hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代プロテオミクスによる悪性グリオーマのバイオマーカー探索

難治疾患である悪性脳腫瘍に対してバイオマーカーは同定されていない。本研究は、原発性脳腫瘍の中で最も高頻度かつ高悪性度の膠芽腫の診断を迅速・簡便・確実に可能とする血液バイオマーカーの開発を目的とした。革新型プロテオミクス法による膠芽腫および健常血漿内タンパクの比較定量を行った。962種類のタンパクを同定し、両者間で有意差を認め新規性の高い5種類の分子を抽出した。膠芽腫において高値を示したα-1-antichymotripsinとcompliment component C9、低値を示したgelsolin、Ig α-1 chain C region、apolipoprotein A-IVである。【方法】同一の悪性グリオーマ症例の術前及び術後の液性検体(脳脊髄液15症例、血液5症例)、同一症例の再発時の脳脊髄液(5検体)及び非脳腫瘍患者由来の脳脊髄液(5検体)を使用した。液性検体をトリプシン消化した後、定量的プロテオミクス解析を行い、バイオマーカー候補を抽出した。選択されたマーカーを用いて多変量解析を行った。【結果】脳脊髄液からは20分子を同定し、高精度マーカー定量を行った後に悪性グリオーマ依存性に変動するマーカー候補分子を4種類に絞った。血液からは9候補分子が同定された。9分子はいずれもこれまでに血中悪性グリオーマ診断マーカーとして報告されていない。うち3分子は悪性グリオーマ組織と非腫瘍脳組織のプロテオミクス比較定量において悪性グリオーマ組織での定量値が有意に高く悪性グリオーマ組織由来であると示唆された。【結論】悪性グリオーマ症例の脳脊髄液および血液を定量プロテオミクスによって解析することによって悪性グリオーマの存在に依存して変動するタンパク分子を同定した。悪性グリオーマ組織の初発時、初期治療終了時、再発時に得た髄液・血液検体を解析対象とし、予定通りData Dependent Acquisitionでそれぞれの検体でタンパク質の種類を同定し、SWATH法のためのデータベースを構築した後にSWATH法を実施した。その結果、各症例における継時的な髄液・血液のタンパク定量プロファイルを得た。この中から髄液、血液でそれぞれ複数の候補マーカー分子が同定された。候補バイオマーカー分子の基本的な基準としては初発時に高く初期治療終了時に低下、再発時には再度上昇するタンパクとした。さらに健常人や他疾患と比較し悪性グリオーマで圧倒的に高い発現を示すことで腫瘍特異性が高い分子であることを理想とした。これまでの解析では、逆に腫瘍の存在時に低下し治療後に上昇、健常人で一定の値を示すタンパク分子も候補に含まれている。【目的】近年、バイオマーカーを測定することで疾病の診断や効率的な治療法の確立、さらに個別化医療が可能となっている。複数の他臓器がんの臨床においてバイオマーカーが同定され、実際の診断や治療に有効活用されている。しかし、難治疾患である悪性脳腫瘍に対してバイオマーカーは同定されていない。本研究は、原発性脳腫瘍の中で最も高頻度かつ高悪性度の膠芽腫の診断を迅速・簡便・確実に可能とする血液バイオマーカーの開発を目的とする。【結論】膠芽腫バイオマーカー候補分子5種類を同定した。同定された5分子についてその機能解析とマーカーとしての妥当性を検証することで、単一あるいは適切な組合せにより、感度・特異度の高いバイオマーカーセットを決定したい。これまでの研究から抽出された候補分子の機能解析に着手するとともにバイオマーカーとしての妥当性を検討する。1)候補分子の組織内発現局在を免疫組織化学で検討することにより候補分子産生細胞を同定する。2)対応する症例の摘出検体における候補分子のmRNA量を定量的PCRにより、またタンパク量を絶対定量プロテオミクスにより測定し髄液・血液中の定量値との相関を解析する。3)候補分子の生物学的機能を解析する。候補分子の産生細胞が腫瘍細胞であると確認できた分子に限定して次の実験を行う。候補分子のsiRNAを作成し、悪性グリオーマ細胞株に導入し候補遺伝子をノックアウトさせた細胞株を作成する。樹立した細胞株を使用して細胞増殖・浸潤能解析を行い候補遺伝子の機能評価を行う。4)バイオマーカーとしての妥当性評価候補バイオマーカーを5種類に絞り、新たに悪性グリオーマ30症例、他の脳腫瘍30症例から採取した液性検体を絶対定量プロテオミクスで解析し、候補分子の産生量を測定する。この結果から候補分子が悪性グリオーマに特異的であることを確認し、その絶対定量値と臨床経過中の病勢との相関を評価する。本解析から候補分子が診断マーカー、予後マーカー、予測マーカー、モニタリングマーカーのうちいずれとして妥当かを明確にする。脳神経外科学
微小環境トランスクリプトームによるヒト膵癌理解と治療最適化戦略の確立

様々な癌における腫瘍細胞の不均一性heterogeneityは薬剤耐性などにも関わることから重要な研究課題である。一方で腫瘍組織を構成する癌以外の間質細胞プロファイルについての多様性も明らかにされつつある。本研究ではヒト膵癌における腫瘍細胞および間質細胞の多様性を解析し、原発組織の病理学的特性および疫学的・臨床データと統合、相関を解析することで包括的なヒト膵癌の理解を目指す。
細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎

平成22年度に発足した新学術領域研究「動物・植物細胞のシグナル検知と伝達の構造生物学」では、平成23年と25年には公募研究を加えて、種々の手法による構造生物学、タンパク質化学、生化学、細胞生物学の研究者の相互協力により、重要な細胞機能の制御に関わるシグナル伝達経路で形成される複合体(細胞シグナリング複合体)の三次元構造決定を通して、相互作用の特異性と分子機能の制御機構を原子分解能で解明してきた。本終了研究では、総括班が中心となって領域の研究成果をとりまとめるとともに、本領域の到達点を明確にすることで、それに立脚した更なる発展・展開の方向性を関連研究者と共有して、我が国の学術に寄与すると考えた。具体的には、成果を取りまとめた成果報告書の作成を行うとともに、領域の成果を外部に公表するシンポジウム等を学会との共催も視野に入れて開催した。1成果報告書の作成:本領域によって得られた研究成果、および学会・シンポジウムの開催記録、若手育成のための取り組み、更にはニュースレター(全53報)の抜粋をまとめた成果報告書を作成して、製本した(337ページ)。また、シンポジウムの内容をまとめたものを作成する。2事後評価の取りまとめの準備:領域の事後評価の準備をして、ヒヤリングを受けた。3シンポジウムの開催:本新学術領域研究において新たに得られた成果を広く社会に公表することを目的として、本領域の研究者が企画したシンポジウム「構造分子生物学・生化学の進展」(オーガナイザー:箱嶋敏雄・奈良先端大教授,前仲勝実・北大教授)をBMB2015(12月3日神戸ポートピアホテル)で開催して,今後の構造細胞生物学の展開について活発な議論がなされた。27年度が最終年度であるため、記入しない。細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎の確立を目指して、タンパク質が機能する時に形成する分子複合体の構造研究を推進した。先ず、インターネット上にホームページを立ち上げて、研究班員間の情報交換や研究成果の社会へ発信で成果を上げた。また、ニュースレターを毎月発行して、最新の研究成果の共有等で研究班員間の円滑な情報交換の利便を図った。更に、年1回の研究会議、年複数回の公開シンポジウムで、当該研究領域での活発な議論の場を提供するとともに、共同研究の促進や、学会・社会への発信で成果を上げた。平成22年度は,6月末の採択通知を受けて,研究代表者の奈良先端・箱嶋が,申請書に基づいて5年間の具体的な運営分担や予定表を作成した.これをたたき台として,具体的な体制・方針・予定を決定するために,先ず,3つの研究項目の幹事予定者(A01東大・深井,A02産総研・千田,A03北大・前仲)と箱嶋の4人で幹事会を東京(丸の内)で開催した.ホームページ(HP)の作成は前仲が担当することとして,早急に業者の選定と接触を開始した.各年度1回の総括班会議・研究領域全体会議・公開シンポジウム,ならびに方法論連絡会の担当を決定した.特に公開シンポジウムは学会のシンポジウムやワークショップを利用することを確認した.本年度は,12月のBMB2010(神戸国際会議場)で「構造細胞生物学の新展開」(オーガナイザー:千田、深井)を開催して,これからの5年間のこの新学術領域研究の方向性を,計画班員の研究を通して,多くのBMB参加研究者に公開した.同時に,ワークショップ終了後,第1回の総括班会議を開催(神戸ポートピアホテル)して,幹事会で作成した基本体制や具体的な方針・予定案を検討した.その結果,方法論連絡会の開催時期は,公募班員も参加できる時期に移す方が本領域参加研究者全員に新しい方法論やアプローチが周知できるという指摘を受けて,本年度計画を5ヶ月延長して,6-7月に連絡会を開催することとした.公募要領作成では,PIを想定した400万円の提案に加えて,若手研究者も応募しやすいように,単一研究テーマの200万円の提案を設けたが,3月初旬の専門委員会での公募審査の結果,多くの若手研究者を含む30名余りの公募研究者を採択できた.共同研究等の連携が具体的に始まれば成果が期待できるとともに,次世代の新勢力育成もできるので,楽しみである.本領域全体の達成度は,平成23年度の段階で,当初計画の約4-5割程度に達しており,予定を上回って進展している.複数のインパクトのある複合体構造の構造決定にも成功している.平成23年度は,6月9日(木)に第2回公開シンポジウム(第1回方法論連絡会)として,第11回蛋白質科学会(6月7日-9日,大阪サンパレス)において,「タンパク質複合体研究のひと工夫」(オーガナイザー:奈良先端大・箱嶋敏雄・東大・深井周也)を開催して,複合体構造研究の方法論を中心に討論・情報交換した.続いて,7月6日ー8日には,「構造生物学:シグナリング複合体の地平線」と題して,第2回領域全体会議・第2回総括班会議を奈良(ホテル日航奈良)で開催した.ここでは,本年度から参加した公募研究の研究代表者全員(37名)の研究計画・構想の発表と,計画班員の研究成果の発表があり,研究内容等についての討論と共に,方法論についての情報交換が活発に行われた.また,総括班会議では,経過報告と共に,今後の方針が議論された.

平成23年8月に新たな知見が発見されて,外部評価者を含めた研究進捗確認において当該知見についての研究成果をより詳細に検討する必要が生じたために,平成24年6月に,公開シンポジウムを開催した.本年度は,第2回目の公募研究採択の年であり,3月4日に第2回新学術領域研究専門委員会(構造細胞生物学専門委員会)を文部科学省16F1会議室(開催時間13:30-17:00)で開催して,公募研究の審査・選定を行った.122件の応募があり,43件を採択候補者として選定して,2件を補欠とした.6月には,第4回領域全体会議・第4回総括班会議(6月5日ー7日:清里の清泉寮(山梨))を開催した.領域全体会議では,計画班員の研究成果の発表に加えて,新たに発足した公募研究の研究代表者全員(43名:第1回の公募研究からの継続を含む)の研究計画や,研究上の戦略についての発表があり,共同研究の検討や,方法論についての情報交換が活発に行われた.総括班会議では,経過報告と共に,今年度の公開シンポジウム等の予定が議論された.関連シンポジウム支援としては,ICSG2013「Structural life science」(札幌京王プラザホテル,北海道,7/29-8/1)があり,米国や欧州から構造生物学研究関連の国際的リーダーを招聘して,構造生命科学の現状と将来検討した.また,第3回方法論連絡会として,平成25年度日本結晶学会年会(熊本大学黒髪キャンパス10/12-13:吉朝朗)において,「“モアベターなタンパク結晶データ収集ノウハウ"-“当たり前"を比べてみると?-」(オーガナイザー:千田俊哉(KEK)・平田邦生(理研))を開催して,極めて多くの聴衆を集めて,成功裏終わった.また,領域代表者である箱嶋と深井が,第51回生物物理学会(京都国際会議場,10/28-30)にて,「構造細胞生物学の生物物理学的こころ」(10月29日(火),オーガナイザー:箱嶋・深井,本新学術領域と共催)と題したシンポジウムを開催して,タンパク質の力感受性など生物物理の領域での新しい構造生物科学の展開の方向を示した.最終年度である本年度では、多くのシンポジウムやワークショップを本新学術の班員がオーガナイザーとして開催した、6月には,第14回日本蛋白質科学会(6/25-27、横浜)で、シンポジウム「限定されたデータからの構造情報の抽出」(オーガナイザー:深井周也、稲垣冬彦)を本新学術と日本蛋白質科学会との共催で開催して、構造解析の難しいタンパク質等についての構造生物学の方法論について議論した。9月には、第52回日本生物物理会(9/25-27、北海道)でワークショップ「シグナル伝達機構における構造細胞生物学的新展開」(オーガナイザー:石森浩一郎、前仲勝実)を共催して、生物物理学分野での構造研究の展開を紹介した。更に,第87回日本生化学会(10/15-18)ではプログラム委員としてシンポジウム「構造細胞生物学の新展開:イノベーションの起爆剤しての構造」(オーガナイザー:箱嶋敏雄・月原冨武)を共催して、本新学術の成果を披露した。更に、11月には、第37回日本分子生物学会(11/25-28、横浜)でワークショップ「免疫受容体による細胞間コミュニケーションの新しい地平線」(オーガナイザー:深井周也、前仲勝実)を開催して、新しい構造生物学の進展を議論した。6月には、第5回領域全体会議・第5回総括班会議(6月14ー16日:ルスツリゾート、北海道)を開催した。領域全体会議では、計画班員の研究成果の発表に加えて、新たに発足した公募研究の研究代表者全員の研究計画や、研究上の戦略についての発表があり、共同研究の検討や、方法論についての情報交換が活発に行われた。
植物リポキシゲナーゼの活性の翻訳後調節機構の探索

タイズのリポキシゲナーゼ(Lox)のβ-バレル構造を特徴としたN末端ドメイン部分は、リパーゼとも共通の構造モチーフであることが最近報告されつつある。そして、リパーゼではこのモチーフ部分がコリパーゼと呼ばれる別の調節タンパク質と相互作用する部分である。そこでLoxにおいてもこのコリパーゼに相当する調節タンパク質の存在を探索している。今年度は、ダイズLoxの二つのアイソザイムL1とL2のN末端ドメイン部分約140アミノ酸をmalEタンパク質との融合タンパク質として大腸菌で大量発現させた。この融合タンパク質と抗malE血清を用いてウェストウェスタン法及びアフィニティーカラムによる共精製法によりLoxのN末端ドメインと結合するタンパク質をダイズ種子抽出物中より探索してみている。すなわち、ダイズ種子を粉砕、脱脂後、PBSによりタンパク質を抽出、SDS-PAGEによる分離後、PVDF膜へ転写し、今回の融合タンパク質、抗malEウサギ血清、ペルオキシダーゼラベル抗ウサギIgGの順に反応させ、発色させた。しかし、現在の所はっきりしたバンドの検出には至っていない。また、今回の融合タンパク質はmalE部分でアミロースレジンに対してアフィニティーを持っているので、これを利用し、ダイズ種子抽出液と融合タンパク質を混合後アミロースレジンにより融合タンパク質を精製し、共精製されてくるタンパク質を見てみた。しかし、こちらの試みでも有力な候補タンパク質は捕えられていない。今後は、使用するLoxのN末ドメイン部分をさらに長くする、混合時の条件を変えてみるなどしてさらに検討を続ける予定である。1.リポキシゲナーゼ:malE融合蛋白質の大腸菌での発現リポキシゲナーゼ(LOX)蛋白質の種々の植物での発現をチェックする為の抗血清を得るべく、大腸菌において、ダイズLILOXの中央部約150アミノ酸残基とmalEとの融合蛋白質を発現させた。発現量は多く、超音波処理によって可溶な型で抽出できたので、アミロースレジンカラムによるアフィニティークロマトグラフィー及びSDS-PAGEからの切り出しによって精製した。現在、この精製物をラットに対して免疫中である。この抗血清は、LOXの種を越えた保存領域に対して作製しているので、ほとんどの動植物のLOXに対応可能な事が期待できる。この抗血清を用いて創傷等の刺激にLOXがどきように応答するかなどを検討する。また、この抗血清に加えて、抗原として用いた融合蛋白質、あるいは同様の構成のリポキシゲナーゼの他の部分との融合蛋白質を用いてウェストーウェスタン法などの手法でLOXに対する結合蛋白質の検索も行う。2.LOXの等電点電気泳動-活性染色の検討等電点電気泳動の為の泳動槽などの必要物を入手し、セットアップした。活性染色の為の予定の基質化合物の製造中止が判明したので、急遽、類似化合物について使用可能かどうか検討している。等電点電気泳動-活性染色による方法によっても、様々な刺激に対するリポキシゲナーゼ(LOX)の応答の検討を行う予定である。1.リボキシグナーゼ活性検索用抗血清の作製種々の植物材料でのリボキシゲナーゼ発現を検索する事を目的とした抗血清の作製について,前年度に引き続き大腸菌で発現させたmalEとダイズリポキシゲナーゼL1の一部分との融合タンパク質を抗原としたものについて検討を行った.その結果この抗血清は抗原とした融合タンパク質とは良好に反応したものの,ダイズ由来のL1とは反応性がほとんど無く利用できないものだった.原因は抗原として用いたL1中央の高保存部位が融合タンパク質において適切にフォルディングできていなかったものと推測される.そこで現在,L1の中でβ-シート構造のクラスターした場所を狙って再度malE融合タンパク質の作製を進めている.作製完了しだい再び免疫を行う.また,これとは別にダイズ由来L1そのものを用いた免疫も並行して行う.作製できた抗血清によりリポリシゲナーゼ発現量の測定や検索を進めて行く予定である.2.リボキシゲナーゼの活性染色の検討等電点電気泳動とそれに引き続く二次元電気泳動についてセットアップを完了し,試行を行っている.植物からのサンプル調製法についての改良が必要となっている.また,活性染色については発色感度が低いなどの問題点についてさらに改善を進めている.タイズのリポキシゲナーゼ(Lox)のβ-バレル構造を特徴としたN末端ドメイン部分は、リパーゼとも共通の構造モチーフであることが最近報告されつつある。

しかし、こちらの試みでも有力な候補タンパク質は捕えられていない。今後は、使用するLoxのN末ドメイン部分をさらに長くする、混合時の条件を変えてみるなどしてさらに検討を続ける予定である。
電磁界数値解析と数理計画法との併用による電気機器の最適設計法の開発

本研究課題では,機器設計の期間および費用の削減・高精度化・信頼性向上などを目指し,電気機器の高精度な最適設計を実現しうる強力な数値解法の開発を目的としている。具体的には,電磁現象に対する有力な数値計算法として広く用いられている有限要素法や境界要素法またはこれらの併用手法に対し,更に数理計画法や様々な最適化手法を組み入れ,各種電気機器の問題特性に適した設計方法を確立していく。特に本年度は,最適化手法として局所的な最適解に陥りにくい遺伝的アルゴリズム法を採用し,各種機器の解析上の難点打開に効果的な設計方法を検討した。具体的な対象としてはMRI装置用磁気シールド問題(三次元問題)を取り上げ,数値計算上でモデルを適切に簡略化することで磁界解析に費やす計算時間を削減し,設計変数の変域(探索空間)を効率的に限定する設計手法を開発した。提案設計手法では,MRI装置用磁気シールド問題において,無限大の透磁率を仮定し,磁性板の厚さを数値計算上近似的に0とした特殊境界要素を導入すると同時に,コイルも線電流で置き換える。その結果,磁界解析における未知変数の個数が減少し,計算時間を大幅に短縮することができる。この簡略化モデルを用いることで,広範囲な探索空間に対して短時間で最適解を探索することができ,その結果をもとに設計変数の変域を絞り込み,最終的に実モデルによる詳細な最適化をおこなうことで,局所的な解を回避し,より短時間で大域的最適解を得ることが可能となる。本提案手法を具体的な例題に適用した結果,最適化にかかる計算時間を従来法と比較して1/4まで減少させることに成功し,その有効性を確認した。以上,初年度に引き続き,本年度も予定通りに研究が進行した。本研究課題では,機器設計の期間および費用の削減・高精度化・信頼生向上などを目指し,電気機器の高精度な最適設計を実現しうる強力な数値解析の開発を目的としている。具体的には,電磁現象に対する有力な数値計算法として広く用いられている有限要素法や境界要素法またはこれらの併用手法に対し,更に数理計画法や様々な最適手法を組み入れ,各種電気機器の問題特性に適した設計法法を確立していく。特に本年度は,上記の電磁界数値解析手法に組み入れる最適化手法として,局所的な最適解に陥りにくいシミュレーティッドアニーリング法や遺伝的アルゴリズム法などの直接法に焦点を当て,各種機器の解析上の難点打開に効果的な設計法法を検討した。具体的な対象としては,かご型誘導電動機を取り上げ,冷却等の効果を損ねずに磁気飽和の影響を極力小さくするような通風ダクトの最適形状の導出に成功した。本設計過程では,楕円形および半円と半楕円を組み合わせた2種類のダクト形状を提案し,初期形状(円形ダクト)と比較して空隙磁束の基本波成分の波高値を約10%改善することに成功した。また,導出した最適なダクト形状のもとでは,固定子と回転子の相対位置変化に伴う変調作用の悪影響も大幅に抑えられることを確認し,その有効性を実証した。次年度はさらに設計対象を,MRI装置用磁気シールドや治療用誘導加熱装置などの3次元問題に拡張し,より汎用性のある最適設計手法の開発をおこなう。以上,本年度は予定通りに研究が進行した。
転写因子JDP2による細胞老化および細胞増殖抑制の分子機構に関する研究

転写因子JDP2による老化制御機構を解析し、JDP2が酸化ストレスに応答してp16Ink4a locusからのヒストンメチル化因子であるPRC1,PRC2の離脱を促すことがわかり、これにより周囲のヒストンH3リジン27残基の脱メチル化を誘導される。若い細胞ではエピジェネティックな効果により抑制されていた細胞増殖抑制因子であるp16Ink4a及びp19Arfの発現量が増大し、Senescenceが誘導され、細胞老化が起こるメカニズムが提唱された。哺乳類に由来する正常細胞は細胞の分裂とともに代謝活動による活性酸素や環境ストレス等に起因するDNAの損傷の蓄積や、また種によってはテロメア配列の短小化などによりセネッセンス(senescence)と呼ばれる不可逆的な細胞増殖停止が起こり老化する。このセネッセンスによる老化を乗り越えた場合に細胞は不死化し、続いて癌化が起こると考えられている。この細胞老化と共に発現量が増大し、不死化や癌化で減少するタンパク質に細胞増殖抑制因子のp16ink4aがある。我々はクロマチン構造制御因子であるJdp2(Jun dimerization protein 2)のノックアウトマウス由来の胎児繊維芽細胞(Jdp2-/-MEF)が野生型のもの(wtMEF)より長期間経代培養が可能であることを発見し、JDP2がセネッセンスに何らかの関わりがあるものと考え遺伝子発現を比較したところ、JDP2の非存在下ではp16ink4aの発現が抑制されていた。反対にJDP2を強制発現させるとp16ink4aの発現量の増加が認められた。更に詳細に解析を進めると、JDP2はゲノム上のp16ink4aの遺伝子座近辺に結合し、ヒストンメチル化酵素を排除することにより周囲のヒストンH3のリジン27残基のメチル化を阻害し、エピジェネティックな効果によりp16ink4aの発現を促進させていることがわかった。また、癌細胞特異的なp16ink4a転写調節領域のDNAメチル化はJdp2-/-MEFでは認められなかったことから、JDP2の欠失は癌化の促進ではなく老化の遅延を引き起こすと考えられる。以上よりJDP2はp16ink4a細胞老化のシグナル伝達系に関与することがあきらかになり、老化のメカニズム解明の一助になると共にshRNAを用いたJDP2の発現抑制による脱老化など細胞工学上の応用も期待される。哺乳類由来の正常細胞では、経代と共に環境ストレスに応答して細胞周期抑制因子であるp16Ink4aとArfの発現が上昇し、セネッセンス(senescence)と呼ばれる不可逆的な細胞増殖停止に至る。これは生物個体における老化機構の一部と考えられており、これらの因子の発現が抑制されるとセネッセンスを乗り越えて細胞は不死化し、続いて癌化が起こると考えられている。我々はクロマチン構造制御因子であるJdp2(Jun dimerization protein 2)がp16Ink4およびArfの遺伝子座のヒストンメチル化を制御し、p16Ink4aとArfの発現増大を介して細胞増殖に対して抑制的に働くことを発見し、国際査読誌に報告した。JDP2を強制発現させると細胞増殖は阻害されるが、shRNAによりp53およびRbタンパク質の発現を同時に抑制させるとJDP2による細胞増殖抑制効果が消失する。なおp53やRbタンパク質の片方のみの発現を抑制した場合では、JDP2は細胞増殖を抑制できた。これらよりJDP2による細胞増殖阻害にはp53とRb両経路が必要十分であることが示唆され、またこのことは、p16Ink4aとArfがp53,Rb両経路を介して細胞増殖を制御することを考慮に入れると、以前に報告したJDP2によるp16Ink4aとArfの発現制御による細胞増殖抑制機構とよく符合している。また低酸素条件下で酸化ストレスを軽減した場合では、JDP2強制発現による細胞増殖抑制が認められなくなることから、JDP2は酸化ストレスより受けるシグナルを細胞内に伝達する何らかの役割を担っているものと考えられる。以上を踏まえてストレス応答性の細胞老化メカニズムを解明していくとともに、shRNAなどによるJDP2の発現制御による脱老化など細胞工学上の応用も視野に入れて研究を進めていく予定である。哺乳類の個体における老化機構の一要因として、構成する細胞の不可逆的増殖停止、即ちセネッセンス(senescence)が挙げられる。セネッセンスに関しては、酸化ストレス等に応答してp16Ink4aとArfの発現が上昇し、それぞれの下流因子、p53およびRbの活性化を介して、サイクリンEやサイクリンDを転写レベルで抑制することにより細胞増殖が阻害されるというメカニズムが提唱されている。また、多くの癌細胞ではp16Ink4aとArfの発現が抑制されていることから、何らかの要因によりp16Ink4aとArfを介したセネッセンスを乗り越えた場合、細胞は不死化し続いて癌化が起こると考えられている。

我々はクロマチン構造制御因子であるJdp2(Jun dimerization protein 2)を欠損したマウス胎児繊維芽細胞ではセネッセンスが起こりにくいことを発見し、セネッセンスにおけるJDP2の詳細な役割の解析を試みた結果、凡そ以下のようなものであると考えられた。酸化ストレスシグナルによる刺激をうけてp16Ink4aとArf locus上に結合したJDP2はヒストンH3リジン27残基のメチル化を触媒するPRC1とPRC2(Polycomb Repressive Complexes)のlocusからの離脱を促すと同時に、脱メチル化を触媒するJmjd3の結合を促し、ヒストンH3の脱メチル化を促進することによりp16Ink4aとArf locusをエピジェネティクに活性化し、p16Ink4aとArfの発現を増大させ、細胞周期が停止される。また酸化ストレスのない状態ではJDP2による細胞増殖抑制効果がみられなかったことから、JDP2は酸化ストレス依存的にセネッセンスを誘導する、換言すれば酸化ストレスシグナルのメディエーターとしての役割を果たしていると考えられた
スポーツ競技者の外傷予防のための運動プログラムの開発

本研究はスポーツ活動中の外傷予防に効果的な運動プログラムを開発することを目的とし、昨年度は大学女子バスケットボール選手を対象に運動プログラム指導におけるコンプライアンスの調査結果と、ランニングからのストップ動作に着目したエクササイズ介入による下肢ダイナミックアライメント変化を報告した。本年度はジャンプ着地動作に主眼を置いたエクササイズ介入と対象者への動機づけとなる啓蒙活動を行った。まず、8種類のエクササイズを重心動揺計および筋電計を用いて、単位軌跡長、外周面積、筋活動量の面から検討し、解析結果をふまえて半円球状のバランスディスクとパッドを用いた3種類のエクササイズを絞り込んだ。次に、外傷および予防に対する選手自身の知識とモチベーションを高める目的で、大学および高校バスケットボール選手を対象に外傷に関する知識と予防について理解しやすく、且つ興味をひくように工夫した教室を実技を交えて実施した。その後、介入研究として、3種類のエクササイズ介入を3週間(週3回)、レベルを上げたエクササイズをさらに3週間の計6週実施した。各期間に床反力計(重心動揺計も兼ねる)と3方向から3台のデジタルビデオカメラを用いてジャンプ着地動作を記録した。その結果、前額面上の膝角度および重心動揺のパラメータは減少傾向にあったが有意差は認めなかった。しかしながら、我々の3次元有限要素モデルを用いた解析では、膝関節回旋、外反、脛骨前方移動の状況下にて、過度の応力が前十字靭帯に加わることが認められたことより、エクササイズ介入によってこれらが変化し、外傷発生減少につながるかを判定することが外傷予防プログラムの今後の課題と考える。近年、健康維持および疾病予防、若年者の健全育成等のためのスポーツ活動参加が増え、これに伴い活動中に発生する外傷の予防医学の必要性が高まっている。本研究はスポーツ活動中の外傷予防に効果的な運動プログラムを開発することを目的とし、外傷が多く発生するジャンプ着地やストップ動作、カッティング動作等に着目して、動作解析を行うとともに、外傷を防ぐための運動プログラムを立案および実施した。まず、大学女子バスケットボール選手を対象に運動プログラム指導におけるコンプライアンスを調査した。指導したエクササイズに対して、実際に行ったエクササイズの比率をコンプライアンスとし、2週間の運動プログラムの指導におけるコンプライアンスは71.8%だった。次に、バスケットボール競技のシュート時のストップ動作に着目し、下肢アライメントコントロールを目的としたエクササイズ介入後の変化について検討した。エクササイズを行うEx群とエクササイズを行わないN群を比較した。3方向から3台のデジタルビデオカメラを用いて動作を撮影し、得られた動作画像から画像解析ソフトウェアを用いて膝関節角度を測定した。2週間のエクササイズ介入後、介入前と比較してEx群のストップ動作中の経時的な角度変化は、前額面上の膝角度および大腿部と足部の2辺の捻れ角度において有意差が認められた。エクササイズによって選手自身が運動中の自分の身体の位置(関節の角度や方向等)を意識し、下肢ダイナミックアライメントをコントロールできるようになれば、外傷予防に繋がると考えられる。今後、経時的に効果を判定することで有効な運動プログラムを検討していく。
高温ナノイオニクスの新展開

本研究は,ナノイオニクス現象を利用し,バルク体では達成できないはるかに高い性能を有するナノイオニクス固体ならびにナノイオニクス素子を開発するために必要となる学理の探求とこれを利用した新規な固体電気化学デバイスの開発を展開することを目的として,当該分野の研究をいくつかの研究グループからなる組織により急速に括組織的に研究を展開させるための特定領域研究の策定を目的としたものである.そのために,下記の4研究項目について特定領域研究として提案するための研究計画・組織,具体的な諸項目について検討を行った.(○はグループリーダ)1.ナノイオニクス基礎特性の解明と設計(○丸山,下条,丹司)2.ナノイオニクス高速イオン移動固体の設計と創製(○湯上,河村,森)3.ナノイオニクスヘテロジャンクションを利用した新規電極設計とその創製(○山口,川田,日比野,内本,尾山)4.ナノイオニクス固体素子を利用した新規デバイスの開発(○水崎,三浦,寺部)具体的な検討項目は,(1)各担当項目に関する現象論とその学理に関する現状,(2)当該トピックスに関する国内外における研究動向を調査し,研究トピックスの現状,研究動向,ならびに将来の展望をまとめた.また2回(東京)の研究連絡会を開催し,研究分担者ごとの調査方針を確認するとともに,各研究領域における問題設定の妥当性,今後考慮すべきトピックスをまとめた.本研究は,ナノイオニクス現象を利用し,バルク体では達成できないはるかに高い性能を有するナノイオニクス固体ならびにナノイオニクス素子を開発するために必要となる学理の探求とこれを利用した新規な固体電気化学デバイスの開発を展開することを目的として,当該分野の研究をいくつかの研究グループからなる組織により急速に括組織的に研究を展開させるための特定領域研究の策定を目的としたものである.そのために,下記の4研究項目について特定領域研究として提案するための研究計画・組織,具体的な諸項目について検討を行った.(○はグループリーダ)1.ナノイオニクス基礎特性の解明と設計(○丸山,下条,丹司)2.ナノイオニクス高速イオン移動固体の設計と創製(○湯上,河村,森)3.ナノイオニクスヘテロジャンクションを利用した新規電極設計とその創製(○山口,川田,日比野,内本,尾山)4.ナノイオニクス固体素子を利用した新規デバイスの開発(○水崎,三浦,寺部)具体的な検討項目は,(1)各担当項目に関する現象論とその学理に関する現状,(2)当該トピックスに関する国内外における研究動向を調査し,研究トピックスの現状,研究動向,ならびに将来の展望をまとめた.また2回(東京)の研究連絡会を開催し,研究分担者ごとの調査方針を確認するとともに,各研究領域における問題設定の妥当性,今後考慮すべきトピックスをまとめた.
流体制御系における非線形特性の積極的利用に関する研究

本研究は,流体制御系のもつ非線形特性を積極的に制御に利用するための基礎的検討を行ったものである.2自由度の油圧マニピュレータと,4個のステッピングモータで駆動されるブリッジバルブより構成される油圧制御系を成対象とし,これにパーソナルコンピュータを加えて非線形制御理論に基づく制御系を構成した.まず,対象とした非線形流体制御系の基本的な特性を明らかにするため,系の数学モデルに基づくコンピュータシミュレーションを行った.系のパラメータと非線形特性の関係を明らかにするとともに,非線形制御理論の適用の効果についても検討を行った.さらに実験装置を製作し,数値シミュレーションの結果に基づき実験を行って,実機において良好な制御性能が得られることを確認した.本油圧制御マニピュレータは,制御入力として2つの自由度を有しているため,従来用いられている電気油圧式サーボ弁を用いた場合と比較して柔軟な制御が可能で,人間と共存する環境下で望まれるコンプライアンスの制御が容易に実現できることも明らかにした.また,本研究で対象とする流体制御システムにおいては,従来用いられてきた電磁弁の構造は必ずしも最適なものとはならないので,流体制御要素内部の流れ場の3次元・非定常流動数値解析に基づく最適化を行う必要がある.そのための基礎的検討として,基本的なスプール弁を対象として,2次元軸対称流れの条件下で非定常数値解析を行ってその動特性を明らかにした.流体制御系の制御性能に大きな影響を及ぼす非線形自励振動の問題に関しても実験および数値のシミュレーションの両面から検討した.本研究は,流体制御系のもつ非線形特性を積極的に制御に利用するための基礎的検討を行ったものである.2自由度の油圧マニピュレータと,4個のステッピングモータで駆動されるブリッジバルブより構成される油圧制御系を成対象とし,これにパーソナルコンピュータを加えて非線形制御理論に基づく制御系を構成した.まず,対象とした非線形流体制御系の基本的な特性を明らかにするため,系の数学モデルに基づくコンピュータシミュレーションを行った.系のパラメータと非線形特性の関係を明らかにするとともに,非線形制御理論の適用の効果についても検討を行った.さらに実験装置を製作し,数値シミュレーションの結果に基づき実験を行って,実機において良好な制御性能が得られることを確認した.本油圧制御マニピュレータは,制御入力として2つの自由度を有しているため,従来用いられている電気油圧式サーボ弁を用いた場合と比較して柔軟な制御が可能で,人間と共存する環境下で望まれるコンプライアンスの制御が容易に実現できることも明らかにした.また,本研究で対象とする流体制御システムにおいては,従来用いられてきた電磁弁の構造は必ずしも最適なものとはならないので,流体制御要素内部の流れ場の3次元・非定常流動数値解析に基づく最適化を行う必要がある.そのための基礎的検討として,基本的なスプール弁を対象として,2次元軸対称流れの条件下で非定常数値解析を行ってその動特性を明らかにした.流体制御系の制御性能に大きな影響を及ぼす非線形自励振動の問題に関しても実験および数値のシミュレーションの両面から検討した.制御対象として油圧モーターで駆動される2自由度マニピュレーターと,強い非常線形特性をもった流体制御要素として,4個のステッピングモータで駆動されるブリッジバルブの実験装置を製作した.対象とした非線形流体制御系の基本的な特性を明らかにするため,系の数学モデルに基づくコンピューターシミュレーションを行った.系のパラメータと非線形特性の関係を明らかにするとともに,非線形制御理論の適用の効果についても検討を行った.また、本研究で対象とする流体制御システムにおいては,従来用いられてきた電磁弁の構造は必ずしも最適なものとはならないので,流体制御要素内部の流れ場の3次元・非定常流動数値解析を行う必要がある.本年度は,基礎的検討として,従来より用いられているスプール式のサーボ弁内の非定常数値解析を行って,その動特性を明らかにした.さらに油圧マニピュレータの制御実験を行って,理論的検討結果の妥当性を検証した.また,上記の油圧制御系は,従来困難であったマニピュレータのコンプライアンスの制御が構造上容易に行える特徴を持つ.来年度は,この点に関しても検討を行う予定である.以上については,主に早瀬が担当した.本研究で対象とする流体制御系の制御性能に大きな影響を及ぼす油圧系特有の非線形振動の問題に関しては主に林が担当し,油圧計に発生するカオス振動に関する数値解析を行った.また,飯村は,力制御において本質的に重要な非定常圧力の計測に関わる問題と固体摩擦が制御性能に与える影響について,数値シミュレーションにより検討を行った.平成7年度は,非線形流体制御系の実験装置を用いて実験を行った.ステッピングモータで駆動されるボール弁によって構成されたブリッジ回路をもつ強い非線形特性を有する油圧マニピュレータを制御対象とし,パーソナルコピュータを用いて非線形制御手法を適用した.昨年度に行った数値シミュレーションの結果に基づき,実験を行って,実機において良好な制御性能が得られることを確認した.従来用いられている電気油圧式サーボ弁を用いた場合と比較して,本油圧制御マニピュレータは,制御入力として2つの自由度を有しているため,柔軟な制御が可能で,人間と共存する環境下で望まれものの,従来の油圧制御では実現が困難だったコンプライアンスの制御が容易に実現できることも明らかにした.また,油圧制御系に作用する摩擦は,系の制御性能に大きな影響を与える.そこで油圧系における影響を,基本的な油圧サーボ系について実験および数値シミュレーションの両面から検討した.

その結果,油圧系のもつさまざまな非線形特性により特性の異なる非線形振動が発生しうることを明らかにし,それらの発生要因に応じた非線形制御により振動を制御しうることを明らかにした.また,制御弁内の流動数値解析をスプール弁に対して行い,その動特性の評価を行い,制御弁の構造の最適化に関する指針を得た.これらの結果は,宇宙空間,深海中,原子炉内部などの極限環境下での流体駆動の作業ロボットに非線形流体制御系を適用する際の基本的な設計の指針を与えるものと期待される,
スペイン内戦は詩人の世界観、詩のイデオロギー表象、音韻構造の相関性をどう変えたか

スペイン内戦を直接見聞することにより、詩人マクニースの意識は揺さぶられ、それまで比較的中立的であった態度から共和派へコミットするようになる。しかしながら、コミットを表明する仕方は、プロパガンダ的なものではなく、長詩『秋の日記』における音韻のシステム、とくに韻の踏み方およびスタンザの構成方法を徐々に変えていくことによってであった。その微細な変化のさせ方を解析し、独特のスタンザ構成法を明らかにした。一方、オーデンの場合には、スペイン内戦に関わった後に、日中戦争のさなかの中国へ赴いたが、そこでは全く古典的なソネットを書いている。詩の韻律的構造が内面を保護している可能性を明らかにした。今年度は、昨年度に引き続き、ルイ・マクニースおよびW.H.オーデンの作品の読解・解析と、マニュスクリプト調査を実施した。オックスフォード大学のボードリアン・ライブラリーでマクニースのAutumn Sequelのマニュスクリプトを、著作権者の許諾を得たうえで、デジタルカメラで撮影することが出来た。この資料をもとに、マクニースの最終稿との異動、またその理由を考察していく作業を開始した。W.H.オーデンに関しては、スペイン戦争の後に、イシャーウッドと共に中国大陸を訪れ、詩および紀行文を書いていることの意義を考察した。マクニースもオーデンも戯曲を書いているが、マクニースの場合は、ラジオ・ドラマの録音が市販はされていないが音源がブリティッシュライブラリーにあることを確認した。また、オーデンの場合は、相当数のオペラ台本(リブレット)を書いており、その意味についても考察した。リブレットにおいては、特にアリアの部分で定型詩を用いているので、それと通常の詩作との共通性や相違点を比較している。また、マクニースの代表的長篇詩Autumn Journalに、3人が共同で詳細な註・解説を付した翻訳書『秋の日記』を、2013年3月に刊行した。2013年6月に日本英文学会関東支部第7回大会において、研究代表者辻および研究協力者道家、高岸をスピーカーとし中尾まさみ氏を司会者とする『モダニズム再考ーマクニース再評価の文学史的意義を考える』という題のシンポジウムを開いた。質疑応答を受けて研究方針にフィードバックし、マクニースの政治的なアンガージュマンや、ロマン派詩人との関わりについてもより積極的に考察する方向性を持つことにした。シンポジウムは、雑誌『現代詩手帖』(2013年10月)に再録されている。辻は特に、『秋の日記』における押韻構造が、詩の進展とともにどう変化するか、とりわけ、スペイン内戦の場面でどう変化するかを詳細に分析した。9月には、研究協力者道家がロンドン、バーミンガムに赴きマクニースの作品の草稿調査と作品に言及のある美術品の調査、またBritish Libraryにおいてプロパガンダに関する資料の情報を得、帰国後に入手した。2014年3月に研究協力者高岸は、ロンドンのBritish Libraryでマクニースやオーデンの詩や戯曲の音声資料を聴いて、音韻や音響効果について考察した。同3月研究代表者の辻は、ニューヨークのPublic LibraryにおもむきマクニースのAutumn Sequelのメモ書き段階の草稿を調査した。著作権者の許可を得て、一部分はデジタル写真に撮影をした。2013年度は以上のように、これまでの研究成果を学会でのシンポジウムという形での口頭発表と、それを再構成して活字として雑誌に発表し、そこからのフィードバックを受けて研究方針を微調整し、イギリス、アメリカでの資料調査を進展させた。それは今後の研究に活かされるであろう。今年度は、ルイ・マクニースおよびW.H.オーデンの作品の読解・解析を進めた。その結果、マクニースの場合、内戦中のスペイン訪問を含む長編詩Autumn Journalにおいては、音韻の揺らぎによって、自らの政治的コミットメントの度合いの変化を表現している可能性のあることが判明した。また、オーデンは、スペイン内戦に関する詩が有名であるが、その直後に、日中戦争のさなかの中国本土をイシャーウッドと数ヶ月にわたり旅をしており、そこで作成された連作ソネットは、まったくの古典的な定型詩を用いることで、戦時中の混沌に抗していると解釈できることが判った。また、ロンドンのパブリック・ライブラリーとオックスフォード大学のボードリアン・ライブラリーでマニュスクリプト調査をし、マクニースやオーデンのマニュスクリプトや手書きの手帳、手紙などを閲覧し、作品の生成過程を具体的に知ることが出来た。さらに、マクニース令嬢のコリンナ・マクニースとメールのやりとりを通じ、伝記的情報を得ることが出来た。

ルイ・マクニースおよびW.H.オーデンの作品解析が進むと同時に、マクニースに関しては、Autumn Sequelという長篇詩のマニュスクリプトを著作権者の許諾を得て、デジタルカメラで撮影することが出来たので、最終稿との異動を確認するための基礎資料を得ることができたため。マクニースの長篇詩Autumn Journalに関しては、詳細な註釈、解説を付した翻訳書を2013年3月に刊行した。ルイ・マクニースおよびW.H.オーデンの作品解析が進み、一定の成果が得られたため。具体的には、マクニースのAutumn Journalにおける音韻構造の揺らぎの意味について新たな解釈を提出することが出来た。また、ロンドンとオックスフォード大の図書館において、マニュスクリプト閲覧を実施することが出来た。マクニースおよびオーデンの作品解析を進めると同時に、とくにマクニースのAutumn Sequelについては、マニュスクリプトと最終稿の異動を調査する。また、マクニース、オーデンとスペンダーの比較を、イデオロギー表象の用い方に留意しつつ実施する。6月には、日本英文学会関東支部夏季大会において、司会に現代詩の専門家である中尾まさみ氏(東京大学大学院教授)を迎え、辻、道家、高岸をパネラーとするマクニースについてのシンポジウムを開催する予定である。今年度に引き続き、マクニースおよびオーデンの作品解析を進める。また、それ以外のジョン・コンフォードやスペンダーらの詩の読解・解析を進め、それぞれがどういったイデオロギー表象をどういう意味を持たせて使用しているかを調査する。また、マクニースおよびオーデンのマニュスクリプト調査を実施する。1930年代詩人の作品や研究書を入手する。ロンドンのブリティッシュ・ライブラリーあるいはオックスフォード、ニューヨークでマニュスクリプトの閲覧、著作権者の許諾をえてのデジタル写真での撮影をし、テクスト生成過程の解析の一時資料を作成する。またイデオロギー表象を解析するため、必要な写真集、資料集を入手する。オックスフォードあるいはニューヨークでマニュスクリプトの閲覧、コピーをし、テクスト生成過程の解析の一次資料とする。また、時代背景を知り、イデオロギー表象を解析するため、必要な写真集・資料集などを入手する。
各種脊椎動物膵臓における「脂質貯蔵細胞」の形態と機能

われわれはこれまで,動物にある種の毒物を投与した場合の膵臓間質結合組織内に,少数個の脂質滴を保有した細胞,いわゆる「脂質貯蔵細胞(lipid-storing cell)」が出現することを発見し,その細胞の形態と機能について報告してきた.本研究では,マウスに塩化アルミニウムおよび塩化亜鉛を投与し,膵臓内・外分泌部の変化ならびに「脂質貯蔵細胞」の動態について検索した.DDY系雄性マウスに塩化アルミニウム(380mg/kg体重)および塩化亜鉛(30mg/kg体重)を蒸留水に溶解して腹腔内に投与した.動物は1および4週間後に断頭・屠殺し,膵組織を採取,型の如く処理し,超薄切片を作製,電子染色を施した後,透過電子顕微鏡で観察した.塩化アルミニウムおよび塩化亜鉛投与により,膵外分泌細胞は傷害を受け,細胞の機能が低下すると共にやがて細胞の部分壊死ならびに細胞壊死が出現した.膵島細胞の傷害は外分泌部より軽度であった.一方,膵臓間質結合組織内に,少数個の脂質滴を保有する「脂質貯蔵細胞」が出現したが,特に塩化アルミニウムで著明であった.この細胞は粗面小胞体の発達が良く,間質結合組織内に長い細胞質突起を出しているので,「線維芽細胞系」由来と判定される.また,この細胞の脂質滴の中に投与した金属元素がX線マイクロアナライザーによって証明され,この細胞は生体内に進入した毒物をその脂質滴の中に一時貯蔵してその毒性を弱める働きがあると考えられる.さらに,「脂質貯蔵細胞」が大食細胞としばしば接触する像が認められたことから,これらの細胞は互いに情報を交換し,協力してそれらの毒物の処理に当たるものと思われ,「脂質貯蔵細胞」は広義の生体防御系に属する細胞であると考察した.われわれはこれまで,動物にある種の毒物を投与した場合の膵臓間質結合組織内に,少数個の脂質滴を保有した細胞,いわゆる「脂質貯蔵細胞(lipid-storing cell)」が出現することを発見し,その細胞の形態と機能について報告してきた.本研究では,マウスに塩化アルミニウムおよび塩化亜鉛を投与し,膵臓内・外分泌部の変化ならびに「脂質貯蔵細胞」の動態について検索した.DDY系雄性マウスに塩化アルミニウム(380mg/kg体重)および塩化亜鉛(30mg/kg体重)を蒸留水に溶解して腹腔内に投与した.動物は1および4週間後に断頭・屠殺し,膵組織を採取,型の如く処理し,超薄切片を作製,電子染色を施した後,透過電子顕微鏡で観察した.塩化アルミニウムおよび塩化亜鉛投与により,膵外分泌細胞は傷害を受け,細胞の機能が低下すると共にやがて細胞の部分壊死ならびに細胞壊死が出現した.膵島細胞の傷害は外分泌部より軽度であった.一方,膵臓間質結合組織内に,少数個の脂質滴を保有する「脂質貯蔵細胞」が出現したが,特に塩化アルミニウムで著明であった.この細胞は粗面小胞体の発達が良く,間質結合組織内に長い細胞質突起を出しているので,「線維芽細胞系」由来と判定される.また,この細胞の脂質滴の中に投与した金属元素がX線マイクロアナライザーによって証明され,この細胞は生体内に進入した毒物をその脂質滴の中に一時貯蔵してその毒性を弱める働きがあると考えられる.さらに,「脂質貯蔵細胞」が大食細胞としばしば接触する像が認められたことから,これらの細胞は互いに情報を交換し,協力してそれらの毒物の処理に当たるものと思われ,「脂質貯蔵細胞」は広義の生体防御系に属する細胞であると考察した.われわれ研究室では、最近、膵謎の間質結合組織の中に、特殊な細胞系を発見し報告した。この細胞は「脂質貯蔵細胞(Lipidーstoring cell)」と命名したが、細胞の起源は、間葉系細胞と思われ、突起の多い細胞で、1つは位置的に線維芽細胞に近似している。一方、他の1つは、毛細血管の壁の外側に固着していて、基底板によって囲まれており、いわゆる周皮細胞の1つである。両者共、通常は脂質滴を持たないが、ある実験条件下で、少数個の脂質滴が出現する。例えばすでに報告した論文によれば、ビタミンA,D,E、ストレプトゾトシン、ジエチレングリコ-ル、臭化ナトリウム、カドミウムなどによって脂質滴が出現し、その脂質滴の中に明らかにそれらの物質が溶解していることが一部が蛍光顕微鏡的(ビタミンA)あるいは細胞化学的(カドミウム)に証明された。本年度においてはさらに、アルツハイマ-病の患者の脳の神経細胞中に蓄積するといわれるアルミニウムに着目して、マウスに塩化アルミニウムを投与して膵組織を観察したところ、膵の間質結合組織内に多数の、脂質滴を持った「脂質貯蔵細胞」が出現した。この細胞は、粗面小胞体の発達が良く、間質結合組織内に長い細胞質突起を出しているので「線維芽細胞系」由来と判定した。この細胞の脂質滴は、漢方薬甘草のエキス成分、グリチルリチンの投与によって増量し、かつ、大食細胞としばしば接触が認められ、広義の生体防御系に属する細胞であると考察した。すなわち、生体内に進入した毒物(アルミニウムなど)をその脂質滴の中に一時貯蔵してその毒性を弱める働きがあり、また大食細胞と協力してその毒物の処理に当たるものと考えられた。なお、「脂質貯蔵細胞」の脂質滴の中には、X線マイクロアナライザ-によって、アルミニウム元素が存在することが証明された。

われわれはこれまで、動物にある種の毒物を投与した場合の膵臓間質結合組織内に、少数個の脂質滴を保有した細胞、いわゆる「脂質貯蔵細胞」が出現することを発見し、その細胞の形態と機能について報告してきた。本年はマウスに塩化亜鉛を投与して、膵臓内・外分泌部の変化と共に、この「脂質貯蔵細胞」の動態についても観察した。DDY系雄性マウスに、塩化亜鉛(30mg/Kg体重)を蒸留水に溶解して腹腔内に投与した。動物は1および4週間後に断頭・屠殺し、膵組織を速やかに採取した。組織は型の如く固定、脱水、包埋し、超薄切片を作製、電子染色を施した後、透過電子顕微鏡で観察した。塩化亜鉛を投与したマウス膵臓の内・外分泌細胞は亜鉛によって細胞障害を受け、細胞の機能が低下すると共にやがて細胞の部分壊死ならびに細胞壊死が出現した。膵島細胞ではソマトスタチンを分泌するD細胞が多く見られた。一方、膵臓間質結合組織内に、少数個の脂質滴を保有する「脂質貯蔵細胞」が出現した。この細胞は、粗面小胞体の発達が良く、間質結合組織内に長い細胞質突起を出しているので、「線維芽細胞系」由来と判定される。また、この細胞の脂質滴の中に投与した金属元素がX線マイクロアナライザーによって証明されたことから、この細胞は生体内に進入した毒物(塩化亜鉛,塩化アルミニウムなど)をその脂質滴の中に一時貯蔵してその毒性を弱める働きがあると考えられる。さらに、「脂質貯蔵細胞」が大食細胞としばしば接触する像が認められたことから、これらの細胞は互いに情報を交換し、協力してそれらの毒物の処理に当たるものと思われる。これらのことから、「脂質貯蔵細胞」は広義の生体防御系に属する細胞であると考察した。われわれはこれまで,動物にある種の毒物を投与した場合の膵臓間質結合組織内に,少数個の脂質滴を保有した細胞,いわゆる「脂質貯蔵細胞(lipid-storing cell)」が出現することを発見し,その細胞の形態と機能について報告してきた.本研究では,マウスに塩化アルミニウム(380mg/kg体重)および塩化亜鉛(30mg/kg体重)を投与し,膵臓内・外分泌部の変化ならびに「脂質貯蔵細胞」の動態について検索した.塩化アルミニウムおよび塩化亜鉛投与により,外分泌細胞は傷害を受け,細胞の機能が低下すると共にやがて細胞の部分壊死ならびに細胞壊死が出現した.膵島細胞の傷害は外分泌部より軽度であった。一方,膵臓間質結合組織内に,少数個の脂質滴を保有する「脂質貯蔵細胞」が出現したが,特に塩化アルミニウムで著明であった.この細胞は粗面小胞体の発達が良く,間質結合組織内に長い細胞質突起を出しているので,「線維芽細胞系」由来と判定される.また,この細胞の脂質滴の中に投与した金属元素がX線マイクロアナライザーによって証明され,この細胞は生体内に進入した毒物をその脂質滴の中に一時貯蔵してその毒性を弱める働きがあると考えられる.さらに,「脂質貯蔵細胞」が大食細胞としばしば接触する像が認められたことから,これらの細胞は互いに情報を交換し,協力してそれらの毒物の処理に当たるものと思われ,「脂質貯蔵細胞」は広義の生体防御系に属する細胞であると考察した.
本研究は心臓の「幹細胞システムそのものを再構築すること」により、永続的な心臓再生と若々しい心機能維持が実現可能な「新しい心臓」を作り出す画期的な新規心臓再生戦略を開発することを目的とする。研究代表者らが最近報告したヒト多能性幹細胞由来心筋特異的前駆細胞を元に、同細胞の幹細胞化と移植効果を小動物心不全モデルを用いて検討する。幹細胞システム構築による再生戦略は、他の臓器にも適用拡大可能であり、永続的再生と機能維持が可能な新たな臓器改変をもたらし、飛躍的な健康寿命の延伸につながる大きな潜在的ポテンシャルを有する。