hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖鎖改変モデルとしての"Sticky IgA1"に関する基礎的研究

1、酵素による糖鎖改変IgA1は"Sticky"な性質を示し、自己凝集現象とともに、血清中のIgG1,IgG3,IgM, IgA, C3等のタンパク質と結合する性質を獲得することがわかった。2、血清中の結合タンパク量には健常者と患者で違いはないが、IgA含量はIgA腎症患者で有意に高く血清中に糖鎖不全によると思われる異常分子が1ml当たり数マイクログラム程度存在することが示された。3、IgA腎症患者のIgA1はウサギで作成した合成ヒンジペプチドに対するポリクローナル抗体との反応性が高く、患者で糖鎖不全による裸のヒンジを有するIgA1の血中濃度が高いことが証明された。一方、患者の血清中にはこのヒンジペプチドを認識するIgG, IgM抗体が存在し有意に高い値を示すことが明らかとなった。4、IgAlの重鎖よりトリプシン分解によりヒンジを切り出し質量分析にかけた結果グリコフォームに関し21種類の糖ペプチドが得られた。ESI-MSによる定量の結果、IgA腎症患者の血清IgA1で有意な分子量低下が観察され、糖鎖不全を示した。5、IgA腎症患者の腎生検組織から糸球体を分離し、IgAを抽出、上記方法に従いヒンジの構造を質量分析で分析した結果、沈着IgAlの著しい糖鎖不全が検出された。6、IgAlのヒンジ糖ペプチドをキャピラリー電気泳動で分析した結果、凝集性のIgA1はシアル酸に関し糖鎖不全を示すことが明らかとなった。7、糖鎖改変モデル分子をラットの腎動脈に投与し沈着現象を検討した結果コントロールに比し糖鎖改変IgA1で強い沈着を示した。また沈着とともにラットの糸球体に炎症性の反応を引き起こすことも明らかとなった。1.IgA1のヒンジ部位のムチン型糖鎖の不全は分子の自己凝集現象を引き起こし、マトリックスタンパク質との相互作用を強めるなど、分子にStickyな性質を付与することが明らかとなっている。2.IgA腎症患者の血清IgA1および腎沈着性IgA1を分離し、ヒンジ部位糖ペプチドを質量分析で定量的に分析した結果、血清IgA1、沈着IgA1ともにヒンジのムチン型糖鎖に不全が認められた。3.血清IgA1のうちジャカリンカラムに強く結合する画分は主に凝集成分からなる。このジャカリン高親和性IgA1のヒンジ糖ペプチドをキャピラリー電気泳動で分析した結果、低親和性成分に較べ著しい糖鎖の不全が観察された。このように13の結果からIgA腎症の患者の血清は糖鎖不全分子から成る凝集IgA1に富むと結論された。4.健常者血清由来IgA1から親和性カラムを作成、このカラムを酵素で処理し糖鎖不全IgA1カラムとして血清から結合タンパク質(IgA1-BP)を分離した。5.このIgA1-BPをプロテインAカラムにかけたところ約半量のIgA1-BPがProtein A非結合性画分として分離され、その主要血清タンパク質の量比はIgG:IgA:IgM:C3:C4=25:10:41:22:2であった。6.この糖鎖不全IgA1とIgGとの結合の性質を調べる目的で、分子間相互作用解析装置(IAsys)を使用した。キュベットにIgA1をコートし、酵素処理により糖鎖不全IgA1固定化キュベットを作成した。健常者血清から分離したIgGをゲルに固定、化したパパインで処理しFabとFcを調製した。同一濃度のIgGフラグメントでその結合を比較した結果、この糖鎖不全IgA1へのIgGの結合はIgG分子のFc部分が関与する反応であることがわかり、抗原抗体反応によるものではないことが明らかとなった。

1、酵素による糖鎖改変IgAlは"Sticky"な性質を示し、自己凝集現象とともに、血清中のIgGl, IgG3, IgM, IgA, C3等のタンパク質と結合する性質を獲得することがわかった。2、血清中の結合タンパク量には健常者と患者で違いはないが、IgA含量はIgA腎症患者で有意に高く血清中に糖鎖不全によると思われる異常分子が1ml当たり数マイクログラム程度存在することが示された。3、IgA腎症患者のIgAlはウサギで作成した合成ヒンジペプチドに対するポリクローナル抗体との反応性が高く、患者で糖鎖不全による裸のヒンジを有するIgAlの血中濃度が高いことが証明された。一方、患者の血清中にはこのヒンジペプチドを認識するIgG, IgM抗体が存在し有意に高い値を示すことが明らかとなった。4、IgAlの重鎖よりトリプシン分解によりヒンジを切り出し質量分析にかけた結果グリコフォームに関し21種類の糖ペプチドが得られた。ESI-MSによる定量の結果、IgA腎症患者の血清IgAlで有意な分子量低下が観察され、糖鎖不全を示した。5、IgA腎症患者の腎生検組織から糸球体を分離し、IgAを抽出、上記方法に従いヒンジの構造を質量分析で分析した結果、沈着IgAlの著しい糖鎖不全が検出された。6、IgAlのヒンジ糖ペプチドをキャピラリー電気泳動で分析した結果、凝集性のIgAlはシアル酸に関し糖鎖不全を示すことが明らかとなった。7、糖鎖改変モデル分子をラットの腎動脈に投与し沈着現象を検討した結果コントロールに比し糖鎖改変IgAlで強い沈着を示した。また沈着とともにラットの糸球体に炎症性の反応を引き起こすことも明らかとなった。
ラオス村落における慣習的土地所有の実態と変遷

3年間の調査のなかでとくに注目したのは、A,複合的な利用を含む慣習的土地利用の実態と変遷(特に水田漁撈)、B,子供や高齢者など身体的、社会的弱者のフードセキュリティと栄養状態である。調査の結果、A、村の人口増大による土地の開墾や県全体の森林開発によって、自然資源が変化している一方で、慣習的に行われてきた半構造物を伴う水田漁撈(Loum-pa)の利用は現在も活発に行われ、新たな展開の可能性も見られること、B,高齢者や子供の魚の栄養状態も近隣の少数民族に比べるとよいのは、水田漁撈に関わる社会的慣行の影響もあることが推察された。また、水田漁撈活動をとおして家や村の構造も推察することができた。調査対象地であるラオスアタプー県の農村について、土地や資源の利用・分配に関する慣習法の内容について調査し、それが男女、年齢層、土地の有無、社会的な立場、居住歴などの違いによってどのように認識されているのか、そして、それらがどのように変化しつつあるのかについての基礎的な調査を行うことが本研究の目的である。初年度に基礎的な情報を収集したが、24年度はさらにそれに加えて、調査地周辺にプランテーション農園の経営をはじめたベトナム企業を訪問し、事業計画や経営実態などについて聞き取りを行った。また、とくに周辺の資源についての食物としての利用の実態を調査するために、3つの異なった生業タイプの集落を選定し、集落の高齢者から、摂取食物の入手先や摂取頻度についての聞き取りを行うとともに、高齢者全世帯から、土地や水田内の養殖池などについての相続や新規開拓の方法、生計の実態と栄養状態との関連についての量的調査を行った。また、昨年度に引き続き、同じ民族(低地移住前に共同生活していたグループ)の各村落をまわり、土地利用の歴史について聞き取りを進めた。これらのうち、栄養状態については、大学院生とともに論文化し、来年度に出版される予定(受理確定)である。土地や資源の利用についてのデータについては、途中段階であり、もう一度の調査が必要であったが、カウンターパートであるラオス国立公衆衛生研究所スタッフとの日程調整が不調におわり、乾季の調査が不可能になったため、これについては次年度に行う予定である。25年度は最終年度であり、オイ族の集落で行ってきたこれまでの調査のまとめおよび補足調査を行った。昨年度までのデータをまとめた結果、おおきく、以下の4点が明らかになった。1相続については、少なくとも低地移住後(1978年)は、すべての子供に均等に農地や家畜を分けようとする傾向があるため水田も家の数も増加し続けていること、規模を拡大する際には開墾をして拡大してきこと、2この数年のあいだに急速な勢いで現金経済化が進んでいるが、水田漁撈のための池は増加し続けていること、3水田の売買がさかんに行われていること、4子供や高齢者の栄養状態や食事内容を調査した結果、自然災害には大きく影響されておらず相互扶助システムや採集による食糧確保が機能していること、などが明らかとなった。焼畑によって生計をたてている近隣地域の集落と比較して、水田での稲作と水田漁撈を維持しようとする傾向は強いことがうかがえたが、人口(世帯数)増加、土地不足、環境(とくに水環境)変化、灌漑用水の普及にともなう農業の機械化(近隣諸国からの機械の売り込みがはじまっている)に対する対応が今後の変化を大きく左右することがうかがえた。本年度の調査で新たに得られたデータは、ラオス南部で展開されているゴムやさとうきびのプランテーション農園の労働実態や住民と会社の契約内容についてのデータおよび、大規模開拓(とそれに伴う森林伐採)による環境変化のうち、とくに集落での生産活動に関することがらについての聞き取りである。ただし、これらのデータについては9月に現地に赴いたが、市街地も農地も洪水のために調査地に入ることができず、乾季である3月に再度補足調査を行ったため、現在分析中である。また、集落単位での農業関係統計なども入手できたので、現在翻訳中である。初年度であるため、まず調査対象地域をアタプー県ソムスック村、プーホン村の両地域とすることを決定し、既存の資料整理、新たな情報収集を行った。それと同時に、関連する文献(少数民族の情報、土地利用関連の資料、統計書、集落の電子地図)を入手した。調査については、大きく、生業との関連で土地利用秩序を調査するAグループ(代表者、研究協力者)と、食物に関する母親の知識と食行動を通して課題を考えようとするBグループ(研究分担者、研究協力者)に分かれてすすめることに決定した。現地調査には、3回の時期に分けて、予備的な調査とデータ収集をおこなった。

Aグループにおいては、水田を中心とした土地利用のサイクル、各世帯の土地所有の実態、相続について全戸調査を行った。また、近隣にできたベトナム資本のプランテーション農園(調査村落の住民が多数雇用されはじめている)のシステムなどについても聞き取りを行った。Bグループについては、今年度から調査をはじめたため、地域全体の社会経済状態、食物摂取(栄養)・消費状況などの把握に努めた。そして、医師の資格をもつ連携研究者を中心として、3月には5歳未満の子供がいる全世帯について栄養状態の測定をするとともに、食に関する知識と行動についての質問紙調査を行った。データについては現在入力中であるが、以上2つの調査からは、隣接する地域に居住し、いずれも政府の政府の移住政策にともなって低地移住した村落でありながら、生業の違い(水田耕作の歴史をもつか焼畑の歴史をもつか)によって、土地利用の秩序や日常的に食する動植物が大きく異なることが明らかになった。今後、これらの比較も検討にいれながら、さらに綿密な資源分配についての調査を行う予定である。24年度に予定していた、土地や資源の利用についてのデータ、とくに注目している水田漁労システムについての量的なデータ収集が未完である。これについては、未舗装道路で結ばれた複数の村落を回るため、道路事情のよい乾季に予定していたが、研究協力者であるラオス国立公衆衛生研究所(NIOPH)スタッフとの日程調整が不調におわり(研究協力者の一人が妊娠したため)、今年度中の乾季の調査が不可能になった。これについては、25年度の前半に、新たな研究協力者の協力も得ながら調査を行う予定である。計画がほぼ予定通りに進行している理由としては、Aグループの調査地は前年度からの継続調査であり人間関係がすでに構築されていること、Bグループの調査は、道路事情がよい乾期に集中した調査期間がとれたことによる。ただし、土地利用についてグループディスカッションや聞き取りだけでは限界があり、住民が往来する森林や川の近辺などに実際に足を運んで聞き取りを行う必要があり、これには時間と手続き(ラオスは社会主義国であるため事前に許可)を要する。また、得られたデータの内容については、現地の資料の信頼性(とくに面積などの数字)について疑問があり、再点検しなければならない点もあると考えている。また、今年度は連携研究者によるベトナム企業の調査ができなかった。以上のことから、ほぼ予定通り進行しているが、次年度以降に残されている課題も多い。24年度にできなかった量的な調査を行う。とくに水田漁労システムに焦点をあてながら、移住前から近年に至る生業や土地利用の変化、それにともなう信仰や慣習、次世代や分家者に対する分与や相続のしくみなどについて、条件の異なる周辺の集落との比較調査する。その後データの分析を行い、個々人がテーマごとにまとめた報告について、研究会やディスカッションを通して考察を深め、関連学会(一つは11月開催の民族衛生学会を検討中)で報告をする予定である。23年度に得られたデータ(水田の土地所有にかかわるデータ、食物調査)の分析を行うと同時に、それをふまえて引き続き現地調査を行う。とくに質問紙などによる量的調査も含めた調査を重点的に行う。行政資料や周辺情報の収集とともに、質問紙調査、コミュニティの各層への聞き取り調査、世帯ごとの調査を行う。そして、乾期にはできるだけ土地利用の現場に足を運んでの観察と聞き取り調査を行う予定である。また、25年度までには、ベトナムのゴム園の調査(雇用側、被雇用側=ラオスの住民双方)も行う予定である。
変動流体場における貧砂状況での砂丘群の応答プロセス:水槽実験と数値計算

●研究成果の公表●平成21年度までに完成した,個々の孤立砂丘に関する流況推定方法について,国内外の学会での発表,及び学会誌への投稿を行った(現在査読中の段階)実験によって明らかになった,孤立砂丘の形態とその原因となるバイモーダルな流況との関係を,サハラ砂漠西部(西サハラ及びモーリタニア)の孤立砂丘に適用し,沿岸部から内陸へ向けて,季節風の角度変化と強度比が漸進的に変化しているという推定を得た.この推定結果は,当該地域に数ヶ所ある空港で記録された年間の風況データの変化と一致しており,本研究の推定が妥当なものであることを示している.●貧砂状況の砂丘群の特徴の解明に向けて●新たな段階として,複数の砂丘を含む砂丘群全体を扱う研究に着手した.単一の砂丘の時間スケールと比べ,砂丘群全体の動きはもう一つ長いスケールの現象を扱うことになる.本年度は,10月の増水によって,京都府南部を流れる木津川の河川敷に形成されたベッドフォーム群の観察や,海岸から上部陸棚まで,非常に広い範囲の海底地形を扱う造波水路実験を実施し,関連の学会で成果を発表した.前者は,風成の孤立砂丘群の水成のアナログ地形であり,後者の実験は,砂丘群と同様,多くのベッドフォームを内包するシステム全体を対象とするものであった。以上の研究を通じて,砂丘群を扱う際に重要となる要素として,ベッドフォーム群内の粒度変化とそれを形成するベッドフォームの粒径分別効果と,局所的な粒子の飽和度の変化のベッドフォームの分布への影響という2つの研究課題を得ることができた.水槽実験により,周期的に変動する二方向の流れの下で形成される孤立砂丘地形について,流況と形成される地形との関係を明らかにした.この条件は,移動可能な砂の量が少ない場が,季節変動のある風況の影響を受ける条件を想定した.実験結果の考察にあたって,角度変化量と二つの流れの強度比との二つを,流況を特徴づけるパラメータとして用いた.一般に,二方向流を繰り返し作用させたのちに形成される地形のパターンに最も大きな影響を与えたのは,二つの流れの角度変化量であった.一方,両者の強度比の影響は地形上のクレストラインの形に現れた.二つの流れの強度が等しい場合にはクレストラインは直線的になるが,二次流の強度が相対的に小さくなると,卓越流の下流方向へ屈曲した形態を示した.この実験結果に基づき,角度変化量と二つの流れの強度比とを軸にとった,風況と形成される孤立砂丘地形の関係を示す新しい相図を提案した.はじめに地形の種類から角度変動量を,さらにクレストラインの屈曲の有無から二つの流れの強度比の値を見積もることができる.この相図を風況が既知の西サハラの砂丘列に適用し,二次流の強度がごく弱いケースについても,砂丘形成に寄与する二方向流の条件を推定できることを示した.上記の成果を博士論文にまとめた他,流向変花と地形上のクレストラインの変化過程の関係に関する研究成果を日本地質学会誌に投稿しており,現在査読中となっている.●研究成果の公表●平成21年度までに完成した,個々の孤立砂丘に関する流況推定方法について,国内外の学会での発表,及び学会誌への投稿を行った(現在査読中の段階)実験によって明らかになった,孤立砂丘の形態とその原因となるバイモーダルな流況との関係を,サハラ砂漠西部(西サハラ及びモーリタニア)の孤立砂丘に適用し,沿岸部から内陸へ向けて,季節風の角度変化と強度比が漸進的に変化しているという推定を得た.この推定結果は,当該地域に数ヶ所ある空港で記録された年間の風況データの変化と一致しており,本研究の推定が妥当なものであることを示している.●貧砂状況の砂丘群の特徴の解明に向けて●新たな段階として,複数の砂丘を含む砂丘群全体を扱う研究に着手した.単一の砂丘の時間スケールと比べ,砂丘群全体の動きはもう一つ長いスケールの現象を扱うことになる.本年度は,10月の増水によって,京都府南部を流れる木津川の河川敷に形成されたベッドフォーム群の観察や,海岸から上部陸棚まで,非常に広い範囲の海底地形を扱う造波水路実験を実施し,関連の学会で成果を発表した.前者は,風成の孤立砂丘群の水成のアナログ地形であり,後者の実験は,砂丘群と同様,多くのベッドフォームを内包するシステム全体を対象とするものであった。以上の研究を通じて,砂丘群を扱う際に重要となる要素として,ベッドフォーム群内の粒度変化とそれを形成するベッドフォームの粒径分別効果と,局所的な粒子の飽和度の変化のベッドフォームの分布への影響という2つの研究課題を得ることができた.
水素結合により誘起された長寿命発光性イリジウム錯体の構築

分子間相互作用の一つである水素結合は、物質の発光挙動を誘起する効果がほとんどないと考えられてきた。本研究では、相補に強固な分子間水素結合を有する発光性イリジウム(III)錯体を構築することで、水素結合による発光挙動の誘起効果を検討した。得られた錯体の発光挙動を調べた結果、水素結合を有するダイマー体は、水素結合を有しないモノマー体に比べ、発光強度を示す発光量子収率が2倍程度に増強され、水素結合によって発光挙動が誘起される錯体系の構築に成功した。「分子間水素結合を誘起する配位子を用いた発光性イリジウム錯体の構築」を目的とする。これまで、水素結合は発光物質の高機能化には不利だと考えられてきたが、生体分子が行っている電子移動と連動したプロトン移動(PCET)を発光性イリジウム錯体に導入することで、光励起状態において電子とプロトンが連動して移動し、電荷の再結合等による発光失活過程を抑制できると考えられる。この移動メカニズムを利用した強発光、長寿命の発光物質創製を目指す。今年度は、水素結合ダイマー錯体(1)の合成法の確立とX線による構造解析を中心とした研究を推進した。(1)の前駆体である、2つの2-フェニルピリジル配位子(ppy)と、分子間水素結合を誘起する2,2'-ビイミダゾール配位子(H2bim)を配位させたイリジウム錯体(2)を合成した。錯体(1)の合成は、(2)をメタノール下で塩基を作用することで、定量的に得ることができた。H2bimの一つのプロトンが解離し、それ同士の分子間水素結合の存在を示唆する結果(質量分析・赤外吸収スペクトル)を得た。また、錯体の溶解性を向上させる目的で、ppy配位子をtpy配位子に変更したダイマー錯体(3)を合成した。(3)の良質な単結晶を得て、X線結晶構造解析を行った結果、2,2'-ビイミダゾレート配位子同士が相補的に水素結合したダイマー構造であることを確認した。得られた錯体の発光挙動を測定した結果、ジクロロメタンのような非極性溶媒では、錯体(1)が錯体(2)よりも発光量子収率が高く、寿命も長寿命になることが確認された。一方、N,N'-ジメチルホルムアミドのような極性溶媒中では、錯体(1)のダイマー構造が保持されず、(2)のようなモノマー構造となっていることが、分光学的・電気化学的測定から示唆された。前年度は、2つの2-phenylpyridyl配位子(ppy)と、分子間水素結合を誘起する2,2'-ビイミダゾール配位子(H2bim)を配位させたイリジウム錯体(1)と、H2bimの一つのプロトンをが解離した水素結合ダイマー錯体(2)を合成し、ジクロロメタン中で錯体(2)の発光量子収率が(1)に比べ向上することを見出した。今年度は、発光メカニズム解明のために、2-phenylpyridyl配位子を種々変化させた錯体を新たに合成し、発光挙動の置換基効果について調査した。ダイマー錯体(piq (1-phenylisoquinoline); (3), bzq (benzo[h]quinoline); (4), MeOppy (2-(4-methoxyphenyl)pyridine); (5), dfppy (2-(2,4-difluoro-phenyl)pyridine); (6))モノマー錯体(piq; (7), bzq; (8), MeOppy; (9), dfppy; (10))を新たに合成した。ダイマー錯体(4), (6)については、単結晶が得られたので結晶構造解析し、Hbim同士の相補的な水素結合が形成されていることを確認した。発光スペクトル、吸収スペクトルの結果から、ジクロロメタン中において水素結合型ダイマー錯体(3)(6)の発光極大波長、吸収極大波長はモノマー錯体(7)(10)と比較して、それぞれ約10 nm長波長シフトした。発光量子収率は、得られたダイマー錯体すべてが、モノマー錯体に比べて配位子によって差はあるものの概ね2倍程度高い値になることが確認された。このことからphenylpyridyl配位子の依らず、相補的な水素結合を有するダイマー錯体の発光挙動は向上することが確認された。また、発光の輻射速度定数、無輻射速度定数を算出した結果、ダイマー錯体を形成することで、無輻射速度定数が低下しており、強固な水素結合により熱的な失活が抑制され、発光が誘起されていることが示唆された。前年度までに2-フェニルピリジル配位子を種々変化させたイリジウム錯体の発光挙動の置換基効果を調査した結果、水素結合ダイマー錯体は、モノマー錯体に比べ、発光量子収率が2倍程度に増加することが分かった。特にtpy (2-(p-tolyl)pyridine)を用いたダイマー錯体は、83%と極めて高い値を示した。今年度は、水素結合ダイマー錯体の発光メカニズム解明のために、電気化学的性質や、理論計算などから検討した。

水素結合ダイマー錯体とモノマー錯体のサイクリックボルタンメトリー(CV)を測定した結果、モノマー錯体はイリジウム中心の一電子酸化波が可逆的に生じたが、ダイマー錯体の場合、モノマー錯体よりも低電位側に不可逆な一電子酸化波が生じ、さらにモノマー錯体とほぼ同じ位置に可逆な一電子酸化波が生じた。さらに、電位を連続的に掃引すると、この酸化波は連続的に変化することが分かった。このことは、イリジウム中心の酸化に伴って、強固な水素結合ダイマー間でプロトンが移動していることを移動していることを示す結果である。また、TD-DFT法を用いて、発光挙動にかかわる電子軌道を調べた結果、水素結合ダイマー錯体では、片側のモノマーユニット内の遷移に加え、ユニット間での遷移も生じる結果を得た。このことは、励起状態におけるダイマー内での電子移動とプロトン移動が協奏して生じていることを示唆するものである。これらの結果は、これまで、水素結合は発光挙動を誘起することが難しいと考えられていたが、適切な分子設計を施すことで発光挙動を誘起できることを示すものである。分子間相互作用の一つである水素結合は、物質の発光挙動を誘起する効果がほとんどないと考えられてきた。本研究では、相補に強固な分子間水素結合を有する発光性イリジウム(III)錯体を構築することで、水素結合による発光挙動の誘起効果を検討した。得られた錯体の発光挙動を調べた結果、水素結合を有するダイマー体は、水素結合を有しないモノマー体に比べ、発光強度を示す発光量子収率が2倍程度に増強され、水素結合によって発光挙動が誘起される錯体系の構築に成功した。今年度は、発光メカニズム解明のために発光性イリジウム錯体の発光基幹部位である2-phenylpyridyl配位子の置換基効果を調査した。種々の配位子を用いて発光挙動を検討した結果、水素結合ダイマー錯体が水素結合を有していないモノマー錯体よりも発光挙動が増大した。また、発光の輻射速度定数kr、無輻射速度定数knrを算出した結果、ダイマー錯体を形成することで、knrが低下しており、強固な水素結合により熱的な失活が抑制され、発光が誘起されていることが示唆された。上記のように強固な水素結合による発光特性の向上メカニズムが明らかにされつつある。化学前年度に引き続き、得られた錯体の発光挙動について詳細に検討していく。具体的には、溶液中での時間分解発光スペクトルを測定し、励起状態におけるスペクトル変化を観察することにより、水素結合ダイマー錯体における発光メカニズムの理解に努める。また、これまでは、同種の錯体同士を水素結合によってダイマー化しているが、更なる発光特性向上の足がかりとして、異種の錯体同士を水素結合させたダイマー錯体を新たに合成し、その発光挙動を調べる予定である。今年度は、発光性イリジウム錯体に分子間水素結合を誘起する配位子を組み込んだ水素結合ダイマー錯体の合成法確立と構造解析を大きな目標とした。合成法の確立、並びに分子間水素結合の存在をX線結晶構造解析等の結果より明らかにしたことで、本研究で対象としている錯体のキャラクタリゼーションが達成されたと考えている。また、溶液中での発光挙動についても検討し、非極性溶媒中で、水素結合ダイマー錯体が水素結合を有していないモノマー錯体よりも発光挙動が増大していることを見出しており、次年度以降の目標である錯体の発光メカニズムの解明に重要な知見も得られつつある。今年度に海外学会での発表を予定していたが、次年度に開催される海外学会での発表が適切であると判断したため、今年度計上した予算を執行しなかった。前年度に引き続き、得られた錯体の発光挙動について詳細に検討していく。具体的には、溶液中での発光波長、発光量子収率や発光寿命について、溶媒・溶液濃度・温度などの条件に依存してどのように変化するかを調査する。分子間水素結合の有無による発光挙動について詳細に検討し、水素結合ダイマー錯体(1)、ならびにモノマー錯体(2)の発光メカニズムを解明する。
被膜フリー界面構築による卑金属電気化学の革新

本研究期間全体では,初年度に還元安定性の高い電解液設計と被膜解析手法の開発を行い,2年目以降に電極表面に生成する被膜の解析を行うことで,電極/電解液界面の描像を明らかにする.さらに,この皮膜フリー界面から析出する金属の結晶成長機構との関係を明らかにする.並行して,SiやSnなどのアルカリ金属と金属間化合物を形成する材料について,その可逆性と被膜との関連についても調査を行う.本研究期間全体では,初年度に還元安定性の高い電解液設計と被膜解析手法の開発を行い,2年目以降に電極表面に生成する被膜の解析を行うことで,電極/電解液界面の描像を明らかにする.さらに,この皮膜フリー界面から析出する金属の結晶成長機構との関係を明らかにする.並行して,SiやSnなどのアルカリ金属と金属間化合物を形成する材料について,その可逆性と被膜との関連についても調査を行う.
発生と再生過程でのFGFとBMPの相互作用解明から骨再生制御治療システムへの応用

先天性異常や外傷あるいは腫瘍などで欠失した骨の再生治療は患者の生活の質(Quality of Life : QOL)を高める上で非常に重要である。これまでの治療は自家骨移植や人工骨による外科的治療法が主であり、患者への負担が非常に大きいものである。われわれは生体本来の骨の再生過程あるいは発生過程における骨誘導因子などの成長因子の相互作用をニワトリ胚における遺伝子操作技術ならびにマウスの遺伝子改変動物を用いて明らかにすることで新たな骨再生治療法への応用を目指した。1)FGFR1,FGFR2,Sprouty2の遺伝子抑制あるいは過剰発現状態でのニワトリあるいはマウスの顎骨ならびに頭蓋顔面骨形成の表現型と遺伝子発現パターンの解析:FGFR1、FGFR2を抑制状態にしたニワトリ胚での頭蓋顔面骨の発生を観察したところ、顎骨の形成においてはコントロール群と比較し、骨長が有意に短くなった。さらに、骨格標本を作成したところ、前頭骨ならびに上顎骨において、骨欠損部位が観察された。また、組織切片作成を行なったところ、コントロール群と比較し、骨形成が未熟な部位が観察された。さらに、組織切片上で種々の骨形成関連因子遺伝子の発現パターンを観察したところ、特にRunx2の遺伝子の発現が強く発現しているのが観察された。2)Fgfr1コンディショナルノックアウトマウスからの細胞の単離とその骨誘導能と遺伝子発現パターン:Fgfr1コンディショナルノックアウトマウスからの細胞の単離を試み、その後、一ヶ月間、培養を行なった。その結果、野生型マウスからの細胞と比較し、骨誘導能の指標となるALP染色、ならびアリザニン赤染色において有為な差を認めた。また、頭蓋骨あるいは下顎骨からといった細胞の採取部位によって、その細胞の骨誘導能のパターンが異なった。さらに、培養10日、20日後の遺伝子発現パターンを全RNAの回収の後、PCR法で解析した結果、fgfr2,fgfr3などの他の受容体の発現とその下流因子については連動した発現パターンが認められた。また、Fgfrコンディショナルノックアウトマウスでは、骨格標本作製の解析ならびに組織学的解析から頭蓋骨の形成に遅延が認められた。その結果、野生型マウスからの細胞と比較し、骨誘導能の指標となるALP染色、ならぴアリザニン赤染色において有為な差を認めた。さらに、培養10日、20日後の遺伝子発現パターンを全RNAの回収を行い、FGFシグナリングの関連因子の発現解析をRT-PCR法にて行った。その結果、MAPKシグナリング関連因子であるERKとともにFGFR3の発現に有為な差が認められた。3)FGFシグナリング抑制下におけるBMPシグナリングの影響についての解析:Fgfr1コンディショナルノックアウトマウスからの細胞の単離によって樹立した細胞にリコンビナントBMP-4を添加したところ、添加しないコントロール群と比較し、ALP染色ならびにアリザニン赤染色に有意な差を認め、FGFシグナリングが抑制下においてもBMPによって、骨誘導能が高まることが明らかとなった。
APサイト結合リガンドとRCA反応に基づく高感度アプタマーセンサーの開発

本課題の研究成果の一つとして、脱塩基部位(APサイト)含有DNA二重鎖、RNA二重鎖、およびDNA/RNAハイブリッド二重鎖に対して結合するリガンドの結合特性の評価が挙げられる。もう一つの研究成果としては上記のリガンドに基づいた新しい種類のAPサイト含有アプタマーの構築が挙げられる。本研究では、生体分子を標的とした脱塩基部位(APサイト)結合性リガンドに基づくラベルフリーかつ高感度なアプタマーバイオセンサーを開発することを目的としている。より実用に適したセンサー開発に向けて、APサイト結合性リガンド蛍光応答の改良は重要な研究課題である。そこで、励起状態プロトントランスファー機構に基づく環境応答性蛍光プローブであるFlavone誘導体を用いることに着目し、4種類のFlavone (3-hydroxyflavone(3-HF), 3,3',4',7-tetrahydroxyflavone, 3,3′,4′,5,7-tetrahydroxyflavone, 4'-dimethylamino-3-hydroxyflavone)のAPサイト結合リガンドとしての機能を検討した。その結果、APサイト隣接塩基がアデニンとチミンの場合では、Flavone Tautomer状態からの蛍光は四種類のフラビンともに増加する。しかし、APサイト隣接塩基がシトシンとグアニンの場合では、3-HFは蛍光強度が減る一方で、ほかの三つのフラビンは増加するままである。そこで、APサイトの反対側の塩基の影響を考察した。APサイトの反対側の塩基がシトシンとチミンの場合はグアニンとアデニンの場合よりも蛍光強度が強くなる。このアデニンとシトシンのレスポンスの大きな違いを利用することでDNA, RNAにおける塩基識別へと適用しうることを見出した。以上の結果から、ここで見出したFlavone誘導体の発蛍光応答をアプタマー系と組み合わせることで、蛍光応答の改良された、より実用的なラベルフリーセンサー開発につながるものと期待できる。生体関連分子の正確で鋭敏な検出は病気診断、防止、および治療の面で重要である。最近、アプタマーが簡易合成可能なことや分子設計が柔軟性に富むこと、また標的に対する高い親和性や特異性を有するなど、センサーとしての利点を多く持っていることから、アプタマーを用いた生理活性分子の蛍光検出法の研究が進展している。本研究では、従来のPCRに比較し、等温条件下で簡単な操作と驚異的な感度を持つRCAを組み込んだアプタセンサーを開発し、その実用化を図ることを本研究の目的とする。Molecular beaconsでは、核酸の一方の端の蛍光団ともう一方の端の消光団の組み合わせが種々の標的核酸を検出するのに広く利用されている。それとは対照的に、本研究では、脱塩基部位を有するアプタマーと蛍光性小分子を併用することによって、新しい型のmolecular beaconセンサーを開発した。まず、L-argininamideを標的としてアプタセンサーを開発し、その機能評価を行った。その結果、ジアミノピラジン誘導体であるDCPCを脱塩基部位結合蛍光性リガンドとして用いることによって、7倍という明瞭な発蛍光応答の得られることを見出した。また、本方法はアプアタマー配列と蛍光性リガンドの組み合わせを選ぶことにより、アデノシン検出にも適用可能であった。現在、さらなる感度化を図る研究を進めており、RCAを組み込んだアプタセンサーの開発により新たな分析ツールとしての応用の拡大が期待できる。今後,RCAを利用することによって、検出感度の増加が期待できる。aptasensorの構造を切り換える典型的な戦略で、RCAにprimerとして標的結合されたアンチセンスのDNAが使用可能である。APサイトを含むAP DNAと脱塩基部位に結合する蛍光性小分子を使用するaptasensorにより、標的分子の濃度変化に対して蛍光性小分子の蛍光応答に大きな変化が生じると期待できる。このような高感度バイオセンサは実用分析法への展開を考えられる。上の戦略の調査に基づいて、拡大応用ができます。例えば、アデノシン・デアミナーゼは重要な酵素です。それはアミノ基の取り外しでアデノシンの変換をイノシンに促進します。アデノシン・デアミナーゼの欠損症か「過剰-表現」が重症免疫不全症病を引き起こす場合があります。したがって、アデノシン・デアミナーゼ活動の有効な分析評価のための展開する方法は非常に重要です。アデノシンアプタマーが応答を全くイノシンに持っていないので、RCAの過程にコントロールとしてアデノシンアプタマーを使用することによって、アデノシン・デアミナーゼ活動を分析できます。この戦略が多くの生物分子検出のために一般的方法になることを目指す。物品費(DNA,RNA,酵素試薬,蛍光試薬,溶媒,ガラス器具,機械部品):1,500,000調査研究旅費: 200,000
大網由来幹細胞の展開

お腹の中には、虫垂炎や胃潰瘍の時に癒着して治す大網という組織があります。われわれは、以前より、大網には皮下脂肪と同様に幹細胞(いろいろな細胞に分化できる細胞)が含まれていることを示してきた。本研究では、大網から幹細胞を選び出して培養し、骨や軟骨に分化できる具体的な条件を検討した。大網からの幹細胞では、骨への分化は脂肪からの幹細胞とは異なり、BMP-2といる因子だけを加えることがポイントであった。また、軟骨への分化は脂肪からの幹細胞からの分化と同様にTGF-βの添加が大切であったお腹の中には、虫垂炎や胃潰瘍の時に癒着して治す大網という組織があります。また、軟骨への分化は脂肪からの幹細胞からの分化と同様にTGF-βの添加が大切であった皮下脂肪組織には、未分化な幹細胞が豊富に含まれていて、その採取も容易なことから骨髄組織に変わりうる、体性幹細胞のソースとして注目を集めている。一方、大網は、皮下脂肪組織と同様に、豊富な脂肪組織を含み、血管が極めて豊冨であると同時に、その内部に特殊なリンパ組織(大網乳斑)を有している。例えば、大網乳斑は腹腔マクロファージやリンパ球の産生部位で、腹腔内の免疫反応において重要な役割を果たしている。そこで、本研究は、脂肪組織から幹細胞を得る技術を大網へ応用して、大網に含まれる幹細胞について分化能を評価するとともに、皮下脂肪組織と異なる大網の特性を見出すことを目的としている。現時点で、大網からのstromal vascular fraction (SVF)はほぼ無限の増殖をして、脂肪細胞、一部骨芽細胞に分化することまで確認できた。ここ1年間標本を集積する中で、大網から培養細胞を得るまでの微妙な外科的な手技の影響か、各個体により構成される細胞集団のheterogneityが高く、定量的なデータが出せず苦慮している。一方、in vivoでは、大網上に頭蓋骨骨膜を移植してラット腹腔内で骨を形成させ、組織学的および軟X線で経過を観察している。新生骨を形成する骨芽細胞の多くは骨膜由来と思われるが、一部大網由来幹細胞の可能性もあり現在精査中である。また、大網の特性への課題としては、1ipopolysaccharide (LPS)をマウス腹腔内へ注射して、腹腔内浸潤細胞の変化を大網がある場合とない場合の違いから検討している。皮下脂肪組織には、未分化な幹細胞が豊富に含まれていて、その採取も容易なことから体性幹細胞のソースとして注目を集めている。一方、大網は、豊富な脂肪組織を含み、血管が極めて豊富であると同時に、その内部に特殊なリンパ組織(大網乳斑)を有している。そこで、本研究は、脂肪組織から幹細胞を得る技術を大網へ応用して、大網に含まれる幹細胞について分化能を評価するとともに、皮下脂肪組織と異なる大網の特性を見出すことを目的とした。大網からのstromal vascular fraction(SVF)は、高血清のFD20培地および低血清のFL2培地にてほぼ無限の増殖を示したが、低血清のFL2培地の方が増殖が速かった。脂肪細胞への分化は皮下脂肪と同様な方法(DMEM培地に10%FBS,IBMX,デキサメサゾン、インシュリン)で分化誘導できることを確認した。骨芽細胞への分化は、DMEM培地に10%FBS、デキサメソゾン、アスコルビン酸、グリセロールフォスフェイトを加えた(通常の)骨誘導培地では骨誘導が乏しかった。さらに、BMP-2とレチノイン酸(RA)を添加して検討した結果は、皮下脂肪ではRAを必要としたが、大網ではBMP-2のみが存在するときに骨への分化が効率的におこった。また、軟骨への分化は、皮下脂肪の軟骨誘導培地(DMEM培地+TGFβ)では乏しく、低血清(FBS2%)のFL2培地+LIFにて効率的に軟骨への分化が起こることがわかった。
内嗅皮質破壊の脳内神経伝達機構に及ぼす影響

内嗅皮質(entorhinal cortex)は、アルツハイマー病の早期から神経病理学的変化が出現する部位であるとともに、記憶と最も関係の深い海馬と神経解剖学的に線維連絡があり、アルツハイマー病の内嗅皮質病変がアルツハイマー病の中核症状である記憶障害の一因をなしている可能性が推察されている。本研究では、まず、両側内嗅皮質破壊ラットが正強化オペラント学習課題を遂行する間の海馬でのアセチルコリン放出および海馬アセチルコリン線維の起始核である中隔野でのドパミン放出を同時に同一個体において調べた。その結果、内嗅皮質の破壊が中隔野を介さず、直接、海馬の神経回路に影響し、記憶に関連するアセチルコリン系神経伝達機能を障害し、学習記憶障害を起こしていることが確認できた。さらに内嗅皮質破壊ラットを12カ月間生存させ、アセチルコリンエステラーゼおよびシナプトフィジンに関する染色を行い海馬組織の変化を検討した。アセチルコリンエステラーゼ陽性線維の減少は12カ月後でも3カ月後と同程度にとどまったが、シナプトフィジン陽性物質の減少は12カ月後の方が3カ月後より高度であった。内嗅皮質破壊による海馬のアセチルコリン作動性障害が長期にわたり続くことによって、シナプス機能にも障害が進行していくことが明らかとなった。このことはアルツハイマー病において内嗅皮質に生ずる神経病理学的変化が海馬の記憶神経機構に影響し記憶障害が惹起されることをあらわしており、内嗅皮質破壊ラットがアルツハイマー病の記憶障害モデルとなる可能性を示唆している。本研究から得られた結果は、アルツハイマー病における記憶障害の発現機序を理解するだけではなく、治療薬開発のための新しいアルツハイマー病の病態モデルを作成する上でも、大きな手掛かりを与えるものと思われる。本研究では、両側内嗅皮質破壊ラットが正強化オペラント学習課題を遂行する間の海馬でのアセチルコリン放出および海馬アセチルコリン線維の起始核である中隔野でのドパミン放出を同時に同一個体において調べるために、それぞれの部位に透析プローベを挿入し、脳内微量透析(in vivo brain microdialysis)を行った。両側内嗅皮質破壊ラットでは正強化オペラント学習の獲得障害を認めるとともに、海馬での学習実験前のアセチルコリン基礎放出量は低く、学習実験中の放出量も低下していた。中隔野でのドパミンについては学習実験前の基礎放出量、学習実験中の放出量のどちらにも異常はなかった。両側内嗅皮質破壊ラットにおいて学習獲得障害と同時に学習実験中の海馬でのアセチルコリン放出の異常を生体下で確認できたことから、内嗅皮質の破壊が中隔野を介さず、直接、海馬の神経回路に影響し、記憶に関連するアセチルコリン系神経伝達機能を障害していると考えられた。このことはアルツハイマー病の早期において内嗅皮質に生ずる神経病理学的変化が記憶障害の原因の1つであることをあらわしており、両側内嗅皮質破壊ラットがアルツハイマー病の記憶障害モデルとなる可能性を示唆している。

内嗅皮質(entorhinal cortex)は、アルツハイマー病の早期から神経病理学的変化が出現する部位であるとともに、記憶と最も関係の深い海馬と神経解剖学的に線維連絡があり、アルツハイマー病の内嗅皮質病変がアルツハイマー病の中核症状である記憶障害の一因をなしている可能性が推察されている。すでに、両側内嗅皮質破壊ラットにおいて内嗅皮質の破壊が中隔野を介さず、直接、海馬の神経回路に影響し、記憶に関連するアセチルコリン系神経伝達機能を障害し、学習記憶障害が起こることを確認している。そこで内嗅皮質破壊ラットを12カ月間生存させ、アセチルコリンエステラーゼおよびシナプトフィジンに関する染色を行い内嗅皮質破壊後の長期にわたる海馬への影響を組織学的に検討した。アセチルコリンエステラーゼ陽性線維の減少は12カ月後でも3カ月後と同程度にとどまったが、シナプトフィジン陽性物質の減少は12カ月後の方が3カ月後より高度であった。内嗅皮質破壊による海馬のアセチルコリン作動性障害が長期にわたり続くことによって、シナプス機能にも障害が進行していくことが明らかとなった。このことはアルツハイマー病において内嗅皮質に生ずる神経病理学的変化が海馬の記憶神経機構に影響し記憶障害が惹起されることをあらわしており、内嗅皮質破壊ラットがアルツハイマー病の記憶障害モデルとなる可能性を示唆している。本研究から得られた結果は、アルツハイマー病における記憶障害の発現機序を理解するだけではなく、治療薬開発のための新しいアルツハイマー病の病態モデルを作成する上でも、大きな手掛かりを与えるものと思われる。
飛行時間を使ったニュートリノの質量絶対値に関する直接測定

素粒子物理に残された問題の中の一つに、ニュートリノ質量が未だ直接測定されていないという問題がある。ニュートリノ振動で測定できるのは、複数ある質量固有値の2乗差のみ。本研究は、ニュートリノが特殊相対論に基づいて運動すると仮定し、ニュートリノの生成地点と検出地点間の飛行時間エネルギー依存性を測定することによってニュートリノ質量絶対値を探索する方法を探る。まず始めのトライとしてT2K実験で295km飛行するニュートリノの飛行時間エネルギー依存性を測定し、μニュートリノの質量に上限を与えた。また、その上限値を更に小さくするために、ハードウエア精密較正や異なったビーム・検出器を使う方法について考察した。平成25年度は実際にT2K実験のニュートリノ飛行時間の測定データを使うことによって、絶対質量の上限値を求めた。この結果は、現在T2Kコラボレーション内で正式な結果として論文にすべく現在努力中である。また、測定自身の精度を向上すべく、(A)GPSシステムの改良、(B)GPSシステムとは独立な衛星双方向システムを使ったGPSシステムの較正、(C)ニュートリノビーム生成時間に関する精密な較正、の3つを行った。(A)により、GPSの東海ー神岡間の時間同期の不定性は5ns程度となった。また、情報通信研究機構との共同研究により、(A)の不定性が5ns程度であることを示した。(C)によりビーム生成時間測定の不定性も5ns程度であることが示された。(A)、(B)、(C)の結果は現在個別に論文にまとめている最中である。また、将来更にニュートリノ絶対質量測定の精度を上げるためにはどのような実験を考えれば良いかも検討中である。本研究では、茨城県東海村-岐阜県神岡町間のニュートリノ飛行時間にエネルギー依存性が生じるかどうかを見ることによって絶対質量を探索する。飛行時間の絶対値は必要なく、事象ごとの飛行時間相対値の差のみが必要であるから、飛行時間測定の安定性が非常に重要となる。平成24年度は当初の予定どおり、T2K実験において飛行時間を測定する機器の安定性について測定・解析を行った。ニュートリノビームを生成する時間を測定する陽子ビームモニター群、ミューオンモニター、また、東海側と神岡側の同時刻性を保証するGPS関連機器、加えて、スーパー神岡検出器の安定性について測定・解析を行った。このうち、特に東海側の陽子ビームモニターに関しては、短期・長期(1年以上)の安定性を5ns(ns;ナノ秒、10の-9乗秒)以内まで抑えることに成功した。これは、全ての機器について入念な理解・較正が必要であるから、画期的な値である。現在、GPSの安定性についても調査が進んでおり、短期的には1020ns、長期的には100ns程度の安定性があり、現在補正することで、これらの値をどこまで絞りこめるか検討中である。スーパー神岡検出器においては、非常に高い安定性で東海で生成されたニュートリノ事象を検出し続けている。これらの結果を基に、GPS関連の測定を更に良く理解し、不安定性を抑え込むことが、本研究の目的であるニュートリノの絶対質量の上限という物理結果を出すのに非常に重要であることが明らかなった。本研究は、ニュートリノの飛行時間のエネルギー依存性を測定することによって、ニュートリノの質量を直接的に探索するものである。まず一つの飛行時間の測定例としてT2K実験で、295kmの距離をニュートリノが飛行した際の飛行時間エネルギー依存性を解析し、ミューニュートリノの質量が2.4MeV以下であることを示した。(論文[1]、PRDに投稿中)。これは、現在のPDGのミューニュートリノの質量直接測定の上限値に肉薄する結果をPDGに掲載されている方法と全く独立の方法で質量直接探索を行ったものであり、これからの展開にも期待できることを示した。その後、飛行時間測定精度を上げるためにどのような方法があるかを検討し、その実践を行った。まず、地球規模で離れたニュートリノ生成(T2Kの場合は、茨城県東海村)と検出地点(T2Kの場合は岐阜県神岡町)の同時性を保証するGPSシステムを新しくし、その較正を静止衛星を使って行った。注;NICT研究所との共同研究(備考欄のURL等を参照のこと)。結果として、新しいGPSシステムを使えば、数ns以下の精度で茨城県東海村と岐阜県神岡町の同時性を保証することが可能であることを示した。更に、ニュートリノ生成ビームラインの時間測定に関連する機器の精密な較正を行い、3ns以下程度の精度でニュートリノ生成時間を理解できるようにした(論文を準備中)。このように、ニュートリノ生成部分と地球規模で離れた数100kmでのGPSを使った同時性の部分は5ns以下の精度での測定・較正が可能であることを本研究は示した。

最後に、本研究にどのような発展性があるかの検討も行った。ニュートリノのエネルギーを下げる、飛行距離を増加する、発生・検出時間の精度を上げる等の方法があることを理解した。そのうち、電子ビームで数10MeV電子ニュートリノを作成する方法を検討した。NICT研究所と共同で行ったGPS機器の精密較正測定の結果はEFTFという会議のポスターとして発表(上記のURLの7083番の発表)。IEEEのプロシーディングとしても発表する予定。hep-exに投稿した論文は、現在PRDに同時に投稿中。素粒子実験研究目的としてあげていた、(あ)現状のT2K実験飛行時間測定データからの質量測定、(い)現在ある飛行時間測定機器に対する理解の深化、アップグレード、(う)将来の飛行時間測定に関する改良の余地、新実験に関する考察の3点について、上記のように良い進捗を示している。当初に計画していた測定や較正をほぼ着実にこなしている。また、これらの測定から、物理結果を引き出すことも、ほぼ計画どおり平成25年度には行える可能性が高い。加えて、現在までに行った測定を基に、何をどう更に改良できるか議論できる状態になっており、改良への道筋を立てた。平成26年度は、今までの結果を論文にまとめる作業は粛々と進める一方、将来の飛行時間測定に関する改良の余地や改良した新実験、に関する考察、を重点的に行う。現在の実験仕様のうち、ニュートリノビームのエネルギー、ビーム生成時間の短時間化、時間測定の精度、基線の長さ等については、将来的に改良できる可能性がある。実験については、これらの要素だけでなく事象数(統計誤差)も十分考慮すべき因子になるので、それらを包括的に考慮しながら最終的に検討に値する新実験を思いつけば論文としてまとめていきたい。ここまでの安定性測定を基に、ニュートリノ絶対質量探索に関する結果を出し、その手法等も含め学会等で発表する。本研究では、ミュー型のニュートリノにMeV程度の質量があれば、特殊相対性理論からエネルギーの関数として飛行時間に差が出ることに注目し、上限を出す。現在までミュー型ニュートリノの質量絶対値の上限を決めているπ中間子の2体崩壊を使う方法と近い値(約200keV)まで質量を探索できるのではないかと期待している。また、今後の改良をどのように行っていくべきかも、現在までの測定を基に議論していく。GPSの測定に関しては、専門性の高い分野であるため、積極的に専門家の助言等ももらっていきたいと考えている。物件費使用の残りとして99円が残った。物件費の一部としてきちんと使用していきたい。今年度は、高エネルギー加速器研究機構内でニュートリノを生成する、東海村J-PARCでの飛行時間に関連する機器の調整・調査、解析を主な仕事としたため、物品費と旅費を計上したよりも少ない予算で順調に研究を進展させることができた。次年度は解析を行って物理結果を出したり、現在までの測定に基づいて改良点を議論するため、短期的に研究補助員を雇いたいと考えている。そのための議論のために旅費も相応用意している。
HIF-1αの発現抑制による腎間質線維化の治療戦略

われわれは、間質線維化の進展に尿細管上皮細胞のfibroblast specific protein 1(FSP1)陽性線維芽細胞への形質変異(EMT)が重要な役割を果たすことを明らかにしている。また一方では、慢性虚血による尿細管上皮細胞の低酸素暴露が間質線維化の進展に関与すると考えられている。本研究で、われわれは低酸素応答で中心的な役割を果たすことが知られているhypoxia inducible factor-1α(HIF-1α)がEMTの協力な誘導因子であることを、初代近位尿細管上皮細胞を用いた実験系で明らかにし、HIF-1α阻害薬であるYC-1に初代近位尿細管上皮細胞におけるEMTの抑制効果があることを示した。また、Cre-loxPシステムを用いてHIF-1α遺伝子を尿細管上皮細胞特異的にターゲッティングした遺伝子改変マウスにおいては、一側尿管閉塞(UUO)マウスで誘導される間質線維化の進展が抑制されることを明らかにした。さらに、尿管に、連日30μ/g・mouseのYC-1を腹腔内投与することで、尿管閉塞後8日目のUUOマウスにおけるFSP1陽性細胞数は有意に現象し、タイプ1コラーゲン染色で評価した間質線維化面積も有意に減少することを示した。以上の結果より、慢性低酸素刺激で誘導された尿細管上皮細胞におけるHIF-1αの発現が、EMTによる間質線維化の進展に関与すること、およびHIF-1α阻害薬が間質線維化の新しい治療薬となる可能性が示された。われわれは、間質線維化の進展に尿細管上皮細胞のfibroblast specific protein 1 (FSP1)陽性線維芽細胞への形質変異(EMT)が重要な役割を果たすことを明らかにしている。本年度は、低酸素応答で中心的な役割を果たすことが知られているhypoxia inducible factor-1α(HIF-1α)がEMTの協力な誘導因子であることを、初代近位尿細管上皮細胞を用いて検討した。さらに、HIF-1α阻害薬の中で、Geldanamycin,Rapamycin,YC-1,およびFK228用いて、EMTの抑制効果についても検討した。われわれは、Cre-loxPシステムを用いてパーマネント標識された初代尿細管上皮細胞で、EMTを誘導されない尿細管上皮細胞(Cy-3により赤に染色)、EMTを誘導された尿細管上皮細胞(mergeで黄に染色)、およびコンタミネートした線維芽細胞(Cy-2により緑に染色)を分離する手法を確立した。本手法で、1%O2培養下では、20%O2培養下に比しえて、尿細管上皮細胞におけるEMT出現率が有意に上昇することが示された。また、Geldanamycin,Rapamycin,YC-1,およびFK228の4種類のHIF-1α阻害薬の中で、YC-1のみが1%O2培養下でのEMT出現率を有意に抑制した。以上の成績から、HIF-1αは、EMTの誘導因子であることが示唆された。昨年度、われわれは低酸素応答で中心的な役割を果たすことが知られているhypoxia inducible factor-1α(HIF-1α)がEMTの強力な誘導因子であることを、初代近位尿細管上皮細胞を用いたin vitroの実験系で証明した。

さらに、HIF-1α阻害薬であるYC-1にEMTの抑制効果があることをin vitroの実験系で示した。本年度は、Cre-loxPシステムを用いてHIF-1α遺伝子を尿細管上皮細胞特異的にターゲッティングした遺伝子改変マウスにおいて、間質線維化の進展が抑制し得るか否かを検討した。さらに、HIF-1α阻害薬であるYC-1が間質線維化を抑制し得るか否かを動物モデルを用いたin vivoの実験系で検討した。間質線維化のモデルには一側尿管閉塞(UUO)マウスを用いた。尿管閉塞後8日目のUUOマウスでは、HIF-1α遺伝子を尿細管上皮細胞特異的にターゲッティングすることで、FSP1陽性細胞数は有意に減少し、タイプ1コラーゲン染色で評価した間質線維化面積も有意に減少していた。また、尿管閉塞後、連日30μg/g・mouseのYC-1を腹腔内投与することで、尿管閉塞後8日目のUUOマウスにおけるFSP1陽性細胞数は有意に減少し、タイプ1コラーゲン染色で評価した間質線維化面積も有意に減少していた。以上の結果より、尿細管上皮細胞におけるHIF-1αの発現が間質線維化の進展に関与すること、およびHIF-1α阻害薬が間質線維化の新しい治療薬となる可能性が示された。