hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リンパ球性甲状腺炎における甲状腺発癌促進作用の蛋白・遺伝子異常からの解明

慢性リンパ球性甲状腺炎を病理組織学的および免疫組織化学的に観察した結果、以下のことが判明した。1.慢性リンパ球性甲状腺炎では、再生異型を伴った濾胞上皮細胞が高頻度に出現する。2.慢性リンパ球性甲状腺炎では、in situ nick end labelling (TUNEL)法による濾胞上皮細胞のアポトーシスが亢進しており、更にKi-67免疫染色による細胞増殖が亢進している。また、アポトーシスを抑制するといわれているBcl-2蛋白の発現が低下している。3.更にリンパ球性甲状腺炎の炎症巣では、p53蛋白の過剰発現を示す濾胞上皮細胞が散在性に認められる。以上の所見により、慢性リンパ球性甲状腺炎では、自己免疫機序によるリンパ球浸潤のために甲状腺濾胞上皮細胞のアポトーシスが亢進しており、それに伴って、残存濾胞上皮細胞の細胞増殖が亢進していることから、濾胞上皮細胞の細胞回転が亢進している、更にp53蛋白の過剰発現はリンパ球浸潤による、濾胞上皮細胞のDNA傷害によるアポトーシスの誘導あるいはDNA修復機序の発動を意味していることから、発癌の危険因子が高まっていることが示唆される。今後は自己免疫性炎症-実質細胞のDNA傷害-発癌という機序の可能性を遺伝子レベルから明らかにする必要がある。
メタボローム解析に基づくがんの代謝の理解、診断法の開発

がん細胞が代謝をシフトしてATPや生体高分子の前駆体を生成するが、その理由や機序は謎であった。我々は、シースレスCE-MS法という高感度なメタボローム(全代謝産物)一斉分析法を開発し、トランスクリプトーム,プロテオームなどのシステム生物学的手法とともに、(遺伝性平滑筋腫症-腎細胞がん症候群)の原因であるフマル酸ヒドラターゼ遺伝子(FH)の変異を模倣した細胞株やノックアウトマウスを解析した。その結果、FH遺伝子の変異で蓄積したフマル酸が転写因子を安定化したり、代謝酵素に結合したり、代謝物に結合して代謝を制御していることを見出した。本年度は、がんの代謝やその調節因子に関わる複雑なネットワークを解析するために必要な、メタボローム測定法の高感度化およびデータ処理技術の開発を行った。また並行して腎臓がんの組織のメタボローム解析を行った。1.メタボローム解析技術の高感度化CE-MS法では、水の電気分解が起こり水素ガスと酸素ガスが発生する。ガスを溶解するためにシース液方式が用いられているが検出成分が検出されるため感度が低下する。本研究では、ガスをMSに送らない方式のシースレスCE-MS法の検討を行った。この方法は、シースフロー方式と比べて、再現性に難があるものの、アミノ酸で25倍、還元型グルタチオンで約25倍感度が向上した。また、従来のシースフロー方式においても、CEを三連四重極質量分析計への接続を行い、数十倍程度の高感度化が可能であることを確認した。2.メタボロームデータ処理の迅速化これまで開発してきたメタボロームデータ解析ソフトKeio MasterHandsに解析フローをプログラム化できる機能を開発し、新機能の開発と試験を効率よくできる環境を整えた。更に、データの変換から始まり、解析や可視化まですべて自動的に行い、ノイズの除去や複数データ間の整合性など、ユーザのデータ精査の作業の大部分をプログラム化し、データ測定後の解析のスループットを大幅に向上させることができた。3.がんおよび正常組織、培養細胞のメタボローム測定腎臓のがん組織と正常組織のメタボローム測定を行い、エネルギーの産生に関わる経路の代謝中間体の濃度を網羅的に測定した。がん組織では解糖系の前半部、ペントースリン酸経路、グルタチオン生合成経路の代謝物質の蓄積が見られた。がん細胞はエネルギー以外にも、増殖するために必要な核酸や酸化ストレスに対応する物質を生合成していることが示唆された。本研究では、最先端技術であるメタボローム解析とシステム生物学的解析によって、がん細胞のエネルギー生産経路を特定し、化学療法の標的を探索をめざす。本年度は、メタボローム測定法の高感度化の開発を行った。また3種類の腎臓がん患者から採取した正常およびがん組織のメタボロームとプロテオーム解析、4種類の腎臓がんの培養細胞のメタボローム解析を行い、腎臓がん特異的な代謝を解明した。1.メタボローム解析技術の高感度化現在のメタボローム測定法(シースフローCE-TOFMS)を高感度化するため、シースレスCE-TOFMSを開発した。従来のシースフロー方式では、MS導入時にスプレーを手助けするためのシース液で希釈され、感度が低下した。Beckmanで開発されたCE-MSシースレスインターフェースを導入し、測定条件を検討した結果、質量が200以上の陽イオン性代謝物質は、数倍から30倍の高感度化が達成された。しかし、測定の再現性など改善しなければならない課題も見つかった。2.腎臓がんおよび正常組織、培養細胞の代謝解析淡明細胞型、乳頭状、嫌食素性の3種の腎臓のがん組織と正常組織のメタボロームおよびプロテオーム解析を行った。がん腫の違いによってTCA回路などの変動が異なっていることが判明した。一方どのがん腫でも解糖系,ペントースリン酸回路、グルタチオン合成経路の亢進が観察された。またCaki-1、Caki-2、786-O、796-Pの4種の腎臓がんの培養細胞を用い、Cの1位と5位が13Cに置換されたグルタミンを用いて、がん細胞で特異的に亢進するグルタミノリシスの代謝を解明した。その結果、この経路ががん細胞の脂質合成に必要なクエン酸合成の主要な経路であることが判明した。1)エネルギー代謝経路に特化したメタボローム解析技術の高感度化現在代謝産物の網羅的な測定には、シースフロー方式キャピラリー電気泳動-飛行時間型質量分析計(CE-MS)法やCE-MS/MS法を用いているが、この方法はシース液によって試料が希釈されるため、感度の低下が必須であった。

そこで、シース液をまったく使わないシースレス方式のCE-MSスプレイニードルを考案し試作した。その結果、安定した試料のスプレー法が確立された。感度は、既存のシースレス法と同等であるが、今後さらに改良し、高感度化を達成する。2)がんおよび正常組織、培養細胞のメタボローム測定大腸がん患者207例から採取した正常組織とがん組織のメタボローム解析および前がん病変からステージ4までの各ステージ約10例の組織のトランスクリプトーム、ゲノムの解析を行い、がん組織では、解糖系、グルタチオン生合成経路、グルタミン代謝、メチオニン代謝などが亢進していることや、代謝リプログラミングが生きている段階を特定した。大腸がんは、進行に伴ってAPC、KRAS、P53、S mad4の変異が高頻度に見られるが、これらの遺伝子の変異によって代謝がどのように変化するか解明した。さらに、詳しく解明するため、APCおよびAPC/Smad4変異大腸がんモデルマウスから採取した大腸の組織のメタボローム解析を行い、遺伝子の変異と代謝のリプログラミングの関係を解析した。1)エネルギー代謝経路に特化したメタボローム解析技術の高感度化私たちが開発したキャピラリー電気泳動-質量分析計(CE-MS)によるメタボローム測定法は、ほとんどのイオン性代謝物を測定できる方法である。しかし、電気分解で発生する気泡を吸収するためにMSに導入時にシース液を加えており、このシース液によって測定代謝が200倍希釈されるため、感度が低下していた。本年度は、CE-MS法の高感度化を実現するため、シース液を使わないシースフロー方式のCE-MSデバイスを新規に考案し、この方法によって陽イオン性代謝物の感度が平均で約4倍向上した。また特定の測定対象に関しては、シースフロー方式のCE-MSデバイスに三連四重極質量分析計を用いることによって、感度が平均で約50倍向上した。この結果、ヒト細胞をメタボローム解析する場合、これまで106個の細胞が必要であったが、特定の代謝物であれば、104個レベルの細胞数で可能になった。陰イオン性代謝物用のCE-MSデバイスに関しては現在開発中である。2)大腸がん患者の組織、モデルマウスの解析大腸がん患者275例から採取した正常組織とがん組織のメタボローム解析および、各ステージ約10例(合計40例)のプロテオーム、DNAマイクロアレイ解析、がん関連遺伝子のDNAシーケンス解析を行い、がん組織で解糖系、グルタチオン生合成経路、グルタミン代謝、メチオニン代謝などが亢進していることが判明した。大腸がんは、進行に伴ってAPC、KRAS、P53の変異が高頻度に見られるが、これらの遺伝子の変異によっては、代謝は変化しないことが判明した。また、大腸がんの代謝のリプログラミングの分子メカニズムについて解明しつつあり、現在その作業仮説を検証実験中である。1)エネルギー代謝経路に特化したメタボローム解析技術の高感度化近年、がん特異的な代謝を解明し、代謝酵素を標的とした抗がん剤の開発が精力的に行われている。本研究では、がん患者から採取した正常組織とがん組織のメタボローム、プロテオーム、トランスクリプトーム、ゲノムの解析結果から、がん細胞に特異的なエネルギー生産経路やがんの生存戦略に関わる分子ネットワークを探索し、さらにモデルマウスや培養細胞の実験を行って、効率的な抗がん剤の新規標的の発見を目指すものである。
農業用水路における魚類の棲息環境と水理特性に関する研究

本研究では,魚類にとって良好な生息環境とはどのようなものかを,主として用水路の水理環境の側面から検討した.すなわち,水路の水理環境に対するメダカの選好特性を室内実験で把握するとともに,現地観測を通して室内実験で得られた知見の検証を試みた.まず,農業用水路の水理環境に対するメダカの選好性を評価するため,室内実験を行った.流速因子および水深因子,遮蔽因子を変化させ,これらの因子に対するヒメダカの選好強度をファジィ推論によって定量化する一方で,これらの因子を多様に変化させた水槽内でのメダカの定位パターンや現地観測結果から,得られた選好強度式の検証を行った.次に,個体ベースモデルによる棲息環境評価を視座においた魚群行動モデル構築のため,水槽実験と数値実験を行った.水槽内でメダカを自由に遊泳させ,この軌跡から,個体の特徴パラメータとして遊泳速度とNearest Neighbor Distance (NND),魚群の結合性のパラメータとして拡がり度,魚群の並行定位性のパラメータとして偏向度を選択し,水槽実験で得られた知見を基に,群行動の数理モデルを検討した.モデリングには行動パターンモデルを採用した.数値実験によつてモデルの特徴を明らかにするとともに,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度の再現には行動パターンモデルは有効であるとの結論を得た.さらに,魚類の遊泳行動の特徴抽出を目的として,ウェーブレット解析やカオス工学のリターンアップ・フラクタル次元,相関次元,リアプノフ数を上記水槽実験で得られた遊泳軌跡に適用し,これらによって遊泳行動の定量的な特徴抽出が可能であること,魚類の安息度の評価やバイオモニタリングなどへの応用が可能であることを示した.本研究では,魚類にとって良好な生息環境とはどのようなものかを,主として用水路の水理環境の側面から検討した.すなわち,水路の水理環境に対するメダカの選好特性を室内実験で把握するとともに,現地観測を通して室内実験で得られた知見の検証を試みた.まず,農業用水路の水理環境に対するメダカの選好性を評価するため,室内実験を行った.流速因子および水深因子,遮蔽因子を変化させ,これらの因子に対するヒメダカの選好強度をファジィ推論によって定量化する一方で,これらの因子を多様に変化させた水槽内でのメダカの定位パターンや現地観測結果から,得られた選好強度式の検証を行った.次に,個体ベースモデルによる棲息環境評価を視座においた魚群行動モデル構築のため,水槽実験と数値実験を行った.水槽内でメダカを自由に遊泳させ,この軌跡から,個体の特徴パラメータとして遊泳速度とNearest Neighbor Distance (NND),魚群の結合性のパラメータとして拡がり度,魚群の並行定位性のパラメータとして偏向度を選択し,水槽実験で得られた知見を基に,群行動の数理モデルを検討した.モデリングには行動パターンモデルを採用した.数値実験によつてモデルの特徴を明らかにするとともに,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度の再現には行動パターンモデルは有効であるとの結論を得た.さらに,魚類の遊泳行動の特徴抽出を目的として,ウェーブレット解析やカオス工学のリターンアップ・フラクタル次元,相関次元,リアプノフ数を上記水槽実験で得られた遊泳軌跡に適用し,これらによって遊泳行動の定量的な特徴抽出が可能であること,魚類の安息度の評価やバイオモニタリングなどへの応用が可能であることを示した.本研究では、魚類にとって良好な生息環境とはどのようなものかを,水理学的側面から検討することを目的としている.初年度の今年度は,水理環境に対するメダカの選好特性を室内実験で把握した.また,メダカの環境応答の特徴抽出にカオス工学的手法の適用可能性を検討した.さらに現地観測によって,室内実験で得られた知見の検証を試みた.まず,農業用水路の水理環境に対するメダカの選好性を評価するため,室内実験を行った.流速因子および水深因子,遮蔽因子を変化させ,これらの因子に対するヒメダカの選好強度をファジィ推論によって定量化する一方で,これらの因子を多様に変化させた水槽内でのメダカの定位パターンや現地観測結果から,得られた選好強度式の検証を行った.次に,個体ベースモデルによる水環境評価を視座においた魚群行動モデル構築のため,水槽実験と数値実験を行った.水槽内でメダカを自由に遊泳させ,この軌跡から,個体の特徴パラメータとして遊泳速度とNearest Neighbor Distance(NND),魚群の結合性のパラメータとして拡がり度,魚群の並行定位性のパラメータとして偏向度を選択し,水槽実験で得られた知見を基に,群行動の数理モデルを検討した.モデリングには行動パターンモデルと多層パーセプトロンモデルを採用した.数値実験によって両モデルの特徴を明らかにするとともに,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度の再現には両モデルとも有効であるとの結論を得た.さらに,魚類の遊泳行動の特徴抽出を目的として,ウェーブレット解析やカオス工学のリターンマップ,フラクタル次元,相関次元,リアプノフ数を上記水槽実験で得られた遊泳軌跡に適用し,これらによって遊泳行動の定量的な特徴抽出が可能であること,魚類の安息度の評価やバイオモニタリングなどへの応用が可能であることを示した.本研究では,魚類にとって良好な生息環境とはどのようなものかを水理学的側面から検討することを目的とし,水理環境に対するメダカの選好特性を室内実験で把握するとともに,メダカの環境応答の特徴抽出にカオス工学的手法の適用可能性を検討した.

さらに現地観測によって,室内実験で得られた知見の検証を試みた.まず,農業用水路の水理環境に対するメダカの選好性を評価するため,室内実験を行った.流速因子および水深因子,遮蔽因子を変化させ,これらの因子に対するヒメダカの選好強度をファジィ推論によって定量化する一方で,これらの因子を多様に変化させた水槽内でのメダカの定位パターンや現地観測結果から,得られた選好強度式の検証を行った.次に,個体ベースモデルによる水環境評価を視座においた魚群行動モデル構築のため,水槽実験と数値実験を行った.水槽内でメダカを自由に遊泳させ,この軌跡から,個体の特徴パラメータとして遊泳速度とNearest Neighbor Distance (NND),魚群の結合性のパラメータとして拡がり度,魚群の並行定位性のパラメータとして偏向度を選択し,水槽実験で得られた知見を基に,群行動の数理モデルを検討した.モデリングには行動パターンモデルと多層パーセプトロンモデルを採用した.数値実験によって両モデルの特徴を明らかにするとともに,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度の再現には両モデルとも有効であるとの結論を得た.さらに,魚類の遊泳行動の特徴抽出を目的として,ウェーブレット解析やカオス工学のリターンマップ,フラクタル次元,相関次元,リアプノフ数を上記水槽実験で得られた遊泳軌跡に適用し,これらによって遊泳行動の定量的な特徴抽出が可能であること,魚類の安息度の評価やバイオモニタリングなどへの応用が可能であることを示した.
電磁気調査および古地磁気による遺跡探査法の開発研究

本年度は,下記の4遺跡において各種の探査実験と発掘調査とを行ない,以下のような成果をあげた。1.石川県珠洲市寺家黒畑窯(広域流通窯,12世紀末13世紀初):全磁力,フラックスゲート磁気の両探査から,2地区で,磁気異常地域がそれぞれ2地域で認められた。発掘された窯跡は磁気異常から推定される位置と一致し,加熱を被った遺構における磁気探査の有効性が検証できた。二極法電気探査では,顕著な異常地域は認められなかった。なおその窯業技術が,兵庫県の神出・魚住窯(同時代の中世須恵器窯)に近いことが判明したため,その技術的な特色を熱履歴・岩石地磁気分析等を通じて解析中である。2.富山県立山町室堂(山岳宗教遺跡の建物,中世近代):電気探査によって,道(土間)の部分が高比抵抗の領域とした現れ,高床住居の床下部分と道(土間)の部分を識別することができた。これは,踏み締めの強弱の差が土壌の電気比抵抗に反映したと考えられる。また磁気探査により,基檀を拡張した帯状の部分が磁気が弱い領域として検出できた。これは使用した土壌の違いによるものであった。このように探査によって,建物の床下部分と土間・道とを識別できたり基壇土壌の性質を判定できることが判ったことは,画期的な成果である。3.縄紋土器の焼成実験地域(富山大学構内):縄紋土器の焼成を行ない,その焼成中の温度や熱の及び方,また焼成後に磁気と電磁気とを測定する実験を行なった。プロトン全磁気探査(センサー高45cm)では,焼成前後で顕著な変化は得られなかったが,帯磁率とフラックスゲート磁気探査及び電磁探査では変化が捉えられた。
組織特異的カルパインによるマクロファージ泡沫化ならびに動脈硬化の制御

プロテアーゼ活性をもたないカルパインファミリーの一員であるカルパイン6は、炎症性マクロファージに高発現し、エクソンジャンクション複合体を核内に誘導する因子であるCWC22と細胞質で結合してその核内移行を抑制した。これにより、Rac1をはじめとする種々の遺伝子のスプライシングを阻害し、マクロファージによるLDLの飲作用(ピノサイトーシス)ならびに動脈硬化モデルマウスの病変形成を促進した。細胞内プロテアーゼ、カルパインファミリーのうち、唯一の非プロテアーゼ型亜種であるCalpain-6の動脈硬化病変形成における役割を検討した。LDL受容体欠損マウスに高脂肪食を負荷し、動脈硬化病変形成を誘導した。免疫組織化学的検討では、Calpain-6は動脈硬化病変の泡沫化マクロファージに局在していた。Calpain-6とLDL受容体二重欠損マウスの動脈硬化病変は、LDL受容体単独欠損マウスに比較して有意に抑制された。また、二重欠損マウスの骨髄細胞をLDL受容体単独欠損マウスに移植すると、LDL受容体単独欠損マウスの骨髄移植を施した群に比し、動脈硬化病変の形成は44%抑制された。さらに、二重欠損マウスの骨髄細胞を二重欠損マウスに移植すると、LDL受容体単独欠損マウスの骨髄移植を施した群に比し、動脈硬化病変の形成は36%抑制された。以上より、マクロファージに発現するCalpain-6はLDL受容体欠損マウスの動脈硬化病変形成に重要な役割をもつことが明らかになった。Calpain-6欠損マウス骨髄由来マクロファージによる受容体非依存的LDLの細胞取り込み(pinocytosis;飲作用)を検討すると、野生型に比し有意に低下しており、マクロファージの泡沫化も低下していた。骨髄由来マクロファージの分化誘導実験では、Calpain-6欠損によりRhoA/Rac1の発現比が低下した。すなわち、Calpain-6欠損によりRac1依存的なLDLのpinocytosisが低下していることが示唆された。マクロファージにおける過剰なLDL取込みは、細胞内コレステロールの蓄積を引き起こし、動脈硬化症の原因となる。前年度までの研究により、カルパインファミリーの非プロテアーゼ型アイソフォームであるカルパイン-6がマクロファージ飲作用(pinocytosis)を介したnative LDL取込みを促進し、その結果動脈硬化症を増悪化することを明らかにした。当該年度では、これらの分子機構をさらに解析した。カルパイン-6野生型ならびに欠損マウスより単離した骨髄由来マクロファージの解析により、カルパイン-6はスプライシング関連因子CWC22と細胞質において結合することが明らかとなった。このタンパク質間相互作用の結果、CWC22の核移行が妨げられ、CWC22のターゲット遺伝子であるRac1のmRNA成熟ならびにタンパク質発現が抑制された。Rac1発現の低下は飲胞(pinosome)の成熟およびリソソームへの移行を容易にし、結果として飲作用活性を促進した。カルパイン-6を阻害することによりCWC 22の核移行を促進し、飲作用を介したマクロファージ泡沫化を抑制するというあらたな動脈硬化治療戦略が提唱できるものと考える。前年度までにカルパイン-6欠損によりマクロファージによるLDL pinocytosisが低下している事が明らかになっていたが、その分子機構に関して、細胞質におけるカルパイン-6とスプライシング関連因子CWC22との相互作用の重要性を明らかにした。マクロファージは、スカベンジャー受容体を介する酸化LDLの取り込みのほか、ピノサイトーシス(飲作用)によってもLDLを細胞内に取り込み、マクロファージ由来泡沫細胞に変化して動脈硬化病変形成に重要な役割を果たす。LDLの飲作用の分子機構に関しては不明の点が多く、これを解明することによりあらたな動脈硬化治療戦略の構築が期待される。TNF-alphaを初めとする炎症性サイトカインでマクロファージを刺激すると、プロテアーゼ活性をもたないカルパインファミリーの一員であるカルパイン6(CAPN6)の発現が増加した。CAPN6はエクソン・ジャンクション複合体を核内に誘導する因子であるCWC22と細胞質で結合し、CWC22の核内移行を抑制することにより、Rac1シグナル関連分子のスプライシングを抑制した。CAPN6/LDL受容体二重欠損マウスのマクロファージでは、CWC22の核内移行が活発でマクロファージのLDL飲作用は抑制され、その結果LDL受容体単独欠損マウスに比べ動脈硬化病変の形成が抑制された。LDL受容体欠損マウスの動脈硬化病変におけるマクロファージはCAPN6を高発現しており、マクロファージの運動は低下し、その結果病変部からのマクロファージの排出は低下した。CAPN6欠損マウスの骨髄細胞をLDL受容体欠損マウスに移植すると、野生型マウスの骨髄細胞を移植したLDL受容体欠損マウスに比し動脈硬化病変形成が抑制された。ヒト動脈硬化病変のマクロファージもCAPN6を高発現しており、CWC22の核内移行を阻害していた。以上よりCAPN6はCWC22の下流にある動脈硬化関連因子のmRNAスプライシングを阻害することにより、動脈硬化促進的役割を果たしていることが明らかとなった。これにより、Rac1をはじめとする種々の遺伝子のスプライシングを阻害し、マクロファージによるLDLの飲作用(ピノサイトーシス)

ならびに動脈硬化モデルマウスの病変形成を促進した。Calpain-6がLDL受容体欠損マウスの動脈硬化病変に存在するマクロファージに限局して発現していることから、動脈硬化病変の形成に重要な役割を持つことが示唆されていた。当該年度に行ったCalpain-6、LDL受容体欠損マウスを用いた骨髄移植実験により、マクロファージに発現するCalpain-6が動脈硬化病変形成の鍵を握ることが動かしがたい事実となった。これまでの研究は、LDL受容体欠損マウスならびにカルパイン-6欠損マウスとそれらの骨髄由来マクロファージを用いて行ってきたが、今後ヒトの動脈硬化病変ならびにヒトマクロファージにおいてもマウスと同様の知見が得られるかを検討したい。生化学LDL pinocytosisの分子機構を明らかにするために、マウスマクロファージに発現するCalpain-6結合タンパク質を、免疫沈降、質量分析を用いて網羅的に解析する。また免疫組織学的手法により、ヒト動脈硬化病変におけるCalpain-6の局在を明らかにする。
光励起有機金属気相成長法によるp型ZnO単結晶薄膜の成長

II-VI族化合物半導体のZnOは高効率な紫外線半導体レーザー用の材料として期待されているが,高品質なp型薄膜の成長が課題となっている。本研究では、光励起有機金属気相成長法によるZnOの低温成長について以下のような評価を行った.(1)原料ガスの分解反応の評価in situ分光計測(原料ガスの吸収スペクトルの測定)により,MOCVD法に用いる亜鉛と酸素の有機原料ガスの分解温度,原料ガス同士の気相反応の有無,キャリアガスに水素を用いた場合と窒素を用いた場合の違いを調べ,低温で分解し,気相反応の少ない原料ガスを選定した.また,p型成長層をえるための窒素ドーピングに用いるターシャリーブチルアミンの分解反応と亜鉛と酸素の原料ガスとの気相反応の有無を調べ,400°C前後での低温ドーピングに適することを示した.(2)ZnO薄膜の成長ジメシル亜鉛またはジイソプロビル亜鉛,イソプロピルアルコールまたはターシャリーブチルアルコールを酸素原料に用いたMOCVD法により成長温度400°C以下で良好な表面のZnO薄膜の成長に成功した.しかし,基板の光励起による成長速度の増加の効果は見られなかった.低温(5K)でのフォトルミネッセンス評価の結果,自由励起子発光を主体とする高純度な結晶ができることがわかった.しかし,原料ガスロットの交換により,塩素等の不純物の影響があり,電気特性は10181019cm-3の高濃度なn型を示すようになった.(3)窒素ドープ酸化亜鉛薄膜の評価低VI/II(酸素と亜鉛の供給比)で窒素ドーピングを行った.低温のフォトルミネッセンス測定とラマン分光,ホール効果で評価した結果,10181019cm-3の高濃度窒素ドーピングが達成できた.しかし,原料ガスの純度の問題から,高濃度のp型薄膜の形成に至っていないが,1016cm-3台のp型薄膜を得ることができた.今後、原料ガスの純度の改善と光照射の効果を調べることが課題である.II-VI族化合物半導体のZnOは高効率な紫外線半導体レーザー用の材料として期待されているが,高品質なp型薄膜の成長が課題となっている。本研究では、光励起有機金属気相成長法によるZnOの低温成長について以下のような評価を行った.(1)原料ガスの分解反応の評価in situ分光計測(原料ガスの吸収スペクトルの測定)により,MOCVD法に用いる亜鉛と酸素の有機原料ガスの分解温度,原料ガス同士の気相反応の有無,キャリアガスに水素を用いた場合と窒素を用いた場合の違いを調べ,低温で分解し,気相反応の少ない原料ガスを選定した.また,p型成長層をえるための窒素ドーピングに用いるターシャリーブチルアミンの分解反応と亜鉛と酸素の原料ガスとの気相反応の有無を調べ,400°C前後での低温ドーピングに適することを示した.(2)ZnO薄膜の成長ジメシル亜鉛またはジイソプロビル亜鉛,イソプロピルアルコールまたはターシャリーブチルアルコールを酸素原料に用いたMOCVD法により成長温度400°C以下で良好な表面のZnO薄膜の成長に成功した.しかし,基板の光励起による成長速度の増加の効果は見られなかった.低温(5K)でのフォトルミネッセンス評価の結果,自由励起子発光を主体とする高純度な結晶ができることがわかった.しかし,原料ガスロットの交換により,塩素等の不純物の影響があり,電気特性は10181019cm-3の高濃度なn型を示すようになった.(3)窒素ドープ酸化亜鉛薄膜の評価低VI/II(酸素と亜鉛の供給比)で窒素ドーピングを行った.低温のフォトルミネッセンス測定とラマン分光,ホール効果で評価した結果,10181019cm-3の高濃度窒素ドーピングが達成できた.しかし,原料ガスの純度の問題から,高濃度のp型薄膜の形成に至っていないが,1016cm-3台のp型薄膜を得ることができた.今後、原料ガスの純度の改善と光照射の効果を調べることが課題である.ZnOを用いた高効率発光デバイスの実現に必要な低抵抗p型薄膜の成長を実現するため、本研究では光励起有機金属気相成長法(MOCVD)によるZnO単結晶薄膜の成長とその成長メカニズムの解明、窒素ドーピングに取り組んでいる。今年度は、下記13の成果が得られた。1.in situ分光計測(原料ガスの吸収スペクトルの測定)MOCVD法に用いる亜鉛と酸素の有機原料ガスの分解温度、原料ガス同士の気相反応の有無、キャリアガスに水素を用いた場合と窒素を用いた場合の違いを調べ、低温で分解し、気相反応の少ない原料ガスを選定した。2.単結晶薄膜の成長上記計測の結果から反応性を調べた亜鉛と酸素の有機原料ガスを用いたMOCVD法により成長温度400°C以下でZnO基板上に良好な表面のZnO薄膜の成長に成功した。3.単結晶薄膜の評価今年度、本補助金により温度制御可能なクライオスタットを導入し、フォトルミネッセンス測定装置の立ち上げを行った。このフォトルミネッセンス測定装置により上記ZnO薄膜を評価した結果、室温での自由励起子発光や極低温(5K)においても自由励起子が主体の発光が観測された。また、酸素欠損が原因と考えられる深い準位からの発光は見られなかった。この結果と電気特性の測定等を総合すると極めて高純度で高品質な薄膜が得られていることがわかった。

アンドープで高品質な膜の成長が可能となったので、今後は窒素ドーピングに取り組み、低抵抗p型薄膜の実現を目指す。ZnOを用いた高効率発光デバイスの実現に必要な低抵抗p型薄膜の成長を実現するため、本研究では光励起有機金属気相成長法(MOCVD)によるZnO単結晶薄膜の成長とその成長メカニズムの解明、窒素ドーピングに取り組んでいる。今年度は、下記13の成果が得られた。1.in situ分光計測(原料ガスの吸収スペクトルの測定)p型成長層をえるための窒素ドーピングに用いるターシャリーブチルアミンの分解反応と亜鉛と酸素の原料ガスとの気相反応の有無を調べ、400°C前後での低温ドーピングに適することを示した。2.原料ガス純度の検討前年度は高純度なアンドープ酸化亜鉛の成長に成功したが、今年度は原料ガスの交換によりキャリア濃度が上昇した。5Kのフォトルミネッセンス測定では自由励起子による発光が見られなくなり純度の悪化が確認された。原因としては亜鉛原料の中に含まれる塩素によると考えられる。3.窒素ドープ酸化亜鉛薄膜の評価5Kでのフォトルミネッセンス測定により石英基板上の窒素ドープ酸化亜鉛薄膜で窒素アクセプタによると考えられる束縛励起子発光を観測し、ホール効果測定の結果10^<16>cm^<-3>台のp型伝導が得られた。しかし、酸化亜鉛基板の場合はアクセプタの混入は認められなかった。これは結晶方位の違いにより窒素の取り込み効率または亜鉛/酸素サイトに入る効率が変化するためと考えられる。今後、原料ガスの純度の改善と酸化亜鉛基板でp型を得るための窒素ドーピングの条件を調べていく。ZnOを用いた高効率発光デバイスの実現に必要な低抵抗p型薄膜の成長を実現するため,本年度は有機金属気相成長法(MOCVD)によるZnO単結晶薄膜の成長において原料ガス純度の向上と、窒素ドーピングに取り組んだ.1.原料ガス純度の検討p型成長に有害なドナー不純物の対策として亜鉛原料を精製回数を増やしたロットと交換し,キャリア濃度の変化を調べた.亜鉛原料を数ロット(ジイソプロピル亜鉛とジメチル亜鉛)交換し,キャリア濃度を調べたが,アンドープで10^<18>10^<19>cm^<-3>の高濃度なn型を示し,改善は見られなかった.2.成長速度と発光強度の改善昨年度まで,酸素原料にイソプロピルアルコールを用いていたが,より反応性の低いターシャリーブチルアルコールを用いることにより,成長速度の改善とフォトルミネッセンスの発光強度が高くなることがわかった.3.窒素ドープ酸化亜鉛薄膜の評価低VI/II(酸素と亜鉛の供給比)で窒素ドーピングを行った.低温のフォトルミネッセンス測定とラマン分光で評価した結果,10^<18>10^<19>cm^<-3>の高濃度窒素ドーピングが達成できていることがわかった。しかし,原料ガスの純度の問題から,アンドープで高濃度なn型を示すためp型を得ることにはまだいたっていない.今後、原料ガスの純度の改善と光照射の効果を調べることが課題である.
CAD/CAM用ソリッドモデルのCSGデータ標準化のための基礎研究

本研究の目的は最近必要性の高まっているCAD/CAM用ソリッドモデルのデータ標準化の課題に貢献することである。その課題の基礎研究として次の諸項目を設定し、それぞれに対して実用性のある解を与えた。1.CSGデータ構造の唯一定義性の確保(一つの形状定義のために一つのデータ構造を対応させること);形状入力のためのマンマシンインタフェースを作成して、自動的に標準データが得られるようにした。2.標準CSGデータフォーマットと標準データ構造の提案;2次曲面をサーフェースとして持つ円筒、円錐、球などのプリミティブを16個採用して基本形状要素とした。これをセグメントーマクローパートーユニットとなる階層構造で構成し、セグメント間は和差積の集合演算子で無順序形式の結合、マクロ間は定義順序に従ってボトムアップにトリーを構成するような階層結合とした。3.CSGデータよりBーRepsへの変換法の確立;CSGから各プリミティブ間の交線(稜線を含む)を解析的に導き(2次曲面であるからこれが可能)、交線と面分間のネットワークを形成させることによってこれを行った。4.標準CSGによって定義された形状の入力、作図等各種アプリケーションが可能なシステムを開発し、標準の検証を行うこと;具体システムをワークステーションAppolo59、3000上に実現した。以上が主要な研究成果であるが、現在CAD/CAM分野の発展は著しく、形状データに関しても、単にデータのレべルにとどまらず知識としての情報を扱う方向に進んでいる。標準化もまたそのような方向に合わせる必要がある。CSGの標準化は知識化の流れにも貢献できると考えられる。本年度はその初年度で、次の各項目について検討を進めてきた。(1)すでに公開されているいくつかのソリッドモデルについて、そのCSGの表現方式の仕様を調査した。その結果、形状要素(Primitive)については類似性が強く、16種ぐらいのパターンに帰着することが分った。構造についてもボトムアップ型トリー構造が基本であり、和、差、積の集合清算によって組み合わせることも共通している。(2)唯一定義法に制限した場合のプリミテイブとデータ構造について、種々な可能性を検討し、出来る限り従来の定義法をカバーするような方式について一応の決定を見た。プリミテイブは平面、円筒、直方体、球、円錘(円錘台)、四角錘(四角錘台)、だ円柱、放物曲面柱、自由曲面体を基本とし、これを組合せられるようにすると共に、エレメント、セグメント、マクロ、パートの階層構造を採用した。これらは今後検討を続ける予定である。(3)CSGデータ構造の定義の唯一性を保証するために必要な同一面問題について検討した。(4)CSGからB-Reps(Boundary Representatieris)への変換問題について研究した。すなわち、CSGの標準化問題はその定義の唯一性保証と関連してB-Repsへの変換問題と深く関連している。(5)CSGからCSGへの相互変換問題についても検討し、B-Repsヘの変換とともに簡単なプログラムを作成した。本年度は3ヶ年の研究期間のうち第2年度に当たる.昨年度行われた基本調査とこれに基ずいて決定された基本CSGプリミテイブに関して,本年度は昨年度に引き続いて,CSGデータ構造の唯一性保証のための同一面問題の解決,CSGデータからBーRepsデータへの変換法の確立,CSGからCSGへの相互変換技術の確立を理論的検討と実際的プログラム開発の両者によって行った.さらに本年度は新たにマンマシンインタフェースの標準化問題にとり組んだ.そのためにウインドウシステム(固定型)を含むCSGベースCADシステムのプロトタイプ開発に着手した.これを通してCSGソリッドモデラーの形状インプットシステムとして必要な機能や,形状データベースの検索,修正によるモデリング過程の諸問題を検討した.

実際にFORTRAN20000ステップ程度のシステムを開発し,約16種のプリミティブを用いてソリッドモデルを対話的に構築できるようにした.プリミティブをセグメントーパートーユニットの階層構造に構成し,セグメント間は和差積の集合演算による結合,パート間はスライド,ローテーション,フイックスの関係によってそれぞれ構築する.本年度はこのシステムが標準としての十分な機能をもつかどうかを検討し,修正を加えて,CSG標準案を作成する予定である.なお本年度は研究代表者が北海道大学より京都大学へ配置換えになったので,両大学の共同研究によって開発した.本研究はCAD/CAM用ソリッドモデルのCSG形状に対する標準化案を提案するために次の諸問題を解決することを目的としている。1.CSGデータ構造の唯一定義性(一つの形状定義のために、一つのデータ構造を対応)の確保。2.任意CSGと標準CSGの相互変換可能性の保証3.標準CSGデータの作成法の確立4.標準のCSGデータよりBーRepsへの変換法の確立5.上の結果を用いて標準CSGを提案する。6.標準CSGによって定義された形状入力、作図、各種アプリケーションが可能なシステムを開発する。すでに昭和61年度、62年度において13項を終えているので、本年度は46を研究した。まず4項のBーRepsへの変換問題に関しては、標準CSGのサーフェースを2次曲面に限定し、CSGプリミライブ間の交線(稜線を含む)の解折的尊出プログラムを作った。さらに各交線の結合を調べてネットワーク化することによって位相構造化されたBーRepsを得ることが出来た。これをパーソナルワークステーション、Appolo DN3000上に実現した。次に4項までの成果をもとにCSGの標準基本形状要素とそのデータ構造を提案した。つづいてこのデータ構造が基本形状要素として適当であることを実証するために、入力或はデータ修正のためのマンマシンインタフェースを作成した。また、CSGからのグラフィックス出力を得るためのプログラムも作成した。
キリスト教英文文書からみた清末民初の広東地域社会

中国広東省の汕頭、潮州一帯の地域史を、可能な限り民衆史として再構成した。扱う時期は、明の中期から1920年代まで。要点は以下の通りである。(1)宗族をめぐる村落間関係が1920年代にも継続していること。(2) 1890年代の中頃から住民による自助運動が盛んになり、その頂点が1920年代の農民運動であること。(3) 1890年代の中頃以降にはまた、地域を越えて物事を考える広い視野が、住民の間に出現したこと。本研究は、近代の宣教師関連文書を整理、分析することにより、(1)中国社会のより下層部分の実態を解明しつつ、当該地域の地域史を再構築することと、(2)こうした作業を通して同文書の有用性と限界を明らかにすること、の2点を目的とする。対象地域は広東省東部、対象時期は清末から1920年代末である。このうち本年度は清末から1920年代への過渡期、具体的には辛亥革命期をはさんだ時期についてまとめる予定であったが、次の2篇の論文を執筆することができた。(1)「近代広東の民衆組織と革命-匪賊的行動様式の観点から」、(2)「キリスト教と近代中国社会-魂の救済から社会の救済へ」。前者は、清末に発生した住民の組織化の動きが、20年代の農民運動にどのように繋がっていくのかを検討し、後者は、19世紀から20世紀への境目にあって、宣教師と中国人信者がある意味でたがいに歩みより、社会への視点を備えた新しいタイプのキリスト教が現れることを、明らかにしようとした。これらの論文は、いずれも平成22年度に刊行予定である。広東省にかんする重要な史料館として、孫中山文献館がある。本年夏の調査により、従来すでに収集していた史料と合わせ、本史料館での調査を基本的にすべて終了することができた。そのなかで、辛亥革命期の汕頭の様子を克明に綴った貴重な史料も入手することができた。論文としては、「近代広東の民衆組織と革命」(高橋伸夫編『救国、動員、秩序-変革期中国の政治と社会』慶応義塾大学出版会、所収)を刊行することができた。民間の自立した自助運動の視点から、1890年代から1920年代までの広東東部史を整理したものであり、1920年代にいたっても、農村社会の基層部分には清朝期と同様の行動様式が存在したことが確認できた。これによって、筆者にとって研究上の空白となっていた19世紀と20世紀の境界部分を、いくぶんなりとも埋めることができ、本研究の目的である19世紀中葉から20世紀前半までを見通した地域史の構築に、一歩近づくことができた。また、学会発表として、「近代中国の大量死と政治的暴力-広東東部地域を中心として」というテーマで報告を行った(アジア政経学会)。これは、「大量死」という視点にたって19世紀から新中国成立後までを見通したもので、地域社会の連続性と、海外との関係が深くなるにともなう断続性とを確認することができた。さらに、「キリスト教と近代中国社会-魂の救済から社会の救済へ」を執筆し、キリスト教の受容と慈善活動の展開という観点から、地域社会の変化を考察した。宣教師の側においては従来の布教観からの脱却、また信者、住民の側としては救国、またその基礎としての国家への意識が育つことを通して、慈善事業が地域に根付きはじめたことを、指摘した。本論文はまもなく刊行の予定である。論文として、「キリスト教と近代中国社会-魂の救済から社会の救済へ」(ひろたまさき、横田冬彦編『異文化交流史の再検討』平凡社、2011年)を発表した。これは、本研究が主題とする広東東部地区に焦点をあてつつ、19世紀末から20世紀初頭にかけて地域住民のなかに起こった、ある種の意識の変化を跡づけたものである。このころ中国のキリスト教は歴史的な転換を遂げつつあった。個人の魂を救済というそれまでの目的に、社会事業という新しい任務が加わってきたのである。中国人信者の側も、従来は生活上の利益を得ることが入信のおもな目的だったが、YMCAの青年信者を中心として、社会および社会活動へと視野の広がりを見せはじめた。すなわち、北京や上海などの大都会の知識人のみならず、地方の田舎でも住民自体に重要な変化の起こりつつあったことが確認できた。これによって、本研究の目的である19世紀中葉から20世紀前半までを見通した地域史の構築にかんして、空白部分を一部埋めることができた。また、論文としては発表していないが、明の中期から清の中期にいたる時期を対象として、広東東部地区の村落史を整理した。同族村的で、かつ自立性の強い村落がどのような経緯で成立し、どのように存続し、またときにどのように地方官に抵抗したのか、という歴史である。
喘息感受性の候補遺伝子TSLPとSNPsによる発現調節

TSLPはアレルギー発症に重要なサイトカインであることが明らかになっている。本研究では、疾患-対照相関解析を用いて小児ならびに成人喘息の発症あるいは呼吸機能とTSLP遺伝子領域に高い相関のある遺伝子多型を見いだした。すなわち、プロモーター領域には発症と相関するSNPs(rs3806933およびrs2289276)を同定した。感染疑似物質であるpoly(I : C)刺激したヒト気道上皮細胞ではこれらの関連SNPsによって、TSLP発現誘導活性を有意に上昇されることを見いだした。また、イントロン2には、成人喘息での呼吸機能に関連するSNP(rs2289278)を見出した。以上のことから、TSLP遺伝子多型には喘息との関連性があり、ウイルスの気道感染によって誘導されるTSLP産生の亢進に関与する可能性が考えられた。気道感染症が気管支喘息発症を高める原因の一つとして強く示唆されている。TSLPはアレルギー発症に重要なサイトカインであるが、申請者は感染刺激による気道上皮細胞のTSLP遺伝子の発現とその転写制御のメカニズムを解明してきた。本研究では、TSLP遺伝子の多型と喘息発症との関連、そのメカニズムを明確にすることを目的とする。また、TSLP遺伝子多型と気管支喘息薬の治療効果の関連も明らかにしたい。すでにTSLP遺伝子領域の全SNPの同定を行っており、TSLP遺伝子領域の詳細な連鎖不平衡マップを作製済である。相関解析を行うにあたってgenotypingに必要なマーカーSNPsも選択済である。本年度は主にTSLP遺伝子多型と疾患関連の相関解析を行った。さらに、臨床情報と患者サンプルの多型間の関連も調査を行った。1)気管支喘息の発症とTSLP多型・収集済の小児ならびに成人気管支喘息患者(それぞれ530名と460名)の検体と対照検体について疾患-対照相関解析の本試験をおこない、小児ならびに成人喘息と極めて高い相関のあるSNPを見いだした。・今後は多型間の関連を検討していく予定である。2)喘息重症度とTSLP多型呼吸機能、血中IgE濃度、好酸球数、重症度等の臨床データを用いて被検者サンプルの統計処理を終了した。呼吸機能の改善率(ΔFEV1.0%など)とTSLP遺伝子多型の関連をトレンド解析を用いて行った。予備検討の結果では成人喘息での呼吸機能に関連するTSLP遺伝子多型を見出した。一方、血中IgE濃度、好酸球数、重症度等の臨床データと相関する多型は認められなかった。・TSLPはアレルギー発症に重要なサイトカインであるが、感染刺激による気道上皮細胞のTSLP遺伝子の発現とその転写制御のメカニズムを解明してきた。本研究では、体質による疾患と治療のメカニズムの一端にTSLP関与を明確にすることを目的とした。昨年度までに、小児喘息患者ならびに小児時より発症している成人喘息患者の検体と対照検体について疾患-対照相関解析の本試験をおこない、喘息発症と高い相関のある多型をTSLPプロモター領域に2箇所に見いだした。本年度は、喘息関連SNPsに機能変化のメカニズムの解明を行った。また、臨床情報を基に、TSLP遺伝子多型と喘息の重症度の相関解析、さらに喘息薬による薬効に関連する多型の解析も行った。1)喘息の発症の制御SNPの作用機序の解明・相関の示した多型の一つは、気道上皮細胞に対する感染疑似刺激でTSLPの発現活性が有意に増加した(rs3806933)。他の相関を示したSNP(rs2289276)においても、感染疑似刺激で転写調節因子AP-2αの結合に変化が生じることが明らかになった。以上より、喘息の発症頻度が高い多型は、気道上皮細胞に対する感染時にはTSLP発現誘導が高くなることが示唆された。2)喘息重症度とTSLP多型・臨床データを用いて被検者サンプルの統計処理を終了した。呼吸機能の改善率(ΔFEV1.0%など)とTSLP遺伝子多型の関連についてトレンド解析を大量データを用いて行った。成人喘息での呼吸機能に関連するTSLP遺伝子多型をイントロン2に存在するSNP(rs2289278)を見出した。3)TSLP多型のハプロタイプ解析および喘息薬の影響・関連性が認められた多型のハプロタイプ解析から、もっとも高い相関が得られたハプロタイプでは、感染刺激時の気道上皮細胞のTSLP発現誘導を有意に上昇したが、それにたいしても、グルココルチコイドとβ2遮断薬の併用でTSLP産生の強い抑制を見いだした。

TSLPはアレルギー発症を引き起こすサイトカインであることが明らかになっている。本研究では、TSLP遺伝子領域に存在する遺伝子多型が小児喘息(639検体vsコントロール838検体)ならびに成人喘息(641検体vsコントロール376検体)の発症あるいは呼吸機能と高い相関があることを示してきた。さらに、プロモーター領域に位置する関連多型(rs3806933およびrs2289276)は、感染疑似物質poly(I:C)で刺激したヒト気道上皮細胞において、TSLP発現誘導活性を上昇させることを見いだした。また、喘息薬であるグルココルチコイドとβ2遮断薬は関連多型とは無関係に、気道上皮細胞のTSLP産生を抑制することを見いだした。本年度は、poly(I:C)刺激時のTSLP発現量および喘息薬の産生抑制について、ヒト由来の複数の気道上皮細胞によりTSLP遺伝子の多型間の発現誘導活性の違い、および喘息薬の抑制作用の検証を試みた。喘息発症感受性アレル・ホモ、非感受性アレル・ホモおよびヘテロ遺伝子型の上皮細胞について、それぞれ2人に由来する培養細胞を収集して評価した。その結果、いずれの上皮細胞においても、poly(I:C)刺激によるTSLP発現誘導作用と喘息薬による抑制効果が示された。このことは、気道上皮細胞は既存の喘息薬の標的組織の一つであることを示唆した。しかし、その値のふれ幅は個体間差の影響が大きく、TSLP感受性遺伝子多型間の傾向を見いだすことは困難であった。感染刺激に関わる情報伝達分子群の遺伝子多型が喘息発症に関与することが、関連解析から示されている。これらの多型も考慮して解析する必要性が考えられた。
プロテオミクス解析を用いた小脳発達制御因子Ptf1aの機能解析

マウス小脳をモデル系として、転写因子Atoh1を発現する領域が全種類の興奮性神経細胞を、転写因子Ptf1aを発現する領域が全種類の抑制性神経細胞を生み出すことが報告されている。本研究は、転写因子Ptf1aの結合分子をプロテオーム解析により網羅的に同定することで、異なる種類の神経細胞が産み出される分子機構の解明を遂行する。研究成果として、Ptf1a結合候補分子を542分子同定することに成功した。候補分子を8分子に絞り込み、Ptf1aに直接結合する分子として6分子同定した。さらに、複数の分子が抑制性神経細胞の中でもプルキンエ細胞の細胞系譜でのみ発現するということが明らかになった。また、Ptf1aノックアウトマウスでその発現が失われるということから、Ptf1a遺伝子の下流で働く分子でも同定することができた。さらに、興奮性神経細胞の産生についても解析するためにAtoh1結合分子についても解析を行った。その結果、Atoh1ノックアウトマウスでその発現が失われる分子を同定できた。以上の結果から、プロテオミクス解析により複数の分子がAtoh1/Ptf1aの下流で興奮性/抑制性神経細胞の形質獲得に関与している可能性が示唆された。中枢神経系には多種類の神経細胞が存在する。それぞれ異なる種類の神経細胞が複雑なネットワークを形成することで脳機能の基盤を作り出す。近年、マウス小脳をモデル系として、転写因子Atoh1を発現する領域が全種類の興奮性神経細胞を、転写因子Ptf1aを発現する領域が全種類の抑制性神経細胞を生み出すということが報告されている。神経細胞のサブタイプには大きく分けて興奮性と抑制性の神経細胞に分類できる。しかし、それぞれサブタイプの中のさらに異なる種類の神経細胞が産み出される分子機構は不明である。本研究は、転写因子Ptf1aの結合分子をプロテオーム解析により網羅的に同定することで、分子間相互作用の解析に重きを置き、研究を遂行する。最終的に、性質の異なる神経細胞を産み出す分子機構を解明することを目標にしている。平成22年度は、Ptf1a結合候補分子を542分子同定することに成功した。文献を利用して候補分子を8分子に絞り込み、Ptf1aとの結合様式を検討した。その結果、Ptf1aに直接結合する分子として6分子同定した。さらに、免疫染色やin situ hybridization法により分子の絞り込みを行った。その結果、複数の分子が、小脳では抑制性神経細胞の中でもプルキンエ細胞の細胞系譜でのみ発現するということが明らかになった。以上のことから、複数の分子がPtf1aの下流でプルキンエ細胞の形質獲得に関与している可能性が示唆された。従って、平成22年度の研究計画はほぼ達成されたものと考えられる。これまでに、Ptf1a結合候補分子を542分子同定することに成功した。その結果、複数の分子が抑制性神経細胞の中でもプルキンエ細胞の細胞系譜でのみ発現するということが明らかになった。

また、Ptf1aノックアウトマウスでその発現が失われるということから、Ptf1a遺伝子の下流で働く分子でも同定することができた。平成23年度は、興奮性神経細胞の産生についても解析するためにAtoh1結合分子についても解析を行った。その結果、Atoh1ノックアウトマウスでその発現が失われる分子を同定できた。以上のことから、複数の分子がAtoh1/Ptf1aの下流で興奮性/抑制性神経細胞の形質獲得に関与している可能性が示唆された。