hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラットリングフォノンと超伝導

シリコンおよびゲルマニウムからなるクラスレート化合物を用い、その電子物性とフォノンについての研究を行った。クラスレート化合物はかご状の構造を持ち、内部に原子を内包している。本研究ではかご状構造の異なるクラスレート化合物に対して系統的な実験を行い、そこに見られるフォノンの性質について議論を行った。また、かごの内部に内包される原子の種類や、かごを構成する元素の種類の違いからもフォノンが与える物性への影響を議論した。クラスレート化合物ではC60のような、クラスター間に相互作用が殆ど働かない系と異なり、クラスター間に強い相互作用が存在する。また、内包される原子のフォノンは外側のケージのフォノンと相互作用をし、外側のケージはケージを伝播する伝導電子と相互作用をする。そのため内包される原子のフォノンは外側のケージを介して伝導電子と相互作用をする。ここでケージと内包原子との間の相互作用については、内包する原子、ケージの構造ならびにその構成元素により状況が異なることを明らかにした。Type Iクラスレートではこれまでに中性子弾性散乱やラマン散乱、第一原理計算の結果から内包原子がその種類に応じてon-centerおよびoff-center振動を示すことが報告されている。本研究では軟X線光電子分光実験から、Sr原子やBa原子がGaとGeから成るケージの作るポテンシャルの中で静的に振舞っている結果を得た。一方のType IIIクラスレートではケージを構成する元素の異なるBa24IV100(IV=Si,Ge)を用いて、温度の低下とともに内包原子の運動が静的なモードへと推移する過程を観測した。
体外培養した自家結合織幹細胞の移植による組織再建術の開発

本研究では、結合組織(間葉系)幹細胞と呼ばれるこのような内在性細胞の潜在能力をさらに活用した新しい組織再建術の開発を目標とした。すなわち、患者から採取した自家結合織幹細胞を体外で大量培養して移植し、多様な結合組織を再建する新しい術式を模索した。まず、Yamaguchiet al.(2000)J. Biol. Chem.,275,29458-29465では、脂肪細胞及び血管内皮細胞が特異的に合成・分泌しているα4鎖の機能領域を明らかにするために組み換え体分子を大量合成し、そのG領域中のヘパリン結合部位を詳しく解析した。鳥山和宏、川口信子(2001)医学のあゆみ、196,373-378では、脂肪組織再建術の歴史と問題点を解説すると共に、我々の新しい試みを紹介した。Tajima et al.,(2001)Biochim. Biophys. Acta,1540,179-189では、低酸素分圧で培養下の3T3-L1繊維芽細胞の脂肪分化が促進されることを発見し、これがIV型コラーゲンの合成亢進によることを明らかにした。Goto et al.(2001)Biochem J.360,167-172,では、鎖特異的なRNA干渉法を利用してショウジョウバエ・ラミニンのα,β,γ鎖の細胞内会合機構を解析した。北川泰雄、山下泰恒(2001)生化学、73,1227-1233では、我々が発見したラミニンα4鎖の末梢結合組織形成における役割をそのGドメインの構造との関連で議論し解説した。Toriyama et al.(2002)Tissue Engineering,8,157-165では、可溶化基底膜成分の注入による脂肪組織形成過程を電子顕微鏡で観察し、繊維芽状の前駆細胞が基底膜と接触することによって活性化され、同時に侵入する内皮様細胞が作る毛細血管と密接に相互作用しながら脂肪細胞に分化する過程を明らかにした。事故や腫瘍摘出のために失われた結合組織を再建する術式の開発は再生医学の重要な課題である。これには脂肪組織の自家移植術が古くから採用されてきたが、移植脂肪が吸収され易かったり、採取できる脂肪組織量に限界があるなどの問題があった。このような移植医学の限界を克服する方向を探るべく、我々は結合織に内在する間葉系幹細胞の潜在能力を利用する研究を思い立った。この細胞は臨機応変に遊走して、増殖、分化する能力を成体においても維持しているので組織再建に利用できる。例えば、ラミニンやIV型コラーゲンを成分とする可溶化基底膜とbFGFを混合してマウスに皮下注入して体内にゲルを作ると、間葉系幹細胞が遊走してゲルを包む細胞層結節を形成する。ゲルがbFGFを含まないと何も起こらないが、bFGFを含むと内皮細胞がゲル内に侵入して血管を1週間以内に新生し、これでゲル内に酸素や栄養が供給されると、周囲の間葉系幹細胞も侵入して脂肪細胞に分化することを発見した。本年度は、このような間葉系幹細胞のダイナミクスを解明し、体内から分離して大量培養し、これを患者に戻して組織再建に役立てるための基礎実験を行った。

すなわち、緑色蛍光蛋白質(GFP)遺伝子の導入によって体内の全細胞が蛍光を発するマウスから間葉系幹細胞と思われる細胞を分離培養し、これを通常のマウスに移植して、GFPを手がかりにして宿主組織の構築に寄与するか否かを検討している。この予備実験で得た知識をヒトの間葉系幹細胞に適用して、自家移植による組織再建に発展させる予定である。他方で、表皮を形成するヒト角質細胞培養系を利用して、これらが合成・分泌るすラミニンの分子種を解析して裏面に挙げた論文を発表した。また、皮下等の低酸素領域では基底膜成分であるIV型コラーゲンの分泌が促進され、脂肪分化が加速されることをマウス培養モデル細胞(3T3-L1株)を用いて明らかにして発表した。外傷によって皮下軟部組織を失った患者や、顔面の半側の皮下結合織だけが特異的に萎縮する顔面半側萎縮症の患者などの治療には、患者の脂肪組織を採取して、これを必要な部位に移植する脂肪の自家移植法が採用されてきた。しかし、この方法では移植後の吸収や線維化が起こりやすく、移植した体積のかなりの部分が失われる難点があった。脂肪前駆細胞である間葉系幹細胞は結合織に広く分布していて、旺盛な増殖性と遊走性を持っている。我々は、前駆細胞のこの能力を軟部組織欠損創の再建術に利用する目的で動物実験を行い、可逆的な尿素変性で可溶化と再構築ができる基底膜(マトリゲル)を増殖因子と混合してマウス皮下に注入すると、内在性前駆細胞の遊走、増殖と分化が促進されて、任意の部位に、任意の大きさの脂肪組織が新生されることを発見した。本研究では、結合組織(間葉系)幹細胞と呼ばれるこのような内在性細胞の潜在能力をさらに活用した新しい組織再建術の開発を目標とした。すなわち、患者から採取した自家結合織幹細胞を体外で大量培養して移植し、多様な結合組織を再建する新しい術式を模索した。まず、Yamaguchiet al.(2000)J. Biol. Chem., 275, 29458-29465では、脂肪細胞及び血管内皮細胞が特異的に合成・分泌しているα4鎖の機能領域を明らかにするために組み換え体分子を大量合成し、そのG領域中のヘパリン結合部位を詳しく解析した。鳥山和宏、川口信子(2001)医学のあゆみ、196,373-378では、脂肪組織再建術の歴史と問題点を解説すると共に、我々の新しい試みを紹介した。Tajima et al.,(2001)Biochim. Biophys. Acta,1540, 179-189では、低酸素分圧で培養下の3T3-L1繊維芽細胞の脂肪分化が促進されることを発見し、これがIV型コラーゲンの合成亢進によることを明らかにした。Goto et al.(2001)BiochemJ. 360, 167-172,では、鎖特異的なRNA干渉法を利用してショウジョウバエ・ラミニンのα, β, γ鎖の細胞内会合機構を解析した。北川泰雄、山下泰恒(2001)生化学、73, 1227-1233では、我々が発見したラミニンα4鎖の末梢結合組織形成における役割をそのGドメインの構造との関連で議論し解説した。Toriyama et al.(2002)Tissue Engineering, 8, 157-165では、可溶化基底膜成分の注入による脂肪組織形成過程を電子顕微鏡で観察し、繊維芽状の前駆細胞が基底膜と接触することによって活性化され、同時に侵入する内皮様細胞が作る毛細血管と密接に相互作用しながら脂肪細胞に分化する過程を明らかにした。
新規高尿酸血症治療薬の個体間変動因子の解明と個別化薬物療法の確立

高尿酸血症治療薬フェブキソスタットは肝代謝であるため、腎機能に応じた投与量調節が必要なアロプリノールと比較して、幅広い患者に対して処方されることが予測される。本研究計画では、患者を対象とした臨床研究と基礎薬物動態学的研究を通じて、フェブキソスタットの治療効果・薬物血中濃度に与える患者要因の影響を評価した。84名患者を対象とした421点の血中薬物濃度測定の結果を基に、母集団薬物動態解析を実施した。薬物消失クリアランスに対する代謝酵素(UGT1A1,CYP2C9)の遺伝子多型及び腎機能低下の影響は少なく、代謝酵素の遺伝子変異や腎機能低下による薬物動態・治療効果への影響は少ないことが示唆された。本研究では新規に上市された高尿酸血症治療薬であるフェブキソスタットの個別化投与設計を目指し、腎機能や肝機能、代謝酵素の遺伝子多型が体内薬物動態・治療効果に与える影響について検討を進めている。初年度である平成25年度はフェブキソスタットの体内薬物動態に与える腎機能の影響を明らかとした。フェブキソスタットは既存の同効薬であるアロプリノールと比較して腎機能による容量調節が不要であるなどの利点から、腎機能低下患者を中心に処方数が増加している。しかしながら、市販前の臨床試験においては腎機能の指標であるeGFR(推定糸球体濾過速度)が30mL/min/1.73m2未満の高度腎機能低下患者での投与実績は乏しく、腎機能低下患者における有効性・安全性については十分な情報が不足していた。本研究ではこれまでに腎機能低下症例を中心にフェブキソスタット服用患者86名の同意を取得し、薬物血中濃度測定を行った。なかでも、アロプリノールからフェブキソスタットへの薬剤変更した患者群について、母集団薬物動態解析法を用いて薬物動態への影響因子を解析したところ、フェブキソスタットの体内薬物動態は腎機能による影響を受けにくいことが明らかとなった。さらに高度腎機能低下患者群における治療効果(尿酸値低下効果)及び副作用発現率は軽度・中等度腎機能低下患者群と比較しても有意な差は無く、腎機能低下例でも有効かつ安全に使用できる薬剤であることが示唆された。高尿酸血症治療薬フェブキソスタットは肝臓と腎臓で同程度に代謝・排泄をうけるため、従来の同効薬であったアロプリノールと比較して腎機能の寄与が少なく、軽度から中程度の腎機能低下患者に対しても用量調節の必要がないことから、幅広い患者に使いやすい薬剤であるとされる。一方で、本薬剤の薬物動態変動要因については十分な情報がないのが現状である。本研究では、本薬剤の個体内変動要因を解明するため、基礎から臨床への横断的な薬物動態研究を実施することにより本薬剤の個別化薬物投与設計の確立を目指す。本薬剤はUDP-グルクロン酸転位酵素(UGT)によりグルクロン酸抱合をうけることが報告されているが、その反応に関与する分子種は明らかになっていなかった。そこで、基礎薬物動態学的研究では、種々のUGT分子種を発現した昆虫細胞を用いた速度論的解析を実施し、本薬剤の主要代謝酵素を明らかとした。高尿酸血症患者を対象とした臨床薬物動態研究では、85名の患者を導入し、400点以上の血中濃度測定を実施した。これまでの解析から、本薬剤は腎機能低下症例でも腎機能正常患者と同等の薬物動態特性を示すことを明らかとし、高度腎機能低下症例であっても用量調節の必要がない薬剤である可能性を示した。さらに、上述の基礎薬物動態学的研究により明らかとなった本薬剤の代謝に関与する代謝酵素の遺伝子多型と薬物動態および治療効果との関係について、母集団薬物動態薬力学的解析を実施している。高尿酸血症治療薬フェブキソスタットは肝臓で代謝を受けて不活化された後に、肝臓・腎臓から消失されるため、軽度・中等度の腎障害患者でも用量調節の必要が無いとされており、消失経路が腎臓のみである同効薬のアロプリノールと比較して、幅広い患者で使いやすい薬剤であるとされる。従って、実臨床においては様々な背景を有する患者にも処方されることが予測される。一方で、限局された患者を対象とした市販前の臨床試験ではカバーできない患者層に対する投与の有効性・安全性の評価は十分でないのが現状である。そこで本研究計画では、実臨床における患者を対象とした臨床研究と基礎薬物動態学的研究を通じて、フェブキソスタットの治療効果・薬物血中濃度に与える患者背景要因の影響の評価を行った。これまでに、フェブキソスタット服用患者を対象とした臨床研究の結果から、高度腎機能低下患者においても軽度・中等度腎機能低下患者と同等の薬物動態及び治療効果を示すことを明らかとしてきた。また、昆虫細胞を用いた基礎薬物動態実験の結果から、本薬剤が主にUGT1A1とCYP2C9により代謝されることを明らかとした。研究計画の最終年度となる本年度は治療効果及び薬物血中濃度に与える薬物代謝酵素及び薬物トランスポーターの影響解析を目的として、母集団薬物動態解析を実施した。薬物消失クリアランスに対する代謝酵素の遺伝子多型の影響は少なく、代謝酵素の遺伝子変異による薬物動態・治療効果への影響は少ないことが示唆された。

本研究計画では、患者を対象とした臨床研究と基礎薬物動態学的研究を通じて、フェブキソスタットの治療効果・薬物血中濃度に与える患者要因の影響を評価した。84名患者を対象とした421点の血中薬物濃度測定の結果を基に、母集団薬物動態解析を実施した。薬物消失クリアランスに対する代謝酵素(UGT1A1,CYP2C9)の遺伝子多型及び腎機能低下の影響は少なく、代謝酵素の遺伝子変異や腎機能低下による薬物動態・治療効果への影響は少ないことが示唆された。基礎薬物動態研究において、主要代謝酵素の同定に成功していることに加え、臨床薬物動態研究においても当初の目標測定数を達成し、腎機能による影響を明らかにするなど、一定の研究成果を挙げてきたため。臨床薬学現在までの達成度に示したとおり、これまでの研究はおおむね順調に進展していることから、研究計画の変更は予定していない。最終年度である次年度は、これまでに取得した血中濃度データおよび遺伝子多型データを元に母集団薬物動態解析により、フェブキソスタットの薬物動態・薬力学モデルを構築し、個別化投与設計の構築を目指す。これまでに目標症例数に近い患者数を導入し、患者背景に基づく薬物動態解析を進めていることに加え、基礎薬物動態実験においても主要代謝酵素を同定するなど、一定の研究成果を挙げてきたため。現在までの達成度に示したとおり、これまでの研究はおおむね順調に進展していることから研究計画の変更は予定していない。次年度はこれまでに取得した血中濃度測定データ及び遺伝子多型データを母集団薬物動態解析により総合的に解析し、高尿酸血症治療薬の個体間変動要因の同定を試みる。
日本教育思想史における〈教育〉〈哲学〉〈政治〉の連関の構造

本研究課題の2年目にあたる2018年度は、聴き取り調査(インタビュー)を新たに2件実施し、また前年度のインタビューに基づく研究発表を小規模の研究会において行ったほか、〈教育〉〈哲学〉〈政治〉の連関を追究する一局面として、学校儀式における国旗・国歌の取扱いに関して天野貞祐(1884-1980)の思想との関連から考察する論文1編を執筆・発表した。本年度の研究実績は、概ね以下の通り三つに分節化することができる。(1)宮澤康人氏へのインタビュー(2018年6月)と堀尾輝久氏への2回目のインタビュー(2019年3月)を実施した。ともに勝田守一(1908-69)の門下であり、戦後日本の教育学研究をリードしてきた両氏に、勝田の研究関心や京都学派との関連、またご自身の研究活動の展開などについて聴き取りを行った。(2)前年度に2回のインタビューを実施した藤田昌士氏へのインタビュー記録に基づいて、教育科学研究会(教科研)の「道徳と教育」部会および教育学部会にて研究報告を行った(ともに2019年2月)。これらは、藤田氏へのインタビューにより得られた情報を素材として戦後日本の道徳教育研究に関して報告したものである。(3)論文「学校儀式における国旗・国歌の取扱いに関する一考察ー天野貞祐の哲学と教育思想」を執筆し、『日本大学芸術学部紀要』に発表した(2019年3月)。同論文は、学校儀式における国旗・国歌の取扱いに関して、戦後初期に文部大臣を務めた哲学者天野貞祐の思想に即して考察したものである。天野が文相在任中に表明した国旗・国歌の復活という論争的な主張(いわゆる天野通達、1950年)をめぐって、教育政策的なコンテクストと天野自身の思想的なコンテクストとの両面から検討した。結論として、天野通達という形で表明された主張は、天野自身の哲学的な立場と整合性を持つものであったことを述べた。本研究課題のうち、実施時期の点から最も優先度が高い聴き取り調査(インタビュー)に関しては、初年度に行った3回のインタビュー(藤田昌士氏に2回、堀尾輝久氏に1回)を発展させる形で、新たに宮澤康人氏へのインタビューと堀尾氏への2回目のインタビューを実施したほか、学校儀式における国旗・国歌の取扱いと天野貞祐の思想に関する論文の執筆・発表を実現したため、全体として「おおむね順調に進展している」と自己評価している。ただし、詳細に関しては残された課題もある。以下では、それらも含めて分節化して記載する。(1)日本の教育学研究をリードしてきた三氏へのインタビューを本年度までに実現したことは、研究活動の成果と言える。この調査で創出されるテクストは、現代教育に関する証言であるとともに、勝田守一を京都学派の系譜に位置づけ直すための基礎的な情報となる可能性もある。前年度に行った藤田氏へのインタビューに基づいて教育科学研究会の二つの部会において報告を行ったことも成果である。ただし、これらのインタビューについて現時点では学会レベルで未発表であるため、三氏へのインタビューの記録を冊子にまとめるなどして、学術研究に資する形で成果を公表していくことが課題となっている。(2)上記「研究実績の概要」欄にその概要を記載した学校儀式における国旗・国歌の取扱いと天野貞祐の思想に関する論文は、京都学派の系譜に属する哲学者のテクストに関わる研究であり、同論文にて天野における西田哲学の受容に関しても言及したものの、本研究課題で取り組む第一のテクスト群である西田幾多郎(1870-1945)のテクストそれ自体に関する研究は、本研究課題では未だ進展していない。本研究課題を全体としてバランス良く発展させるためには、次年度以降、西田のテクストについての研究も進めることが課題であると考えている。以下の通り分節化して記載する。(1)聴き取り調査(インタビュー)に関しては、本年度までに実施した三氏へのインタビューの記録を冊子などの形にまとめ、学術研究に資する形で公表していくことが目下の課題である。年度末の時点で、堀尾氏への2回目のインタビュー(2019年3月実施)の記録の整理に着手したところであり、これについて次年度の早い時期にテクストを確定し、その他のインタビュー記録とともに冊子にまとめていく予定である。研究成果を公表する方策としては、2019年8月の日本教育学会大会において、これらインタビュー記録をもとに、戦後日本の教育学に関わる証言として研究発表を行うことを予定している。(2)本研究課題において相対的に後手に回っている西田幾多郎のテクストに関する研究の進展を図る。2017年2月に英国スコットランドのエディンバラ大学で筆者が行った研究発表A Reconsideration of Nishida Philosophy and Japanese Nationalism (西田哲学と日本のナショナリズムの再考)を再検討し、日本語での研究発表・研究論文へと構成することなどが次年度以降の課題となる。(3)現在の教育に関して注目される領域の一つである「総合的な学習の時間」に関する論文の執筆を新たに構想中である。「総合的な学習の時間」の道徳教育的意義に関して、戦後日本の道徳教育論やカリキュラム案などにも取材しながら、その哲学的・政治的背景との関わりなどを含めて考察する論文として構想している。この論文が実現するならば、「総合的な学習の時間」が教育思想、教育政策、教育実践の交差する一つの領域として新たに浮かび上がってくる可能性があると考えている。初年度にあたる平成29年度は、聴き取り調査(インタビュー調査)や資料調査を優先的に実施したほか、戦後日本の教育実践・教育論争をめぐる論文1編を執筆・発表した。

本年度の研究実績は、概ね以下の通り三つに分節化される。(1)戦後の教育科学研究会(教科研)の運動を担ってきた教育学研究者への聴き取り調査として、藤田昌士氏と堀尾輝久氏へのインタビューを実施した。両氏は勝田守一(1908-69)の影響のもとで学問上の自己形成を遂げてきたという共通性を持っている。インタビューでは、1両氏の生い立ちに遡っての自己形成・思想形成とともに、2勝田との関わりを含め〈教育〉〈哲学〉〈政治〉の連関についての見方について話を伺った。年度末の時点でインタビュー記録を整理している段階であり、内容の分析を経たうえで近い将来に研究発表を行うことが課題となっている。(2)近代日本における〈教育〉と〈哲学〉の連関を探るため、京都学派の哲学が教育界への影響力を持っていた信州(長野県)での資料調査を行った。旧制高等学校記念館(松本市)および信濃教育博物館(長野市)を訪ねて所蔵資料の閲覧・写真撮影を行った。現時点では調査内容を公表することはできないが、収集した資料の読解・分析を進め、早期に研究成果を発表できるようにしたいと考えている。(3)戦後日本の教育実践・教育論争をめぐる論文「社会科における問題解決学習の再考」を執筆し発表した。同論文では、1950年代前半に社会科の領域で試みられた「問題解決学習」の実践とそれをめぐる論争について再検討し、当時の問題解決学習が「批判的な学び方学習」(竹内常一)との共通性を持ち、さらには「政治的リテラシー」を含むシティズンシップを形成する可能性を持つものでもあったことを指摘した。本研究課題のうち、実施時期の点から優先度が高い聴き取り調査(インタビュー)を2件実施したほか、長野県での資料調査を行い、さらに年度当初の計画には含まれていなかった論文1件の執筆・発表を実現したため、全体として「おおむね順調に進展している」と自己評価したい。ただし、詳細に関しては残された課題がない訳ではない。以下では、それらも含めて分節化して記載する。(1)藤田昌士氏と堀尾輝久氏へのインタビューを実現できたことは初年度の研究活動の成果と言える。この調査で創出されるテクストは、現代教育に関する証言であるとともに、勝田守一を京都学派の系譜に位置づけ直すための基礎的な情報となる可能性もある。ただし、インタビュー記録を整理している途中で年度末を迎え、公表できるテクストを確定する段階には至らなかった。インタビュー記録を分析する作業も年度を跨いでの課題となっている。(2)上記「研究実績の概要」欄に記載の通り長野県内の二つの博物館施設にて資料調査を行い、未公刊資料や非売品の講演録の閲覧と写真撮影を行ったことは今後の研究の展開が期待される重要な基礎的調査となった。ただし、そこで収集された資料の読解・分析が進んでおらず研究成果を発表できる段階には至っていないため、その先の進展が待たれるところである。(3)戦後日本の社会科における「問題解決学習」は、本研究課題である〈教育〉〈哲学〉〈政治〉の連関という観点からも主題化できるものであるとの着想を得て、本研究の課題意識から論文執筆を行った。
RCAS1を標的とした口腔癌に対する新規プレシジョンイムノセラピーの樹立

癌関連抗原であるRCAS1は,発現動態として細胞膜表面型と分泌型が存在する.臨床的に複数の癌のバイオマーカーであり.癌周囲のリンパ球にアポトーシスを誘導し,免疫監視機構から回避して癌の進展に寄与する.申請者らは.口腔扁平上皮癌細胞株におけるRCAS1発現を報告したが, OSCC患者でのRCAS1発現の有無やアポトーシス誘導能は不明である.本研究は,まずOSCCの臨床検体での分泌型RCAS1発現について解析し,バイオマーカーとしての有用性を検討する.また, RCAS1の腫瘍免疫に及ぼす影響を解析し,新規腫瘍免疫療法の標的分子としての有用性の検討を行う.癌関連抗原であるRCAS1は,発現動態として細胞膜表面型と分泌型が存在する.臨床的に複数の癌のバイオマーカーであり.癌周囲のリンパ球にアポトーシスを誘導し,免疫監視機構から回避して癌の進展に寄与する.申請者らは.口腔扁平上皮癌細胞株におけるRCAS1発現を報告したが, OSCC患者でのRCAS1発現の有無やアポトーシス誘導能は不明である.本研究は,まずOSCCの臨床検体での分泌型RCAS1発現について解析し,バイオマーカーとしての有用性を検討する.また, RCAS1の腫瘍免疫に及ぼす影響を解析し,新規腫瘍免疫療法の標的分子としての有用性の検討を行う.
多胎児出産と出生力に関する研究

1.自然出生力集団における多胎出産と出生力北米の2つの自然出生力集団の人口ベースの動態記録(French Canadians,Hutterites)を用いて出生力低下と双生児妊娠が関連するという仮説を検証するために、年齢階級別、母親の出産年齢別に、多胎出産と単胎出産とで出生間隔が異なるかどうかを比較検討した。両集団とも、30歳代前半で双胎出産前の間隔が延長する傾向が認められた。この現象はとくに異性双生児(多排卵性)を出産した母親で見られた。この結果は、加齢によって出生力が低下してくると、多排卵による双胎妊娠が起こりやすくなる可能性を示している。2.現在の日本の多胎出産経験者の出生力双生児を出産した母親に質問票調査を行った。出産歴のほか、初潮、月経周期、妊娠までの期間などを調査した。不妊治療例を除く自然群について、異性群(2卵性、n=169)と同性群(1卵性が中心、n=888)とに分けると、異性群では初潮年齢が有意に若く、短周期型の月経が多い傾向にあった。しかし、妊娠成立までの月経回数は、両群に有意差はなかった。現在の日本の自然な双胎妊娠には出生力の低下は認められなかったが、これは現在の日本では高齢出産が少ないためとも考えられる。さらに不妊治療経験あり群(n=460)と自然受胎群との比較解析を行った。その結果、不妊群では自然群に比べ、月経周期の異常(無月経、長周期者)が多く観察され、また、出生につながる受胎までの避妊を行わない月経回数が多く、約1年後での受胎者割合は3割程度であり、また、妊娠中のつわりが重く、切迫流産の体験者が多くなっていた。しかし、不妊群から生まれた双生児の出生時体重が軽い現象は、在胎日数、出生順位、児の性別、性の組合せ(同性/異性)の要因で調整すると有意ではなくなった。したがって、出生時体重を指標にした場合、不妊群が自然群に比べて劣る証拠はなかった。(1)自然出生力集団における多胎出産と出生力(A)年齢階級別にみた出生間隔の比較(多胎出産と単胎出産)一般に、高齢ほど双生児出産が多い傾向があったが、ピークは30歳代の後半であった。出生力低下と双生児妊娠が関連する、という仮説を検証するために、年齢階級別に双胎出産と単胎出産とで出生間隔を比較したところ、両集団とも、30歳代前半で双胎出産前の間隔が延長していた。前子が生後早期に死亡した場合の影響を除いてみたが、結果は同じであった。この結果は、これまでに考えられているりも若い年齢で、正常な加齢現象ではなく出生力が低下したときに、双胎妊娠が起こりやすい可能性を示している。(B)家系内多胎出産歴の評価家系的に双生児出産のリスクがある母親を識別する作業は、技術的な問題によってまだ途中である。(A)で得られた双胎妊娠前の出生間隔延長がこうした遺伝的素因の有無と関連しているかを今後検討する。(2)現在の日本の多胎出産経験者の出生力双生児の母親(2376名)に質問票調査を行なった。

不妊治療例を除いて、異性群(2卵性,n=178)と同性群(1卵性が中心,n=923)とに分けると、異性群では初経年齢が有意に若く、短周期型の月経が多い傾向にあった。しかし、妊娠成立までの月経回数は、両群に有意差はなかった。現在の日本の双胎妊娠には出生力の低下を示唆する証拠は得られなかった。1.自然出生力集団における多胎出産と出生力多胎出産と単胎出産とで、年齢階級別、母親の出産年齢別にみた出生間隔が異なるかどうかを比較検討した。北米の2つの自然出生力集団の人口ベースの動態記録(French Canadians,Hutterites)を用いたところ、昨年度の報告にも示したように、両集団とも30歳代前半で双胎出産前の間隔が延長していた。この現象はとくに異性双生児(多排卵性)を出産した母親で見られた。この結果は、若い年齢で正常範囲を超えて出生力が低下したときに、多排卵による双胎妊娠が起こりやすい可能性を示している。なお、家系内の双生児出産傾向を識別する作業は、データリンクの限界から、今回の解析には用いることができなかった。2.現在の日本の多胎出産経験者の出生力昨年度のデータを用いた解析では、異性双生児出産母では、同性双生児出産母に比べて、初潮年齢が若く、月経周期では短周期者の割合が有意に多く、生殖機能はむしろ高いように思われた。これは、自然出生力集団の結果と一見矛盾するが、現在の日本の出産は高齢出産が少ないので、高齢における現象が隠されている可能性が考えられた。本年度はさらに、何らかの不妊治療経験ありの群と自然受胎群との比較解析を行った。その結果、不妊群では自然群に比べて、月経周期の異常(無月経、長周期者)が多く観察され、また、避妊をしなくなってから出生につながる受胎までの月経回数が多く、約1年後での受胎者割合は3割程度であり、また、妊娠中のつわりが重く、切迫流産の体験者が多くなっていた。しかしながら、総平均でみると不妊群から生まれた双生児の出生時体重が軽くなっていた現象は、在胎日数、出生順位、児の性別、性の組合せ(同性/異性)の要因で調整すると有意ではなくなった。したがって、出生時体重を指標にした場合、不妊群の結果が自然群に比べて劣っていることはないと考えられた。
半導体表面に創製されるスピン物性と２次元超伝導

試料を作成したその場で走査トンネル分光顕微鏡(STM/S)と電気伝導特性を同時に測定できる装置を用いて、吸着原子が誘起する表面2次元電子系の研究と単原子層鉛を用いた2次元超伝導体の研究を行った。表面2次元電子系の研究では吸着物質の表面形態を明らかにした上で、走査トンネル分光法により空間的に平均化された状態密度の観測に成功した。また、空間反転対称性が破れた単原子層鉛を用いた研究においては面内磁場依存性から超伝導秩序関数が空間変調したヘリカル相が実現されていることが示唆された。平成24年度は超高真空下での劈開・蒸着による試料作成およびその環境を維持したままで、極低温(4.2K)・強磁場下での面内電気伝導測定と走査トンネル顕微鏡による表面観察が可能な装置を用い実験を行った。さらに強磁場下での面内電気伝導測定は超伝導転移温度より十分低温で物理量を測定するため、測定装置をヘリウム3温度(0.3K)に拡張した。試料には我々が初めて実現したGaAs劈開表面に作成された単原子層の超伝導鉛を使用した。この系での鉛の膜厚は2.2Å(0.8原子層)という理想的な2次元系にも関わらず、1 K程度の高い超伝導転移温度が観測された。さらに、面内磁場(14 T)を印加した実験においても超伝導転移温度の減少がほとんど見られず、新規な電子状態が実現していると考えられる。広島大学の角度分解型光電子分光を用いた実験では、シリコン上の単原子層鉛において200 meVのスピン分裂が観測されている。我々の系においても空間反転対称性を破る強いRashba効果が期待され、スピンが分裂した系が実現していると思われる。さらに、超伝導転移温度の平行磁場依存性を精密に調べることにより、輸送散乱時間を求めた。その結果、2次元のヘリカル相と言われる特殊な超伝導状態が実現していると思われる。また、Rashbaスピン軌道相互作用は単原子層膜の構造に強く依存していると思われるため、走査トンネル顕微鏡を用いて表面構造の観測を行った。今後、試料作成温度や試料作成後のアニールにより表面構造を意図的に変化させ、スピン軌道相互作用の大きさを制御し、より詳しい超伝導発現機構を明らかにする。吸着原子が誘起する2次元電子系の研究においては超高真空下での劈開・蒸着による試料作製およびその環境を維持したままで、極低温(4.2K)・強磁場下(14T)での面内電気伝導測定と走査トンネル分光顕微鏡による表面観察・エネルギー分光が可能な装置を用いて測定を行った(この装置は24年度までに自作し、装置の性能評価実験を行ったものである)。実際に研究を行った系はInSb劈開表面上に鉄原子を0.01原子層吸着させたものである。14Tまでの面内電気抵抗測定では複数サブバンドの寄与による量子ホール効果を観測した。また、ゼロ磁場の電気抵抗値と電子濃度から見積もられる電子移動度は11m^2/Vs程度であり、吸着原子が誘起する2次元電子系において最良の試料作製に成功した。走査トンネル分光顕微鏡を用いた実験では、表面観察の結果から鉄原子の密度と安定サイトを評価することができた。さらに、トンネル分光による状態密度の測定から電子散乱に寄与する乱れの大きさを評価するに成功した。GaAs劈開表面上に作製された単原子層の鉛を用いた研究においては、ヘリウム3冷凍機温度までの冷却に成功し、明瞭な超伝導転移を観測した。さらに面内磁場を印加する実験においてはパウリ限界より一桁近い高い磁場まで超伝導状態が変化しないという驚くべき性質を発見した。空間反転対称性のない超伝導体の理論計算と対比させることにより、超伝導秩序関数が空間的に変化するヘリカル相という特異な超伝導体が実現していると考えられる。平成23年度前半は研究を遂行するために、超高真空下での劈開・蒸着による試料作成およびその環境を維持したままで、極低温(液体ヘリウム温度)・磁場下でのSPMと面内電気伝導測定が可能な装置を製作・性能評価を完了した。実験装置は研究目的を十分達成できるだけの性能を有し、現在、実験を開始している。平成23年度後半からは半導体劈開表面に磁性体を吸着させた系について研究を開始した。InAsとInSb劈開表面に磁性体である鉄を吸着させた場合、表面2次元電子系の電気伝導に異常な履歴現象が現れることが申請者らの研究により明らかになった。鉄の表面被覆率が低いときは表面局在スピンが独立した散乱体として振舞うことが考えられる。一方、鉄の表面被覆率が高いときは表面局在スピン間の相互作用のため磁気秩序が期待させる。また、その場合は鉄の秩序状態は表面形態に強く依存していると思われる。

従って、本研究では鉄の表面被覆率を精密に制御し、STM/STSで表面形態や電子状態、吸着物質が作る乱雑ポテンシャルによる電子散乱の機構を明らかにした上で、面内電気伝導の磁場依存性・温度依存性からスピンが関与する量子輸送現象の理解を目指した。現時点においてSTM/STSを用いた表面形態とランダウ準位の観測に成功している。平成24年度も引き続き実験を行う。さらに2次元超伝導体の研究を行った。2次元超伝導体は基板にGaAs劈開表面を用いて、鉛やビスマスを1原子層程度蒸着して作成した。基板の乱れを極限まで少なくすることにより、1原子層という完全な2次元系において超伝導転移を観測した。平成24年度は2次元超伝導体の包括的な測定を行うことが目的であった。単原子層超伝導体の輸送特性に関しては強磁場下(14テスラ)で非常に精密な測定を行い、ラッシュバスピン軌道相互作用が作り出す特異な超伝導発現機構を明らかにした。また、表面構造に関しては極低温での走査トンネル顕微鏡による観察に成功し、表面構造と面内電気伝導との関連性を議論している。平成23年度は本課題の目的を実現するための装置を完成させ実験を開始することにあった。研究実績の概要にも記載したように順調に実験が行われおり予定通り研究が遂行されている。今後の研究方針としては2次元超伝導体の超伝導ギャップ及び渦糸構造の観測を行う。走査トンネル分光顕微鏡をヘリウム3温度(0.3K)まで拡張する必要があり容易ではないが、超伝導ギャップの空間変調やピン止め効果が非常に弱い系における渦糸構造の理解に繋がり、革新的な研究になる。表面局在スピンと2次元電子の磁気的相互作用を明らかにした上で、薄膜磁性体をCr, Mn, Co, Niなどに拡張する。表面2次元電子の電気伝導をプローブにして、半導体表面に創製される磁気秩序状態の解明・探索を行う。平成24年度後半は2次元超伝導体の研究を行う。2次元超伝導体は基板にGaAs劈開表面を用いて、鉛やビスマスを1原子層程度蒸着して作成する。基板の乱れを極限まで少なくした系において、乱れが2次元超伝導体に与える影響を系統的に研究する。さらに、鉛やビスマスを用いた系では強いスピン軌道相互作用により空間反転対称性が破れている。面内磁場を印加することにより空間反転対称性がない超伝導体の包括的な理解を目指す。液体ヘリウム温度では不十分な研究に関しては、上述の実験装置を用いて最適条件を見出した後、希釈冷凍機でその条件を再現し、冷凍機最低温度(20mK)まで実験を拡張する。得られた研究結果はその重要性を示すために、その都度学術論文雑誌への投稿、特許の取得を行う。さらに国内・国際学会での発表はもちろんのこと科学新聞、マスメディア、ホームページなどを利用し世界中に情報を発信する。平成25年度は単原子層超伝導体の超伝導ギャップおよび渦糸格子を観測するため、測定装置をヘリウム3温度に拡張する。また、ピン止め効果の弱い系での渦糸のダイナミクスの研究を行うため、高品質の基板を購入し、乱れの少ない系で測定を行う。延長した科研費助成金はこの高品質基板の購入に充てられる。昨年度に完成させた装置を用いて次年度は測定に専念する。そのため消耗品である半導体基板と液体ヘリウムの購入費が科研費の使用の大きな割合を占めている。また、研究結果はその重要性を示すために国内外の学会に参加予定のため出張費の割合が多くなっている。
植物による空気汚染浄化システムの開発に向けた生体電位反応の解析

近年,建材や壁紙,それらに使われる接着剤等から発生する有害な化学物質による室内空気汚染が深刻な問題となっている.本研究は,室内汚染を植物の持つ空気浄化作用を用いて改善するシステムの開発を目的としている.前年度の研究において,数種類の植物を対象として空気汚染浄化能力の違いを検討するとともに,植物生体内の浄化メカニズムの解明を目的として生体電位測定およびその信号解析を試み,生体電位の直流応答および交流応答特性が汚染ガスによって変化する様子を捉えた.また,植物の浄化能力が光条件によって変化する様子を捉えたことから,光の種類(波長)の違いが,浄化能力に影響を与えるものと推察された.そこで本年度は,光が浄化能力並びに生体電位反応に及ぼす影響を検討するため,LEDを光源として4種類の波長を照射可能なLED照明ユニットを購入し,これを用いた実験を行った.また,より植物の生体内での反応を詳細に検討するため,前年度に購入した細胞電位測定システムを用いて生体電位反応を測定した.その結果,植物細胞電位は光の波長の違いによって異なる反応を示し,植物の持つ敏感な光応答特性が捉えられ,交流成分反応の時系列解析から,カオス特性にも特徴の違いが観測される可能性が示唆された.これらの結果から,植物の生体電位によって植物の空気汚染浄化能力を評価でき,この反応を空気汚染浄化システムへと利用できる可能性が示唆されるとともに,光の波長をコントロールすることで,植物の空気汚染浄化能力をさらに向上できるものと考えられる.さらに,植物細胞の電位測定が可能となったことから,植物体内の情報伝達機構や光合成などの生理現象解明の手法としても有用なシステムとなりうるといえる.近年,建材や壁紙,それらに使われる接着剤等から発生する有害な化学物質による室内空気汚染が深刻な問題となっている.本研究は,室内汚染を植物の持つ空気浄化作用を用いて改善するシステムの開発を目的としている.本年度の研究では,数種類の植物を対象として空気汚染浄化能力の違いを検討するとともに,植物生体内の浄化メカニズムの解明を目的として生体電位測定およびその信号解析を試みた.まず,酸化スズ系ガスセンサを用いて行った植物の空気汚染浄化能力については複数の植物でその能力の高さを確認した.また,生体電位反応では,直流成分,交流成分それぞれの測定を試みた.直流成分データは比較的緩やかな応答であるため捉えやすいが,交流成分データは,振動が大きく複雑な挙動を示していたため,線形解析手法の一つである周波数特性について調べるとともに,非線形解析手法の一つでカオス性とも密接に関わりのある,時間遅れ座標への時系列データの再構成を試み評価を行った.その結果,直流成分測定では汚染ガスに対する数時間にわたる緩やかな反応を捉えた.また,交流成分データの解析から,ガスの注入によって周波数成分が変化すること,またその変化が植物の種類によって異なることがわかった.さらに,時系列データの時間遅れ座標への再構成を試みた結果から,ガスの有無や光の有無,さらに光の種類によって再構成軌道が変化する様子を捉えた.これらの結果から,植物の生体電位によって植物の空気汚染浄化能力を評価でき,この反応を空気汚染浄化システムへと利用できる可能性が示唆された.近年,建材や壁紙,それらに使われる接着剤等から発生する有害な化学物質による室内空気汚染が深刻な問題となっている.本研究は,室内汚染を植物の持つ空気浄化作用を用いて改善するシステムの開発を目的としている.前年度の研究において,数種類の植物を対象として空気汚染浄化能力の違いを検討するとともに,植物生体内の浄化メカニズムの解明を目的として生体電位測定およびその信号解析を試み,生体電位の直流応答および交流応答特性が汚染ガスによって変化する様子を捉えた.また,植物の浄化能力が光条件によって変化する様子を捉えたことから,光の種類(波長)の違いが,浄化能力に影響を与えるものと推察された.そこで本年度は,光が浄化能力並びに生体電位反応に及ぼす影響を検討するため,LEDを光源として4種類の波長を照射可能なLED照明ユニットを購入し,これを用いた実験を行った.また,より植物の生体内での反応を詳細に検討するため,前年度に購入した細胞電位測定システムを用いて生体電位反応を測定した.その結果,植物細胞電位は光の波長の違いによって異なる反応を示し,植物の持つ敏感な光応答特性が捉えられ,交流成分反応の時系列解析から,カオス特性にも特徴の違いが観測される可能性が示唆された.これらの結果から,植物の生体電位によって植物の空気汚染浄化能力を評価でき,この反応を空気汚染浄化システムへと利用できる可能性が示唆されるとともに,光の波長をコントロールすることで,植物の空気汚染浄化能力をさらに向上できるものと考えられる.さらに,植物細胞の電位測定が可能となったことから,植物体内の情報伝達機構や光合成などの生理現象解明の手法としても有用なシステムとなりうるといえる.
環境・農業分野におけるリモートセンシングを用いた高精度植生評価手法の開発と適用

汎用性の高いエンドメンバー推定手法の確立のため、マルチスペクトルのシミュレーションデータを用いてエンドメンバーの推定をおこなった。ここでは、少なすぎるバンド数を内挿によって補い、植生と土壌のエンドメンバーが交差する点において、全ての観測スペクトルでも同じ点で交差するという新たな拘束条件を利用することで、精度よくエンドメンバーを推定することが可能であることを示せた。なお、本研究では内挿されたバンド数が30以上のとき、精度よくエンドメンバーが推定された。さらに、マルチスペクトルの実画像データを用いてエンドメンバーの推定をおこなった。その結果、土壌のエンドメセバーにおいて多少の誤差が見られた。これは、バンドの数が少ないことによる拘束力の弱さが原因であると考えられる。しかし、植生のエンドメンバーに関しては精度のよい推定が可能であった。さらに農地よりも汎用性の高い広域環境評価のために、3カテゴリーのミクセルにおいてエンドメンバーの推定をこころみた。植生と土壌と水域という3カテゴリーのミクセルにおいては、シミュレーションデータを用いた場合、頂点拘束条件を使用することで精度よくエンドメンバーと被覆率を推定できた。水域の被覆率は7%程度の誤差に抑えることができ、植生・土壌は1%程度の誤差であった。また、3カテゴリーのミクセルにおいて重要な役割を果たしている頂点拘束条件は、三角形を人為に描くとすると手間がかかる、恣意が含まれる等の問題点があったため、三角形を自動的に描くプログラムを構築した。これにより、ほぼ精度を下げることなく、手間を省き、恣意を取り除いて3カテゴリーのエンドメンバーを推定することができた。次に、ハイパースペクトルの実画像を用いて3カテゴリーのミクセルを対象としてエンドメンバーの推定をおこなった。全体的に値が小さくスペクトル波形に特徴の乏しい水域や、値が小さく水域のエンドメンバーと似ている植生の可視域において僅かに誤差が見られたが、その他の部分ではエンドメンバーを精度よく推定できることが示された。さらに汎用性を高めるため、よりバンドの少ないマルチスペクトルデータの実画像を用いて3カテゴリーのミクセルにおいてエンドメンバーの推定をおこなった。その際、ある程度綺麗な三角形を描けるようなデータの場合は、頂点拘束条件と非負拘束条件、被覆率拘束条件を特異値分解法に組み合わせて使用することでエンドメンバーを精度よく推定できた。しかしながら、データによっては三角形が上手く描くことができず、推定の誤差は大きくなった。この問題を解決することが今後の課題と言える。
HLAclassI分子による効率的な抗原提示を目指した頭頚部癌治療法の基礎的研究

喉頭癌63例、上咽頭癌36例、中咽頭癌34例、下咽頭癌45例においてホルマリン固定組織を用いて、HLA class I抗原と抗原提示に関与する分子の発現を免疫染色にて検討した。HLA class I抗原はそれぞれの病変部において約80%以上の症例において低下していた。また、喉頭癌、上咽頭癌においてLMP2、TAP1、tapasinは約70%の症例で低下していた。HLA class I抗原の発現低下は喉頭癌、上咽頭癌の不良な臨床経過と関連していたが、中咽頭、下咽頭癌において関連はみられなかった。これらの結果から、HLA class I抗原や抗原提示に関与する分子の発現低下は頭頸部癌における免疫回避機構になっており、抗原提示に関与する分子の発現を遺伝子導入による発現増強やIFN-γを用いることによってHLA class I抗原の発現を上昇もしくはCTLによる認識を増強させることが可能で、その結果、免疫系から癌細胞は認識、排除されやすくなる可能性があると考えられた。63例の喉頭癌,33例の上咽頭癌ホルマリン固定組織を用い,酵素抗体法にてHLA class I抗原および抗原提示に関与する蛋白の発現異常の頻度を評価し,その臨床的意義について検討した。喉頭癌,上咽頭癌において約80%の患者組織にてHLA class I抗原の発現は低下していた。HLA class I抗原の発現が低下した癌組織を有する症例は有意に予後が不良であった。また,HLA class I抗原発現低下はLMP2とtapasinの発現と相関が認められ,それらの蛋白はHLA class I抗原の発現に影響を及ぼすものと考えられた。また,10種の頭頸部癌細胞株を用いてHLA class I抗原および抗原提示に関与する蛋白の発現をフローサイトメトリーにて解析した。HLA class I抗原の発現は各種扁平上皮癌細胞株間でばらつきがあり,1種の細胞株を除いてIFN-gにてその発現は増加した。そのIFN-gに反応しなかった細胞株は,LMP2のIFN-gの反応性に異常があり,HLA class I抗原の発現が増加しないことを明らかにした。また,HLA class I抗原の発現はLMP2とtapasinに相関が認められ,この2者はHLA class I抗原の発現に影響を及ぼすものと考えられた。以上の結果は,頭頸部癌におけるHLA class I抗原および抗原提示に関与する蛋白の発現低下は癌細胞における宿主からの免疫回避機構になっていることを示している。これらの結果は,第28回日本頭頸部腫瘍学会6.16-18.福岡,第8回基盤的癌免疫研究会総会7.15-16.札幌,第63回日本癌学会総会9.29-10.1.福岡にて発表した。上咽頭癌36例、中咽頭癌34例、下咽頭癌45例においてホルマリン固定組織を用いて、HLA class I抗原と抗原提示に関与する分子の発現を免疫染色にて検討した。また、上咽頭癌においてLMP2、TAP1、tapasinは約70%の症例で低下していた。HLA class I抗原の発現低下は上咽頭癌の不良な臨床経過と関連していたが、中咽頭、下咽頭癌において関連はみられなかった。これらの結果から、HLA class I抗原や抗原提示に関与する分子の発現低下は頭頸部癌における免疫回避機構になっており、抗原提示に関与する分子の発現を正常化もしくはIFN-γを用いることによってHLA class I抗原の発現を上昇させることが可能で、その結果、免疫系から癌細胞は認識、排除されやすくなる可能性があると考えられた。
転写複合体解析から捉えたRANKL依存的骨ネットワーク制御機構の基盤的研究

破骨細胞分化の過程では、M-CSFやRANKLなどのシグナルによって細胞増殖・融合・巨細胞化・活性化といった劇的な変化が認められる。その根底には、転写因子NFATc1を中心とした転写因子複合体による、様々な下流遺伝子のそれぞれの発現時期に合わせた巧妙な発現調節機構が存在する可能性が考えられるが、未だ明らかでない部分が多い。これまでに、Tandem affinity purificationとLC-MS/MSを組み合せてNFATc1結合分子群の解析から、WHSC1との機能的複合体の可能性を明らかにしてきた。この分子はヒストンH3K36のtri-methylを制御することが明らかとされており、GERMLINE変異における疾患関連変異から、Wolf-Hirschhorn syndromeの原因遺伝子であることが知られており、この遺伝子変異により軟骨や骨の異形成がもたらされることが分かった。今年度の解析として、NFATC1の結合分子群のインタラクトーム解析を行い、エピジェネティクス制御分子群や、クロマチン制御や遺伝子発現制御に関わる分子群のネットワークが集積していることが明らかとなった。また、NFATc1転写因子自体の翻訳後タンパク修飾解析を実施した結果、リン酸化やアセチル化、メチル化など、新規のNFATc1化学修飾を検出した。これらの機能解析として、エピジェネティックな遺伝子制御機構を介した破骨細胞機能制御の新たな役割に注目して解析を進めている。これらの実績は、様々な上流シグナルに応じた転写因子複合体形成を介して機能の異なる多様なNFATc1下流遺伝子発現制御により、破骨細胞の複雑な分化過程が制御されている可能性が示唆しており、今後の研究の発展につながる大きな成果である。転写因子NFATc1の複合体解析群のバイオインフォマティクス解析を用いたインタラクトーム解析から、クロマチン制御や遺伝子発現制御に関わる分子群のネットワークが集積していることを明らかとなった。加えて、NFATc1の新しいpost-translational protein modificationとして、リン酸化やメチル化の同定にも成功しており、おおむね順調に成功している。今後の方針として、siRNAやCRISPR/Cas9を用いて、NFATc1複合体の様式をdisruptionさせることで、エピジェネティクス制御を介した破骨細胞機能調節の役割を明らかにする。また、次世代型シークエンサーを用いて前破骨細胞系細胞株RAW264.7におけるRANKL刺激後の遺伝子変化をゲノムワイドに解析していく予定である。このトランスクリプトーム解析では、これまで破骨細胞分化との関連性が明らかでないprotein-coding genesや、micro-arrayなどでは検出できないmicroRNAやlincRNAなどのnon-coding RNAなどを含めて、どのような遺伝子群がRANKL依存性に発現制御を受けるかを調べる予定である。可能であれば、これらの新規破骨細胞分化関連遺伝子について、RAW264.7細胞を用いて、破骨細胞分化におけるタンパクレベルでの発現を検討する。さらに、CRISPR/Cas9システムを用いて、WHSC1やNFATc1をノックアウトし、RANKL依存的シグナルで刺激し、RNA-seqによる下流遺伝子群のプロファイルを比較解析することで、骨ネットワークの特定の機能のなかでも、どの機能制御に関わっているかを明らかにする方策である。そこで、初年度の試みとして、NFATc1を過剰発現させたHEK293細胞からTandem affinity purificationとLC-MS/MSを組み合せてNFATc1結合蛋白の同定を試みた。その結果、新規NFATc1結合分子群の同定に成功した。中でも、WHSC1は、Mascot scoreから高い存在確率が示された。興味深いことに、この分子はWolf-Hirschhorn syndromeの原因遺伝子であることが分かり、この遺伝子変異により軟骨や骨の異形成がもたらされることが分かっており、骨組織との高い関連性が示唆されている。同時にその機能として、ヒストンH3K36のtri-methylを制御することが明らかとされており、破骨細胞分化におけるエピジェネティックな遺伝子制御機構に注目して解析を進めている。予定通り、転写因子NFATc1の複合体解析を行い、新規の結合分子群の同定に成功した。

この分子はヒストンH3K36のtri-methylを制御することが明らかとされており、GERMLINE変異における疾患関連変異から、Wolf-Hirschhorn syndromeの原因遺伝子であることが知られており、この遺伝子変異により軟骨や骨の異形成がもたらされることが分かった。今年度の解析として、NFATC1の結合分子群のインタラクトーム解析を行い、エピジェネティクス制御分子群や、クロマチン制御や遺伝子発現制御に関わる分子群のネットワークが集積していることが明らかとなった。また、NFATc1転写因子自体の翻訳後タンパク修飾解析を実施した結果、リン酸化やアセチル化、メチル化など、新規のNFATc1化学修飾を検出した。これらの機能解析として、エピジェネティックな遺伝子制御機構を介した破骨細胞機能制御の新たな役割に注目して解析を進めている。これらの実績は、様々な上流シグナルに応じた転写因子複合体形成を介して機能の異なる多様なNFATc1下流遺伝子発現制御により、破骨細胞の複雑な分化過程が制御されている可能性が示唆しており、今後の研究の発展につながる大きな成果である。転写因子NFATc1の複合体解析群のバイオインフォマティクス解析を用いたインタラクトーム解析から、クロマチン制御や遺伝子発現制御に関わる分子群のネットワークが集積していることを明らかとなった。加えて、NFATc1の新しいpost-translational protein modificationとして、リン酸化やメチル化の同定にも成功しており、おおむね順調に成功している。今後の方針として、次世代型シークエンサーを用いて前破骨細胞系細胞株RAW264.7におけるRANKL刺激後の遺伝子変化をゲノムワイドに解析していく予定である。このトランスクリプトーム解析では、これまで破骨細胞分化との関連性が明らかでないprotein-coding genesや、micro-arrayなどでは検出できないmicroRNAやlincRNAなどのnon-coding RNAなどを含めて、どのような遺伝子群がRANKL依存性に発現制御を受けるかを調べる予定である。可能であれば、これらの新規破骨細胞分化関連遺伝子について、RAW264.7細胞を用いて、破骨細胞分化におけるタンパクレベルでの発現を検討する。さらに、CRISPR/Cas9システムを用いて、WHSC1やNFATc1をノックアウトし、RANKL依存的シグナルで刺激し、RNA-seqによる下流遺伝子群のプロファイルを比較解析することで、骨ネットワークの特定の機能のなかでも、どの機能制御に関わっているかを明らかにする方策である。