hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
準安定相窒化鉄Fe16N2の高熱耐性化

反応条件のスクリーニングを前倒しして行った結果、第3元素がドープされたFe16N2相の形成を確認する事ができている。更に、不純物相の割合が10%未満となるような高純度の試料の合成にも成功しており、今後は反応条件を更に精査することにより、研究を加速させる予定である。ドープ試料(a"-MxFe16-xN2, x < 2程度)は、第3元素(M)ドープが容易なスピネル型酸化鉄を出発原料として、水素ガス還元・アンモニアガス窒化を行うことにより作製を試みたが、芳しい結果を得ることがでなかった。しかし、反応条件のスクリーニングを前倒しして行った結果、第3元素がドープされたFe16N2相の形成を確認する事ができた。当初の予定と比較して、ドープ試料のTd測定を行うことができていないため。更に、不純物相の割合が10%未満となるような高純度の試料の合成にも成功しており、今後は反応条件を更に精査することにより、研究を加速させ、ドープ組成と耐熱性・磁気特性の相間を解明する予定である。
ラマン分光法を用いた単純ヘルペスウイルス感染と再活性化の分子機構の解明

本研究は、単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)の神経細胞への感染に伴う、宿主細胞とウイルス粒子のダイナミックな変化をラマン分光法で非侵襲的に可視化し、HSV-1感染症の病態解明を目指す。
若年層から経営幹部に渡るリーダーシップの評価と育成に関する研究

組織における活動を実践する際に必須となるリーダーシップに関して、これまで従業員の行動評定による測定法が採られてきた。それに対し本研究では、リーダーが直面する個別の状況の下でとるべき対応のあり方について、状況課題(クイズ形式)として出題し、対象者に回答してもらう新しいリーダーシップ測定法を開発した。658名の大学生から得たデータを用い、リーダーシップに関する知識の構造を分析した。その結果、当初想定した4因子による設問構造ー対人志向リーダーシップ、ビジョン型リーダーシップ、業務志向リーダーシップ、育成型リーダーシップーが,リーダーシップの中核的認知枠組みをなしていることが明らかになった。平成24年度は、リーダーシップと時間展望に関する研究、グローバル・リーダーシップに関する共同研究の立ち上げと実施、リーダーシップと心理的契約に関する調査の実施などを行った。具体的には、大きく分けて以下の7つの研究活動実績を得ることができた。5.「日本労働研究雑誌」や「組織科学」を含めて、国内雑誌や紀要に計6本の研究を公刊した。6.国内学会で3回の報告を行った。7.アメリカの大学より海外研究者を招聘し、グローバル・リーダーシップに関する国際的な共同研究の打ち合わせを行った。国際学会での報告、海外研究論文公刊、海外研究者との打ち合わせなど、海外との関係をたいへん充実することができた。現在、わが国の組織経営において切に求められているリーダーシップに関して、新たな観点で評価測定を行う試みが、継続的に進捗している。米国ジョージア工科大学に所属する共同研究者との密な連携が確保できたため、研究打ち合わせや将来計画について、有意義な進展が見られた。また、フォロワーの観点からリーダーシップを検討する枠組みを用い、リーダーシップに関する新たな理論整理を行うことができた。それは、経営学の発展に対して大きな一助をなす。リーダーシップの測定にとどまらず、リーダーに必要な要件たる創造性やコンピテンシーの評価測定に関しても、大きな技術的進展が見られた。リーダーシップをとりまく重要な構成概念を実際に測定できる技術は、わが国ではあまり見られないため、関連する構成概念を調査するための基礎研究が進展した意義は大きい。また、国内外の学会報告は多数に渡り、本研究がすでに高い成果報告の水準にあることがわかる。加えて、学会誌や書籍による成果報告についても、学会機関誌や大学紀要での複数の論文公刊はもとより、関連テーマの書籍の公刊も行うことができた。2014年度の研究実績については、大きく分けて4つにまとめられる。第1は、いくつかの国際学会で研究成果を報告したことである。アメリカ・ドイツ・台湾・中国からリーダーシップ研究者を招聘する企画が、Society for Industrial and Organizational Psychologyの第29回大会において採択され、シンポジウムを実施できた。その中で、新しい測定法を用いたリーダーシップの実証研究を報告した。また、わが国の従業員を対象にして実施した調査結果を分析し、仕事に関する時間展望について、International Conference on Time Perspectiveの第2回大会で報告した。さらに、わが国の新卒採用について、人事担当者の意思決定メカニズムを統計解析的に分析し、International Academy of Business and Economicsにおいて研究発表した。第2は、国内学会での成果報告である。組織学会研究発表大会にて研究発表を行い、フォロワーの視点から見たリーダーシップのナラティブ(語り)について、定性的方法論から明らかにした。第3は、新たな調査を実施したことである。日本のビジネスパーソン1,489名を対象として、どのような経営学の知識を摂取しているのかについて、質問票調査を行った。その成果が、『日本情報経営学会誌』に査読付き論文として公刊された。また、定性的方法論を用い、とくにナラティブ調査の観点から、リーダーシップに関してフォロワーから聞き取り調査を実施した。第4に、研究論文やその他の論文としての成果報告である。本研究グループで、査読付き論文3本を含む12本の論文を公刊した。26年度が最終年度であるため、記入しない。経営学26年度が最終年度であるため、記入しない。国内学会での研究報告ならびに国内雑誌での論文公刊が順調に進んでいる。また、海外学会での報告が順調に進んでいる点、ならびに、海外雑誌での論文公刊が順調に進んでいる点などからして、成果報告に関しては計画以上に進んでいる。米国ジョージア工科大学から共同研究者を招聘し、本研究に関する打ち合わせを行うことができた。次年度からの研究推進に向けて、計画立案ならびに実施方針について確認することができた。それは有意義な機会であり、研究成果の国際的発表に向けて、実質的な進捗を見せるきっかけとなった。研究代表者と研究分担者が連携して、本研究に関する研究成果を、国内外の学会・研究会等で、多数報告することができた。日本労務学会大会や組織学会大会など、わが国を代表する学会での報告はもとより、国際学会において2件の発表を行うことができ、研究成果の発表にあたって、実質な進展が多くみられた。あわせて、研究代表者と研究分担者が、それぞれ学術論文や他の執筆形態を活用して、成果を公刊することができた。

海外から研究協力者を招聘し、リーダーシップ研究に関する一層の研究の発展を目指す。また、来年度の研究成果報告に向けて、着実に準備を行っていく。海外の研究者との連携を一層深め、研究のさらなる進展をめざす。北米の研究者との深い連携が確保できたため、それを足掛かりにして、欧州ならびにアジアの研究者との連携を探索する。学術水準の観点からすれば、米国研究者との連携がもっとも望まれるが、現状でそれが維持できる体制にあるため、グローバル連携を目指すことも一つの方針としてあげられるだろう。学会における成果発表に関しては、現状の体制で充分高い成果の公表ができることが見込まれる。加えて、営為新たな発表機会を求め、多くの成果発表をめざす。学術誌や書籍による論文の公刊に関しても、現状でも十分な公表機会が得られてはいるが、さらに一層の努力を払う。26年度が最終年度であるため、記入しない。本課題の最終年にあたり、海外での成果報告に向けて、より一層注力する。研究分担者が翌年度に海外出張に行くため出張旅費484,337円
ピログルタル酸尿症の病因検索

平成11年度以下の研究を行った.(1)ピログルタル酸尿症の原因酵素の活性測定:本疾患の欠損酵素として、グルタチオン合成酵素と5-オキソプロリナーゼとが知られている.グルタチオン合成酵素欠損症が尿中排泄量が多く、持続的にオキソプロリン尿症を呈する.5-オキソプロリナーゼ欠損症では排泄量が比較的軽度で、症状も軽い、本研究で病因解明をはかってきた症例は両方ともに臨床的には重篤であった.そこで本年度、グルタチオン合成酵素の活性測定系を検討した.培養皮膚線維芽細胞を用いて放射性同位元素[14C]-グリシンから精製される[14C]-グルタチオンを測定する高感度測定法を確率した.酵素活性測定の結果は、尿中5-オキソプロリンの著明な排泄増多を呈した2症例ともに酵素活性の低下は認めれなかった.したがって、この2症例はグルタチオン合成酵素欠損ではなかった.(2)グルタチオン合成酵素欠損の遺伝子解析:cDNAのダイレクトシークエンスを行った.全長1.4kbのうち303-381を除いて解析できた1症例では異常を認めなかった.(3)今後の課題:当教室ではGC/MSを用いた尿中有機酸分析を全国的に行っておりピルグルタル酸尿症を呈する新たな症例に遭遇した時、グルタチオン合成酵素の活性測定、遺伝子解析を行っていくことが可能となった.また正常活性を有する症例については、オキソプロリン尿症の発症メカニズムを明らかにするための新しいプロジェクトが必要である.平成10年度以下の研究を行った。(1)ピログルタル酸尿症の原因酵素の活性測定:本疾患の原因酵素として、グルタチオン合成酵素と5-オキソプロリナーゼとが知られている。本年度、グルタチオン合成酵素の活性測定の系をほぼ確立した。リンの生成量を測定する方法と、14C-グリシンの取り込みを見る方法がある。今年度はリンの生成量で評価する方法を確立した。引き続き、後者の放射性同位元素を用いる高感度法を確立して培養細胞に応用したい。(2)非特異的ピログルタル酸尿症の病態の検討:我々はピログルタル酸を大量に排泄する先天性ピログルタル酸尿症の2症例の培養細胞を保有している。一方、GC/MSによる有機酸代謝スクリーニングにおいて、非特異的ピログルタル酸尿症を示す症例に少なからず遭遇する。ピログルタル酸尿症の病態を検討するために、このような症例を16例ピックアップして病態を検討した。現在、体液中グルタチオン測定、臨床データの解析を進めている。強い代謝性アシドーシスとの関連を検討中である。(3)次年度の計画:現在本症を疑っている2症例の細胞を用いて、酵素活性測定によって欠損酵素を特定し、遺伝子解析を行いたい。また、グルタチオン測定等によってピログルタル酸尿症の発症メカニズムを明らかにしたい。平成11年度以下の研究を行った.(1)ピログルタル酸尿症の原因酵素の活性測定:本疾患の欠損酵素として、グルタチオン合成酵素と5-オキソプロリナーゼとが知られている.グルタチオン合成酵素欠損症が尿中排泄量が多く、持続的にオキソプロリン尿症を呈する.5-オキソプロリナーゼ欠損症では排泄量が比較的軽度で、症状も軽い、本研究で病因解明をはかってきた症例は両方ともに臨床的には重篤であった.そこで本年度、グルタチオン合成酵素の活性測定系を検討した.培養皮膚線維芽細胞を用いて放射性同位元素[14C]-グリシンから精製される[14C]-グルタチオンを測定する高感度測定法を確率した.酵素活性測定の結果は、尿中5-オキソプロリンの著明な排泄増多を呈した2症例ともに酵素活性の低下は認めれなかった.したがって、この2症例はグルタチオン合成酵素欠損ではなかった.(2)グルタチオン合成酵素欠損の遺伝子解析:cDNAのダイレクトシークエンスを行った.全長1.4kbのうち303-381を除いて解析できた1症例では異常を認めなかった.(3)今後の課題:当教室ではGC/MSを用いた尿中有機酸分析を全国的に行っておりピルグルタル酸尿症を呈する新たな症例に遭遇した時、グルタチオン合成酵素の活性測定、遺伝子解析を行っていくことが可能となった.また正常活性を有する症例については、オキソプロリン尿症の発症メカニズムを明らかにするための新しいプロジェクトが必要である.
非アレルゲン性免疫増強ペプチド素材の開発

成果は以下の5点に要約される.(1)カゼインホスホペプチド(CPP)添加飼料でアレルギー自然発症マウスを飼育すると,アレルギーの発症はCPP無添加飼料で飼育した時よりも明らかに軽減し,腸管IgA量はCPP無添加飼料で飼育した時よりも有意に高く,血清中のIgE量は有意に低いことを明らかにした.(3)SerP-SerP-SerPというSerPが3残基並んだ配列はSerP集中域を認識した抗体と反応するが,2番目がSerP以外のアミノ酸に置換されれば,その抗体との反応性は殆どないことを明らかにした.(4)食品添加物として認可されている14種のプロテアーゼで牛乳カゼインを消化し,それらの消化物から調製したCPPのIgA産生促進活性やSerP集中域を認識した抗体との反応性を調べ,コウジカビ由来のプロテアーゼを用いることにより,本申請研究で目的としているペプチド素材を調製できることを明らかにした.(5)CPPがIgA産生促進活性を示すのはリンパ球表面のレセプターにそのペプチドが結合することから始まる.また,SerP-X-SerPがIgA産生を促進する.これらのことからレセプターとの結合部分はアミノ酸3残基程度と推察される.そこで,デキストリンをリン酸存在下で加熱してリン酸化デキストリンを調製し,細胞培養系でそのリン酸化デキストリンはリンパ球の増殖促進活性やIgA産生促進活性を有することを明らかにした.さらに,リン酸化デキストリン添加飼料で飼育したマウスのサルモネラ菌体成分に対する腸管IgAレベルは,リン酸化デキストリン無添加飼料で飼育したマウスのものよりも,統計的に有意に高いことを明らかにした成果は以下の5点に要約される.(1)カゼインホスホペプチド(CPP)添加飼料でアレルギー自然発症マウスを飼育すると,アレルギーの発症はCPP無添加飼料で飼育した時よりも明らかに軽減し,腸管IgA量はCPP無添加飼料で飼育した時よりも有意に高く,血清中のIgE量は有意に低いことを明らかにした.(3)SerP-SerP-SerPというSerPが3残基並んだ配列はSerP集中域を認識した抗体と反応するが,2番目がSerP以外のアミノ酸に置換されれば,その抗体との反応性は殆どないことを明らかにした.(4)食品添加物として認可されている14種のプロテアーゼで牛乳カゼインを消化し,それらの消化物から調製したCPPのIgA産生促進活性やSerP集中域を認識した抗体との反応性を調べ,コウジカビ由来のプロテアーゼを用いることにより,本申請研究で目的としているペプチド素材を調製できることを明らかにした.(5)CPPがIgA産生促進活性を示すのはリンパ球表面のレセプターにそのペプチドが結合することから始まる.また,SerP-X-SerPがIgA産生を促進する.これらのことからレセプターとの結合部分はアミノ酸3残基程度と推察される.そこで,デキストリンをリン酸存在下で加熱してリン酸化デキストリンを調製し,細胞培養系でそのリン酸化デキストリンはリンパ球の増殖促進活性やIgA産生促進活性を有することを明らかにした.さらに,リン酸化デキストリン添加飼料で飼育したマウスのサルモネラ菌体成分に対する腸管IgAレベルは,リン酸化デキストリン無添加飼料で飼育したマウスのものよりも,統計的に有意に高いことを明らかにしたカゼインホスホペプチドはリンパ球培養系やマウスや豚への経口投与により腸管IgA産生を特異的に促進することを先に見出した。今回の申請研究の目的は、カゼインホスホペプチド分子のIgA産生促進のための最少構造を解明し、その最少構造のアレルゲン性を明らかにするとともに、非アレルゲン性のIgA産生促進ペプチドを牛乳カゼインに食用プロテアーゼを作用させて効率的に生産するところにある。そのために、本年度は、(1)カゼインホスホペプチドのホスホセリン集中域(Glu-SerP-Leu-SerP-SerP-SerP-Glu-Glu)を対象に、8種類のペプチドを化学合成し、それらのペプチドのIgA産生促進活性を調べることにより、IgA産生促進のための最少構造はSerP-Leu-SerPやSerP-SerP-SerPなどのN-末端とC-末端にSerPを持つトリペプチドであることを明らかにした。(2)β-カゼイン(1-28)のカゼインホスホペプチドをマウスに経口摂取させた場合の抗体の生産性を調べたところ、そのペプチドにはIgE産生能はもとより、その他のクラスの特異抗体の生産能は殆んど認められず、アレルギー体質でない人の場合は牛乳カゼインのトリプシン消化物から得られるカゼインホスホペプチドが非アレルゲン性のIgA促進素材であることを示唆した。(3)人為的にβ-カゼイン(1-28)をマウスにか過免疫して得たホスホセリン集中域を認識している抗体はSerP-SerP-SerPと反応性を有するが、SerP-Leu-SerPとは殆んど反応性を持たなかった。以上のことから、SerP-Leu-SerPのようなSerP残基をN-末端とC-末端に持つジホスホトリペプチドが本研究の目的とする非アレルゲン性IgA産生促進素材であることが明らかになり、現在、牛乳カゼイン成分に各種食用プロテアーゼを作用させ、非アレルゲン性のIgA産生ホスホペプチドの効率的な生産法を確立するための実験を進めている。

平成13年度の研究成果に基づいて実験を行い,得られた成果は以下のとおり要約される.(1)カゼインホスホペプチド(CPP)を飼料に添加してアレルギー自然発症マウスであるNCマウスに与えると,そのマウスのアレルギーの発症はCPP無添加飼料で飼育した場合よりも明らかに軽減することを確認した.また,腸管IgAレベルはCPP添加飼料で飼育したマウスの方がCPP無添加飼料で飼育した場合よりも統計的に有意に高く,逆に.血清中のアレルゲン特異的IgE量は有意に低いことを示した.(2)食品添加物として認可されている14種のプロテアーゼで牛乳カゼインを消化し,それらの消化物から調製したCPPのIgA産生促進活性やホスホセリン集中域を認識した抗体との反応性を調べることにより,コウジカビ由来のプロテアーゼでの消化は,ホスホセリン集中域を認識した抗体との反応性はきわめて低いが,高いIgA産生促進活性を有するペプチド素材すなわち,本申請研究で目的としたペプチド素材を生じることを明らかにした.(3)CPPがIgA産生促進活性を示すのはリンパ球表面のレセプターにそのペプチドが結合することから始まる.また,SerP-X-SerPがIgA産生を促進する.これらのことからレセプターとの結合部分はアミノ酸3残基程度と推察される.そこで,デキストリンをリン酸存在下で加熱してリン酸化デキストリンを調製し,細胞培養系でそのリン酸化デキストリンはリンパ球の増殖促進活性やIgA産生促進活性のある二とを明らかにした.さらに,リン酸化デキストリン添加飼料で飼育したマウスのサルモネラ菌体成分に対する腸管IgAレベルは,リン酸化デキストリン無添加飼料で飼育したマウスのものよりも,統計的に有意に高いことを明らかにした.
時間依存多配置波動関数理論による粒子統計性を反映した量子動力学法の構築

ボーズ粒子である重陽子置換炭化水素分子に適用できる時間依存多配置波動関数(MCTDWF)理論を定式化した.MCTDWF計算の配置関数の増加に伴う解収束の遅さを考慮して,研究期間の後半では粒子統計の違いを簡単に取り込める一方で,従来のMCTD法を超えた理論を探求し,2通りの理論構築に成功した.1つはMCTDWF法の高精度な近似手法であり,1つは厳密理論である.これらの理論によれば,MCTDWF計算と比較して,より短い展開長でより高精度の数値計算が実行できると期待される.したがって,MCTHDWF理論による数値計算ソフトの開発・解析は遂行できなかったが,最終目標へのより強力な理論構築に成功した.本研究では,ボーズ粒子であるデューテロンを軌道関数を使って取り扱うことのできる,ボーズ粒子を含む分子に対する時間依存多配置波動関数理論を提案している.電子,デューテロンの運動を記述するスピン軌道関数,および重い核の運動を記述するCI-ヴェクトルに対する運動方程式は,時間依存の変分原理に従って導出できる.過去の研究例では,第二量子化法を使った定式化によって,フェルミ粒子系とボーズ粒子系を区別なく統一的に取り扱うことが出来るという点が強調されていたが,本研究では逆に,両者の相違点を明確化した.デューテロンのスピン軌道の運動方程式を求める際,一体相互作用h,およびCoulomb相互作用Wに対する行列要素が必要となる.本研究では,数表現されたpermanent |Φ> = |n1, n2, n3, ...>を使った場合の,0-,1-,2-粒子置換配置に対する行列要素の明示的な表現を計算した.その結果,フェルミ粒子系と比較して,質的に異なる行列要素を与えるのは主としてWであることが明らかとなった.例えば,平均場近似に対応する行列要素においては,交換積分の符号はフェルミ粒子の場合とは逆になる.さらに,一つのスピン軌道に複数の粒子が配置される(nk >= 2)とフェルミ粒子系では見られなかった項が出現する.また,2-粒子置換配置に対する行列要素にはパウリの禁制則が成立していなことに起源を持つ項が現れることが分かった.また,前年度に計算した行列要素の組には,本来含まれているべき行列要素が不足していることが明らかとなり,それらの寄与も新たに計算した.軌道に対する運動方程式は,上記の明示的に求められた行列要素を使って,時間依存のDirac-Frenkel変分原理を評価することで定式化した.その結果は,第7回分子科学討論会にて発表した.ボーズ粒子である重陽子置換炭化水素分子に適用できる時間依存多配置波動関数(MCTDWF)理論を定式化した.MCTDWF計算の配置関数の増加に伴う解収束の遅さを考慮して,研究期間の後半では粒子統計の違いを簡単に取り込める一方で,従来のMCTD法を超えた理論を探求し,2通りの理論構築に成功した.1つはMCTDWF法の高精度な近似手法であり,1つは厳密理論である.これらの理論によれば,MCTDWF計算と比較して,より短い展開長でより高精度の数値計算が実行できると期待される.したがって,MCTHDWF理論による数値計算ソフトの開発・解析は遂行できなかったが,最終目標へのより強力な理論構築に成功した.計算プログラムに関して以下のことを行った.計算のボトルネックは通常の電子状態計算と同様に2粒子積分部分である.計算時間の短縮化のため,既に提案してあった特異値分解を使ったクーロン核の数値積分アルゴリズムを,特異値分解の対称性を最大限利用することにより改良し,その計算ルーチンを新たに作成した.この計算ルーチンをこれまでに作成してあった電子ダイナミクス用のMCTDHFコードに組み込み,2粒子積分の計算が1.52倍程度高速化することを確認した.また,数値的な精度の改良を行った.すなわち,円筒対称性を持つ数値軌道関数の表現方法として,現行の電子ダイナミクス用のMCTDHFコードでは双変換法を用いているが,分子軸に最も近いグリッド(計算)点における軌道関数の数値微分の精度が運動エネルギー演算子行列のエルミート性の保持を左右する.エルミート性の保持は,実時間発展中の系の全エネルギーの保存や定常状態におけるビリアル比の精度にとって重要である.差分法を用いた数値微分に,原点補正を加え,これまでの3次差分から5次差分,あるいは9次差分を採用することによって,運動エネルギー項の正確な評価が可能となった.このことは,基底状態の全エネルギーやビリアル比を以前の計算結果と比較することで明らかとなった.また,ボゾンであるデューテロンの配置関数を生成するサブルーチンを新たに作成した.理論の定式化に関して以下のことを行った.電子-デューテロン系分子に対する一般論構築の準備として,ボゾンであるデューテロンの配置関数を基底関数とした場合の一体場・二体場に対する行列要素を,時間依存変分法に基づいた定式化を簡明な形で表現するために導出した.本研究では時間依存の多配置波動関数理論(MCTDH)を使って強い光の場と相互作用する炭化水素分子のプロトンとその同位体であるデューテロンの動的な挙動を理論的に調べることが目的であった.

粒子の量子統計の違いは第二量子化法を使って簡単な操作で理論構築の中に組み込む事が出来ることが本研究の特徴の一つであった.前年度,計画にしたがって,ボーズ粒子であるデューテロン置換炭化水素に適用できる理論を構築した.しかし,現在のMCTDHに共通にしている問題:配置関数の増加に伴う解収束の悪さ,言い換えると,十分な計算の精度を確保しないと科学的に意義のある結論を導けないのではないかとの結論に至った.そのため,粒子の量子統計の違いを簡単に取り込める一方で,従前のMCTDHを超えた理論の構築手法を鋭意探求した.その結果,(1)MCTDHの配置空間を縮小することなく,CI-係数を因数分解することによって,近似的ではあるが計算に必要な情報量を縮小する,MCTDHに対するこれまでにない近似手法の定式化に成功した.また,(2)MCTDHとは異なり,時間依存波動関数の記述に原子価結合理論を適用する全く新しい定式化に成功した.この新しい時間依存原子価結合理論の定式化の論理から,MCTDHを含む時間依存波動関数理論との関係性,密度汎関数法との関係性などが数学的厳密さを犠牲にすることなく自然に導かれることが明らかとなった.このことは,ここで開発した新しい時間依存原子価結合理論の汎用性と厳密性を裏付ける結果となっている.新しい原子価結合理論の精度や収束の速さは,過去のres-HF理論とMCSCF理論の性能比較の検証的研究(Chem Phys Lett 263 (1996) 687)から,MCTDHと比較した場合に,より改善されているものと期待できる.これら2つの理論的な成果は現在論文として投稿準備中である.量子動力学理論軌道関数の運動方程式の定式化を,既に定式化済みのフェルミ粒子系の場合と比較しながら行ってきたが,本研究で扱ったボゾン系の運動方程式を導く際に,フェルミ粒子系の場合との比較ができない項が一部現れてくることを見出した.この項は,粒子統計の差に基づくものではなく,以前のフェルミ系における運動方程式の定式化の際に見落とされていた項であることが最終的に判明した.数値的な計算結果を大きく変更するとは考えられない寄与であるが,完全のため,以前のフェルミ粒子系における運動方程式も一部改編する作業が加わった.計算コードの高速化に関して,H24年度計画ではOpenMPを最大限利用するようにコードを改訂することを目標としたが,分子積分表現手法の高速化や運動エネルギー評価の精密化に取り組んだため,OpenMPによる計算時間の短縮の実現には至っていない.また,数値軌道の表現方法として,現行版の電子ダイナミクス用のコードでは双変換法をのみを用いているが,円筒座標系に特化した他の軌道関数の表現手法である有限要素法や既報文献で展開されている表現手法の実装による計算速度・精度の比較を行う事が出来なかった.しかし,上記の高速化・評価の精密化の成果により,数値軌道の表現方法として,双変換法を引き続き利用しても十分な速度と精度が期待できる.既存の電子-プロトン系を扱うことのできるコードをもとにして,電子-ボーズ系の計算コードの完成を急ぐ.その際,今回新たに見出された行列要素からの寄与を適切に組み込み,電子-プロトン系,電子-ボーズ系の計算コードを完全なものとする.基底状態に対する数値計算を行い,新たな行列要素からの寄与が無視できることを電子-プロトン系において確認する.その上で,電子-ボーズ系の基底状態の計算を行い,基底状態におけるデューテロン構造を計算する.プロトン構造とデューテロン構造を比較することで,基底状態における粒子統計の差異が幾何学的構造に反映されているのかを明らかにする.その後,強レーザー場との相互作用を取り入れた実時間計算を行い,超高速水素移動におけるプロトン構造変化とデューテロン構造変化の違いを明らかにする.
アルカリ可溶セルロースの新しい食材領域を目指した相互作用の解明と構造制御の方法論

水酸化ナトリウムを溶媒とする,セルロースの新しい溶解法の確立により,セルロース成型体は世界で初めて法律的に認められ,食品展開できるようになった。しかし,法律的に可食なセルロースは,異物感を感じるため食感的には可食ではない。現在までに,セルロースの構造形成の初期に形成される疎水性の相互作用により集合したセルロース分子シートを乱すことで最終的なセルロースの結晶性が低下し,これが食感改良に繋がるという,構造設計のための基本的な考え方が分かっている。しかし,なぜ分子シートが乱れるのかという食感改良に関する構造制御の方法論は明らかではない。そこで,本研究の目的は,「セルロースとその周辺物質との相互作用を周辺物質の観点,固体構造の観点より明らかにすること」である。前年度までの研究より,超臨界水に溶解したセルロース溶液に染料を加えるとセルロースの結晶性が低下するのに対し,キュプラ,ビスコース,水酸化ナトリウム水溶液に溶解したセルロース溶液に染料を加えても結晶性は低下しないことを明らかとした。これは,セルロースの溶解状態に起因すると考えられる。現在までに再生セルロースの構造形成メカニズムを報告している。(a)水系溶媒中でセルロースが溶解(b)疎水性の相互作用によりグルコースリングが集合し,分子シート構造を形成(c)分子シートが水素結合などで積層し,結晶を含む薄膜構造体を形成し,最終構造体となる。超臨界水にセルロースを溶解させ,再生後に上澄みをTEM観察すると,リボン状構造が観察された。上述の構造形成メカニズムによれば,このリボン状物は約3-4のセルロース分子シートが積層した構造である。一方,分子動力学シミュレーションより,セルロースの疎水面と染料の疎水面が弱い相互作用により積層し,染料分子の両端がセルロースの水酸基と水素結合を持つことにより集合しシート状態を形成していることを明らかとした。26年度が最終年度であるため、記入しない。水酸化ナトリウムを溶媒とする,セルロースの新しい溶解法の確立により,セルロース成型体は,世界で初めて法律的に認められて食品展開できるようになった。現在までに,セルロースの構造形成の初期に形成されるセルロース分子シートを乱すことで最終的なセルロースの結晶性が低下し,これが食感改良に繋がるという,構造設計のための基本的な考え方が分かっている。しかし,なぜシートが乱れるのかという食感改良に関係する構造制御の方法論が明らかでない。そこで本研究の目的は,「セルロースとその周辺物質との相互作用を周辺物質の観点,固体構造の観点から明らかにすること」である。どのように物質はセルロースに近づき影響を及ぼすのかを,相互作用という観点で解明し,構造制御の方法論を見出し,望ましい構造を設計する予定である。この目的を達成するために,当該年度は,セルロースの周辺物質の観点から検討を行った。実験において,様々な染料存在下で天然,再生セルロースの結晶性変化を検討した。天然セルロースでは直接染料存在下で結晶性の低下が観察されるが,再生セルロースでは観察されなかった。一方,分子動力学シミュレーションを用いて,天然セルロースの構造形成に関して検討を行い,構造形成を行う環境(水)に大きく影響され,ファンデルワールス力などの疎水性の相互作用により集合した分子シート構造の可能性を提案した。さらに,再生セルロースの構造形成(分子シート構造)を誘起する溶解状態を明らかとするため,水酸化ナトリウム水溶液中でのセロビオースのシミュレーションを試みた。当該年度において,研究目標であった,再生セルロースの分子シート構造を誘起するセルロースの溶解状態をシミュレーションにより明らかとし,そして実験的に最終構造(結晶性)から再生セルロースの溶解状態について明らかとすることができた。まず, 1年度目の報告において,銅アンモニア溶液にセルロースを溶解させ,再生したものは,どの染料(直接,酸性,塩基性,アゾ)を添加した系においても,セルロースの結晶性が低下しないことを報告した。これは,比較的濃いセルロース濃度では,再生セルロースの基本的な特徴,構造とされているファンデルワールス力などの疎水性の相互作用により集合した分子シート構造を溶液中で維持している可能性があること,つまり,セルロースが銅アンモニア溶液中で分子分散している可能性が低いことを示唆した結果である。一方,超臨界水で溶解したセルロースに染料を添加するとセルロースの結晶性は極めて低下した。またX線解析より低角側の立ち上がりに違いがみられた。これはセルロースと染料の凝集構造に違いがみられることに起因する。この結果より超臨界水中では,セルロース濃度が比較的高くても,分子シート構造は維持しておらず,分子分散している可能性が高いことが示唆される。

つまり,食品展開するためにセルロースの結晶性を低下させるためには分子シートの状態での溶解ではなく,セルロース鎖を分子分散させることが必須である。また,セルロースと染料のMDシミュレーションより, OH/0, NH/0, CH/π, CH/0, OH/Nなどの相互作用が観察された。水酸化ナトリウムを溶媒とする,セルロースの新しい溶解法の確立により,セルロース成型体は世界で初めて法律的に認められ,食品展開できるようになった。しかし,法律的に可食なセルロースは,異物感を感じるため食感的には可食ではない。現在までに,セルロースの構造形成の初期に形成される疎水性の相互作用により集合したセルロース分子シートを乱すことで最終的なセルロースの結晶性が低下し,これが食感改良に繋がるという,構造設計のための基本的な考え方が分かっている。しかし,なぜ分子シートが乱れるのかという食感改良に関する構造制御の方法論は明らかではない。そこで,本研究の目的は,「セルロースとその周辺物質との相互作用を周辺物質の観点,固体構造の観点より明らかにすること」である。前年度までの研究より,超臨界水に溶解したセルロース溶液に染料を加えるとセルロースの結晶性が低下するのに対し,キュプラ,ビスコース,水酸化ナトリウム水溶液に溶解したセルロース溶液に染料を加えても結晶性は低下しないことを明らかとした。これは,セルロースの溶解状態に起因すると考えられる。現在までに再生セルロースの構造形成メカニズムを報告している。(a)水系溶媒中でセルロースが溶解(b)疎水性の相互作用によりグルコースリングが集合し,分子シート構造を形成(c)分子シートが水素結合などで積層し,結晶を含む薄膜構造体を形成し,最終構造体となる。超臨界水にセルロースを溶解させ,再生後に上澄みをTEM観察すると,リボン状構造が観察された。上述の構造形成メカニズムによれば,このリボン状物は約3-4のセルロース分子シートが積層した構造である。一方,分子動力学シミュレーションより,セルロースの疎水面と染料の疎水面が弱い相互作用により積層し,染料分子の両端がセルロースの水酸基と水素結合を持つことにより集合しシート状態を形成していることを明らかとした。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,「セルロースとその周辺物質との相互作用を周辺物質の観点,固体構造の観点から明らかにすること」である。本年度は,セルロースの周辺物質の観点から検討を行った。研究目標であった,再生セルロースの分子シート構造を誘起するセルロースの溶解状態をシミュレーションを用いて明らかとし,そして実験的に最終構造(結晶性)から再生セルロースの溶解状態について明らかとすることができた。
脳内温度・浸透圧の感知メカニズムとその破綻

脳脈絡叢上皮細胞において、TRPV4を通って流入したCa2+がanoctamin1(ANO1)を活性化してクロライドイオン流出をもたらしていることを見いだし、このTRPV4/ANO1機能連関は脳脊髄液分泌の分子機構の一つと考えられた。このTRPチャネルとanoctaminの機能連関は脈絡叢上皮細胞以外でも起こっているものと推定され、Ca2+透過性の高いTRPチャネルでは広く起こっている現象かもしれない。感覚神経細胞では細胞内クロライド濃度が高いので、ANO1活性化はクロライド流出をもたらし、さらに細胞の脱分極が進むと考えられる。マウス感覚神経でTRPV1とANO1の共発現を免疫染色法で確認した。HEK293細胞にTRPV1, ANO1を共発現させてパッチクランプ法で解析するとカプサイシン投与によって細胞外Ca2+依存的なANO1活性化によるクロライド電流の活性化が観察された。感覚神経細胞でカプサイシンによって引き起こされる内向き電流はTRPV1を介した陽イオン流入とANO1を介したクロライド流出の和を見ていると推定された。ANO1阻害剤によってマウス感覚神経のカプサイシンによる活動電位発生が有意に抑制され、カプサイシンの後肢投与による疼痛関連行動もANO1阻害剤で有意に減弱した。このように、TRPV1/ANO1機能連関は新たな疼痛増強メカニズムと考えられた。以前に、TRPM2が過酸化水素によって酸化されて機能増強することを明らかにしたので、それが、脳内ミクログリアで起こっているかどうかを検討したが、有意な関与は観察できなかった。そこで、膵臓β細胞に目を向け、膵臓β細胞において、グルコース負荷で過酸化水素が産生されてTRPM2を感作して機能増強が起こり、グルコースによる温度依存的なインスリン分泌に関わることを明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。Anoctaminを介したクロライドイオンの移動方向は単純に細胞内クロライド濃度に依存すると考えられる。そこで、感覚神経でも同様なTRPチャネル/ANO1の機能連関が起こっているものと仮説した。TRPV1とANO1の機能連関では痛みの増強が起こると予想される。そこで、先ず、マウス感覚神経でTRPV1とANO1の発現を免疫染色法で解析し、多くの小型神経で共発現することを確認した。通常のイオン条件でのカプサイシンによる内向き電流はANO1阻害剤で有意に抑制されたことから、カプサイシンによって引き起こされる内向き電流はTRPV1を介した陽イオン流入とANO1を介したクロライド流出の和を見ていると推定された。

そこで、膵臓β細胞に目を向け、膵臓β細胞において、グルコース負荷で過酸化水素が産生されてTRPM2を感作して機能増強が起こり、グルコースによる温度依存的なインスリン分泌に関わることを明らかにした。脳脈絡膜上皮細胞で起こっているTRPV4/ANO1機能連関が広く存在するCa2+透過性の高いTRPチャネルとanoctaminチャネル連関の一つであることが、感覚神経でのTRPV1/ANO1機能連関の発見によって明らかになった。これは、大きな研究進展である。本新学術領域「脳内環境」では、脳内細胞においてTRPチャネル/anoctaminの機能連関を探索して行くことが必要であり、特にTRPV4/ANO1の機能連関の病態意義を検証していくことが今後の大きな課題と考えられる。同じく脳内でのTRPM2の脳内環境センシング機能解析もさらに検証していく必要があり、グリア細胞、特に、ミクログリアでTRPM2が強く発現しており、マクロファージと同様な感作機構を有していることが明らかになっていることから、その病態生理学的意義の解明を野生型マウスとTRPM2欠損マウスの比較解析から更に勧めたい。27年度が最終年度であるため、記入しない。脈絡叢上皮細胞におけるTRPV4, anoctamin 1 1HEK293細胞にTRPV4および種々の炎症関連メディエイター代謝型受容体を共発現させて、炎症関連メディエイター投与によってTRPV4活性の増強がおこるかどうかをCa-imaging法、パッチクランプ法を用いて検討する。単離脈絡叢上皮細胞でも炎症関連メディエイター投与によってTRPV4活性の増強がおこるかどうかをCa-imaging法、パッチクランプ法を用いて検討する。さらに、炎症関連メディエイター投与によってクロライド電流(おそらくはanoctamin 1を介した)の増大が起こるかどうかを検討する。2脳髄膜炎モデルや脳室内へのプロスタグランジンE2の投与による脳脊髄液の産生・放出及び移動を野生型マウス・TRPV4欠損マウスで比較検討する。ミクログリア細胞におけるTRPM2血管結紮による脳梗塞モデルでの病変を野生型マウス、TRPM2欠損マウスで比較検討するとともに、脳温を変化させてその予後を検討する。脳梗塞による脳神経細胞死が起こると細胞内で産生された過酸化水素が細胞外に放出されて、周囲のマクロファージやミクログリアに発現するTRPM2活性化からサイトカイン等の炎症性因子が放出されてさらなる組織障害が引き起こされると推定される。そこで、以下の実験を行う。1中大脳動脈結紮により脳梗塞モデルを作成する。2梗塞巣でのTRPM2の発現を遺伝子レベル、蛋白質レベルで検討する。3梗塞巣周囲の生存細胞でのTRPM2機能(活性化温度閾値を含めて)をパッチクランプ法、Ca2+イメージング法で検討する。4梗塞巣での、マクロファージやミクログリアの貪食能サイトカイン放出能を野生型マウス、TRPM2欠損マウスで比較検討する。5梗塞巣の大きさを野生型マウス、TRPM2欠損マウスで比較検討するとともに、TRPM2阻害薬の梗塞巣サイズへの効果を検討する。
大気圧非平衡プラズマ流による超機能性ラジカル生成輸送機構と生体反応制御

大気圧非平衡プラズマ流による生体反応機能性を発現するラジカルの生成輸送機構を解明した.放電部下流域の極微弱発光領域の分析により,生成したアルゴン励起原子が空気との反応を通し窒素励起分子やラジカルとして生体に輸送されることや,照射した水中に生体の活性度を低下させる寿命の長い活性種が生成されることを明らかにした.また, OH及び酸素ラジカルに滅菌作用があることを特定し, OHラジカルの生成が電子衝突に依存することを数値解析により明らかにした.大気圧非平衡プラズマ流による生体反応機能性を発現するラジカルの生成輸送機構を解明した.放電部下流域の極微弱発光領域の分析により,生成したアルゴン励起原子が空気との反応を通し窒素励起分子やラジカルとして生体に輸送されることや,照射した水中に生体の活性度を低下させる寿命の長い活性種が生成されることを明らかにした.また, OH及び酸素ラジカルに滅菌作用があることを特定し, OHラジカルの生成が電子衝突に依存することを数値解析により明らかにした.本研究は,大気圧非平衡プラズマ流による生体反応機能性を発現するラジカルの生成輸送機構を解明し,次世代医療基盤技術の創成とその飛躍的な発展を目的とする.平成19度には,目標とした超機能性ラジカル生成装置の製作,超機能性ラジカル生成輸送機構の電磁熱流動解析を行った.具体的には,新たに微弱発光分光装置を導入し,極微弱発光領域分析法と化学種計測法を確立し,下流域における化学種分布及び輸送過程を解析した.これにより,プラズマ下流域に生成されるアルゴン励起原子・イオン,窒素励起分子,OH分子および窒素酸化物の分布の違いを明らかにし,化学種により生成輸送過程が異なる事を解明した.また,極微弱発光分析法によりアルゴン励起原子が周囲空気との衝突により急速に減衰する一方,生成された窒素励起分子はなだらかに減衰することを明らかにした.また,19年度に目標とした,超機能性ラジカル生成輸送機構の生体反応解析は,活性酸素量を容易に検定できるルミネッセンサーを新たに導入し,プラズマ流と蒸留水との干渉により生成される活性酸素量の特性を明らかにした.プラズマ照射により蒸留水に生成される活性酸素量は急速に増大し,照射後ゆっくりと減少する.この時,過酸化水素がほとんど生成されていないこと,大腸菌の活性が阻害されることから,OHラジカル以外で寿命が比較的長い活性酸素が生成されることが明らかになった.また,OHラジカルによる細菌への影響についても検討した.これらの成果は,特許出願2件にまとめられている.本研究は,大気圧非平衡プラズマ流による生体反応機能性を発現するラジカルの生成輸送機構を解明し,次世代医療基盤技術の創成とその飛躍的な発展を目的とする.平成20年度には,平成19年度に解明した化学的活性種の生成輸送過程において重要な滅菌因子の1つと考えられるOHラジカルに着目し,研究実施計画に沿って, OHラジカルの生体に与える影響の検証とOHラジカルの生成過程の数値モデルの構築および解析を行った.0ラジカルや窒素酸化物の生体への影響を排除するために,大気圧水蒸気100%中でプラズマによりOHラジカルを生成する手法を考案した.また, OHラジカルの生成量を発光分析と最終生成物である過酸化水素濃度の計測により定量化することに成功した.これにより, OHラジカル生成量とGeobacillus Stearothermophilus(熱・紫外線耐性菌)の芽胞への滅菌効果と強い相関があることを示し, OHラジカルが重要な滅菌因子であることを明らかにした.また,電子温度と重粒子温度が異なる熱非平衡性と電子・イオン・中性粒子の運動を考慮した3流体2温度モデルを採用し,電子エネルギーの非マックスウェル分布の考慮や, 23種の化学種と102種類の化学反応式を考慮した,放電・反応プロセス解析モデルを構築した.これより, OHラジカルの生成が放電時の電子密度分布と概ね一致していることを示し電子衝突による生成が支配的であることやOHラジカルが放電後に安定生成物であるH_2O_2に変化することを明らかにした.これらの成果により,研究目的である生体機能性を有するラジカルの生成輸送機構を明らかにすると共に,特に生体反応制御で重要なOHラジカルの生成輸送機構における重要な知見を得た.
集団遺伝学理論に基づいた水インフラによる胃腸炎ウイルス感染症制御の実現

胃腸炎ウイルスによる感染事例は水インフラを備えた先進国においても散発的に報告されており、この原因は胃腸炎ウイルスの高い進化速度がもたらす適応能力にある。ウイルス進化をもたらす従来のファクターとして、遺伝子変異、宿主免疫による選択、ある変異が偶然により次世代の集団に固定される遺伝的浮動が挙げられる。本研究では、これらのファクターに加え、胃腸炎ウイルスの生活環に存在する消毒等の「水インフラによる選択」及び日光等の「自然環境ストレスによる選択」が胃腸炎ウイルスの進化に寄与している可能性を検証し、その適応メカニズムを解明することで胃腸炎ウイルスをヒト社会に侵入させない水インフラの構築を目指す。
顎関節症の発症原因と食習慣に関する研究-日本人と同一ルーツをもつ中米インディオでの実態調査-

平成11年度は平成11年12月から平成12年1月にかけて米国での資料収集、ホンデュラスグアテマラの現地調査の順で行なった。現地調査では、まずホンデュラスでは、昨年に引き続き、同国の最東端のニカラグア国境に近い、地形的にも隔離されたラ・モスキチア地方のカリブ海沿岸地域の原住民ミスキート族を対象に行なった。顎間接症状を有する率はラ・モスキチア原住民で対象60名中32名で53.3%(症例数比)また首都テグシガルパ市民の対象52名中26名で50.0%(症例数比)であり、昨年の調査結果とほぼ同様傾向であったが、本年度調査により対象数を多くすることが出来た。一方、グアテマラでの調査は原住民のインディオを対象に行なった。対象56名中24名であり、42.9%(症例数比)の顎間接症状の有症状率であった。考察としては、昨年の調査結果と同様傾向である食習慣としての軟食、硬食の摂取状況の違いが地域、住民間にみられ、顎間接症状の発現の差としての関連性が示唆された。一方、米国スミソニアン博物館、グアテマラ考古学人類学博物館における資料からは、顎関節下顎頭の変形と上下歯列咬耗群のブローカー分類1、2度群で円形、丸型を示す傾向で、下顎の適応リモデリングと咬耗、食習慣の関連性が示唆された。以上の事項については、今後、更に多数例にもとづいた資料の集積による検討がまたれるものの日本人と同一ルーツをもつ中米インディオの調査結果は我が日本人に対して極めて示唆に富んだものとなるものと考えられた。本年度、当初予定していた11月の現地調査はホンデュラスでのハリケーン大災害のため不可能となったため、急遽、その一部である米国での資料収集を第一回目の調査とした.99年2月になり、現地スタッフの3回にわたる状況調査から、本調査が可能な状況になったと判断されたので、ホンデュラス、グァテマラ、米国での現地調査、資料収集を行なった。まずホンデュラス、最東端の地形的に隔離されたニカラグア国境に近いラ・モスキチア、カリブ海沿岸地方、ブルースラグナ湖沼地帯の居住民ミスキート族の調査を行なった。顎関節症状を有する率は講査した153名中の対象のうちの98名(96顎関節)の約4%にも達し、歯の咬耗ブローカー分類は2度が最も多く、う触の多発傾向がみられた。食物の調査では軟らかく調科した穀物からの食品トルティーア、フリーホーレスと魚、肉類が中心で、繊維質を含む野菜はほとんど摂取しない結果が示された.一方、ホンデュラスのほぼ中央、フロール山の山岳地帯に住むヒカケ族の調査では調査した132名中の対象63名126顎関節のうち、症状を有する率は約25%であり、歯の咬耗はブローカー分類の3度が最も多く、う触はミスキート族より少ないことが明らかとなった。食物調査では穀物、野菜を食し、肉類が少ない傾向であった。グァテマラでは同国中央、山岳地帯のサンアントニオアウアカリエンテス、アティトランでの対象46名のメスティーソの調査結果は、約35%の顎関節症状の有症状率であった。考察として、繊維性食物を中心とした軟食、硬食の違いが、ミスキート族、ヒカケ族の間でみられ、顎関節症状の発現の差との関連性が示唆される結果であった.一方、米国スミソニアン博物館、グァテマラ考古学人類学博物館における資料からは、顎関節下顎頭の変形と上下歯列咬耗群のブローカー分類1.2度群で円形、丸型を示す傾向で、下顎頭の適応リモデリングと咬耗、食習慣の関連性が示唆された。以上の事項については更に多数例にもとづいた資料の集積による検討がまたれる。

平成11年度は平成11年12月から平成12年1月にかけて米国での資料収集、ホンデュラスグアテマラの現地調査の順で行なった。現地調査では、まずホンデュラスでは、昨年に引き続き、同国の最東端のニカラグア国境に近い、地形的にも隔離されたラ・モスキチア地方のカリブ海沿岸地域の原住民ミスキート族を対象に行なった。顎関節症状を有する率はラ・モスキチア原住民で対象60名中32名で53.3%(症例数比)また首都テグシガルパ市民の対象52名中26名で50.0%(症例数比)であり、昨年の調査結果とはぼ同様傾向であったが、本年度調査により対象数を多くすることが出来た。一方、グアテマラでの調査は原住民のインディオを対象に行なった。対象56名中24名であり、42.9%(症例数比)の顎関節症状の有症状率であった。考察としては、昨年の調査結果と同様傾向である食習慣としての軟食、硬食の摂取状況の違いが地域、住民間にみられ、顎関節症状の発現の差としての関連性が示唆された。一方、米国スミソニアン博物館、グアテマラ考古学人類学博物館における資料からは、顎関節下顎頭の変形と上下歯列咬耗群のブローカー分類1、2度群で円形、丸型を示す傾向で、下顎の適応リモデリングと咬耗、食習慣の関連性が示唆された。以上の事項については、今後、更に多数例にもとづいた資料の集積による検討がまたれるものの日本人と同一ルーツをもつ中米インディオの調査結果は我が日本人に対して極めて示唆に富んだものとなるものと考えられた。
筋層浸潤性膀胱癌の浸潤能に関わる遺伝子解析と新規治療法の開発

癌幹細胞は癌組織の中にわずかに存在する高い造腫瘍能、自己複製能および多分化能を特徴とする細胞で癌の治療抵抗性や再発に関与していると考えられている。さまざまな癌種においてALDH1活性を用いて癌幹細胞の同定が用いられている。私たちは、ALDH1活性の高い細胞を尿路上皮癌より癌幹細胞として同定し、遺伝子の解析を行った。私たちは遺伝子の解析によって、2つの重要な遺伝子、NRG1とGRIK2を見出した。NRG1は癌幹細胞の生存に関与する遺伝子で、GRIK2は癌幹細胞の浸潤にかかわる遺伝子であった。NRG1, GRIK2は尿路上皮癌の治療対象となりうる遺伝子であった。当該年度に行った研究は、さまざまな方法で検討したところ、1ALUDEFLUOR法によってALDH1活性の高い細胞集団をセルソーターにより分離・回収し、その集団に癌幹細胞性を有する細胞が多く含まれていることを同定した。2尿路上皮癌幹細胞特異的に発現している遺伝子をマイクロアレイを用い検討し、浸潤能に関与している遺伝子GRIK2と尿路上皮癌の生存に関与している遺伝子NRG1-beta1を同定し、その機能について解析した。浸潤能に関与する遺伝子を同定することで、浸潤性尿路上皮癌の予後予測に役立て、術前化学療法が必要な症例を同定することが出来ると考えられる。それにより、転移・再発リスクの高い症例を層別化し効率的に治療を行い、不必要な化学療法を減らすことができると考えられる。GRIK2をノックダウンすることにより浸潤能が低下し、過剰発現させると浸潤能が増加することが分かった。現時点では、浸潤能に影響する具体的な機序に関しては不明である。尿路上皮癌の生存に関わる遺伝子NRG1-beta1は、その遺伝子をノックダウンすることにより、アポトーシスを誘導できることが分かった。NRG1-beta1は、EGF様のドメインを有する細胞外ドメインと細胞内ドメインに大別される。今年度の研究では、細胞外ドメインは、癌細胞の増殖にかかわるが、生存には関わらないことが分かった。細胞内ドメインが尿路上皮癌の生存に必須であることを証明し、その機能を解析することで、治療に応用することができると考えられる。以上より、この研究は、尿路上皮癌治療の効率化および新しい治療法の開発寄与できると考えている。1GRIK2の役割に関しては、前年度は尿路上皮癌細胞株を用いて、尿路上皮癌の浸潤能に関与していることを見出しているが、当該年度では、実際の臨床標本で予後との関係について検討した。腎盂尿管癌の検討では、GRIK2の発現が高悪性度、癌特異生存率に関連していることを見出し、予後予測は因子としての有効性と治療標的の可能性を学会発表などで報告した。2NRG1-beta1に関しては、前年度に尿路上皮癌のアポトーシスに関与していることを見出した。当該年度においては、NRG1-beta1の細胞外ドメイン、細胞内ドメインのそれぞれの役割について検討した。細胞外ドメインは成長因子として腫瘍の増殖に関与していたが、細胞死に関しては関与していなかった。細胞内ドメインも細胞死には関与しておらず、細胞外ドメインの切断・分泌の際にシグナルが伝達されることが、細胞の生存に重要であることが見出された。以上の研究は、尿路上皮癌の新しい治療標的の開発に寄与できると考えられた。尿路上皮癌研究計画書の予定通り、浸潤能に関わる遺伝子を同定することができた。また、そのほかに生存に関わる遺伝子を発見することができ、研究の幅が広がったと考えている。今後は、GRIKに関しては、そのタンパクの発現を免疫組織学的に検討する。それにより、予後予測を行い、治療対象の層別化を行う。また、浸潤に関わる機序について検討を行う。生存に関わる遺伝子NRG1-beta1に関しては、細胞内ドメインとアポトーシスが誘導される機序について検討し、治療応用の可能性について探る予定ある。25年度内に納入予定だった必要試薬の納期が遅れて26年度に納入され、支払いが25年度内に出来なかったため。尿路上皮癌の浸潤能や生存に関わる遺伝子の作用機序を検討するために行う、実験の消耗品代として使用する。