いライフイベントを遅延される報酬、より価値の低いライフイベントを即座に得られる報酬として設定し、それらの間の選択を繰り返してもらいながら遅延をの長さを調整して主観的等価点を求めた。これらの選択の後、自己制御に関する質問紙に回答してもらい、実験が終了した。実験の結果、ライフイベントの遅延価値割引に関しては従来の研究で用いられてきた双曲線割引関数がうまく当てはまらない場合が多いことが明らかになった。その理由の1つとして、従来のような金銭に関する遅延価値割引とは異なり、ライフイベントを報酬とした場合にはそれがいつ実現するかが重要なパラメータとなっている可能性が考えられる。この結果は、日常場面での自己制御と衝動性を説明する上で、主に金銭的な報酬を設定した場面で得られた遅延割引関数を単純に当てはめることができないことを示唆する点で重要である。ある報酬を得られるまでの遅延が長くなると現時点におけるその報酬の主観的価値が低下する現象を遅延割引という。従来この現象は金銭などの同一種類の報酬を2つの選択肢に設定した場面で検討されてきた。本研究ではそれを拡張し、大学生が日常場面で経験する異なる種類のライフイベントを報酬とした。まず、多くの大学生が共通して経験するイベントを見出すため、先行研究を参考にして多くのイベントを列挙し、それぞれに関する経験の有無を回答してもらう質問紙を作成して調査を行った。その結果、ほとんどの回答者が経験したことのあるイベントがいくつか見出された。しかし、それらのイベントの価値づけは個人間で大きく異なっていた。そこで、Webブラウザ上で実行できる実験プログラムを作成し、イベントに対する実験参加者の個人的な価値づけに応じて選択場面で報酬となるイベントが変わるようにして遅延割引を検討した。その結果、従来の研究で得られたような規則的な遅延割引関数は得られず、選択が極端になりがちであることが見出された。そこで、報酬として用意するイベントをより日常的なものに変えた上で、遅延割引についてイベント間の選択の結果から検討する場合と、金銭報酬間の選択の結果から検討する場合とを個人内で比較するための追加実験を行った。その結果、後者の場面では規則的な遅延割引関数が得られた実験参加者においても、イベント間の選択では選択が不規則となることが明らかとなった。このことは、従来考慮されてきたような報酬量と報酬までの遅延の長さ以外の要因が選択に関係していたことを示唆している。そのため、遅延割引の理論を用いて日常的な衝動性や自己制御行動を説明する上では注意が必要であることが明らかになった。また、上記の実験おいて衝動性と自己制御に関する従来の質問紙尺度を用いた結果との関連も調べたが、明確な相関関係は見出されなかった。ヒトの衝動性を計量する従来の研究では、金銭を報酬として用い、それを獲得できるまでの遅延によって報酬の価値がどれだけ割り引かれるかを衝動性の指標とすることが多かった。一方、本研究では金銭の代わりにヒトが生活のなかで経験する出来事を報酬として設定し、それについての遅延割引を使って衝動性の計量を試みる。そうすることで自己制御や衝動性についての研究の外的妥当性や応用可能性を高めることが本研究の目的である。そのため、平成23年度には今回の研究対象とした大学生が経験しやすいライフイベントを調査した。調査方法としては、大学生のライフイベント尺度質問紙を用いた。これは、主に「人間関係」と「達成」の領域についてさまざまなポジティブイベントとネガティブイベントを挙げ、それらを過去3ヵ月以内に経験したか否かを尋ねるものである。

日本人学生70名と留学生27名を回答者としたところ、ネガティブイベントは全般的に経験している学生の割合が少ないことが明らかになった。一方、ポジティブイベントについては、「課題(レポートなど)を期日までに提出し終えた」や「家族、友人、恋人から電話があった」などのように、ほぼ全ての回答者が経験したと回答する項目があった。これらのことから、大学生にとって嫌な出来事を回避できることを報酬とするよりも、好ましい出来事を経験できることを報酬としたほうが日常生活により近い場面での調査ができると言える。また、ほぼ全ての回答者が経験している上述の項目を、ライフイベントの価値を計量する際の基準点として用いることができるという見通しも立てることができた。さらに、大学生活の中で「つらい、嫌だ」と感じる出来事と、「うれしい、好きだ」と感じる出来事をそれぞれ自由記述で回答してもらったところ、ほとんどの回答は上述の質問紙に含まれる内容であったため、質問紙が内容的に妥当であったことが確かめられた。大学生を対象として、ライフイベントを報酬として設定した場面で遅延価値割引を調べる実験を実施したことにより、本研究は当初の目的を達成したと言える。これは、HTML、JavaScript、PHPなどのスクリプトを組み合わせてウェブ上で実験を実施することにより効率よくデータを収集できたことによるところが大きい。ただし、この実験の参加者は57名であったため、遅延価値割引について調べるには十分な参加者数であったが、質問紙の結果まで詳しく検討しようとすると参加者数を増やす必要がある。また、実験の結果は従来の理論にうまく合致しないものであったため、そこから確実に結論を引き出すためには実験を追加して結果を再現する必要がある。さらに、ライフイベントの価値割引を調べるには今回とは別の方法も考えられるため、それについても検討したほうが結果は確実になる。そこで、引き続き研究を継続することが望ましいと言える。本研究は、まず大学生が経験しやすいライフイベントを抽出し、次にそれらのライフイベントの主観的価値を計量し、そしてそれらを使ってライフイベントの遅延割引を調べるという3つの段階で成り立っている。平成23年度には最初の段階であるライフイベントの抽出を完了した上で、それらの主観的価値を計量する手続きの開発に着手した。残る課題は主観的価値を実際に計量する実験と、それらを使って遅延割引を調べる実験であるが、それらは平成24年度中に十分に実施可能である。そのため、本研究はおおむね順調に進んでいると言える。平成24年度に実施した実験の結果を確かめるため、追加的な実験を実施する。その実験では、用いるライフイベントの種類を変えた場合にも同様の結果が得られるかどうかを確かめ、同時に金銭的な報酬を用いた場合には従来の理論に合致する遅延割引関数が得られるかどうかも確かめる。さらに、可能ならば遅延ではなくライフイベントが実現する確率を操作した場合の価値割引についても検討する。まず、大学生が経験するライフイベントの価値の大きさを数値化する。
光化学系IIを熱安定化した組換えシアノバクテリアからの酸素発生最小複合体の精製

水分解と酸素発生を触媒する光化学系IIの反応中心サブユニットであるD1-D2ヘテロダイマーを単離する方法を確立するため、好熱性シアノバクテリアTheromosynechococcusvulcanusの耐熱性D1およびD2タンパク質を中温性シアノバクテリア内で発現することを目的とした。遺伝子組換えシアノバクテリア株の作成には、異種rps12媒介遺伝子置換法を用いた。中温性Synechococcus elongatus PPC7942のストレプトマイシン耐性rps12-R43変異株GRPS1を親株として、D1,D2タンパク質をそれぞれコードするpsbAI, psbDI遺伝子座にT.vulcanus由来D1-1およびD2タンパク質遺伝子のORFを組み込み、D1タンパク質の一重置換株GRPS201およびD1-D2タンパク質の二重置換株GRPS220が得られた。これらの株のチラコイド膜可溶化タンパク質をT.vulcanus D1-1特異的抗体を用いてWestern分析した結果、GRPS201とGRPS220株ではT.vulcanus固有のD1-1タンパク質よりも約2kDa分子量が大きいD1-1^*タンパク質が検出された。よって、組換えシアノバクテリア株ではD1-1タンパク質C末端の16アミノ酸はプロセシングを受けていない可能性が示唆された。現在、D2タンパク質特異的抗体を用いた解析を行っている。また、T.vulcanus由来の小シャペロンHspAを大腸菌で高発現し、精製した。組換えシアノバクテリアのチラコイド膜可溶化タンパク質にHspAを添加して加熱処理することにより、熱凝集した変性タンパク質を除去し、耐熱性D1-D2ヘテロダイマーの単離を行うことは今後の課題である。1.光化学系II遺伝子組換えシアノバクテリアの作成:中温性シアノバクテリアSynechococcus elongatus PPC 7942の光化学系II反応中心タンパク質D1とD2をコードするpsbAIおよびpsbDI遺伝子座へ好熱性シアノバクテリアThermosynechococcusvulcanusのpsbA1およびpsbD1遺伝子のコード領域を組み込むためのプラスミドを作成した。これらのプラスミドを用いてrps12媒介遺伝子置換法により順次S.elongatusを形質転換し、染色体上のpsbA1遺伝子座だけが置換された一重変異株、およびpsbA1とpsbD1遺伝子座が置換された二重変異株を作成した。組換え株のNorthern分析およびWestern分析を行った結果、好熱菌由来の遺伝子の転写量は宿主と比べて変化していなかった。しかし、一重変異株のチラコイド膜には好熱性D1タンパク質はほとんど組み込まれておらず、D1-D2ヘテロダイマーのアセンブリーが正常に進行していないことが考えられた。現在、二重変異株における好熱性D1サブユニットの発現を確認中である。2.好熱性シアノバクテリア由来HspAシャペロンの精製:T.vulcanus由来のHspAシャペロンをコードするhspA遺伝子のコード領域にヒスチジンタグを付加し、大腸菌araBADプロモーターの下流に組み込んだプラズミドを構築した。このプラスミドによる大腸菌形質転換体をL-アラビノースにより誘導し、細胞破砕液上澄よりHspAタンパク質をアフィニティークロマトグラフィーにより精製した。精製したHspAタンパク質の単量体分子量は16kDaであり、モデル基質であるリンゴ酸脱水素酵素のin vitro熱変性における凝集を防ぐ効果を示した。今後、光化学系IIタンパク質の熱凝集回避のために用いる。

水分解と酸素発生を触媒する光化学系IIの反応中心サブユニットであるD1-D2ヘテロダイマーを単離する方法を確立するため、好熱性シアノバクテリアThermosynechococcus vulcanusの耐熱性D1およびD2タンパク質を中温性シアノバクテリア内で発現することを目的とした。遺伝子組換えシアノバクテリア株の作成には、異種rps12媒介遺伝子置換法を用いた。中温性Synechococcus elongatus PCC 7942のストレプトマイシン耐性rps12-R43変異株GRPS1を親株として、D1,D2タンパク質をそれぞれコードするpsbAI, psbDI遺伝子座にT.vulcanus由来D1-1およびD2タンパク質遺伝子のORFを組み込み、D1タンパク質の一重置換株GRPS201およびD1-D2タンパク質の二重置換株GRPS220が得られた。これらの株のチラコイド膜可溶化タンパク質をT.vulcanus D1-1特異的抗体を用いてWestern分析した結果、GRPS201とGRPS220株ではT.vulcanus固有のD1-1タンパク質よりも約2kDa分子量が大きいD1-1^*タンパク質が検出された。よって、組換えシアノバクテリア株ではD1-1タンパク質C末端の16アミノ酸はプロセシングを受けていない可能性が示唆された。現在、D2タンパク質特異的抗体を用いた解析を行っている。また、T.vulcanus由来の小シャペロンHspAを大腸菌で高発現し、精製した。組換えシアノバクテリアのチラコイド膜可溶化タンパク質にHspAを添加して加熱処理することにより、熱凝集した変性タンパク質を除去し、耐熱性D1-D2ヘテロダイマーの単離が容易になると考えられる。
次世代無線通信向けベースバンド処理システムLSIの設計環境に関する研究

ベースバンド処理の基本要素となる,低消費電力LDPC符号器・復号器,さらに,OFDM変復調回路の設計に取りかかった.ターゲットとするベースバンド処理回路はOFDM変復調方ならびにLDPC符号に対応し,2,000以上のサブキャリアと10,000万ビット以上の符号長で変復調ならびに符号化・復号化を可能とする.LDPC復号回路では,符号長に比例して,復号中間値を保持するメモリ容量が増大する.また,OFDM変復調回路は,主に,FFT回路から構成されるが,その回路規模は,サブキャリア数,つまり,時間軸上の合成波におけるポイント数に比例する.これらの要素回路の低消費電力化が次世代無線通信処理用ベースバンド処理回路を実現するための重要な研究課題となる.LDPC復号処理用の回路設計では,長い符号長に対応するLDPC復号器の消費電力を削減するために,復号中間値を圧縮する手法を提案した.圧縮手法を導入すると,圧縮後の中間値をSRAMに保持する時に発生する消費電力の削減が可能となった.しかしながら,圧縮された,中間値をSRAMから読み出し,復元する際に発生する消費電力が余計にかかるため,全体として,復号にかかる消費電力が1.2倍程度に増大した.この問題を解決するために,従来,長い符号長に対応するLDPC復号器に適用されてきたSRAMを用いずに,クロックゲーティングされた,シフトレジスタの構造を持つ多出力FIFOの構造を提案した.これをLDPC復号器に適用することにより,LDPC復号器の半分以上を占めるメモリの消費電力を約52%削減することができた.提案した復号中間値圧縮手法ならびに,圧縮された中間値の読み出し,書き出しを少ない消費電力で実現するメモリの構造をVerilog HDL言語を用いて記述して,復号器全体を実装した結果,復号器全体で約18%の消費電力を削減することに成功した.ベースバンド処理の基本要素となる,低消費電力LDPC符号器・復号器,さらに,OFDM変復調回路の設計に取りかかった.ターゲットとするベースバンド処理回路はOFDM変復調方ならびにLDPC符号に対応し,2,000以上のサブキャリアと10,000万ビット以上の符号長で変復調ならびに符号化・復号化を可能とする.LDPC復号回路では,符号長に比例して,復号中間値を保持するメモリ容量が増大する.また,OFDM変復調回路は,主に,FFT回路から構成されるが,その回路規模は,サブキャリア数,つまり,時間軸上の合成波におけるポイント数に比例する.これらの要素回路の低消費電力化が次世代無線通信処理用ベースバンド処理回路を実現するための重要な研究課題となる.LDPC復号処理用の回路設計では,長い符号長に対応するLDPC復号器の消費電力を削減するために,復号中間値を圧縮する手法を提案した.圧縮手法を導入すると,圧縮後の中間値をSRAMに保持する時に発生する消費電力の削減が可能となった.しかしながら,圧縮された,中間値をSRAMから読み出し,復元する際に発生する消費電力が余計にかかるため,全体として,復号にかかる消費電力が1.2倍程度に増大した.この問題を解決するために,従来,長い符号長に対応するLDPC復号器に適用されてきたSRAMを用いずに,クロックゲーティングされた,シフトレジスタの構造を持つ多出力FIFOの構造を提案した.これをLDPC復号器に適用することにより,LDPC復号器の半分以上を占めるメモリの消費電力を約52%削減することができた.提案した復号中間値圧縮手法ならびに,圧縮された中間値の読み出し,書き出しを少ない消費電力で実現するメモリの構造をVerilog HDL言語を用いて記述して,復号器全体を実装した結果,復号器全体で約18%の消費電力を削減することに成功した.