hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハンドウイルカの音響生態に関する基礎的研究

天草通詞島沖に滞留しているハンドウイルカの群に併走しながら鳴音の収録を行った。あわせて、近くの水族館で飼育されているハンドウイルカの鳴音も収録し、そのシグネチュアーホイッスルの変動幅の解析を行った。その結果、次第に昨年までの分類方法よりもより定量的な分類基準の改善が可能になった。そこで、過去のデータについても新しい分類法で分類し直す作業を行った。その結果、シグネチュアーホイッスルは本年までに確認された総数で251種、本年のデータからは231種が観察された。前年まで総数158種に対し100を少し上回る程度にまとめることができたに比べ本年新しく観察されたものが著しく多い。この点に関して、水族館飼育個体を用いたシグネチャーホイッスルの変動幅の解析結果から更にまとめ、分類の判定基準を更に精度の高いものにする必要があると考えられる。また、過去4年間にわたる各シグネチュアーホイッスルの恒常性は本年も確認されているが、古い記録ほどその後の再出現が少ない傾向があった。これらのシグネチュアーホイッスルの内、互いの発音間隔が極めて短いもの(応答)からシグネチュアーホイッスルを発する個体間の関連性をも調査した。これまでのデータからは367例の組み合わせが観察された。この中で複数回の授受に関係したものは15例あったが、内5例は複数の調査日・調査年にも確認された。また、特定の組み合わせに別の特定のシグネチャーホイッスルがしばしば聞かれることがあった。このような一つの鳴き交わしに関係するシグネチャーホイッスルの種類総数はそれぞれ最大でも8種であった。これは群を構成する家族単位(小群)の可能性が高く、群の社会構造の解明や行動の解析に役立つものと考えられる。本年はハンドウイルカの群の移動にへ併走する形で鳴音の収録を行った。その結果、総計153種のシグネチュアーホイッスル(SW)と103種のホイッスル(W)が分類された。'95に行った手漕ぎボ-トでの収録に比べSWの占める割合が飛躍的に増大し、同一のイルカが使用すると言われているSWの占める割合に近づいた。同じ観測時間帯にしか使用されないSWは極めて少なった。月が変わっても、また、'95にSWとして記録されたもの60種の内27種が本年も確認されるなど、SWには恒常性があることが確かめられた。これらの鳴音の発生状況から、使用頻度の高いときと全く聞かれないときが存在することが明らかになった。滞留しているときには盛んに発音しているが、高速遊泳時には殆ど録音されていない。またSWの聞かれるときには、数種十数種のSWが含まれており、同時に発生するSWの関係から、いくつかのSWどうしの関連が高いことが示唆されている。これらが個々の個体のSWとする考えが高いことから、個体との関係を更に追求すると共に、個体どうしの関係を明らかにし、その社会構造についても踏み込んでいける可能性が高くなった。本個体群が数百頭よりなると推定されているが、SWがすでに153種収録されていることから本個体群のかなりの割合のSWはすでに入手できたと考えられる。同時に背鰭の写真撮影を行うことによって上記の裏付けにもなる個体識別を行っているが、こちらの方はSWとの関係を述べるほどのデータはまだ集まっていない。昨年に引き続き、ハンドウイルカの群に併走しながら鳴音の収録を行った。あわせて、近くの水族館で飼育されているハンドウイルカ6頭の鳴音も収録し、そのシグネチュアーホイッスルの変動幅の解析を行った。その結果、昨年までの分類方法よりもより定量的な分類基準の改善が可能になった。

そこで、本年度収録したホイッスルの分類をこの方法で行うと共に、過去のデータについても新しい分類法で分類し直す作業を行った。その結果、シグネチュアーホイッスルは本年までに確認された総数で312種、本年のデータからは154種であった。生息数に比べてこの数はまだ多く、分類の量的判定基準を変更する必要があると考えられる。また、過去4年間にわたる各シグネチュアーホイッスルの恒常性は本年も確認されているが、古い記録ほどその後の再出現が少ない傾向がある。これらのシグネチュアーホイッスルの内、互いの発音間隔が極めて短いもの(応答)からシグネチュアーホイッスルの関連性をも調査した。本年のデータからは125種のシグネチュアーホイッスルが関係する270組の組み合わせが観察された。この中には一方的に発したり受けたものそれぞれ28種と、32種のシグネチュアーホイッスルが関連する24組の組み合わせが確認された。その内訳は、二頭による送受が4組、3頭によるものが2組、4頭によるものが1組、14頭によるものが1組であった。これらは親子や家族などのような社会構造の一部を伺わせるものであり更にデータを収集して関連性を調査する予定である。これには陸上からの目視による群構造の変化・特徴も大いに参考になった。なお、ウォッチングボートの数が年追って増えており長時間の併走が益々困難になったので、調査回数を増やすことも考慮している。昨年に引き続き、ハンドウイルカの群に併走しながら鳴音の収録を行った。また、近くの水族館で飼育されていたハンドウイルカは2頭死亡し4頭となっていたがその鳴音をも収録し、そのシグネチュアーホイッスルの恒常性と変動幅の解析を行った。その結果、昨年までの分類方法よりもより定量的な分類基準の改善が可能になった。その結果、シグネチュアーホイッスルは本年までに確認された総数で251種、本年のデータからは231種であった。飼育個体の変動幅からさらに分類の量的判定基準を変更する必要があると考えられた。これまですべてのデータをまとめると367例の組み合わせが観察された。この中から複数回鳴き交わしのあったものは15例あり、内5例は複数日・月・年にも観察されている。さらに、このような鳴き交わしの間に決まってそのペアに付随するシグネチャーホイッスルがいくつかしばしば観察されている。鳴き交わしシグネチャーホイッスルを含めるとそれらの種類は最大でも8種であった。
農業ロボットの実地試験を題材としたロボット利活用・開発人材育成手法の研究

本研究は『現場の問題を理解し,ロボット導入/活用による問題解決/改良・開発提案ができる人材の育成手法』に関する三年計画である.H30は二年目に当たり,目標は一年目に製作したロボット教材と授業カリキュラムを用いた実習の実施であった.本年度の成果を以下に述べる.(1)一年目の研究成果発表:予定していた高専教育研究集会に加えて学会発表一件を行った.(2)水田実習用ロボットのアイデア実装簡便化を狙った改修:(1)に加え,ロボット利用・開発の動向調査を目的として学会発表二件を行った.そこで得られた気付き,『農業従事者だけではなく農業研究者にもロボット利用ニーズがあり,導入モチベーションも高い』からユーザー定義を見直した.また,導入ストーリーについても『“農業系学部・試験場での利用→農業従事者での利用′′という段階的導入が効果的であり,研究者にも利用して貰うことによりロボット利活用について新たな知見が得られる』と見直したことから,多様なアイデアを簡便に実装できるように水田実習用ロボットを改修した.自らのアイデアが実装できることはロボット導入モチベーションの向上に繋がることから,本工夫は農業ロボット利活用に向けた重要な変更であるといえる.(3)三年目計画の先行試行:(2)のロボット改修は,三年目に予定していた『水田ロボットの運用実習後に開発に従事する』という教育手法を,卒業研究で先行実施したものである.本内容は三年目にも実施することから,試行結果を参考に,より効果的な方法を模索する予定である.(4)研究成果の授業への適用(高専における農工連携の推進):一年目の報告で『所属機関においてH31(三年目)から新設されるPBL科目に向けてカリキュラム開発を進める』と報告したが,授業概要が決定されたので,一年目に作成した教室実習用ロボット教材および授業カリキュラムを修正して授業に備えた.本研究は『現場の問題を理解し,ロボット導入/活用による問題解決/改良・開発提案ができる人材の育成手法』に関する三年計画であり,その内容は以下のとおりである.一年目:二・三年目に用いるロボット教材およびカリキュラムの製作/二年目:座学と実験でロボットの基礎知識を教授後,問題解決方法をメカ・ソフトに分けて提案・比較した後,複合的なアプローチを提案する実習を行う教育手法の実施と評価/三年目:水田用除草ロボットの運用試験と改良という実際的な例を通じた教育手法の実施と評価.上記計画においてH30は二年目に当たる.一年目は昨年報告したようにおおむね順調に進展しており,さらに,二年目の内容について先行試行を行った.二年目(H30)においては,実施予定の授業がH31からの開講となったため,一年目に行った試行結果と授業概要に基づくカリキュラムの改良を行い,授業実施に備えた(H31/4より授業実施中)(5ー4).また,一年目結果の発表(二件)と研究動向調査を目的として学会に参加し,そこで得られた知見より,農業ロボット利活用をさらに推進する工夫を,一年目に製作した水田実習用ロボットに施した.その実施においては,三年目に実施予定であった教育手法を先行して試行している(5ー2,3).二年目の結果については,H31年度に予定している高専教育研究集会に加え,二件の学会発表を予定している.以上のように,二年目の進捗は,授業実施がずれ込んでいるものの,おおむね予定通りといえる.基本的には応募時に示した研究内容を実施するが,所属機関の授業開講時期がずれたため,実習の実施時期をこれに合わせて研究を進める.H31には予定していた『水田用除草ロボットの運用試験と改良という実際的な例を通じた教育手法の実施と評価』を行う.テーマとしては,一・二年目で問題となったロボットの走行能力向上を提示する予定である.また,二年目に予定していた『座学と実験でロボットの基礎知識を教授後,問題解決方法をメカ/ソフトに分けて提案・比較した後,複合的なアプローチを提案する実習を行う教育手法の実施と評価』については,所属機関の授業開講時期がずれたことと,対象人数が変更になったことから,これに合わせた実施を行う.カリキュラム及びロボット教材については,H30に対応済みである.成果発表については,H30, H31の研究内容について,高専教育研究集会(高専フォーラム)および関連学会(ROBOMECH2019,農業食糧工学会年次大会)に参加して発表を行う予定である.ロボットが活用される社会の実現に向け,近年では人との共生を想定したロボットの開発が進んでいるが,その活用にはサービス事業者等のユーザーにおいても,ロボット活用のリテラシーが必要である.そこで本研究では,ロボット利活用社会の実現に必要な『現場の問題を理解し,ロボットの導入/活用による問題解決/改良・開発提案ができる人材』の育成手法について,『ロボットの農業への適用』をテーマとして開発を行っている.1年目の目標は,演習カリキュラム詳細構想および教室演習用と水田実習用ロボットの2種類の製作であった.本年度の成果を以下に述べる.1.教室演習用ロボットおよび演習カリキュラムの開発:水田におけるロボット運用試験の経験を反映した演習カリキュラム,演習用ロボット,教材(実施手順書,説明用プリント,アンケートなど)を製作した.演習用ロボットはキット(TETRIX)とソフトウェア(Labview)を購入すれば,他校でも実施可能なように構成している.また,有志学生(機械工学科3年3名)を対象として,ロボット利活用実習の試行を行った.

2.水田実習用ロボットの開発:水田でロボット利活用演習を行うための無線操縦ロボットを製作し,実験水槽にて試験を行った.本ロボットは,除草等を行うためのプラットフォームとして開発した物が基礎となっており,学習者がロボットの利用法を検討する過程でロボット利用者としてのリテラシーを身に着けることを期待したものである.実験水槽には,土の代わりにガラスビーズを用い,可視性を高める工夫をした.3.研究成果の授業への適用(高専における農工連携の推進):本学では,平成31年度より全学科の4年生を対象としたPBL科目を新設する.学生が与えられる課題のひとつとして本演習を実施予定となったことから,対象学生を機械・電気電子工学の素養を持つ学生に限らないとして研究を進めることとする.本研究は,ロボット利活用社会の実現に必要な『現場の問題を理解し,ロボットの導入/活用による問題解決/改良・開発提案ができる人材』育成手法の開発を目的とする,H29年度からの3年計画である.H29年度の目標は,30,31年度に実施する演習カリキュラムの詳細検討と教材開発であった.以下に,平成29年度の進捗を項目毎に示す.H30年度に実施する演習カリキュラムの詳細検討および教材開発:H30年度に実施する「ロボットの基礎知識を座学と実験で教授した後,問題に対する解決方法をメカ/ソフトに分けて提案・比較した後,複合的なアプローチを提案する実習」について,「水田実習で起こる問題をモデル化した実習フィールドにおいて,走行試験と評価・改良を行う実習」を構想し,実習用ロボットおよび教材を製作した.計画では,単機能の市販ロボットを複数台準備する予定であったが,メカ改造の検討を容易にするために,ロボット製作キット(TETRIX)で構成したものを一台準備した.制御系は,予定通りLabviewとMyRioを用い,無線操縦・自律走行の切り替えが可能である.また,有志学生を対象として,カリキュラムの検証までを行った.H31年度に実施する演習カリキュラムの構想および教材開発:H31年度に実施する「水田用除草ロボットの運用試験を行い,運用方法や改善の提案を行う」という実習について,無線操縦ロボットを製作し,実験水槽における走行を確認した.また,実験水槽は,挙動の観察が容易なアクリル製模擬水田を製作するとしていたが,これに加えて,泥の代わりにガラスビーズを敷くなど,実習が簡単に行える工夫をしている.また,学会への参加についても,予定した高専フォーラムと関連学会2件に参加している.以上のように,1年目の進捗は予定通りである.本研究は『現場の問題を理解し,ロボット導入/活用による問題解決/改良・開発提案ができる人材の育成手法』に関する三年計画である.H30は二年目に当たり,目標は一年目に製作したロボット教材と授業カリキュラムを用いた実習の実施であった.本年度の成果を以下に述べる.(1)一年目の研究成果発表:予定していた高専教育研究集会に加えて学会発表一件を行った.(2)水田実習用ロボットのアイデア実装簡便化を狙った改修:(1)に加え,ロボット利用・開発の動向調査を目的として学会発表二件を行った.
海馬シナプス可塑性におけるカルモデュリンキナーゼIIの役割

カルモデュリン(CaM)キナーゼIIは海馬シナプス伝達長期増強(LTP)の発現に関与している。LTPに伴うスバインでのAMPA受容体(GluR1)の発現はCaMキナーゼII依存性である。本研究ではシナプスにおけるCaMキナーゼIIの標的分子を明らかにして,神経活動依存性のシナプス再構成の分子素過程を追究寸ゐ。海馬LTPの誘発刺激で活性化されたCaMキナーゼIIはプロテインホスファターゼ2A(PP2A)の調節サブユニットB'を燐酸化して,活性を抑制すること見出した。B'は主に,海馬CA1錐体細胞の樹上突起に発現していた。PP2A活性の抑制はCaMキナーゼIIの自己燐酸化反応や他のプロテインキナーゼの活性化反応を介して,LTPの発現と維持に関与していると考えられる。海馬LTPにおける維持・固定のプロセスには転写調節因子,CREBの燐酸化反応が関与している。海馬でのCREB燐酸化酵素であるMAPキナーゼとCaMキナーゼIVの海馬LTPにおける活性化反応の時間経過について明らかにした。海馬LTP誘発刺激に伴って、MAPキナーゼとCaMキナーゼIVは一過性に活性化された。これに対してCREBの燐酸化反応は持続的であった。阻害剤を用いた実験から、LTP誘発直後のCREB燐酸化反応にはCaMキナーゼIVが持続的なCREB燐酸化反応にはMAPキナーゼとCaMキナーゼIVの両者が関与することが解った。今後は種々の学習モデルの学習獲得過程におけるCaMキナーゼII,IVとMAPキナーゼの活性化反応の時間的,空間的解析を行う予定である。海馬Ca1領域でのシナプス伝達長期増強(LTP)は学習・記憶の素過程である。カルモデュリン(CaM)キナーゼIIの自己燐酸化反応はLTPの発現に直接関与している。学習・記憶に伴って,シナプスではNMDA受容体のみが発現するサイレントシナプスから,AMPA受容体を有する機能性シナプスへの変換が起こる。本研究ではシナプスにおけるCaMキナーゼIIの標的分子を明らかにして,機能性シナプス発現の分子素過程を追及した。CaMキナーゼIIの自己燐酸化反応を特異的に認識する抗体を用いて,CA1におけるLTP発現後のCaMキナーゼIIの活性化部位を免疫組織化学的手法で解析した。活性型CaMキナーゼIIの免疫染色性の上昇はCA1錐体細胞の樹上突起,スパインで顕著であり,細胞体においても観察された。さらに,活性型CaMキナーゼIIが上昇している細胞では,細胞体と樹上突起においてAMPA受容体(GluR-2)の蓄積が見られた。今後は,スパインにおけるCaMキナーゼIIの活性化反応と燐酸化型AMPA受容体の発現について共焦点レーザー顕微鏡にて解析する予定である。AMPA受容体と同様に,NMDA受容体のスパインでの発現はシナプス活動によって調節される。PDZドメインを有するNMDA受容体のクラスタリング分子,SAP102(NE-dlg)がカルシウム/カルモデュリンおよびPSD-95と結合すること,CaMキナーゼIIによって燐酸化されることを見出した。サイレントシナプスから機能性シナプスへの変換におけるカルモデュリン,CaMキナーゼIIの作用機構をさらに解析する予定である。
生命機能と病気に関わる蛋白質分子の大きな構造変化の分子論的研究

蛋白質の大きな構造変化が及ぼす生命機能と病気との関連性について,蛋白質の安定性や分子シャペロンの機能の関わりに焦点をあてて研究を行い,以下の成果を得た。1.オリゴマー蛋白質の構造とその安定性に関する研究:耐熱性アスパルターゼのX線構造解析を行い,4量体からなるこの酵素の熱安定性機構と活性部位構造について明らかにした。一方,7量体蛋白質である大腸菌由来のシャペロニンGroES(Hsp10)の高濃度での溶液構造安定性をX線溶液散乱法により詳細に調べ,その構造変性機構を明らかにした。2.蛋白質のコンフォメーション変化とアミロイド線維形成に関する研究:病気とは直接関係していないオリゴマー蛋白質,GroESが典型的なアミロイド線維を形成することを発見し,そのアミロイド線維形成機構について,分子のコンパクトさを指標に明らかにした。一方,パーキンソン病原因蛋白質のαシヌクレインのアミロイド線維形成機構についても同様に調べると共に,アミロイド病の伝播に関連した異種蛋白質アミロイド核によるαシヌクレインのアミロイド線維形成を実験的に証明した。3.分子シャペロンの構造と機能に関する研究:グループI型大腸菌由来GroELとグループII型シャペロニンの機能発現機構の詳細を調べ,GroELの各ドメインの速度論的な動きの重要性とグループII型シャペロニンの機能発現促進因子を明らかにした。一方,ゼブラフィッシュにおける尾びれの再生に,Hsp60が関与していることを発見し,その温度感受性変異体の解析を行った。以下の2つの研究項目を行った。1.オリゴマー蛋白質の構造とその安定性に関する研究耐熱性アスパルターゼのX線構造解析を行い,4量体からなるこの酵素の熱安定性について明らかにした。その結果,常温のアスパルターゼの構造と比べて活性部位構成ループの温度安定性がかなり高いことが分かった。また,分子全体にわたってイオン結合が多く存在していることも安定性に寄与していることが明らかになった。一方,7量体蛋白質である大腸菌由来のシャペロニンGroESの高濃度での溶液構造安定性をX線溶液散乱法(SAXS)により詳細に調べた結果,7量体蛋白質は一旦解離し,構造を部分的にとった単量体が中間体として存在していることが明らかになった。GroES蛋白質は変性条件下でアミロイド線維を形成するので,この中間体の存在の確認は意味あるものと考えられた。2.タンパク質のコンフォメーション変化とアミロイド線維形成に関する研究上記に記述したように病気とは無関係のオリゴマー蛋白質であるコシャペロニンGroESが典型的なアミロイド線維を形成することを発見した。GroES7量体の構造変化の特長を分子のコンパクトという点からSAXS実験によって調べた結果,オリゴマー構造全体がまず壊れ,その後解離したサブユニットが完全に変性することが明らかになった。アミロイド線維形成能はオリゴマー分子が壊れる領域で高いことが分かった。一方,パーキンソン病と関連したαシヌクレインタンパク質のアミロイド線維形成は,大きく変性した分子がある程度コンパクトになるときに早く形成されることを発見した。これらの実験結果は,アミロイド線維形成と蛋白質の大きな構造変化との関連に対して意義ある示唆を与えるものである。1.オリゴマー蛋白質の構造とその安定性に関する研究耐熱性菌体からアスパルターゼとホモロジーの高い遺伝子産物をクローニングし,その蛋白質の性質を生化学的,生物物理化学的に調べた。これまで見つかっている大腸菌由来とBacillus属由来のアスパルターゼと同様な構造をしているが,その構造安定性はかなり高いことが分かった。しかし,アスパルターゼ活性は様々な条件下でも認められなかった。そこで,すでにクローニングされているBacillus属のアスパルターゼ酵素とのサブユニットハイブリッド作成を試みた結果,活性分画が初めて確認された。一方,7量体蛋白質であるコシャペロニンHsp10類の蛋白質の構造安定性についても生物物理化学的に詳細に調べた。その結果,塩酸グアニジン変性により,一旦単量体に解離し,その後完全に変性するという共通した機構であることが判明した。

また,7量体のオリゴマー構造の安定性には,サブユニット間のN末とC末のβストランドが重要であることも明らかにした。2.タンパク質のアミロイド線維形成に関する研究病気とは無関係であるオリゴマー蛋白質GroESが典型的なアミロイド線維を形成することを我々は発見しているが,このGroESアミロイド線維をシード核としてApoAIIアミロイド線維を形成しやすいマウスに投与した結果,そのマウスもアミロイドーシス病を引き起こすことを明らかにした。この実験結果は,アミロイドーシス病は様々なアミロイド線維核によって伝播することを示唆しており,今後の生命現象の解明に向けて大きく寄与するものと考えられた。蛋白質の構造変化によって生じるアミロイド線維の形成機構について分子論的に研究するとともに,アミロイド線維形成に大きく関わる構造形成中間体の制御機構を司る分子シャペロンに関する研究に焦点を絞って研究を行い,以下の成果を得た。蛋白質アミロド線維形成メカニズムの研究:病気とは関連性のない7量体蛋白質であるGroESは塩酸グアニジン中でサブユニットが解離し,同時に変性する。この反応中に分布する分子のコンパクトさとアミロイド線維形成の関係を調べたところ,アミロイド線維の核形成反応にはコンパクトな分子種が優位であるが,アミロイド線維の伸張反応には逆に分子は変性して広がった方が有利であることが明らかになった。一方,パーキンソン病原因蛋白質であるαシヌクレインのアミロイド線維形成機構も分子論的に明らかにし,同種のアミロイド線維核だけではなく,全く異なった蛋白質のアミロイド線維核の添加によってもαシヌクレインはアミロイド線維を早く形成することを証明した。この結果は,アミロイド依存的に発症するコンフォメーション病の伝播という概念に重要な示唆を与える。シャペロニンの機能発現の研究:シャペロニンGroELはすべての生物に至るまで保存されており,Hsp60として様々な機能を発揮している。今回ゼブラフィッシュの尾ひれの細胞の再生にHsp60が重要な役割を果たしていることを分子論的に明らかにした。一方,細胞質内型シャペロニンはグループII型と呼ばれ,グループI型のGroELとは機能発現の点で異なっている部分が多い。我々はヌクレオチドの加水分解活性がこれまで言われているマグネシウムではなく,コバルトとマンガンに大きく依存して起こることを発見し,その特徴を耐熱性シャペロニンを用いて調べた。その結果,ATPase活性だけでなくADPase活性も有しており,それらに依存してシャペロニン活性を示すことを明らかにした。
基板上に展開したモデル細胞膜内部の分子スケールプロセス:STMによる研究

本研究は生体表面で起こる化学反応を分子スケールで追跡し、ナノスケールの実空間可視化と分光学的手法を通じてその詳細なメカニズムを明らかにすることを目的とする。本年度は昨年度までに得られた結果である、走査トンネル顕微鏡によるナノメートルスケール可視化から得られた情報をもとにし、赤外吸収分光を行うことでより詳細な反応メカニズムの追跡を行った。生体膜に赤外吸収分光法を適用する際には、水溶液中での測定が必須となり、また単分子膜からの信号検出のため従来の方法では信号がノイズに埋もれてしまい安定的な観測ができなかった。私は測定試料の改良、最適化を行うことで水溶液中でも、より高精度の測定を実現し、「水溶液中」における「単分子膜」からの信号を検出することができた。生体分子に分光学的手法を用いることができ、本研究の目的である反応メカニズムの解明が大幅に進歩した。また実際の生体に近い混合脂質のモデル細胞膜系を構築し、STM観測を行った。混合脂質膜の構成脂質としては、生体内に広く見られる中性脂質と帯電脂質を用いることで、モデル細胞膜におけるラフト生成をもくろみ、脂質ラフトの生成メカニズムの解明を目指した。その結果今までに報告されたことのないほど小さい集合体を発見するとともに、ナノメートルスケール可視化を通じてカルシウムイオンと帯電脂質の相互作用を明らかすることができた。この最小の脂質集合体は現在分子細胞生物学で注目されている脂質ラフトの基礎となるものであり、この研究が与えるインパクトは非常に大きいものである。本研究は生体膜表面で起こる化学反応を分子スケールで追跡し、その反応メカニズムを明らかにすることを目的とする。本年度は、測定のためのモデル細胞膜系の構築、さらには細胞膜の主要構成物質である「脂質分子」と「膜たんぱく質」の相互作用を走査トンネル顕微鏡(scanning tunneling microscope;STM)を用いて明らかにした。STMを用いた生体膜のナノスケール観測は既存の研究報告例がなく、非常に先進的な研究内容であるといえる。本研究で用いたたんぱく質は抗生物質の一種であるduramycinと呼ばれるペプチドであり、脂質分子の先端の親水基の種類に対して非常に高い反応選択性を持つ。本研究ではSTMを用いることによって、duramycinと生体膜との反応メカニズムおよびその選択性をナノスケール領域において可視化することができた。たんぱく質と生体膜の反応を実空間ナノスケールで観測することによって、生体分子に特徴的である高い反応効率のメカニズムを段階的に理解することができると予想され、医療、創薬の分野にも非常に大きな役割を果たすことは明確である。本研究の内容は国内論文誌1報(表面科学(掲載決定済))国際論文誌1報(Langmuir(accepted))に掲載されることが決まっており、国内外を問わず高い評価を受けているといえる。昨年度までは、測定のためのモデル細胞膜系の構築、さらには細胞膜の主要構成物質である「脂質分子」と「膜たんぱく質」の相互作用を走査トンネル顕微鏡(scanning tunneling microscope ; STM)を用いて明らかにした。本年度はSTMの大きな特徴である電子状態の観測を生かして、親水基の異なる脂質分子をナノスケールで見分ける研究を行った。本研究で用いた脂質は中性のホスファチヂルコリンと負に帯電したホスファチヂルセリンであり、これらの混合膜を作製した後STMを用いてナノスケールで識別を行った。実際にホスファチヂルセリンが5ナノメートルほどのドメインを形成することがSTMによる観測を通じで明らかとなり、非常にインパクトの高い研究結果である。この研究は国際会議や国内会議で発表されており、国内外を問わず高い評価を受けているといえる。
スピン偏極された冷却原子とその量子的計測への応用

したがって、レーザ冷却された原子は物質と輻射場の相互作用を制御された条件で研究する上で理想的な媒質であると考えられる。とくに、統計的平均操作で消失しがちな量子的相互作用の特徴を実験的に捉える上で重要な技術である。本研究では、レーザ冷却によって、原子の運動量と位置のみならず、内部状態であるスピンまでも制御することをめざす。通常の光磁気トラップにおいては、原子のスピンをそろえることは容易ではないが,渦巻型トラップ(vortex trap)を用いれば,光ポンピングにより、磁場方向に原子スピンを整列させることが可能である。この方法により,10^6個程度の原子を10mK程度まで冷却することができた.高出力レーザの利用などにより,さらに温度を下げることを試みた.また,温度の評価を正確に行うために,従来の飛行時間法に改良を加え,測定の信頼性が改善された.また,数桁低い温度を目指して,偏光勾配冷却の導入を進めている.関連する研究として,量子Zeno効果について理論的研究を行った.量子系に対して観測を頻繁に行なうと,系本来の運動が抑制される現象を量子Zeno効果と呼んでいる.本研究では,偏光を用いた検証実験を提案した.偏光を用いた系は非常に単純であり,量子Zeno効果の本質を見るのに好都合であることが分かった.さらに,古典的な振動系においても,量子Zeno効果に対応する現象が見られることを明らかにした.したがって、レーザ冷却された原子は物質と輻射場の相互作用を制御された条件で研究する上で理想的な媒質であると考えられる。この方法により,10^6個程度の原子を10mK程度まで冷却することができた.高出力レーザの利用などにより,さらに温度を下げることを試みた.また,温度の評価を正確に行うために,従来の飛行時間法に改良を加え,測定の信頼性が改善された.また,数桁低い温度を目指して,偏光勾配冷却の導入を進めている.関連する研究として,量子Zeno効果について理論的研究を行った.量子系に対して観測を頻繁に行なうと,系本来の運動が抑制される現象を量子Zeno効果と呼んでいる.本研究では,偏光を用いた検証実験を提案した.偏光を用いた系は非常に単純であり,量子Zeno効果の本質を見るのに好都合であることが分かった.さらに,古典的な振動系においても,量子Zeno効果に対応する現象が見られることを明らかにした.
直腸肛門奇形モデルマウスを使用した肛門形成シグナルの探究

Wnt5aコンディショナルノックアウトマウスを使用し,直腸肛門形成と肛門括約筋群の発生に対するWnt5aの関与を考察した.タモキシフェンは0.05g/母体gが実験解析するのに適正の投与量であった.直腸肛門奇形はE8にタモキシフェンを投与した場合のみ発症し,E9以降では,肛門は開口した.直腸肛門奇形の発生学的要因はcloacal plateが伸長しないことである.Wnt5aはcloacal plateの伸長に関与しているが,その運命決定はcloacal plateの伸長が始まる前であり,Wnt5aの発現初期段階であることが判明した.また,肛門括約筋群の発生に異常はなく,直接的関与は否定された.直腸肛門奇形では手術により、肛門を形成して排便ルートを確保するが、肛門括約筋の発達が未熟で術後の排便機能が改善しない症例も多くある。直腸肛門奇形は、遺伝性はないものの約半数に合併奇形が存在し、発生過程における遺伝子発現レベルの低下が疾患発症、および肛門括約筋群の未熟性の要因となっていることが考えられる。基礎医学的には原因遺伝子は同定されていなく、肛門の開口・肛門括約筋群の発達に関与する遺伝子も未だ十分解明されていない。直腸肛門奇形モデルマウスを使用し、肛門の開口・肛門括約筋群の発達に関与する遺伝子を同定することで肛門括約筋発達の分化促進の可能性を検討する。研究計画はモデルマウスによる発生学的解剖の観察と遺伝子発現解析、および分化誘導実験である。これまでSdマウス、レチノイン酸投与マウスの2種類のモデルマウスを使用し、直腸肛門奇形の発生学的にcloacal plateの伸長が不全になり、遺伝子発現解析ではWnt5aが関与することを同定した。新たにWnt5aコンディショナルノックアウトマウスを使用した。Wnt5a-loxpマウスとCRE-ERTマウスにおいてWnt5a loxp/loxp,CRE+/-雄×Wnt5a loxp/loxp雌の交配で得られる胎仔に対してタモキシフェンを腹腔内投与し、CREを発動させてWnt5aをノックアウトさせ、表現形を得る。まず、直腸肛門領域における至適投与量至適時期を検討する必要がある。タモキシフェンの投与時期別に予想される表現形はE9(高位鎖肛)、12(低位鎖肛)、14(鎖肛にならない)でそれぞれにおいてタモキシフェンの至適投与量を検討する。野生型での検討では母胎体重0.05mg/kg、0.1mg/kgで比較すると0.1mg/kgではほぼ胎仔は致死で、0.05mg/kgでは胎仔発育は正常に進むことが判明した。初年度はマウスの繁殖中心であったため、今後モデルマウスにてタモキシフェンの至適投与量を検討する。直腸肛門奇形では手術により、肛門を形成して排便ルートを確保するが、肛門括約筋の発達が未熟で術後の排便機能が改善しない症例も多くある。野生型での検討では母胎体重0.05mg/kg、0.1mg/kgで比較すると0.1mg/kgではほぼ胎仔は致死で、0.05mg/kgではある程度、胎仔発育は正常に進むことが判明した。現在、モデルマウスにてタモキシフェンの投与による実験を反復している。直腸肛門奇形では手術により,肛門を形成して排便ルートを確保するが,肛門括約筋の発達が未熟で術後の排便機能が改善しない症例も多くある.直腸肛門奇形は,遺伝性はないものの約半数に合併奇形が存在し,発生過程における遺伝子発現レベルの低下が疾患発症,および肛門括約筋群の未熟性の要因となっていることが考えられる.基礎医学的には原因遺伝子は同定されていなく,肛門の開口・肛門括約筋群の発達に関与する遺伝子も未だ十分解明されていない.

直腸肛門奇形モデルマウスを使用し,肛門の開口・肛門括約筋群の発達に関与する遺伝子を同定することで肛門括約筋発達の分化促進の可能性を検討する.研究計画はモデルマウスによる発生学的解剖の観察と遺伝子発現解析,および分化誘導実験である.これまでSdマウス,レチノイン酸投与マウスの2種類のモデルマウスを使用し,直腸肛門奇形の発生学的にcloacal plateの伸長が不全になり,遺伝子発現解析ではWnt5aが関与することを同定した.新たにWnt5aコンディショナルノックアウトマウスを使用した.Wnt5a-loxpマウスとCRE-ERTマウスにおいてWnt5a loxp/loxp,CRE+/-雄×Wnt5a loxp/loxp雌の交配で得られる胎仔に対してタモキシフェンを腹腔内投与し,CREを発動させてWnt5aをノックアウトさせ,表現形を得る.まず,直腸肛門領域における至適投与量至適時期を検討する必要がある.至適投与時期にタモキシフェンを投与し,経時的に直腸肛門発生をHE染色で観察する.また,発生過程で発現する遺伝子をスクリーニングする.マイクロアレイや,既知の発現遺伝子解析で行う.また,発現部位を免疫染色で解析する.初年度はマウスを一組のつがいから繁殖し,Wnt5a loxp/loxp,CRE+/-雄×Wnt5a loxp/loxp雌の交配ができるところまで数を増やした.数の少ないところからの繁殖であったため,充分な数まで増殖するのに時間を要した.併行して野生型でタモキシフェンの毒性についての検討を施行した.本年度,モデルマウスでのタモキシフェンの誘導性を検討した.タモキシフェンを0.05,0.1mg/g(母体)と振り分け,行った.E8.0,9.0,10.0,12.0,14.0においてそれぞれ腹腔内投与し,毒性と表現型を調べた.E10.0,E12.0,E14.0ではタモキシフェンの濃度に依存することなく,表現型はWTと同様であった.E8.0,E9.0ではタモキシフェン0.1mg/gでは致死性であったが,0.05mg/gで生存し,は直腸肛門奇形の表現型を示した.【目的】直腸肛門形成と肛門括約筋群の発生に対するWnt5aの関与を明らかにする.【方法】直腸肛門奇形モデルとしてWnt5a-floxマウスとCRE-ERTマウスを掛け合わせ,タモキシフェン誘導によるWnt5aコンディショナルノックアウトマウスを作成した.1系の確立:タモキシフェンを0.05,0.1g/母体gを妊娠時期により腹腔内投与し,E18で帝王切開を施行し、胎仔毒性の評価と外観による表現型の確認を行った.2直腸肛門奇形発生とWnt5aの関与:胎仔が毒性に耐え,かつ表現形がでるのは0.05g/母体gでE8-E13の間で胎齢別にWnt5aをノックアウトし,E18で帝王切開を施行し,直腸肛門,肛門括約筋の発症をHE染色で観察した.【結果】10.05g/母体gが実験解析するのに適正の投与量であった.表現形はE8-E11までのコンディショナルノックアウトにおいて発現した.2直腸肛門奇形はE8にタモキシフェンを投与した場合のみ発症し,E9以降に投与した場合,肛門は開口した.また,肛門括約筋の発生は正常だった.【考察】肛門の発生はE9.5から始まる生殖突起の腹側への伸長とともにcloacal plateが伸長し,さらに同時に尿生殖隔膜がcloacaを膀胱と直腸に腔を分けていく.E12.5で尿生殖隔膜が腔を完全に分けた時点でcloacal plateの最も背側部分がアポトーシスを起こし,肛門が開口する.
HSP27を標的に5-FU耐性を克服する新規薬剤の臨床化に向けた基礎研究

ヒト大腸癌細胞株WiDr(親株)に5-fluorouracil(5-FU)を曝露することで、耐性が出現した細胞株(耐性株)を樹立した。耐性株では、親株と比較してHeat Shock Protein 27(HSP27)の発現が増強していた。耐性株において増強したHSP27を再抑制することで、一旦出現した耐性の緩和を認めた。特に大腸癌化学療法中の耐性出現時における、HSP27を標的とした新たな治療の開発に向けた重要なデータである。比較的5-FUに対する感受性が高く、HSP27発現量が低いヒト大腸癌細胞株WiDrに5-FUを曝露し、5-FU耐性株を樹立した。具体的には30、75、150μg/mlの3種類の濃度の5-FUをWiDrに24時間曝露させ、生存した細胞を培養した。親株(WiDr-P)および樹立に成功した3種類の細胞(WiDr-R30、-R75、-R150)のIC50はそれぞれ2.4、15.5、23.4、46.9μg/mlであり、濃度依存的な耐性の獲得が確認された。WiDr-PおよびWiDr-R150におけるHSP27発現をPCRおよびWestern blotで評価したところ、遺伝子レベル(0.13 vs 0.33、p<0.05)、蛋白レベル(0.70 vs 1.49、p<0.05)ともに、WiDr-R150でHSP27発現が有意に増強していた。すなわち、ヒト大腸癌細胞株であるWiDrに5-FUを24時間曝露させることで5-FU耐性株の樹立に成功した。また、耐性株では親株と比較してHSP27発現が増強しており、この誘導されたHSP27が5-FUに対する獲得耐性出現に関与している可能性が示唆された。今後、耐性株で誘導されたHSP27をターゲットとした新たな治療法について検証を行う予定である。本研究の研究計画調書にて策定した平成28年度の内容は上記のごとく達成された。平成29年度の内容、すなわち「耐性株で誘導されたHSP27をターゲットとした新たな治療法についての検証」への移行の支障はなく、既に開始している。元来5-FUに対する感受性が比較的高いヒト大腸癌細胞株WiDrを親株として用い、これに5-FUを曝露し生存した細胞を培養することで、5-FUに対する耐性が出現した「5-FU耐性株モデル」を樹立した。樹立した5-FU耐性株におけるHSP27発現量を確認したところ、親株と比較して有意に増強していた。さらに、樹立した5-FU耐性株において増強(誘導)されたHSP27をsiRNAで再抑制したところ、一旦獲得した耐性が緩和されることが示された。以上より、大腸癌において5-FUに対するいわゆる獲得耐性出現にはHSP27誘導が関与しており、これが有望な治療ターゲットとなり得る可能性がin vitroで示された。in vivoにおける同様の検討、および既に他癌腫において研究が先行するHSP27阻害薬を用いた検討に進むための重要な基礎データである。上記のごとく研究進行状況は計画通りであり、現在特に変更等は予定していない。外科学別記のごとく平成28年度の研究計画は比較的実験反復等が少なく順調に達成された。そのため、物品調達・使用等が効率的に行えたことが計画よりもやや使用額が下回った要因である。平成28年度の成果をもとに、平成29年度は計画のごとくさらに臨床応用可能な検討を行っていく予定であり、実験反復等を要することが容易に予想される。差額等についてはこれらに適正に充当していく予定である。
最先端GISを用いた水文環境の解析手法の確立に関する研究

1.水文環境解析におけるGISの有効性の検証(宝・平田)宝は、最先端GISを用いて,4種類のリモートセンシング(RS)画像の空間分解能の違いが土地被覆分類精度に与える効果を検討した.平田は,森林環境解析におけるGISの有効性を検証した.2.ファジィパターン分類手法の開発と水文環境解析への応用(清水)RS画像のファジィ分類におけるニューラルネットワークとGMDHの適用可能性を比較した.3.GISの森林環境解析への応用(福嶌(義)・本多)本多は,足尾銅山において,GISとRSを用い,森林破壊と治山事業の影響を評価した.福嶌は,5千分の1地形図から作成された50mのDEMに主な河道と尾根線の情報を加えて実際の水系網に近い数値水系網を省力的に作成するシステムをパソコン上に実現した.4.画像処理システムの開発(藤田)実河川における洪水流の表面流速分布を解析するために,RSデータとして航空写真およびビデオ画像を利用した画像解析システムを構築した.5.流出解析モデルの開発(小尻・陸・立川・宝)陸は,流出解析への適用を念頭に置いたDEMの作成法の改良のためのアルゴリズムの開発を行い,さらにDEMから擬河道網そして分布型モデルを構築した.立川は,DEMに三角形不規則ネットワークを導入し,流域地表面の微地形を忠実にモデル化するアルゴリズムを作成した.小尻・宝は,愛知県矢田川流域を対象として,細密数値情報の標高及び土地利用データから500mメッシュの流域モデルを構成した.6.GISの流域管理への応用(福島(武).堀)堀は,淀川流域の管理・計画・モデル化のために基本となる地理データ,水文・気象データを効率的に検索・管理するデータベースシステムを構築した.福島は,首都圏における将来の水環境の問題点を予測し適切な対策を提案するために,水環境の長期予測システムを構築した.1.水文環境解析におけるGISの有効性の検証(宝・平田)宝は、最先端GISを用いて,4種類のリモートセンシング(RS)画像の空間分解能の違いが土地被覆分類精度に与える効果を検討した.平田は,森林環境解析におけるGISの有効性を検証した.2.ファジィパターン分類手法の開発と水文環境解析への応用(清水)RS画像のファジィ分類におけるニューラルネットワークとGMDHの適用可能性を比較した.3.GISの森林環境解析への応用(福嶌(義)・本多)本多は,足尾銅山において,GISとRSを用い,森林破壊と治山事業の影響を評価した.福嶌は,5千分の1地形図から作成された50mのDEMに主な河道と尾根線の情報を加えて実際の水系網に近い数値水系網を省力的に作成するシステムをパソコン上に実現した.4.画像処理システムの開発(藤田)実河川における洪水流の表面流速分布を解析するために,RSデータとして航空写真およびビデオ画像を利用した画像解析システムを構築した.5.流出解析モデルの開発(小尻・陸・立川・宝)陸は,流出解析への適用を念頭に置いたDEMの作成法の改良のためのアルゴリズムの開発を行い,さらにDEMから擬河道網そして分布型モデルを構築した.立川は,DEMに三角形不規則ネットワークを導入し,流域地表面の微地形を忠実にモデル化するアルゴリズムを作成した.小尻・宝は,愛知県矢田川流域を対象として,細密数値情報の標高及び土地利用データから500mメッシュの流域モデルを構成した.6.GISの流域管理への応用(福島(武).堀)堀は,淀川流域の管理・計画・モデル化のために基本となる地理データ,水文・気象データを効率的に検索・管理するデータベースシステムを構築した.福島は,首都圏における将来の水環境の問題点を予測し適切な対策を提案するために,水環境の長期予測システムを構築した.4月および9月に水文学へのGISの応用に関する研究会を開催し,本研究グループのメンバーを含む40名程度の参加者を得て,GISの水文環境解析への応用に関して討議を行なった.9月には同じ日に研究打合せ会議を開催し,研究準備状況の報告,今後の計画等について協議した.分担課題ごとの進行状況は以下のようである.1.流出解析モデルの開発(立川・陸)数値地形モデル(DTM)や等高線データの利用を前提とした,分布型の流出モデルの構成法について,GISツールを用い,河道,斜面などの地形を忠実に表現するとともに,地形・土地被覆に基づく部分流域分割法を検討した.2.ファジィパターン分類手法の開発(小尻・清水)リモートセンシングにより得られる広域かつ多次元のデータをファジィ理論を用いて分類する手法,土地被覆・植生・土壌水分などの空間分布を把握するシステム,水文量の時系列パターンの統計処理・分類法などについて検討した.3.GISの流域管理への応用(福島(武)・堀)GISツールを用いて,配水管や河川などのネットワーク解析やシミュレーションをグラフィック画面上で行う手法を検討した.4.GISの森林水文解析への応用(福嶌(義)・本多)地形・植生のデータベース構築の手法を検討し、そのデータベースに基づいて林地の3次元的構造をグラフィックスにより解析した.5.画像処理システムの開発(藤田)上記の各課題の実行を支援する画像処理システムを検討した.6.水文環境解析におけるGISの有効性の検証(寶・平田)GISの水文・水資源への応用事例をレビューし、学会誌に発表した。12月2日に中央大学理工学部において研究打合せ会議を開催し、研究状況の報告、今後の計画等について協議した。

本年度の成果の概略を列挙すると以下のようである。1.淀川流域の水位流量観測所および雨量観測所(約200箇所ずつ)の水文データを、リレーショナルデータベース記述言語であるSQL言語を用いてデータベース化した。また、衛星画像と国土数値情報を重ね合わせ、容易に流域情報を抽出しうるシステムを開発した。2.衛星リモートセンシングの多次元的データを収集し、土地被覆、植生、土壌水分などのファジィパターン分類を行い、グランドトルースデータと比較した。3.都市流域の水量・水質管理の実績データを収集し、流域水管理シミュレーションモデルの構成方法を検討した。4.演習林などの地形・植生のデータベースを作成した。これにより林地の3次元的構造をグラフィックスによって解析するシステムを検討した。また、DEM作成の手法を3通り考え、チベット高原の実地形とモデル地形に適用し、各手法の有効性を検証した。5.NOAAデータによって算出されるピクセル内積雪被覆率とアメダスデータに国土数値情報に基づく分布型モデルを適用して広域融雪流出解析システムを構築した。利根川上流域においてピクセル内積雪被覆率、残雪量・融雪量分布、融雪流出量を算出し、結果の妥当性を検証した。6.GISの水文・水資源分野への応用例を調査した。宝・小尻は,数値地形情報(DEM),空中写真,リモートセンシングデータを用いて,東京大学愛知演習林の白坂流域の河道網を地理情報システム(GIS)により抽出し,位置精度を検討した。また,治水経済調査の手順をGISを用いて実行し,その応用の利点・難点を明らかにした。福嶌(義)は,京都大学芦生演習林の流域において尾根線,主要水線をDEMに取り込む手法によって,より実現的な流域水系網を完成させた。空中写真のGISへの入力を可能にすれば,環境変化の把握において有用である。そのためにはデジタルデータ処理,偏位(地形による歪み)修正,対象地域においてシームレスなデータ提供が必要である。本多は,複数の空中写真から景観画像やオルソフォトを作成する手法を開発し,石川県白山湯の谷流域に適用した。さらにこのような空中写真利用のための撮影システムについて提言を行った。立川・堀は,河川流域の管理・計画・モデル化のために基本となる地理データ(数値地理データ・衛星リモートセンシングデータ),水文・気象データを効率的に管理し必要とするデータを容易に検索・抽出するために,地理情報システムおよびリレーショナルデータベースシステムを利用して,淀川流域におけるこれらのデータのデータベース化を図った。リモートセンシング画像の目視判読では,「これは建築物かもしれないし池かもしれない」あるいは「これはほとんど何であるか分からない」といった曖味な判断を下さざるをえないピクセルが多数存在する。画像の自動分類において,このような曖味な判断をいかに処理するかは大きな課題である。清水は,これを実現する1つの方法として,自動分類を行う分類クラスを特徴空間上のファジィ集合として捉える分類手法(ファジィ分類)を提案し,ニューラルネットワークの有効性と限界を別研究において明らかにするとともに,新たな手法としてGMDHに注目し,ニューラルネットワークとの理論的,実証的な比較の上で,その適用性を検討した。
膀胱癌におけるシスプラチン耐性因子とアポトーシス発現についての究明

本研究では培養膀胱癌細胞株を用いて、シスプラチン感受性と各耐性因子を検討した。シスプラチン耐性膀胱腫瘍細胞のなかで、メタロチオネイン・グルタチオン・グルタチオントランスフェラーゼ・チオレドキシンのすべて各耐性因子が高いものは認めなかったが、各々が独立した耐性因子を演じていると思われた。その結果アポトーシスの発現も各耐性因子間に相関は認められなかった。そこで我々はシスプラチンの耐性因子の一つとして知られているメタロチオネインという蛋白に着目した。メタロチオネイン遺伝子枯渇化マウスを用いて、そのwild type mouseとともに膀胱腫瘍を発生促進するBBNによる膀胱癌の発生頻度を検討した。メタロチオネイン遺伝子枯渇化マウスは膀胱腫瘍の発生頻度が、wild type mouseに比して高かった。また免疫組織化学的には、メタロチオネイン遺伝子枯渇化マウスに比してwild type mouseはhigh stageの腫瘍が多く、膀胱腫瘍の発生頻度は低いものの増殖速度が速いことを裏付けるPCNA陽性細胞が多かった。これらのメタロチオネイン陽性および陰性膀胱腫瘍を培養細胞とすることに成功した。これらの細胞を用いてシスプラチン耐性に関して検討すると、メタロチオネイン遺伝子枯渇化膀胱腫瘍細胞はシスプラチンにより感受性が高く、アポトーシスに陥りやすいことを認めた。しかしこのアポトーシス制御機構の解明は、本研究期間には行うことはできなかった。今後は、メタロチオネインによるアポトーシス制御機構の解明と現在のin vitroで得られた結果と実際の臨床検体の検索により、臨床上の癌化学療法にフィードバックできるようさらなる検討を行う予定である。シスプラチン耐性因子として我々は抗酸化作用をもつ重金属結合蛋白質であるメタロチオネイン(MT)欠損マウスの14日齡胎芽細胞を培養し、p53の発現およびアポトーシスの誘導に関して検討した。MT枯渇化細胞は、コントロール細胞に比してタ-シャルブチルペルオキシドや各種抗癌剤に対して高率にアポトーシス細胞を認めた。さらに断片化DNAを蛍光吸光度計を用いて検討したところ、MT枯渇化細胞はより多くの断片化DNAを認めた。その断片化DNAは高分子DNAにおいてもMT枯渇化細胞が、コントロール細胞に比して高い値を示した。腫瘍抑制蛋白であるp53とデスファクター蛋白であるBaxは、MY枯渇化細胞ではコントロール細胞に比して高い値を示した。DNA障害性薬剤であるシスプラチン処理後、MT枯渇化細胞およびコントロール細胞ともにp53は誘導されたが、MT枯渇化細胞は常に高いレベルであった。以上の結果よりストレス応答因子としてのMTは、p53の変動をきたしアポトーシスを制御している可能性が示唆された。そこで現在MT欠損マウスにBBN経口投与し、膀胱腫瘍発生およびp53の検討中である。