hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性アルコール摂取ラット肝障害におけるエンドトキシンの影響-特に, その発生機序におけるマクロファージの関与について-

従来より,マクロフアージは生体防御機構の一員と考えられていたが, Kellerら(Ann.Surg.1985)やTannerら(Gastroenterology,1981)のマクロフアージによる肝障害性が報告されて以来,その組織障害性の機序が注目されている.マクロフアージは多くのchemical mediatorを放出するが,その中でも活性化酸素とその機能とは深い関連があり, peroxidativeな反応が関与している.慢性アルコール摂取後ではこれらのperoxidativeな反応の亢進とともに,活性酸素の産生増加が知られているので,今回,慢性アルコール摂取ラットでのマクロフアージの組織障害生について検索した. Lieber diet(5%エタノール含有液体飼料)で6週間飼育し,慢性アルコール摂取ラットを作成し,腹腔内マクロフアージを採取した.これらマクロフアージでのperoxidativeな反応を検索する為, malondialdehyde(MDA)産生能をみたところ,対照に比較して,慢性アルコール摂取後では26.3%の産生増加があり,さらに,エンドトキシンで刺激すると22.1%のMDAの産生増加をみた.一方,肝スライスを作成し,これらマクロフアージとco-incubationしたところ,肝cytochrome oxidase活性は対照に比較して,慢性アルコール摂取ラット由来のマクロフアージでは20.0%の活性低下があり,さらに,エンドトキシン添加により,その活性はさらに21.0%低下した.しかし,培養液中のGOTやGPTなどの遊出酵素には著明な変化を認めなかった.また, MDA産生量と肝cytochrome oxidase活性との相関をみたところ,低いながらもr=-0.228の負の相関を示した.以上より,慢性アルコール摂取後ではマクロフアージ機能は亢進しており,エンドトキシンなどの刺激により,さらに機能的活性化が惹起され,組織障害性に関与している可能性が示唆された.従来より,マクロフアージは生体防御機構の一員と考えられていたが, Kellerら(Ann.Surg.1985)やTannerら(Gastroenterology,1981)のマクロフアージによる肝障害性が報告されて以来,その組織障害性の機序が注目されている.マクロフアージは多くのchemical mediatorを放出するが,その中でも活性化酸素とその機能とは深い関連があり, peroxidativeな反応が関与している.慢性アルコール摂取後ではこれらのperoxidativeな反応の亢進とともに,活性酸素の産生増加が知られているので,今回,慢性アルコール摂取ラットでのマクロフアージの組織障害生について検索した. Lieber diet(5%エタノール含有液体飼料)で6週間飼育し,慢性アルコール摂取ラットを作成し,腹腔内マクロフアージを採取した.これらマクロフアージでのperoxidativeな反応を検索する為, malondialdehyde(MDA)産生能をみたところ,対照に比較して,慢性アルコール摂取後では26.3%の産生増加があり,さらに,エンドトキシンで刺激すると22.1%のMDAの産生増加をみた.一方,肝スライスを作成し,これらマクロフアージとco-incubationしたところ,肝cytochrome oxidase活性は対照に比較して,慢性アルコール摂取ラット由来のマクロフアージでは20.0%の活性低下があり,さらに,エンドトキシン添加により,その活性はさらに21.0%低下した.しかし,培養液中のGOTやGPTなどの遊出酵素には著明な変化を認めなかった.また, MDA産生量と肝cytochrome oxidase活性との相関をみたところ,低いながらもr=-0.228の負の相関を示した.以上より,慢性アルコール摂取後ではマクロフアージ機能は亢進しており,エンドトキシンなどの刺激により,さらに機能的活性化が惹起され,組織障害性に関与している可能性が示唆された.
大学卒業者の職業的社会化に関する研究-とくに職場への初期適応を中心に-

職業的社会化については、従来多くの研究がなされてきているが、大学卒業者についてのとくにその職場への初期適応については、殆ど研究されることがなかった。そこで、その初期適応の実態を解明することを本研究の基本的目的とした。方法は、質問紙調査法および面接聞き取り調査法である。対象者はいずれも、新潟大学人文学部行動科学課程の卒業者てある。質問紙法調査は郵送法によった。配布数は166で、転居等で配布不能のもの12、回収数は93であった。実質配布数に対する有効回収率は60%である。質問紙の郵送時に面接聞き取り調査への協力を要請し、承諾のあった者58人について、聞き取り調査を実施した。調査結果について2・3摘記すると(1)選職段階については、本人の意志で決定したという者が圧倒的に多数を占めているが、内実は、出身地へ帰るかどうか-つまり親の意向-を考慮し、それから自分の性に合った職種や休みの多い職業が選択されることになる。自分自身で選職するというのは、こうした限界の中において初めて可能になるのである。(2)専門的知識や熟練・経験をるいは創意・工夫を必要とするというイメ-ジを就いた職業についてもっているが、経験年数が短いためか、それらがまだ不足しているとする者の方が多く、それを補うためには、自分で勉強するか現場で経験を積むしかないとする。やらなくてはならないと考え、実行でき不足を補っていけるところが高卒者と違うと強く意識している傾向が見られた。(3)転職希望者は在学中に勉学もサ-クル活動も熱心でなくアルバイトもしなかった者や選職も安易だったために不満が多かった者と、身につけた技術・知識をより活用するという積極型のものとが存在する。(4)大学で学んだことで役立っていることとしては、知識や技術ではなくて、遊びやアルバイトを通して適応力に幅がついたことを挙げる者が多く見られた。
PIXE(荷電粒子励起X線)分析法による微量元素の臓器内分布と存在量に関する研究

生体中での微量元素の生理作用の研究において、微量元素の生体内分布および共存元素に関する情報は非常に重要であるが、この点に関してマイクロビームスキャニングによるPIXE分析法は強力な分析法である。我々は、陽子ビームを用いて、人体臓器組織中の元素分布を調べた。その結果、元素分布の相対的なプロフィールをX線強度の変動として捉らえることは容易だが、元素の定性に関しては問題点が多いことが明らかになった。そこで、初年度は、特注のカーボン-Pd(パラジウム)電顕用のPt-PdとPd単体を内部標準薄膜の材料として真空蒸着装置を用いて、Pd薄膜を形成し、PIXE法で3者を比較した。その結果、Pd単体が内部標準薄膜の材料として最適であることが明らかとなった。そこで、今までの成果を踏まえて、生体試料の分析を行なった結果、腎臓でも皮質と髄質とでは、明らかに微量元素の組成が異なることを認めた。以上、我々の確立した金属薄膜蒸着法で、厚い生体試料中微量元素の非破壊定量が可能となった。今までの研究成果を踏まえて、生体試料の分析を行なった結果、Mn、Cu、Fe、Zn、Se、Brの非破壊定量が可能であることが明らかになった。そこで、我々は生体試料を非破壊で定量すると共に、イオン・ビームを絞り、組織試料中微量元素のマッピングをすれば、非破壊で微量元素の存在状態および存在比、さらには化学形をも推測することも可能であることを考案したので、現在この研究に切り換え、この研究を推進させるべく、試料ホルダーを改良し、同時にデータの高速取り込みと高速解析のためのコンピュータプログラムを開発中である。また、イオン・ビームを絞り、組織試料中微量元素のマッピングをすれば、非破壊で化学形を決定することも可能であることが示唆され、現在この方面に研究を展開中である。我々は、数100mum程度の陽子ビームを用いて、人体臓器組織中の元素分布を組織学的なレベルで調べた。その結果、元素分布の相対的なプロフィールをX線強度の変動として捉らえることは容易だが、元素の定量性に関しては問題点が多いことが明らかになった。一方、粉末や液体試料であれば、内部標準添加法が使えるが、生物組織と元素分布の対応を非破壊で観察する目的には合わない。そこで真空蒸着により試料表面に金属の薄膜を作り、これを内部標準とする方法を検討した。その結果、この金属薄膜は厚みのある試料のチャージアップを防ぐことにも役立つし、ビーム形が不安定だったり、試料が照射野からはみ出した場合でも比較標準となることを確認した。そこで、平成5年度前半は、特注のカーボン-Pd(パラジウム)、電顕用のPt-PdとPd単体を内部標準物質の材料として真空蒸着装置を用いて、Pd薄膜を形成し、PIXE法で3者を比較した。一方、初年度に購入した高速液体クロマトグラフィーにて生体組織を分画して、各画分ごとの元素の存在形態を明らかにする研究を行なっている。以上、我々の確立した金属薄膜蒸着法で、厚い生体試料中微量元素の非破壊定量が可能になった。

また、イオンビームを絞り、組織試料中元素のマッピングをすれば、非破壊で化学形を決定することも可能であることが示唆され、今後この方面にも研究を発展させる予定である。生体中での微量元素の生理作用の研究において、微量元素の生体内分布および共存元素に関する情報は非常に重要であるが、この点に関してマイクロビームスキャニングによるPIXE分析法は強力な分析法である.我々は、陽子ビームを用いて、人体臓器組織中の元素分布を調べた。その結果、元素分布の相対的なプロフィールをX線強度の変動として捉らえることは容易だが、元素の定量性に関しては問題点が多いことが明らかになった。平成5年度は、Pd単体が内部標準薄膜の材料として最適であることが明らかとなった。特に電顕用のイオン・スパッタリング装置を用いてPdをコーティングした場合、一定の膜厚が得られ易いことを認めた。以上のように、金属薄膜蒸着法で厚い生体試料中微量元素の非破壊定量を確立できたものと確信している。今年度は今までの研究成果を踏まえて、生体試料の分析を行なった結果、Mn、Cu、Fe、Zn、Se、Brの非破壊定量が可能であることが明らかになった。一方、初年度に購入した高速液体クロマトグラフィーにて生体組織を分画して、各画分ごとの元素の存在形態を明らかにする研究を行なっている。しかし、凍結乾燥保存した生体組織を溶液化する場合、不溶解部分が形成されてしまったり、溶解剤からの微量元素の混入など解決しなければならない問題点が出てきたために、その解決に向けて検討中であり、報告できるほどの成果を得ていない。そこで、我々は生体試料を非破壊で定量すると共に、イオン・ビームを絞り、組織試料中微量元素のマッピングをすれば、非破壊で微量元素の存在状態および存在比、さらには化学形をも推測することも可能であることを考え付いたので、現在この研究に切り換え、この研究を推進させるべく、試料ホルダーを改良し、同時にデータの高速取り込みと高速解析のためのコンピュータプログラムを開発中である。
神経幹細胞の全身投与による虚血性内耳障害抑制効果の研究

我々は長期生存が可能な一過性内耳虚血モデルを確立して、虚血性内耳障害に対する新しい治療法の開発の面より、虚血性内耳障害に対する神経幹細胞の有効性について研究を進めてきた。今回の研究として、虚血後に下大静脈より神経幹細胞を投与した群では、有意に内有毛細胞の脱落変性と聴力域値上昇が抑制されていた。さらに、神経幹細胞を全身投与した群では、内耳虚血障害後に生じる障害増悪因子であるNOxの発生も有意に抑制されていた。以上の結果より、虚血後の全身投与による神経幹細により虚血性内耳障害が抑制され、その機序として内耳虚血障害後に生じる障害増悪因子の一つであるNOxの発生を抑制を介することが明らかとなった。突発性難聴の原因は未だ不明であるが、多くの症例では背景に内耳虚血が関与すると考えられる。我々は長期生存可能な一過性内耳虚血の動物モデルを作成し、虚血・再灌流による内耳障害メカニズムやその防御法について研究を進めてきた。その結果、内耳虚血により20dB40dBの難聴が生じ外リンパ中グルタミン酸濃度が著明に上昇すること、虚血後3日目までに有毛細胞にアポトーシスが生じ脱落が起こることを明らかにした。さらに神経幹細胞をスナネズミ一過性虚血モデルの内耳に虚血後注入し、虚血障害後に生じる内耳障害について生理的・組織的検討を行った結果、進行する内有毛細胞の脱落変性を抑制し、その治療効果を明らかにした。その機序として、虚血によりiNOSが誘導され、誘導されたiNOSによって蝸牛外リンパ液中にNOxが発生することや、free radicalが障害の増悪因子であること(Maetani2003)を証明してきた結果、therapeutic time window;治療効果が期待できる期間が存在しすることを解明した。また、虚血性内耳障害に対する治療効果の研究においては、幹細胞の一つである神経幹細胞の蝸牛内投与により、虚血障害24時間の後投与であっても、4日後に生じる進行性の内有毛細胞障害を抑制する効果が確認され、臨床的にも急性感音性難聴が発症して治療までの間に一定の猶予期間が示されたことより、神経幹細胞を用いた難聴治療は将来の有用な治療法となる道筋が示されている。本研究では上記の研究成果をふまえ、神経幹細胞の大腿静脈を介した全身投与よる虚血性内耳障害抑制効果の確認とそのメカニズムを分子レベルで探求することにより、内耳における神経幹細胞を用いた虚血性内耳障害に対する新しい再生治療の確立をめざす。また難聴防御に関連して、このtherapeutic time windowを考慮して、全身投与における虚血性内耳障害に対する神経幹細胞の障害抑制効果が認められる期間についても検討する。研究代表者の異動があったが、もともとの研究施設である愛媛大学耳鼻咽喉科の岡田昌史講師が新たに共同研究者として本研究に加わり、研究の手助けをしてもらえることと、異動先の帝京大学医学部附属溝口病院より、月に一度週末の2日間の研究日をいただき、愛媛大学に研究に赴くことが可能となり、今まで通り愛媛大学耳鼻咽喉科の研究室を使用して研究が行えることから、平成27年度にはスナネズミの一過性内耳虚血モデルを用いて、スナネズミ胎児の海馬・線条体より採取・培養した神経幹細胞をスナネズミ一過性虚血モデルの大腿静脈に虚血後注入し、虚血障害後のコルチ器おけるiNOS発現を検討することを計画していたが、以下の実験方法にておおむね計画通りに進行している。

1スナネズミの虚血方法:経口挿管後に両側椎骨動脈に糸をかけて滑車につるした後に他端に5gの重りをかけ、虚血を負荷する。虚血中は人工呼吸器で呼吸管理を行い15分の虚血後に糸をはずし、一過性内耳虚血を行った。2蝸牛鼓室階のNOx濃度の測定:血後虚の細胞障害メカニズムの1つと考えられているNOxの濃度およびNOSの活性について、神経幹細胞を蝸牛内投与した場合にはどのように変化しているかを実際にNOxの濃度測定を行った。方法であるが、経時的な鼓室階外リンパ中のNOx濃度を微小透析法と窒素分析システムを用いて測定した。微小透析膜とマイクロシリンジポンプオートインジェクターシステムを用い、透析液を参加窒素分析装置に送ることによりリンパ球中のNO2-、NO3-の濃度を0.1 pmolの検出感度でin vivoで測定した。3コルチ器おけるiNOS発現の組織学的検討:コルチ器におけるiNOSの発現を観察した。方法であるが、神経幹細胞投与群と非投与を比較検討し、NOx測定後の蝸牛コルチ器切片をウサギiNOS抗体で染色、その発現と活性の局在の観察を行った。突発性難聴の原因は未だ不明であるが、多くの症例では背景に内耳虚血障害が関与すると考えられる。我々は長期生存可能なスナネズミ一過性内耳虚血モデルを作製し、虚血・再灌流による内耳障害メカニズムやその防御法について研究を進めてきた。その結果、内耳虚血により難聴が生じ、外リンパ中グルタミン酸濃度が著明に上昇すること、有毛細胞に脱落変性が起こること、free radicalが障害の増悪因子であること(Maetani, 2003)、臨床的にも急性感音性難聴が発症して治療までの間に一定の猶予期間があることを明らかにしてきた。さらに虚血後に幹細胞の一つである神経幹細胞を蝸牛内投与することにより、有毛細胞の脱落変性を抑制し、その機序として障害増悪因子であるNOxの発生が抑制されることを報告してきた。上記の研究成果を踏まえ、本研究では神経幹細胞の全身投与よる虚血性内耳障害抑制効果の検討し、さらにそのメカニズムを分子レベルで探求することにより、内耳における神経幹細胞を用いた虚血性内耳障害に対する新しい再生治療の確立を目指した。結果、大腿静脈を介した神経幹細胞の全身投与により、虚血障害24時間後の投与であっても、4日後に生じる進行性の内有毛細胞障害を抑制する効果が確認された。また、障害増悪因子であるNOxの発生抑制効果について検討した結果、神経幹細胞を投与した群では蝸牛外リンパ液中のNOx発生が有意に抑制されていた。以上の結果から、虚血による進行性の内有毛細胞障害は神経幹細胞の全身投与によって抑制され、その機序は増悪因子であるNOxの発生抑制に起因することが明らかになった。本研究により、神経幹細胞を用いた難聴治療は将来の有用な治療法となる道筋が示された。我々は長期生存が可能な一過性内耳虚血モデルを確立して、虚血性内耳障害に対する新しい治療法の開発の面より、虚血性内耳障害に対する神経幹細胞の有効性について研究を進めてきた。今回の研究として、虚血後に下大静脈より神経幹細胞を投与した群では、有意に内有毛細胞の脱落変性と聴力域値上昇が抑制されていた。さらに、神経幹細胞を全身投与した群では、内耳虚血障害後に生じる障害増悪因子であるNOxの発生も有意に抑制されていた。以上の結果より、虚血後の全身投与による神経幹細により虚血性内耳障害が抑制され、その機序として内耳虚血障害後に生じる障害増悪因子の一つであるNOxの発生を抑制を介することが明らかとなった。
知覚学習の脳内メカニズム

長期の学習によって、感覚情報により鋭敏に反応できるようになる学習過程を「知覚学習」と呼ぶ。知覚学習の脳内メカニズムに関する現在の定説は、「感覚情報を担うニューロンの感度が、学習の結果、より鋭敏になることで実現されている」というものである。しかし、サル第一次視覚野ニューロンの感度は学習によってほとんど変化せず、個体の学習能力を説明できないことが知られている。そこで本研究では、知覚学習では感覚ニューロンの感度が上がるのではなく、「学習により、情報量の多い有用な感覚ニューロンから選択的に情報を読み出すことができるようになる」という新しい説を検証する。本研究では、サルがランダムドットステレオグラムの奥行きを答える奥行き弁別課題を学習する過程を行動レベルで追いながら大脳皮質MT野ニューロンの活動を記録し、ニューロンの奥行きに対する感度と、どのニューロンから情報が読み出されるのかを測定した。本年度はサル1頭が奥行き弁別を学習する過程を70日間にわたって測定した。サルの奥行き弁別閾値は学習とともに徐々に下がり、20日過ぎで大きく変化しないようになった。それに対して、ニューロンの弁別閾値は学習過程で全く変化しなかった。すなわち、学習の初期段階から感度の良い感覚ニューロンは存在する。次に、ニューロン活動からサルの答えを予測できる確率が70日間の訓練によりどのように変化したかを計算した。この確率は最初0.5であったが、学習とともに徐々に上昇し、15日過ぎで大きい値(平均0.67)を示すようになった。すなわち、ニューロン活動とサルの答えとの相関の時間経過は、サルの弁別学習の時間経過と似たものであった。これらの結果は、学習により感覚情報を担うニューロンの感度がより鋭敏になるのではなく、サルが学習の過程で感覚ニューロンから上手く情報を読み出すことができるようになるという仮説を支持する。
超音波内視鏡下穿刺吸引検査材料の自動検体識別に向けた基礎的研究

【研究目的】超音波内視鏡下穿刺吸引にて採取された検体を定置されたデジタルカメラにて撮影し、診断に有効な検体判別を画像解析によって行おうとする自動判別に向けたデータ収集を目的とする。【研究方法】1.白黒画像に変換し輝度値別の細胞成分の分布マッピング・比較的豊富に採取された検体を用いサンプリング前に吐出された検体全体像をBIOEVALUATOR(検体識別台)で透明部位、赤色部位、褐色部位、白色部位をサンプリングし標本を作製する。採取部位を撮影したデジタル2.カメラ画像を赤色光の濃淡別に白黒画像に変換しクラス分け・黒をクラスOとしサンプリングした部位の輝度値別に256(カラーピッカー値)分類する。3.作成した標本中の細胞成分(上皮細胞)の採取量を6段階で評価・サンプリング部位の細胞をカウントする。・対物10倍視野で400個以上をクラス5、300400個をクラス4、200300個をクラス3、100200個をクラス2、100個までをクラス1、なしをクラス0とし分類する。データのすり合わせを行い相関性の有無を検討【研究成果】診断に有効な成分を比較的多く含む透明部位と血液成分を豊富に含み診断を阻害する成分を多く含む赤色部位では明らかに輝度値に有意差を認めた。褐色部位や白色部位では使用する穿刺針(19G、21G、22G、25G)によって焦点深度に誤差があるためか十分な結果を得ることができなかった。可視光線下での照度には検体を処理する都合上、光源部の照度には限界がある。また検体色調によって採取される成分に明らかに違いがあるのではないかと印象づけられた。これらより測定する媒体を変えることでより詳細なデータを得ることができるのではないかと考えられた。
新規マクロ環化合物による分子認識と触媒機能

1.剛直なシクロファン骨格に柔軟性のある8本の炭化水素鎖をLーアスパラギン酸残基を介して導入した「たこ」形シクロファンを合成した。このホスト分子は中性およびアニオン性ゲスト分子に対して10^510^6dm^3mo1^<ー1>の結合定数で包接する。また取り込まれたゲスト分子は微視的に極性の低い環境下にあり、分子運動性が抑制されていることがわかった。次に、柔軟性のあるアルキル鎖を触媒官能基であるカテコ-ル基を介して剛直なシクロファン骨格に6本導入した「タコ」形シクロファンおよびカテコ-ル部位に金属イオンを配位させたものを合成した。鉄イオンを配位させた錯体は金属イオンを導入していない場合と比較してゲスト分子に対する結合定数が増大した。このことはゲスト分子がシクロファン内で中心金属に配位するためであると考えられる。2.全ての面がテトラアザ〔3.3.3.3〕パラシクロファンで構成されている立方体型ホストである「かご」型シクロファンを合成した。このホストの分子内空洞への入り口は全て剛直なシクロファン骨格により構成されているため、その分子構造は極めて堅固である。そのため「鍵と鍵穴」機構に基づいた、即ちゲスト分子の大きさ、形状による選択的な取り込み能を発現することがわかった。3.「たこ」形シクロファンとピリドキサ-ルー5'ーリン酸の非共有結合的組み合わせによりビタミンB_6人工酵素を構築した。水中と比較してシクロファン添加系では疎水的なアルキルアミンとのSchiff塩基生成定数が増大し、アルキル鎖の長さに依存した基質選択性が発現された。4.「たこ」形シクロファンと疎水性ビタミンB_<12>の非共有結合的組み合わせによりビタミンB_<12>人工酵素を構築した。シクロファン添加系では疎水性ビタミンB_<12>のアルキル錯体は可視光照射により、基質の炭素骨格の組み変えを伴う異性化反応を司ることがわかった。1.柔軟性のあるアルキル鎖をLーアスパラギン酸残基を介して剛直なシクロファン骨格に8本導入した「タコ」型シクロファンを合成し、包接挙動について蛍光スペクトル、蛍光偏光スペクトル等を用いて検討を行った。このホスト分子と同一荷電を有するゲスト分子に対しては静電反発により取り込み能を全く示さなかった。これに対して中性およびアニオン性のゲストは10^510^6dm^3mol^<-1>の結合定数(K)で包接された。次に、柔軟性のあるアルキル鎖を触媒官能基であるカテコ-ル基を介して剛直なシクロファン骨格に6本導入した「タコ」型シクロファンおよびカテコ-ル部位に金属を配位させたものを合成し、その包接挙動に関して電子スペクトルを用いて検討した。カテコ-ル部位に鉄イオンを配位させた錯体はカチオン性及びアニオン性ゲスト分子の包接に対しては金属イオンを導入していないシクロファンと比較して結合定数が増大し、Kの値は10^610^7dm^3mol^<-1>であった。この結合定数の増大はゲスト分子がシクロファン内で中心金属に配位するためであると考えられる。2.全ての面がテトラアザ[3.3.3.3]パラシクロファンで構成されている立方体型ホストである「かご」型シクロファンを合成した。このホストはpH4以下の酸性水溶液に可溶であり、ポリカチオン性のホストとして挙動する。

「かご」型シクロファンの分子内空洞への入口は全て剛直なシクロファン骨格により構成されており、その分子構造が極めて剛直であるため、この環孔のサイズに適合するゲスト分子のみを取りこむことができる。種々の疎水性ゲスト分子の中でホストの分子内空間に対して最も適切な分子形状をもっているゲスト分子が最大の結合定数を示し、分子形状がそれよりも大きくても、あるいは又小さくても結合定数は小さくなる結果が得られた。1.1,6,20,25ーテトラアザ[6.1.6.1]パラシクロファンと2,11,20,29ーテトラアザ[3.3.3.3]パラシクロファンを基本骨格とし、架橋部位にLーバリンとピリジンを導入した新規「かご」型シクロファンを合成した。2.円偏光2色性スペクトルによる検討から、「かご」型シクロファンはキラルな不斉空洞を構築していることが明らかになった。そこで、不斉な分子内空洞に基づくゲスト分子不斉認識能を検討した。ゲスト分子としてLーフェニルアラニン、Dーフェニルアラニン、Lートリプトファン、Dートリプトファンを用いた。これらアミノ酸類に対する結合定数はDーフェニルアラニン、Lートリプトファンに対してそれぞれ8.0x10^2、7.0x10^2 dm^3 mol^<ー1>であり、一方、その鏡像異性体に対しては、結合定数が弱いために算出することができなかった。このことから、「かご」型シクロファンが提供する分子内不斉空洞は光学活性アミノ酸に対して選択的取り込み能を有していることが明らかになった。3.「たこ」形シクロファンと疎水性ビタミンB_<12>の非共有結合的組み合わせによりビタミンB_<12>人工酵素を構成した。均一有機溶媒中と比較して「たこ」形シクロファンの反応場効果によりビタミンB_<12>依存性酵素反応である異性化反応が極めて効率良く進行することが明らかになった。4.「タコ」型シクロファンはアニオン性ピリドキサ-ルー5'ーリン酸(PLP)を主に静電効果にもとづいて認識し、比較的親水性の結合部位に包接する。PLP溶液に種々のアルキル鎖長をもつアルキルアミンを添加し、Schiff塩基生成定数(K_<sB>)を求めた。「タコ」型シクロファン添加系では顕著な基質選択性が発現され、「タコ」型シクロファンはPLPと疎水性アルキルアミンから生成するSchiff塩基を安定化する疎水性場を提供することが明らかになった。
大規模・高速連想メモリーを用いたトリガーモジュールの開発

B中間子ファクトリーの第二世代実験ではイベントレートが高いので大量の情報を高速で処理するトリガー回路が重要となるが、そのニーズに応える可能性のある新しいエレメントとして、最近開発された大規模・高速アドレスフィルタリングプロセッサ(連想メモリー)LSIチップのトリガー回路への応用を目的として研究をおこなった。トリガー回路は、検出器の種類等その用途に応じて多岐に渡っているため従来から使われているMLU、FPGAチップなどとの性能・特性を比較検討し組み合わせて使用するなど幅広くその応用を検討する必要がある。市販の連想メモリーチップをサーベイした結果有用そうなチップとして川崎製鉄製KE5B256B1、KE5B064B1、KE5BGCA128ACFPの3種類のチップを数個ずつ購入してその性能・特性及びトリガーボードでの性能を調べ評価した。その結果、32256の幅広いビット数の入力信号に対して、入力のパターンがメモリーテーブルにロードされた最大8000までの任意のパターンの1つに一致した時に出力信号を出すというトリガー回路に使用できることが確認された。但し、入手したチップは単一では包含的論理を組むことができないこと、サイクルタイムが80nsであり10MHz以上のパイプライン回路では働かないこと等が今後の課題として残された。それらを踏まえMLU、FPGAチップなどを含め、将来のトリガーへの応用を幅広く検討・議論するために伊藤氏(科研費重点)と共同でトリガー/DAQワークショップを奈良女子大で開催した。ワークショップではトリガーの現状から将来に亘って活発な議論が行われた。その成果は、プロシ-ディングスとして高エネルギー加速器研究機構より出版される予定である。
徐脈性不整脈に対するHCN4遺伝子導入によるバイオペースメーカーの開発

徐脈性不整脈に対する治療法は現在のところペースメーカ機器の植込み術しかない。アデノ随伴ウイルスを用いたHCN4遺伝子による遺伝子治療は、他の不整脈を悪化させたり、遺伝子導入による副作用を生じることなく、心拍数を増加し徐脈を改善させた。今後、遺伝子導入法の改良や他の因子とのコンビネーション治療など、さらに改善を重ねることによって臨床応用が可能となり、徐脈性不整脈に対する新たな治療戦略になり得る可能性が考えられた。研究成果は学会発表によって公表され、現在、原著論文を投稿準備中である。徐脈性不整脈の発症における分子メカニズムは不明な点が多く、治療法としてもペースメーカ機器の植え込みしかない。我々はIf電流("funny current")を司り心臓のペースメーカ電流の発生頻度に重要な役割を果たしている過分極誘発陽イオンチャネル(Hyperpolarization-activated, cyclic nucleotide gated channel(HCN)-4)に着目し、徐脈性不整脈発症への関与を検討するとともに、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いた臨床応用の可能性の高い新たな遺伝子治療を確立することを目的として実験を2行った。ビーグル犬に全身麻酔下で房室結節カテーテルアブレーションを行い、完全房室ブロックを作成し、同時にペースメーカ機器を植え込み、40bpmでバックアップ心室ペーシングを行った。心臓刺激伝導系(右脚)に経カテーテル的にAAV-EGFP(対照群)またはAAV-HCN4(治療群)を導入した。AAV-EGFP群では心拍数がペースメーカ機器に完全に依存していたが、AAV-HCN4群では、遺伝子導入2週後から有意な心拍数の増加が認められ、8週後も維持していた。電気生理検査では、AAV-HCN4群ではβ刺激薬に対する反応性が良好であり、また心室補充調律が遺伝子を導入した右脚から発生していることが確認された。一方心室性不整脈の発生頻度には有意差が認められなかった。AAVベクターは安全性が高くかつ発現も長期的であるため、本研究で行った遺伝子治療法が確立されれば、洞不全症候群や完全房室ブロックなどの徐脈性不整脈に対しカテーテルを用いた遺伝子治療を行える可能性があり、治療の選択肢が拡大することが期待できる。従来から必須であるペースメーカ植込みが不要となる可能性があるため、医療経済面における意義も高い。さらに本法を応用することにより、さまざまなチャンネル遺伝子病、例えばQT延長症候群やブルガダ症候群に対する遺伝子治療の可能性が拡がることが期待される。徐脈性不整脈は心拍出量の減少に伴う脳虚血症状や心不全症状を引き起こす疾患であり、洞不全症候群や完全房室ブロックなどがある。その発症における分子メカニズムは不明な点が多く、治療法としてもペースメーカ機器の植え込みしかない。我々は心臓の自己調律の発生に重要な役割を果たしている過分極誘発陽イオンチャネルHyperpolarization-activated, cyclic nucleotide gated channe1(HCN)-4に着目し、徐脈性不整脈発症への関与を検討するとともに、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを用いた臨床応用の可能性の高い新たな遺伝子治療を確立することを目的として実験を行った。観察期間中、AAV-EGFP群では心拍数がペースメーカ機器に完全に依存していたが、AAV-HCN4群では、遺伝子導入2週後から有意な心拍数の増加が認められ、8週後も維持していた。電気生理検査では、AAV-EGFP群ではβ刺激薬に対する心拍数増加反応が不良だったのに対し、AAV-HCN4群ではβ刺激薬に対する反応が良好であった。CALTOマッピングシステムを用いて右室内の興奮伝導様式を解析したところ、AAV-HCN4群では心室補充調律が遺伝子を導入した右脚周囲から発生していることが確認された。また遺伝子導入に伴う副作用や心室性不整脈の増加は認められなかった。AAVベクターは安全性が高くかつ発現も比較的効率良く、かつ長期的であるため、心疾患に対する遺伝子導入法として期待が持てる結果であった。今後、遺伝子導入法の改良や他の因子とのコンビネーション治療など、さらに改善を重ねることによって臨床応用が可能となり、徐脈性不整脈に対する新たな治療戦略になり得る可能性が考えられる。
コンピュータグラフィックスによる顎変形症・顎関節CT像の3次元表示

本研究の目的はTMJのCT像をコンピュータグラフィクスの利用技術を用いて3次元画像に再構築して表示する方法を考案することである。生体のCT画像データを用いるための前段階として、乾燥頭蓋骨(X線撮影用ファントム)を対象にして以下に述べるような実験を行なった。1.下顎骨輪郭線の抽出:各CT断層像ごとに対象成分(歯,骨)をしきい値処理により切り出した。2.輪郭線データの構成:CT像のトレース図を参考にして、タブレットによる手入力で輪郭線の座標入力を行った。3.擬似立体表示:輪郭線データからなるCT図形ファイルを任意の間隔で各断面を読んでグラフィックディスプレイにワイヤーフレームとして表示した。4.MOSAICモジュール(MOVIE-BYU)による表面データの作成:読み込まれた輪郭線データから、各2レベルずつのループ(輪郭線分列)を接続して、全体として3次元の表面データとした。5.DISPLAYモジュール(MOVIE-BYU)による表示:MOSAICモジュールで作成されたデータファイルから下顎骨の3次元図形を線画として表示した。(図形の回転,MOSAICでつくられた図形や隠線処理した3次元図形の表示およびcontineous tone画像の表示などが可能)6.COMPOSEモジュール(MOVIE・BYU)による表示:DISPLAYモジュールによって作成された図形データファイルを複数読み込んで同一画面に表示した。つぎに、生体のCTデータの収集に関しては、重度の顔面非比対称患者15例について、CT写真を2mm間隔で、下顎頭を中心に約3cmの範囲で撮影して磁気テープに格納した。また顎関節3次元表示像の解釈のために下顎頭の形態変異を知る必要性が生じた。そこで東北大学医学部第一解剖学教室所蔵の現代人の乾燥頭蓋骨104体(男76体,女28体)を対象に、コンピュータグラフィクスの実験と並行して解析中である。
2光子励起ケイジドグルタミン酸法による大脳シナプス可塑性の空間的競合の解析

特別研究員奨励費を得て、2光子励起ケイジドグルタミン酸法による大脳シナプス可塑性の空間的競合の解析を目的として研究を行ってきた。初年度の研究実施計画では、2光子励起ケイジドグルタミン酸活性化法とspike-timing dependent plasticity (STDP)刺激法(2p-STDP法と略)を組み合わせ、単一スパインレベルでスパイン形態可塑性を誘発し、機能的変化との対応関係、その構造特異性、さらにそのメカニズム解明を予定していた。私は、本研究計画を遅滞なく遂行し、すでに単一シナプスレベルでスパイン形態の可塑的変化とその構造特異性を明らかにしている。2p-STDP法は、培養海馬スライスCAI錐体細胞において、long-term potentiation (LTP)、long-term depression (LTD)の両可塑的変化を誘発した。2p-STDP法によるスパイン形態の可塑的変化は、単一シナプスレベルでグルタミン酸受容体電流の可塑的変化を同じ時間経過で誘発し、NMDA型グルタミン酸受容体受容体に依存していた。特に、2p-STDP法によるLTP (tLTPと略)は、後期LTP (L-ETP)に必要とされるタンパク合成、BDNF放出を介していることを明らかにした。また、tLrpの誘発は、主にスパイン頭部体積に依存し、小さな頭部体積(<0.1μm^3)をもつスパインにおいて高い誘発率を示した。一方、2p-STDP法によるLTD (tLTDと略)は、主にスパインネックの長さに依存し、短いスパインネック(<0.3μm)をもつスパインにおいて高い誘発率を示した。スパインネックが可塑的変化誘発の一因子を担うことを示したのは、我々の研究が初めてである。私は、現在、本研究結果を国際学術誌へ投稿すべく準備している。今後、これまでの研究を基礎データとし、本研究計画で予定していた隣接シナプス間における可塑的変化の空間的競合について研究を進めていこうと考えている。
創薬ゲノム技術応用による難治性心不全治療の開発

拡張型心筋症に対する成長ホルモン(GH)療法により、左室収縮機能不全が改善したという成績や、心筋梗塞モデルラットに対するGH療法にて左室機能を保持したという成規が報告され、GH治療の有用性が期待されている。しかし、GHが有用でないという報告もあり、GHの心機能に対する作用は一定の見解が得られていない。また、心機能保持に対する作用がGHによる直接作用か、あるいはIGF-1を介した間接作用かについても不明である。われわれは、GH投与の心臓に対する慢性効果についてin vivo studyを行い、次にGHが抗線維化作用を有するかどうかを、線維化の指標であるTGF-βシグナルに着目してin vitro studyを行った。まずin vivoにおいて、4週令雌性wistar-Furth ratを以下の3群に分けた。(1)mGH3細胞を皮下移植したGH産生腫瘍ラット群(GH群)(2)浸透圧ポンプを用いたsubpressor doseのAngiotensin II持続性入ラット群(Ang II群)(3)正常ラット群(C群)。体重あたりの心重量はGH群で増加しており、心エコー上、GH群ではC群と比較し、有意な求心性左室肥大を認めたが、室拡張能、収縮能は保たれていた。摘出心臓のアザン・マロリー染色にてAng II群で間質線維化の発現増強を認めたがGH群は軽度であった。またGH群においてPAI-1,fibronectin等の細胞外マトリックス(ECM)蛋白の発現増強はなく、TGF-βの発現のみ増強していた。次にin vitroにおいて心線維芽細胞に対し、GH、ICF-1、TCP-βを単独、あるいは併用添加した。ICF-1はTGF-βとの併用により、ECM蛋白の産生、およびTGF-βシグナル伝達の転写活性レベルにおけるMARK系の指標である3TPルシフェラーゼ活性の上昇を認め、逆にGHとTGF-βとの併用ではそれらの発現および活性を抑制していた。TGF-βはSmad系よりもMARK系で強く制御されており、p38MAPKのリン酸化レベルでも、GH, TGF-β併用にて有意に抑制されていた。以上の結果より、GHは心臓において、p38MAPKの脱リン酸化を介したTGF-βシグナル伝達をdownregulateすることにより、抗線維化作用をもたらしていることが示唆された。我々の研究目的は(1)in vivo modelにおいて、成長ホルモン(GH)は、左室拡張能および心線維化に対しどのような影響を及ぼしているのか(2)GHあるいはinsulin-like growthfactor-1 (IGF-1)のいずれかが抗線維化作用を示すメカニズムは何かを解明し、難治性心不全に応用されうる可能性を模索するところにある。以上より成長ホルモンは、左室機能障害や線維化を伴わない心肥大をもたらす。そのメカニズムの一つとしてGHはp38MAPKの脱リン酸化によるTGF-beta signalingをdownregulateすることにより線維化抑制性に働いている可能性が示唆された。拡張型心筋症に対する成長ホルモン(GH)療法により、左室収縮機能不全が改善したという成績や、心筋梗塞モデルラットに対するGH療法にて左室機能を保持したという成績が報告され、GH治療の有用性が期待されている。

また、心機能保持に対する作用がGHによる直接作用か、あるいはIGF-1を介した間接作用かについても不明である。われわれは、GH投与の心臓に対する慢性効果についてin vivo studyを行い、次にGHが抗線維化作用を有するかどうかを、線維化の指標であるTGF-βシグナルに着目してin vitro studyを行った。以上の結果より、GHは心臓において、p38MAPKの脱リン酸化を介したTGF-βシグナル伝達をdownregulateすることにより、抗線維化作用をもたらしていることが示唆された。
膵頭十二指腸切除術後における消化管機能の多面的解析

当教室で施行した幽門輪温存膵頭十二指腸切除術(PPPD)および亜全胃温存膵頭十二指腸切除術(SSPPD)を対象として、術後経口摂取量を詳細に記録し、術後消化管造影、胃壁血流解析から胃内容排出遅延や術後経口摂取能回復遅延が生じる背景因子や原因を検討した。その結果、1)PPPD・SSPPDの術後経口摂取に有意に関連する因子は、患者の性別(女性)・BMI(25以上)・術後の腹腔内感染性合併症・術後のDGE発症が有意であった。2)術後上部造影剤およびCT Perfusion法を用いた胃壁血流解析により消化管機能の評価が可能であり、術後経口摂取不良の原因究明につながる可能性が示唆された。当教室で施行した幽門輪温存膵頭十二指腸切除術(PPPD)および亜全胃温存膵頭十二指腸切除術(SSPPD)を対象として、術後経口摂取量の詳細な記録・解析に加えて、術後消化管造影画像、消化管の血流解析、ホルモン分泌のデータを牧集・解析し、胃内容排出遅延や術後経口摂取能回復遅延が生じる背景因子や原因を検討している。平成21年度は、既存の手術症例を対象にすでに収集しているデータの解析、および平成22年度に向け、1)術後消化管造影検査画像解析、2)造影CTを用いた胃壁血流測定・解析、を中心にデータ集積を継続中である。これまでの研究結果から、PPPD・SSPPDの術後経口摂取に有意に関連する因子として、患者の性別(女性)・BMI(25以上)・術後の腹腔内感染性合併症・術後のDGE発症を確認し、同結果は論文報告している。さらに、これらの結果と術後消化管造影画像や消化管の血流解析との関連を現在研究中である。術後消化管造影画像は術後の消化管運動解析には有用な方法であると考えられ、この結果から各術式の術後消化管運動へ及ぼす影響を比較検討している。本検討の途中経過の一部は平成21年度の全国学会、研究会で発表をしている。平成22年度はさらに症例を集積した上での論文報告を行う予定である。最終目標としてはこれらの結果から膵頭十二指腸手術における血行郭清範囲や再建術式を考察し、至適術式確立への一助とすることを目的としている。当教室で施行した幽門輪温存膵頭十二指腸切除術(PPPD)および亜全胃温存膵頭十二指腸切除術(SSPPD)を対象として、術後経口摂取量の記録・解析、術後消化管造影画像、消化管の血流解析、ホルモン分泌のデータを牧集・解析し、胃内容排出遅延や術後経口摂取能回復遅延が生じる背景因子や原因を検討している。平成22年度は、既存の手術症例を対象に1)経口摂取能の評価ならびに2)術後消化管造影検査画像解析、3)造影CTを用いた胃壁血流測定・解析、を主に行った。平成16年から22年3月の間、当科で施行した膵頭十二指腸切除症例のうち、CT Perfusionによる胃壁血流評価と術後上部消化管造影を施行した91例を対象とした解析では1)経口摂取量は、平均術後20.9日で0.5を超え、退院までプラトーであった。術後21日間の累積食事量(TDI)は平均6.04だった。半量摂取可能日は累積食事量と強く相関した(相関係数-0.7439、p=0.0006)。2)造影剤の胃内通過秒数が短く、その後の空腸蠕動が良好な症例で経口摂取良好な傾向を認めた。一方、温存した前庭部の蠕動回数は経口摂取能と関連を認めなかった。3)胃血流動態とTDIに相関は認めなかったが、BFとEVは半量摂取可能日(相関係数-0.228、-0.295)と相関の可能性が考えられた。また、TDI値から摂取良好群と不良群との間の胃血流動態を検討すると摂取良好群で有意にBVが高値だった(p<0.05)。術後経口摂取能を評価するにおいて、半量摂取可能日がTDIと相関し、回復基準となると考えられた。また胃壁血流動態と食事摂取能には明らかな相関ではないものの、影響を及ぼす可能性が考えられた。(本検討の途中経過は平成22年度の全国学会、研究会で発表をしている。)最終目標はこれらの結果から膵頭十二脂腸手術におげる血行郭清範囲や再建術式を考察し、至適術式確立への一助とすることである。
世界のチャイナタウンの地域性と類型化

本研究は,世界各地のチャイナタウンの地域的性格を解明し,それらの要因について考察し,最終的に世界のチャイナタウンの類型化を試みることを目的とした。そのために,まず,国内および海外各地のチャイナタウン,華人社会,エスニック問題に関する文献資料およびフィールドワークで得られたデータの分析・考察を重点的に進めた。同時に,日本三大中華街(横浜中華街,神戸南京町,長崎新地中華街),東南アジア,アメリカ,カナダ,オーストラリア,∃ーロッパなど世界各地のチャイナタウンおよび中国における海外華人の出身地(「僑郷」と呼ぶ)において,土地利用,景観を中心とするフィールドワークを重ねてきた。そのような過程を経て,世界各地のチャイナタウンの地域性,普遍的性格をさらに整理・分析し,世界のチャイナタウンの類型化を試みた。その結果,世界のチャイナタウンは,ダウンタウンに形成された「オールドチャイナタウン」と郊外の住宅地域に最近形成された「ニューチャイナタウン」の二大類型に分けることが妥当であることが明らかになった。さらに,オールドチャイナタウンは「旧来型」と「観光地型」に,ニューチャイナタウンは「優良住宅地型」と「労働者住宅地型」に細分することができた。本研究は、世界各地のチャイナタウンの地域的性格を解明し、それらの要因について考察し、世界のチャイナタウンの類型化を試みることを目的としている。本年度は、研究の初年度であり、まず、日本、南北アメリカ、ヨーロッパ、オセアニアなど世界各地のチャイナタウン、華人社会に関する文献資料の収集に重点を置いた。これらのデータの整理は、本研究費で購入したパソコンでおこなった。文献資の整理の結果、近年におけるグローバルスケールでの華人移民の増加は、旧来のチャイナタウンの拡大、新しいタイプの郊外型チャイナタウンの形成に大きな影響をもたらしたことが明らかになった。これらの点は、本科研費によってオーストラリアで実施したフィールドワークでも立証された。メルボルンとシドニーのチャイナタウンについての調査、資料収集をおこなった結果、都心近くに形成された旧来のチャイナタウンが、観光地としての整備が進められる一方で、中国大陸や東南アジア出身の新来の華人移民は、郊外に新たなチャイナタウンを形成した。また、富裕層からなる香港系華人は、中・高級住宅地に居住する傾向が認められた。ここでみられた3つの類型は、欧米でも類似したパターンが見いだされる。今後、世界各地のチャイナタウンの地域性、普遍的性格を整理・分析し、世界のチャイナタウンの類型化を試みていく予定である。本研究は,世界各地のチャイナタウンの地域的性格を解明し,それらの要因について考察し,世界のチャイナタウンの類型化を試みることを目的としている。本年度は,研究の2年度目にあたり,前年度に引き続き,国内および海外各地のチャイナタウン,華人社会,エスニック問題に関する文献資料の収集に重点を置いて研究を進めた。これらのデータの整理は,昨年度の研究費で購入したパソコンでおこなった。一昨年度以来の研究資料の収集および分析を通して,近年,従来のチャイナタウンとは別に,新しいタイプのチャイナタウンが各地で形成されている現象が,グローバルスケールで認められることが明らかになった。これらの点は,本年度の科研費によって実施したラオスでのフィールドワークにおいても,中国大陸出身の華人の新たな流入により,新しいチャイナタウンが形成されつつあることが明らかになった。本年度の大きな成果として,本研究の中間的な報告の意味を込めて,山下清海著『チャイナタウン-世界に広がる華人ネットワーク-』丸善,2000年を出版した。本書は,幸い多くの新聞・雑誌等で書評・紹介され,社会的にもチャイナタウンに対する関心を深めたのではないかと思われる。今後は,世界各地のチャイナタウンの地域性,普遍的性格をさらに整理・分析し,世界のチャイナタウンの類型化を試みていく予定である。本年度は,研究の最終年度にあたり,国内および海外各地のチャイナタウン,華人社会,エスニック問題に関する文献資料およびフィールドワークで得られたデータの分析・考察を重点的に進めた。これまで,日本三大中華街(横浜中華街,神戸南京町,長崎新地中華街),東南アジア,アメリカ,カナダ,オーストラリア,ヨーロッパなど世界各地のチャイナタウンおよび中国における海外華人の出身地(「僑郷」と呼ぶ)において,土地利用,景観を中心とするフィールドワークを重ねてきた。

それらの成果を踏まえて,世界各地のチャイナタウンの地域性,普遍的性格をさらに整理・分析し,世界のチャイナタウンの類型化を試みた。その結果,世界のチャイナタウンは,ダウンタウンに形成された「オールドチャイナタウン」と郊外の住宅地域に最近形成された「ニューチャイナタウン」の二大類型に分けることが妥当であることが明らかになった。さらに,オールドチャイナタウンは「旧来型」と「観光地型」に,ニューチャイナタウンは「優良住宅地型」と「労働者住宅地型」に細分することができた。
核ー細胞質間輸送因子Hikeshiの機能：基礎的解析から高次生命機能の理解

熱ストレスをかけると、平常時で働くImportinが担う核ー細胞質輸送が低下し、Hikeshiが担う分子シャペロンHsp70の核内輸送が駆動する。Hikeshiの分子機能と生理機能を解析した。結晶構造解析から、Hikeshiは2量体を形成してATP型Hsp70に結合することが判った。Hikeshiは真核生物で進化的に保存された因子で、Hsp70に結合する生化学的性質を持つ。Hikeshiは下等真核生物では必須遺伝子ではないが、高等真核生物個体の生存に必須である。Hikeshiは転写因子HSF1の活性を制御し、タンパク質の恒常性を保つ上で欠くことのできない因子であることがわかってきた。熱ストレスに応答した細胞の中では、Importinβファミリーが担う核ー細胞質間輸送経路の活性が低下する。それに対して、Hsp70を核に運ぶHikeshi輸送が駆動する。Hikeshi輸送は、これまで解析されてきたImportin輸送とは全く異なるメカニズムで働くと考えられる。また、進化的に広く保存されているHikeshiの機能は、どの生物種においても未だ明らかにされていない。昨年度は、Hikeshi輸送の駆動メカニズムを理解する目的で、分子イメージング技術である蛍光相関分光法/蛍光相互相関分光法(FCS/FCCS)を利用し、正常時と熱ストレス時のHikeshiとHsp70の分子間相互作用を解析した。組換えタンパク質を使用した試験管内の解析から、HikeshiとHsp70の相互作用が温度に依存して劇的に上昇することがわかった。この熱依存的な結合活性は細胞抽出液や精製コシャペロンHsp110の存在とATPに依存することが確認できた。進化的に保存したHikeshiの生理機能を明らかにするために、複数生物種のHikeshiホモログの解析に取り組んだ。分裂酵母Hikeshiホモログの細胞内局在と相互作用因子の解析から、酵母Hikeshiホモログが核膜孔複合体とHsp70の両方に結合することが分かった。ヒトHikeshiと同じ生化学的活性をもち保存されている。欠失株を用いた解析から、酵母Hikeshiホモログは熱ストレス耐性に寄与しないものの、グルコースの欠乏耐性に重要であることがわかった。また、Hikeshiホモログノックアウトマウスを作成した。その結果、Hikeshi欠失マウスは生後48時間以内に死ぬことがわかった。ショウジョウバエのHikeshiホモログは胎生致死になることがデータベースに報告されるなど、様々な生物種でHikeshi欠失の影響が見られることがわかってきた。HikeshiとHsp70の相互作用と、Hikeshiの生理機能を解析した。ヒトHikeshi結晶構造の解析からHikeshiは非対称ホモダイマーを形成することがわかった。そのダイマー形成は、変異タンパク質の解析からHsp70との結合に重要であることが示された。また、Hsp70の欠失変異を用いた解析から、Hsp70の全体構造がHikeshiとの結合に必要であることがわかった。このことから、Hikeshiが他のImportin運搬体のように“モチーフ配列"を認識するのではなく、Hsp70に特異的に働きかけることで機能すると考えられる。V54LHikeshi点変異は、アシュケナージ系ユダヤ人の創始者突然変異であることがわかり、神経遺伝性疾患を誘引する。この類似アミノ酸変異はHikeshiの構造を変化させると考えられる。試験管の中では、組換え変異タンパク質は、野生型タンパク質よりHsp70との結合が強く、また、Hsp70の輸送活性も強い。しかし、疾患患者の繊維芽細胞の中では、変異タンパク質の発現は弱く、熱ストレス時にHsp70が核局在しないことからHikeshiの活性が弱いことがわかった。過剰免疫反応による心膜炎が患者の死因であることから、Hikeshiの活性が炎症反応に関与することが推察された。また、Hikeshiノックアウトマウスから採取したMEF(mouse embryonic fibroblast)細胞は、酸化ストレスに感受性になることが示唆された。この結果は、前年度解析した分裂酵母Hikeshi破壊株の解析と矛盾しない。これらの結果からHikeshiは熱ストレス以外の刺激で活性化すると考えられる。前年度のFCCSの解析でHikeshiとHsp70が温度依存的に結合することがわかっているが、生体内では、温度以外の刺激でHikeshiがHsp70に結合すると考えられる。本年度は、ヒトHikeshiの結晶構造を解くことができ、論文として発表した。HikeshiとHsp70の相互作用の解析から、HikeshiがHsp70の単純なモチーフ構造を認識するのではないことが強く示唆された。Hikeshiが働きかける分子がHsp70に特異的である可能性は、Hikeshi機能を理解する上で一つの重要な情報である。ヒト遺伝子疾患で見つかった変異Hikeshiは、in vitroではHsp70との結合が野生型よりも強く、輸送活性も野生型より強いことがわかった。しかし、この変異Hikeshiは疾患細胞の中では発現が弱いため、細胞の中ではHikeshiの活性が見られない。その結果として炎症反応が亢進すると考えられる。また、Hikeshiノックアウト細胞は、酸化ストレスに感受性になる。Hikeshiノックアウトマウスを作成し、Hikeshi変異で誘発されるヒト疾患を解析した。その結果、熱ストレスを指標にして見つかったHikeshiが、生体内では熱ストレス以外の機能をもつことがわかった。