hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心血管疾患におけるマイクロＲＮＡ発現評価と発現調節による新規治療の開発

心血管疾患発症リスクの高い睡眠時無呼吸症候群の患者の血漿中で発現するマイクロRNAを測定した。持続陽圧呼吸装置(CPAP)治療前後での発現変化検討のため、マイクロRNAアレイを施行した。変化の大きいものについて検体数を増やして定量PCRを施行したが、今回の症例群では治療の前後で有意差を認めたマイクロRNAを同定出来なかった。miR-132は、低酸素培養下の培養血管内皮細胞では発現量が0.52倍に有意に低下した。下肢虚血モデルへのmiR-132投与で、p120RasGAPの発現低下と虚血の改善を予想したが、明らかな改善は認めていない。マイクロRNAの投与方法に改善の必要有り。本研究では、まず臨床研究において心血管疾患におけるマイクロRNA発現を検討した。対象として、心血管疾患発症リスクの高い睡眠時無呼吸症候群の患者を選択し、血漿中で発現するマイクロRNAの同定、持続陽圧呼吸装置(Continuous Positive Pressure: CPAP)治療後のマイクロRNA発現変化を検討した。当院へ入院し、ポリソムノグラフィーでAHI(apnea hypoxia index)30以上であり、睡眠中のCPAP治療に賛同された患者を登録した。心血管疾患の合併症なく、治療の前後で測定出来た症例は11例(男性10例、女性1例)。平均年齢58.3歳。CPAP治療により、AHIは59.4から6.5まで有意に改善した。また血圧及び血管内皮機能(FMDにて測定)も改善傾向を認めた。以上の患者において血漿からマイクロRNAを抽出した。まず、4人分からマイクロRNAアレイを施行し、変化の大きいものを選択し、さらに11人の検体を用いてq-PCRを施行したが、今回の症例群では治療の前後で有意差を認めたマイクロRNAを同定出来なかった。マイクロRNAー132(miR-132)の心血管疾患への治療応用を検討した。培養血管内皮細胞を用い1%酸素で培養し、細胞内でのマイクロRNA発現量を検討した。miR-132は0.74倍に有意に低下し、miR-210の発現は2.20倍に増加した。miR-132のターゲットの1つであるp120RasGAPは細胞増殖を促すRasを不活化するGTPaseの補酵素であるため、miR-132投与による細胞増殖及び血管新生効果を予測して、マウス下肢虚血モデルに投与した。虚血領域に筋注したが、p120RasGAPの発現に変化なく、レーザードップラーで測定した虚血の改善も明らかなものは見られなかった。直接筋注ではマイクロRNAが拡散し、効果が少ないと思われたため、以前の実験で蛋白の局所投与に有効であったナノファーバージェルを用いて混注したが、同様の結果であった。今後miRNAデリバリーの工夫が重要であり、有効な方法を再検討する。・臨床研究:当院入院患者において低酸素状態の疾患を対象にEDTA採血を行い、得られた血漿からRNAを抽出し、マイクロRNAの発現を検討している。対象は睡眠時無呼吸症候群を疑われて入院された患者(許可番号:24-110)。ポリソムノグラフィー(PSG)目的での入院時に1回目の採血を行う。PSGの結果、apneahypoxia index(AHI)で有意な上昇を確認し、持続陽圧呼吸装置(Continuous Positive Airway Pressure: CPAP)治療に同意された方で、重症の方(AHI>30)を登録。その後1ヶ月以上CPAP使用し再度、効果判定にPSG施行。この時に2回目の採血を施行する。このように低酸素にさらされた状態の検体と、無呼吸が軽快し、低酸素が解消されたときの検体を比較し、発現しているマイクロRNAを検討した。今後、30検体を目標に比較予定であるが、現在4検体の比較を行ったところである(これらにおいては平均AHIの有意な改善を確認69.8→4.1)。網羅的に検討するために、マイクロRNAアレイを施行。現在データを解析中である。マイクロRNA-132については個体間のばらつきが多く、4検体では前後で有意な変化を認めなかった。しかし、治療の前後で発現に変化のあるマイクロRNAを同定しており、今後、低酸素との関連を検討する。・培養血管内皮細胞の低酸素刺激によるマイクロRNA発現変化:内皮細胞を低酸素(1%O2)条件で培養し、細胞内と培養液中のマイクロRNA発現量を検討した。マイクロRNA-132の発現量は0.74倍に有意に低下した。逆にマイクロRNA-210の発現は2.20倍に増加した。培養上清中のマイクロRNAでは同様の変化は認めなかった。・マウス下肢虚血モデルにおける血管新生についてモデル準備中。

臨床研究については倫理審査に時間を要したこと、また患者登録数を増やすのに時間を要し、治療前後での差を見ることはまだ十分な数では行えていないが、現在検体数が集まり、今後、q-PCRを行う予定である。・臨床研究:低酸素状態の患者の検体と低酸素状態から脱した患者の血液検体を集めている。それぞれの検体の血漿において前後でマイクロRNAの発現を比較する。すでに4症例の検体についてマイクロRNAアレイを施行しており、この結果を解析して、マイクロRNA-132など低酸素に関わる可能性のあるマイクロRNAの発現変化をq-PCR法で検討する。30症例程度を集めて発現解析の予定。・培養血管内皮細胞を使用し、引き続き、低酸素におけるマイクロRNAの発現検討を行う。マイクロRNAオリゴヌクレオチドを細胞に導入し、マイクロRNAによる細胞増殖や遊走、サイトカイン産生への影響を検討する。・マウス下肢虚血モデルにおける血管新生:局所低酸素モデル動物の使用。マイクロRNA導入による血管新生亢進、創傷治癒改善を検討する。該当なし
発光タンパク質の生物有機化学的分子機構解明とその応用

発光タンパク質の中で、トビイカ・ヤスデ・ミミズなどを対象に研究を計画し、特にトビイカ発光タンパク質シンプレクチンは、すでに発光素子の構造と発光タンパクのアミノ酸配列順位の決定や素子の結合システインの位置決定などを完了している。本研究では、この発光タンパク質アポシンプレクチンに組み込むためのアナログの化学合成や標識化合物の化学合成を行い成果を挙げているが、特に新しい第3世代の発光素子を合成するための革新的な方法論を計画している。この計画によれば、390番のシステインに結合したタンパクの周辺部位の様子を解明することができる。実際に、新しい合成ルートでこれまでの方法では不可能と考えられる発光素子を合成し、アポシンプレクチンに組み込み、強い発光を確認する。ヤスデについても、発光タンパク質を精製し、そのアミノ酸配列について部分的な配列順位を決定する。さらに沖縄産の発光ミミズの発光素子を決定し、人工的に発光させ、そのスペクトルがミミズのそれと一致することを確認する。以上のように3種類の発光生物の発光分子機構解明について、大きな実績を上げる計画であったが、研究打ち合わせをするにとどまった。
チベット・シベリア地域の湖沼堆積物を用いた地球温暖化期における高精度環境変遷解析

チベット高原プマユムツォ湖において湖底柱状堆積物、プマユムツォ湖の大島において陸成堆積物、および湖周辺域において河川・湿地表層堆積物を採取した。それぞれの試料において放射性炭素年代測定を行い、過去1万2千間前から現在までの連続的な環境変動の復元を可能にした。また、過去における降水量変動を復元するため、バイカル湖(ロシア)、フブスグル湖(モンゴル)およびプマユムツォ湖(チベット)から採取した湖底柱状堆積物の粒度組成分析および粘土鉱物組成分析を行った。バイカル湖およびフブスグル湖においては降水による粗粒物質の供給量変動、プマユムツォ湖においては湖水面(湖の表面積および水深)の変動を復元することに成功した。大陸の内部における連続的なモンスーンの変動の復元例は未だ少なく、特にチベット高原南東部においては、連続的かつ過去1万年を超える環境変動に関するデータはこれまでにほとんど得られていない。本研究によりチベット高原南東部における環境変動の高時間解像度データ(90-150年スケールでの環境変動の記録)が得られた。シベリア、チベット両地域の完新世における古環境変動は、他の地域(中国南東部、インド洋等)から復元されている日射量変動およびアジアモンスーンの変動とよく一致する結果が得られた。しかしながら、完新世以前においてはチベット地域と他地域との環境変動に差異が見られた。本研究成果は気候環境変動メカニズムの解明につながるデータセットとして極めて重要な位置を占めるものである。1.堆積物試料の年代決定および堆積速度の復元堆積層の形成年代を確定し、詳細な環境変動を進めるため、チベット・プマユムツォ湖から採取した湖底柱状堆積物(PY608W、コア長3.9m)、およびロシア・バイカル湖から採取した湖底柱状堆積物(VER98-1 St.6GC、VER98-1St.5GC、それぞれコア長1.7m)の放射性炭素年代測定を行った。氷期-間氷期遷移期(1万5千年前から1万年前程度)を中心に年代測定の時間解像度を100年スケール程度まで可能な限り高くし、それぞれのコア試料において高精度年代モデルを構築した。本研究により、バイカル湖およびプマユムツォ湖から採取したそれぞれの試料間の対比が明確になった。2.湖および周辺域における生物生産量の復元全有機炭素(TOC)含有量、堆積速度および堆積物密度から、単位面積・単位時間あたりの湖底へのTOC供給量を算出した(MAR-TOC)。MAR-TOCの深度分布から、気候変動、特に氷期-間氷期遷移期における温暖化に起因した湖集水域における生物活動の変遷を推定した。バイカル湖から採取したVER98-1 St.6GCおよびVER98-1St.5G試料のMAR-TOCと炭素の安定同位体比の測定結果は、ベーリング/アレレード期(温暖期、14700-12800年前)、ヤンガードリアス期(寒冷期、12800-11600年前)、および9000-6000年前の気候最適期において明瞭な生物生産量と有機物供給量の変動を示し、その変動パターンは既報であるアジアモンスーンの変動(Wang et al.,2001)と非常に良い一致を示した。以上の結果について国際学術会議において発表した。また、論文を執筆し国際学術雑誌に投稿した。チベット高原南東部に位置するプマユムツォ湖から新たに採取した湖底堆積物試料(コア全長380cm、PY608E-PCコア)について放射性炭素年代測定を実施した。大気中二酸化炭素の放射性炭素濃度の変動に基づき、それぞれの堆積物試料について年代モデルを構築した。本研究により、プマユムツォ湖堆積物試料における氷期/間氷期の境界層、完新世気候最適期(温暖な時期)に対応する堆積層を特定した。プマユムツォ湖堆積物試料(PY608E-PCコア)の堆積速度は0.3mm/yrであり、本試料を用いることにより30-50年スケールでの環境解析が可能であることが明らかになった。プマユムツォ湖堆積物試料について全有機炭素、全窒素、全硫黄含有量の測定を行った。プマユムツォ湖試料においては湖の拡大・縮小時期に対応して有機物の供給量および供給源が変化していたことが明らかになった。チベット高原南東部におけるモンスーン活動(降水量変動による湖の面積および水位の変化)が、湖とその集水域の有機物循環に影響を与えた可能性が強いと考えられる。また、プマユムツォ湖大島において土壌コア(長さ1.7m)を採取することに成功した。さらに、湖岸付近の露頭から陸成堆積物(レス)試料を採取した。陸成堆積物試料の放射性炭素年代測定および化学分析(有機炭素・窒素含有量および安定炭素同位体比測定)の結果から、約5000-6000年前に湖の水深が浅くなり、現在の大島湖岸付近において陸成堆積層の形成が開始されたことが本研究によって初めて明らかになった。陸成堆積層の形成が開始した年代(約5000-6000年前)は完新世の気候最適期の終末年代と一致しており、モンスーン活動の低下が湖の水位減少を引き起こした可能性が強く示唆された。

また、過去における降水量変動を復元するため、バイカル湖(ロシア)、フブスグル湖(モンゴル)およびプマユムツォ湖(チベット)から採取した湖底柱状堆積物の粒度組成分析および粘土鉱物組成分析を行った。バイカル湖およびフブスグル湖においては降水による粗粒物質の供給量変動、プマユムツォ湖においては湖水面(湖の表面積および水深)の変動を復元することに成功した。大陸の内部における連続的なモンスーンの変動の復元例は未だ少なく、特にチベット高原南東部においては、連続的かつ過去1万年を超える環境変動に関するデータはこれまでにほとんど得られていない。本研究によりチベット高原南東部における環境変動の高時間解像度データ(90-150年スケールでの環境変動の記録)が得られた。シベリア、チベット両地域の完新世における古環境変動は、他の地域(中国南東部、インド洋等)から復元されている日射量変動およびアジアモンスーンの変動とよく一致する結果が得られた。しかしながら、完新世以前においてはチベット地域と他地域との環境変動に差異が見られた。本研究成果は気候環境変動メカニズムの解明につながるデータセットとして極めて重要な位置を占めるものである。
胸腺微小環境の機能解明と構築

本研究では、胸腺微小環境を特徴づける胸腺上皮細胞亜集団の分化と機能に関与する分子の同定と機能解析を行った。その結果、まず、胸腺皮質上皮細胞と胸腺髄質上皮細胞の共通前駆細胞を同定し、それが転写因子Foxn1の直接制御にてβ5tを発現する皮質上皮様前駆細胞であることを明らかにした。また、成体期の髄質上皮細胞の維持には成体期でなく新生仔期のβ5t発現前駆細胞が寄与することを見出した。更に、皮質上皮細胞依存性「正の選択」がTリンパ球の抗原応答性を調整する分化制御過程であること、ケモカイン分子種CCL21Serを産生する髄質上皮細胞亜集団がTリンパ球の自己寛容確立に不可欠であることを明らかにした。胸腺は、獲得免疫システムの司令塔として自己と非自己の識別を担うTリンパ球を分化させるとともに、産生するTリンパ球の抗原認識特異性が自己生体に有用でしかも寛容であるように選択する。Tリンパ球の分化と選択を担う胸腺は主に皮質と髄質から構成されるが、それぞれを特徴づける皮質上皮細胞と髄質上皮細胞の分化と機能、特にそれらを裏打ちする分子機構は未だ明確ではない。我々は皮質上皮細胞に特異的に発現され、CD8陽性キラーT細胞の正の選択に必要な胸腺プロテアソームとその構成鎖beta5tを同定するとともに、髄質上皮細胞に高く発現されT細胞の自己寛容確立に必須のケモカインCCL21とサイトカイン受容体RANKを見出し、胸腺微小環境の機能を担う分子機構の解析に先鞭をつけている。そこで本研究では、これら胸腺微小環境を特徴づける分子の機能解析と更なる分子同定を推進している。平成25年度にはまず、beta5t遺伝子座にCreをノックインしたマウスを作製しEGFPレポーターマウスと交配して解析することにより、髄質上皮細胞は皮質上皮細胞の固有機能を特徴づけるbeta5tを発現する前駆細胞に由来することを明らかにした。このbeta5t陽性前駆細胞から髄質上皮細胞への分化は胸腺の退縮からの回復に際しても起こることを、beta5t遺伝子座にrtTAをノックインしたマウスを用いた解析から示しつつある。退縮胸腺の回復技術開発に有用と考えられる。更に、beta5t欠損マウスをOT-I-TCRトランスジェニックRAG1欠損マウスと交配して解析することで、モノクローナルT細胞を対象に正の選択における胸腺プロテアソームの機能解析を進めた結果、beta5tは正の選択におけるTCR下流シグナルに影響することを見出し、皮質上皮細胞に発現される胸腺プロテアソームはTCRと相互作用するMHC会合ペプチドの構造を特徴づけることで正の選択を規定することを明らかにした。胸腺は、免疫システムの司令塔として自己と非自己の識別を担うTリンパ球を分化させるとともに、産生するTリンパ球の抗原認識特異性が自己生体に有用でしかも寛容であるように選択する。Tリンパ球の分化と選択を担う胸腺の微小環境を特徴づける皮質上皮細胞と髄質上皮細胞の分化と機能、特にそれらを裏打ちする分子機構は未だ明確ではない。私たちは皮質上皮細胞に特異的に発現され、CD8T細胞の正の選択に必要な胸腺プロテアソームとその構成鎖beta5tを同定するとともに、髄質上皮細胞に高く発現されT細胞の自己寛容確立に必須のケモカインCCL21とサイトカイン受容体RANKを見出し、胸腺微小環境の形成と機能を担う分子機構解析に先鞭をつけてきた。平成26年度は、beta5t遺伝子座にrtTAをノックインしたマウスを作製しtetO-Cre依存的EGFPレポーターマウスと交配して時期限定doxycycline投与によるEGFP発現を解析し、成体期の髄質上皮細胞は形成・維持・再生のいずれの局面においても、胎生期から新生仔期までのbeta5t発現皮質髄質共通前駆細胞に由来し、成体期の皮質髄質共通前駆細胞は髄質上皮細胞の生成・維持・退縮からの回復に殆ど寄与しないことを明らかにした。また、CCL21a遺伝子座にtdTomatoとCreをノックインしたマウスの作製に成功した。胸腺上皮細胞の系列分岐機構解明に有用な新材料として解析を進めていく。更に、beta5t欠損RAG1欠損TCRトランスジェニックマウスを作製しモノクローナルT細胞の分化と機能を解析し、胸腺上皮細胞依存性の正の選択とは、T細胞の抗原特異性レパトア選択だけでなく、T細胞の機能を至適化させる「教育」プロセスでもあることを明らかにした。

そこで本研究では、これら胸腺微小環境を特徴づける分子の機能解析と更なる分子同定を推進している。平成27年度は、beta5t欠損RAG1欠損TCRトランスジェニックマウスを作製しモノクローナルT細胞の分化と機能の詳細な解析を完遂することによって、胸腺上皮細胞依存性の正の選択とは、T細胞の抗原特異性レパトア選択だけでなく、T細胞の機能を至適化させる「教育」プロセスであることを明らかにした。また、前年度までに作製してきたbeta5t遺伝子座にrtTAをノックインしたマウスをtetO-Cre依存的EGFPレポーターマウスと交配して時期限定doxycycline投与によるEGFP発現細胞を解析することによって、成体期の髄質上皮細胞は形成・維持・再生のいずれの局面においても、胎生期から新生仔期までのbeta5t発現皮質髄質共通前駆細胞に由来すること、成体期のbeta5t発現皮質髄質共通前駆細胞は髄質上皮細胞の生成・維持・退縮からの回復に殆ど寄与しないことを明らかにした。beta5t欠損RAG1欠損TCRトランスジェニックマウスを作製しモノクローナルT細胞の分化と機能の詳細な解析を完遂することによって、胸腺上皮細胞依存性の正の選択とは、T細胞の抗原特異性レパトア選択だけでなく、T細胞の機能を至適化させる「教育」プロセスであることを明らかにした成果は、胸腺における「正の選択」とは何かに関する全く新しいコンセプトを提示した。免疫システム形成機構の本質理解に大きな進展を与えると考えられた(Nature Immunology誌に論文掲載)。また、独自に作製を進めてきたbeta5t遺伝子座にrtTAをノックインしたマウスをtetO-Cre依存的EGFPレポーターマウスと交配して様々な時期にdoxycycline投与によるEGFP発現解析を完遂することにより、成体期の髄質上皮細胞は形成・維持・再生のいずれの局面においても、成体期のbeta5t発現皮質髄質共通前駆細胞は殆ど寄与しないことを明らかにした結果は、将来的に退縮胸腺の回復技術の開発を図るうえで重要で有用な知見と考えられた(Cell Reports誌に論文掲載)。このほかにも、CCL21a遺伝子座にtdTomatoあるいはCreをノックインしたマウスの作製に成功し、胸腺上皮細胞の髄質と皮質への系列分岐の機構解明に有用なマウス系統として解析を進展させている。胸腺は、免疫システムの司令塔として自己と非自己の識別を担うTリンパ球を分化させるとともに、産生するTリンパ球の抗原認識特異性が自己生体に有用でしかも寛容であるように選択する器官である。しかし、Tリンパ球の分化と選択を担う胸腺の微小環境を特徴づける皮質上皮細胞と髄質上皮細胞の分化と機能、特にそれらを裏打ちする分子機構は未だ明確ではない。私たちは皮質上皮細胞に特異的に発現され、CD8T細胞の正の選択に必要な胸腺プロテアソームとその構成鎖beta5tを同定するとともに、髄質上皮細胞に高く発現されT細胞の自己寛容確立に必須のケモカインCCL21とサイトカイン受容体RANKを見出し、胸腺微小環境の形成と機能を担う分子機構解析に先鞭をつけてきた。そこで本研究では、これら胸腺微小環境を特徴づける分子の機能解析と更なる分子同定を推進した。平成28年度の成果としては、beta5tの遺伝子発現制御機構に関して、beta5t発現が転写因子Foxn1の欠損マウスで著明に減少することから、beta5t遺伝子座近傍に存在するFoxn1結合配列を同定した。
高解像度大局数値実験による、降着円盤、天体風における磁気流体乱流過程の研究

以下の2課題の研究に取り組んだ。(1)降着円盤の大局的高解像度3次元磁気流体シミュレーションを行い、円盤の温度分布が回転周波数分布を通して、磁場増幅に大きな影響を与えることを指摘した。さらに、理想磁気流体近似が成立する場合でも、磁気乱流における磁力線のつなぎ変えにより、質量の流れと磁束の動きが異なるとの成果を得た。(2)活動的な太陽型星の磁気流体シミュレーションを行ない、波動の反射の非線形減衰に起因する不安定機構により、表面からのエネルギー注入の微妙な変化が、外層の恒星風強度の大きな変化を引き起こすことを明らかにし、太陽風が過去に1000倍近く高強度になり得ることを指摘した。大局降着円盤シミュレーションコードを構築した。当初の予定通り、デカルト座標上のものを極座標に変換し、(r,θ,φ)=(120,-0.50.5,0-2π)の領域での計算を行った.しかしながら、予想以上に計算時間が掛かることが判明し、また平成22年度末の東北関東大震災の影響もあり、全国各地の共同利用研究所の大型計算機の稼働率が低下したことも相まって、当初予定していた1スケール高を32メッシュ以上で解という高解像度計算が非常に困難となったため、その半分の解像度の計算を行った.現在その結果を解析し、論文の投稿準備中である。この大局円盤数値実験では、局所計算では見えなかった次のような興味深い結果が得られている.(i)従来、質量の中心星への降着を引き起こす角運動量輸送は、磁気乱流による実効的な粘性によると考えられていたが、実際にはこのような乱流粘性のみならず、大域的磁場によるトルクも無視できない働きをする.(ii)大局円盤では物質や磁場の実際の動きを直接捉えることができるが、質量と鉛直方向の磁力線の動径方向速度が異なっているということ。すなわち磁場は周囲のガスに対して拡散しているということである。以上の結果は、いずれも円盤の一部分を取り出す局所計算では扱えないものであり、本研究のような大域的効果を取り入れる現実的取り扱いにより、初めて明らかになったという観点から非常に重要である。以下の2種類の課題に取り組んだ。(i)若い太陽型星からの恒星風についての理論的研究我々の太陽も含め、若い太陽型星は表面に磁気活動が高く、そこから吹き出す恒星風(太陽風)も現在の太陽より大幅に大きいことが知られている。本研究では、表面の磁場強度と表面対流層に起因する擾乱速度を現在の太陽での観測地から大きくした場合に、どのように恒星風の質量流束などが大きくなるのかを、磁気流体数値実験の手法を用いて調査した。現在の太陽の観測値レベルでは、磁力線を伝わる横波であるアルフベン波の反射と非線形減衰の大局的不安定により、恒星風の基本的性質が注入するエネルギーの大きさに敏感に反応し、少し擾乱速度や表面磁場強度を大きくしただけで、恒星風の質量流束が急激に大きくなることが判明した。一方で、現在の太陽の値より数倍以上大きなエネルギーを与えた場合は、輻射冷却によるエネルギー損失の増大のため、恒星風の質量流束の上昇が抑制され、頭打ちとなることが分かった。さらにこの性質を、恒星風周囲の惑星系へ与える影響、特に地球での生命の誕生を問題を投げかける、暗い太陽のパラドックスへと応用し吟味した。(ii)降着円盤の大局的磁気流体数値実験前年度より引き続き、鉛直方向の磁力線がある場合の降着円盤の大局的数値実験に取り組んだ。平成25年3月にようよく京都大学基礎物理学研究所、および、国立天文台に設置されているスーパーコンピューターを用いた数値シミュレーションが終了した。現在数値データの解析、ならびに、論文の執筆中である。本研究では、表面の磁場強度と表面対流層に起因する擾乱速度を現在の太陽での観測値から大きくした場合に、どのように恒星風の質量流束などが大きくなるのかを、磁気流体数値実験の手法を用いて調査した。現在の太陽程度の活動度合の場合には、エネルギー注入の増加とともに磁力線を伝わる横波であるアルフベン波の反射が抑制されるため、少し擾乱速度や表面磁場強度を大きくしただけで、恒星風の質量流束が急激に大きくなることが判明した。一方で、現在の太陽の観測値より数倍以上大きなエネルギーを与えた場合は、輻射冷却によるエネルギー損失の増大のため、恒星風の質量流束の上昇が抑制され、頭打ちとなることが分かった。

さらにこの性質を、恒星風周囲の惑星系へ与える影響、特に地球での生命の誕生を問題を投げかける、暗い太陽のパラドックスへと応用し吟味した。(ii)降着円盤の大局的磁気流体数値実験前年度より引き続き、鉛直方向の磁力線がある場合の降着円盤の大局的数値実験に取り組んだ。平成25年3月にようよく京都大学基礎物理学研究所、および、国立天文台に設置されているスーパーコンピューターを用いた数値シミュレーションが終了し、その結果を論文としてまとめ平成26年4月にAstrophysical Journalに掲載された。研究期間の最終年度(2013年度、そして繰越で2014年度)として、以下の2つの課題についての成果を、それぞれ査読論文として発表した。1.活動度の高い太陽型星から吹き出す恒星風の、磁気流体シミュレーション(Suzuki et al., Publication of Astronomical Society of Japan, 65, 98, 21pp, 2013年10月出版)。恒星表面から入力するアルフベン波のエネルギーを増加させると、波の反射と非線形減衰に起因する大局的不安定性により、外層の恒星風の質量流束が大きく変わり得ることを示し、天文観測により得られていている活動的な太陽型星からの高強度恒星風を自然に説明することを示した。2.大局的降着円盤の高解像度磁気流体数値シミュレーション: Suzuki & Inutsuka, ApJ, 784, 121, 30pp, 2014年4月出版)。原始惑星系円盤などの降着円盤の温度分布が、回転速度分布を通して、磁場増幅に大きく影響していることを数値実験により示した。また磁束の流れが質量の流れと大きく異なことを示し、今後のさらなら研究に必要性を指摘した。これらの成果は、2013年度に1回、2014年度に5回、国際会議における招待講演で発表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。宇宙物理学26年度が最終年度であるため、記入しない。「研究実績の概要」で述べた2つの研究課題それぞれについて、以下に列記する。(i)若い太陽型星からの恒星風についてに関する研究課題は、当初の予定では現在の太陽風の理論モデルの精密化を目指していた。しかしながら、若い中小質量星の表面磁気活動や恒星風活動の知見が、特に太陽系外惑星系研究分野での重要度が高くなっていること踏まえ、若く活動度の高い恒星に関する研究に取り組んだ。このように、当初の研究計画を若干修正変更したものの、既に学術雑誌に論文を執筆しており(査読受理済)、この(i)に関しては順調に進めることができている。一方、(ii)降着円盤の大局的磁気流体数値実験に関する研究課題では、2年前の東日本大震災後の電力事情の悪化に共なう大型計算機の縮退運転などや、予想し得なかった安定な長時間計算のための境界条件設定の困難さという事情が合いまって、数値実験に当初の予定より長い時間が必要になってしまった。しかしながら、当初の予定より1年程度遅れてしまったものの、数値実験が一通り終了し、現在数値データの解析と論文を執筆して行なっているという状況である。
疾病感染に対する太陽紫外線暴露の増悪作用と影響評価

本研究では、1)太陽紫外線による生体の免疫系に対する影響、2)紫外線影響による生体免疫能変化と疾病感染との関係について実験を行い、3)紫外線の疾病感染に対する影響評価を検討した。疾病感染としてマンソン住血吸虫症の感染実験をマウスに対し行った。[結果]人工紫外線照射:照射線量(UV-B:400J/m^2)では、非照射群と比較し体内侵入幼虫数および回収成虫数は、有意に多く(P<0.01)、紫外線照射によるマンソン住血吸虫症の増悪作用が認められた。太陽紫外線暴露:I.人工紫外線と同線量(400J/m^2)の太陽光曝露では、非照射群と比較し有意差は認められなかった。II.太陽赤外線による体温上昇抑制のためアイスパックを併置して、800J/m^2の太陽光暴露を行った結果:(1)CD4/8が曝露後7日目に最低値となり、非暴露群と比較し有意差が認められた。しかし、2週間後には回復した。(2)体内侵入感染幼虫数は、非暴露群と比較し有意差が認められた(P<0.05)。(3)回収成虫数では、非暴露群と比較し有意差は認められなかった。III.更に、1600J/m^2の太陽紫外線暴露を試みたが、マウスは日射病による高体温障害が生じたので、感染実験は断念した。[考察]I.人工紫外線に比べ、太陽紫外線の暴露線量が高かった。不連続波の人工紫外線と比較し、作用効果が低い波長のエネルギーが連続波の太陽光に含まれるため、総エネルギー量が高いと考えられる。II.太陽紫外線による免疫系に対する影響が認められた。太陽紫外線影響による生体免疫能変化と疾病感染との関係については、感染幼虫数の高い体内侵入率から免疫能変化による生体防御能の低下が示唆された。III.回収成虫数に於いては、太陽紫外線暴露による影響は低かった。その原因として、アイスパック併置の簡易冷却法では、障害を生じない程度の体温上昇が生じる。発熱は免疫能促進作用が認められ、体温上昇の機序は異なるが、太陽光の赤外線温熱作用で誘起された高体温による免疫能促進効果が考えられる。上記暴露線量は1520分間(夏季,直射日光下)の被爆量である。発汗機能を有し、体重がマウスの1000倍であるヒトでは体温上昇は僅かで、高体温による病態の増悪抑制効果は望めない。本研究では、800J/m^2の太陽光暴露で、回収成虫数で有意差は無かったが、太陽紫外線は生体防御能の低下を誘導し、感染幼虫数の高い侵入率が認められた。今後の研究課題は、太陽光暴露時に体温コントロール装置を用い、生体内で成育する住血吸虫に対する、高線量(800J/m^2以上)太陽光曝露の影響を明らかにし、ヒトへの紫外線病態増悪作用および赤外線の温熱効果について、更に詳細な検討が必要である。

本研究では、800J/m^2の太陽光暴露で、回収成虫数で有意差は無かったが、太陽紫外線は生体防御能の低下を誘導し、感染幼虫数の高い侵入率が認められた。今後の研究課題は、太陽光暴露時に体温コントロール装置を用い、生体内で成育する住血吸虫に対する、高線量(800J/m^2以上)太陽光曝露の影響を明らかにし、ヒトへの紫外線病態増悪作用および赤外線の温熱効果について、更に詳細な検討が必要である。外界と接する皮膚は、最前線の生体を守る免疫組織である。しかし、皮膚を構成する免疫担当細胞であるランゲルハンス細胞,角化細胞,肥満細胞などは紫外線により障害を受け、Tリンパ球やナチュラルキラー細胞も間接的に影響を受ける事が明らかとなってきた。本研究で用いる感染症のマンソン住血吸虫は、中間宿主である貝から水中へ遊出した幼虫が、宿主の皮膚成分に誘引され、免疫組織である皮内へ進入することにより感染が生じる。我々が日常曝露されている、太陽紫外線曝露の前処置を行ったDDYマウスへの感染実験を行い、紫外線の感染に及ぼす影響を検討している。本年は、申請の実験計画に基づき、紫外線曝露による免疫抑制について検討した。免疫の測定項目は、感染に対する防御反応の指標として重要な、下記の項目を選定した。[実験動物]DDYマウス,[太陽紫外線曝露]当地における太陽南中時に15分間曝露を、無拘束マウスに対し屋外で、1週間の間隔を置き2回行った。非曝露マウス(対照群)と曝露マウス:背部体毛を刈ったマウス(曝露無毛群),毛を刈らないマウス(曝露有毛群)の3群で比較した。[結果]曝露無毛群では、CD4/8が曝露後3日目に最低値となり、対照群と比較し有意差が認められた。しかし2週間後には回復した。曝露有毛群では、CD4/8が曝露後7日目に最低値となり、対照群と比較し有意差が認められた。しかし、曝露無毛群と同様に、2週間後には回復した。2)液性免疫:(1)INF-α,(2)INF-γ,(3)IL-4,(4)IL-10;実験結果を、現在解析中である。本研究では、1)太陽紫外線による生体の免疫系に対する影響、2)紫外線影響による生体免疫能変化と疾病感染との関係について実験を行い、3)紫外線の疾病感染に対する影響評価を検討した。疾病感染としてマンソン住血吸虫症の感染実験をマウスに対し行った。[結果]照射量(312nm:400J/m^2)の人工紫外線照射では、体内侵入幼虫数および回収成虫数は、非照射群と比較し有意に多く(p<0.01)、紫外線照射によるマンソン住血吸虫症の増悪作用が認められた。太陽紫外線暴露では、照射量(800J/m^2)で(1)CD4/8が曝露後7日目に最低値となり、非暴露群と比較し有意差が認められた。しかし、2週間後には回復した。(2)体内侵入感染幼虫数は、非暴露群と比較し有意差が認められた(p<0.05)。(3)回収成虫数では、非暴露群と比較し有意差は認められなかった。(4)1600J/m^2の太陽紫外線暴露を試みたが、マウスの体温上昇による死亡例が有り、感染実験は断念した。[考察]人工紫外線に比べ、太陽紫外線の作用照射量が高い。連続波の太陽光は、紫外線ランプからの不連続波紫外線に比較し、同じエネルギー測定値に含まれる、作用波長のエネルギーが低い事に起因する。今回の研究で、太陽紫外線による免疫系に対する影響が認められた。
「キューブ」による資料空間の可視化とその社会的応用に関する研究

本研究の目的は、大量のデータを視覚化し効果的に把握するためのモデルを構築することである。独自の3次元視覚化技術(KACHINA CUBE)を大幅に改良し、実践的に活用することによってこの課題にアプローチした。技術的成果としては、Webブラウザ上で動作する3次元情報ビュアーの新規開発に成功した。これによって各種データセットにある種の「空間性」が付与され、“データセット全体の俯瞰"と“個別レコードの参照"を柔軟に切り換えることが可能となり、これもとにいくつかの実用的機能が実装された。応用方法についても検討し、法情報、組織情報、地域情報など異なる種類のデータ分析においてシステムの有用性が示唆された。本研究の目的は、大量の資料・データを視覚化し効果的に把握するためのモデルを開発することによって、人文・社会科学の研究を支援する新たな手法を提示することである。この目的に対し、独自の3次元視覚化技術(KACHINA CUBEシステム)を大幅に改良し、実践的に活用することによってアプローチした。技術的成果としては、Webブラウザ上で動作する3次元情報ビュアーを新規開発した。これを用いることで、各種資料(データセット)にある種の「空間性」を付与することが可能となり、既存の仕組みにはない資料閲覧環境が実現された。ここでは3次元CGの視覚効果を活用し<データセット全体の俯瞰>と<個別レコードの参照>を柔軟に切り換えることが可能であり、これ基に「データダイビング機能」などいくつかの実用的機能が実装された。さらに、システムの運用方法についても検討を重ね、当初から予定していた裁判プロセスにおける供述分析ツールとしての運用や地域アーカイブ構築ツールとしての運用だけでなく、組織情報の視覚化ツール、あるいは、議事録の視覚化ツールとしての運用もおこなった。なかでも、組織情報の視覚化ツールとしての運用は利用者へのインタビュー等から、高く有用性を持つことが示唆された。具体的には、KACHINA CUBEを用いることで、特定企業の全社員を3次元ビュアー内にプロットすることが可能となり、人事戦略の分析をおこなう上で有用であるという知見が得られた。また、研究成果のアウトプットについては、デジタル・ヒューマニティーズ関連学会、ヨーロッパ法心理学会、経営情報学会といった本研究におけるシステムの活用事例と関連の深い諸学会にて積極的に発表をおこなった。本研究の目的は「大量の資料から「ものごとの成り立ち」を導き出すための情報デザインとシステムの構築」(=資料空間の可視化モデルの提示)である。平成24年度においては、交付申請書にて提示した1【企画フェーズ】および2【開発フェーズ】に力点を置き、研究を進めた。1【企画フェーズ】においては、民間シンクタンクとの共同企画を立案し、上記の研究テーマに関連し独自に開発を進めているKACHINA CUBEシステム(KC)を用いた「経営情報のビジュアライゼーション」についての計画を策定した。また一方で、法学者および心理学者との企画会議を重ね、司法臨床の現場にKCを導入するための計画を策定した。加えて、政策決定支援や震災復興支援のための情報整理ツールとしてのKC活用法についての運用計画を策定した。2【開発フェーズ】においては、各種資料(データセット)に対し、ある種の「空間性」を付与するためのグラフィック技術の開発/改良に力点を置き研究を進めた。結果として、3次元幾何形状に関するアルゴリズムを一新することになり、KCの前バージョンと比して約10倍のデータを情報ビュアー内にプロットすることが可能になった。さらに、ビュアー内のプロットデータに対して「吹き出し」を表示することが可能になるなど、視覚化システムとしてのユーザビリティを向上させることに成功した。平成24年において上記2フェーズが順調に進展したことにより、平成25年度に計画している3【システムテスト・フェーズ】、4【データ入力フェーズ】、5【公開運用フェーズ】、6【検証フェーズ】へと研究の力点をスムーズに移行していけるだろう。平成24年度の計画では、上述のとおり1【企画フェーズ】および2【開発フェーズ】を終了することを重視したが、大きな問題は起こらず、順調に研究が進んでいるといえる。1【企画フェーズ】においては、本研究が提示する3次元視覚化技術をどのように社会的に活用することができるかという観点から応用研究としての意義を十分に検討することができ、研究計画を具体化できた。この1【企画フェーズ】を進める中で、民間企業との共同計画が進展し、科研費受給以前に予定していた計画よりも社会的インパクトの大きな運用が期待できる状況となった。一方、その部分に労力を費やした分、地域アーカイブについての計画は、当初の予定よりも縮減することになった。また、2【開発フェーズ】においても、交付申請書にて提示した「データダイビング機能」の実装やWeb用3次元CGライブラリの導入をほぼ完璧に実現することができた。

むろん、本研究において開発は、フェーズに関係なく持続的におこなう作業であるが、システムの基盤がこの2【開発フェーズ】において概ね完成したことは、今後の研究を順調に進める上で大きな成果であるといえる。平成25年度は、3【システムテスト・フェーズ】、4【データ入力フェーズ】、5【公開運用フェーズ】、6【検証フェーズ】へと、順次、研究の力点をシフトさせていく。これらのフェーズにおいては、システムの本格運用と一般公開に向けて、システムの信頼性を確認する作業をおこなうとともに、実際にデータを入力し、システムの効果を実践的に検証していく。また、社会科学や情報科学の関連学会において本研究の成果を報告していく。ここでの方針としては、応用研究としてのリアリティを持たせるため、民間企業の視点やシステムのユーザーの声を積極的に活動に反映させていく予定である。平成25年度は、システムの開発環境が整った状態で研究活動を進めていくため、平成24年度と比べて使用する研究費の総額は小さくなる。一方で、平成25年度は、研究を完結させるために必要な予算執行が予想される。先ず、本研究の成果を論文としてまとめる際に、関連の学術書の購入が必須となる。また、研究成果を周知させるため、学会や研究会、シンポジウムなどにおいて積極的に研究報告をおこなう予定であり、この点についても予算執行が予想される。そして、平成24年度同様に、コーディングやデータ入力作業をおこなうアルバイターへの謝金が必要となる。
削除に課せられる同一性条件の理論的・実証的研究

本研究は、生成文法理論の極小主義プログラムの枠組みで、削除操作に課せられるとされてきた統語的同一性条件について、理論的・実証的観点から批判的検討を行った。その結果、統語範疇間の同一性と形態統語論上の同一性の存在が理論的にも経験的にも疑わしいことを明らかにするとともに、統語範疇間の同一性は意味の同一性へと、また形態統語論上の同一性は「平行性」条件へと還元可能であることを示した。本研究の目的は、現行の言語理論の下で削除操作に課せられる統語的同一性として定式化可能な形を厳密に規定し、この規定に基づきこれまでの統語的同一性や言語事実を批判的に検討することで、言語理論の深化と発展に寄与することにある。この目的を達成するために、平成25年度は、この統語的同一性の厳密な定式化について理論的検討を行いながら、先行研究における統語的同一性を三種類に大別した内の(i)統語範疇間の同一性と(ii)形態統語論上の同一性が、理論上からだけでなく経験的にも見直す必要があることを明らかにした。また、平成25年度後半からは、平成26年度に計画されている研究の予備調査として、統語的同一性の残りの一種類である(iii)平行性条件については理論上定式化可能であるという前提の下で、上述の(ii)の同一性に関わるとされてきた諸現象が説明される可能性を検討し、一定の成果を収めた。これら研究成果は、現行の言語理論における言語機能の設計図が基本的に正しいことを示唆するものであり、現在依然として存在する言語理論と言語記述の間の空白を埋める上でも意義がある。この目的を達成するために、平成25年度は先行研究における統語的同一性を三種類に大別した内の(i)統語範疇間の同一性と(ii)形態統語論上の同一性が、理論上からだけでなく経験的にも見直す必要があることを明らかにし、(i)は意味の同一性に、(ii)は残りの一つの統語的同一性であり、現行の理論でも定式化可能な(iii)「平行性」条件へと還元する可能性を検討した。これを受け平成26年度は、(ii)の(iii)への還元がより広範な言語事実からも裏付けられることを示すとともに、(iii)のより優れた定式化について、現行の言語理論が許す数少ない道具立てのみで行なう可能性を追求した。これらの研究成果は、現行の言語理論が基本的に正しいことを示すものである。また、記述装置として立てられ、他から独立にその存在が保証されない条件を解体・還元するものであり、言語理論と言語記述の間の空白を埋める上でも意義がある。英語学当初の研究計画にほぼ沿って研究が進行しており、研究目的達成に向けて順調に進展していると言える。しかし、研究の途中で、より正確な調査結果を得るために調査範囲をわずかに広げたことで、その成果のまとめとその公表が一部未完の状態となった。このため、「(2)おおむね順調に進展している」との自己評価を行った。平成26年度に計画されている平行性条件についての検討は、すでに平成25度に予備調査を行い一定の成果を収めている。このため、当初の計画通り研究を進め、さらなる発展を目指す。また、研究の途中でより正確な調査結果を得るために調査範囲を広げたことにより、その成果のまとめとその公表が一部未完のままであるため、こちらも同時平行で進める。最後に、平成25年度の成果と平成26年度に得られた成果が持つ理論的・経験的帰結について考察しまとめる。研究の途中で、より正確な調査結果を得るために調査範囲をわずかに広げたことで、その成果のまとめと公表が一部未完の状態となった。平成26年度にこの成果を学会等で発表するため、その旅費分として繰り越した。現在学会発表に応募中である。平成26年度は、次年度(平成26年度)使用額分については、平成25年度中に得られたが、まだ未公表の成果を学会で発表するための旅費として使用する計画である。また、平成26年度分として請求した助成金については、当初の計画通り図書の購入、資料収集のための旅費、平成26年度に得られた成果を学会等で発表する際の旅費として使用する計画である。
腫瘍学的一酸化窒素生体内動態の化学的解明

炎症部位等で過剰生産されるNOと遺伝子の反応による発ガン機構解明は重要である。本研究前、dGuoから高収率でデオキシオキザノシン(dOxo)が生成することを示し、dCydとの反応では中間体dCyd-diazoateを同定した。ここでは以下の研究を行った。(1)反応機構解明:dGuo-diazoate中間体を発見し、dOxo生成の反応機構を決定した。既知であった酸化的脱アミノ化反応が、ジアゾエートイオン生成を出発とした開環・水付加・閉環によることを解明した。(2)発ガン機構解明:アミノ基をもつ化合物とdOxo及びdCyd-diazoateとの架橋反応を明らかにした。NOによる細胞ガン化・死の機構に関するはじめての結果である。発ガンのホットスポットガン抑制遺伝子p53のCpG site構成成分5-メチルデオキシシチジンとの反応でも、^<5me>dCyd-diazoateを発見した。(3)生体試料中のdOxo検出:キャピラリー電気泳動法および遺伝子の蛍光ラベル化とHPLC分離を組み合わせた方法(検出限界:23fmol)を開発したが、突然変異と細胞死が知られる亜硝酸培地で培養した大腸菌遺伝子中でもdOxoは検出できなかった。(4)dOxoを含むオリゴマーの合成:dOxoによる核酸構造変化を誤読機構解明のため、dOxoを含むオリゴヌクレオチド合成用アミダイトモノマー合成を試みた。5'端保護が困難であったが、メシレート・イミダゾール触媒系で収率30%を達成した。(5)修復酵素の探索:dOxoに対し、既知修復酵素の認識能を検討した。AlkA及びEndo VIIIにわずかに活性が見られた。(6)テロメア構造解明:NOの攻撃の影響を解明するため、テロメア繰り返し配列dCCCTAAを二次元NMRで解析し、3種類の四重鎖構造を発見した。単純な構造のテロメアが細胞死とガン化を司る機構解明の一端を明らかにした。一酸化窒素と核酸の相互作用と発ガンのメカニズムを明らかにする目的で、グアノシン(dGuo)残基およびシチジン(dCyd)残基と一酸化窒素(あるいは亜硝酸)の反応解析を行い、反応中間体がエキソのアミノ基との反応で生じるジアゾエートイオン(diazo)とする損傷塩基生成メカニズムの完全解明に成功した。また、dCyd-diazoが、半減期(生理的条件下で約300時間)以下の短時間でアミノ酸主鎖ならびに側鎖のアミノ基と速やかに反応することを証明し、diazo生成によって核酸が核内タンパク質等と架橋反応を行い、強い発ガン性が生じることを明らかにした。さらに、dGuo-diazoから生成する最終生成物であるデオキシオキザノシン(dOxa)が強いアミノ基指向性反応を行うことを明らかにし、diazoの反応性に対して得られた結果と併せて、生体内で一酸化窒素が過剰に生産される系では上記の塩基損傷を経て細胞ガン化が生じることを明らかにした。

現在、ハイドロジェンホスホネート法等の方法を駆使してアルカリ性で不安定なdOxaを鎖中に含むオリゴヌクレオチドの新しい多量化学合成法を開発中であり、この成功によって、dOxa生成と遺伝子複製時における遺伝情報誤読の関係を明らかにすることで、一酸化窒素による催奇性を明らかにし、さらには損傷塩基による遺伝子構造変化を明らかにして一酸化窒素の腫瘍学的役割の全メカニズム解明を完成する予定である。また本年度は、dOxaを含むオリゴヌクレオチドを酵素的に合成して基質として用い、これまでに発見されている修復系酵素数種類について、dOxa認識能を検討した。用いた酵素系がdOxaを認識できなかったことから、dOxaは修復機構の存在しない損傷である可能性が示唆された。以上のように、一酸化窒素が細胞ガン化につながる極めて重篤な遺伝子損傷を生じることを世界で初めて明らかにしつつある。NOによる遺伝子損傷に関し、以下の成果を得た。(1)発ガンのホットスポットであるガン抑制遺伝子p53のCpG site構成成分5-メチルデオキシシチジン(^<5me>dCyd)とNOの反応で、安定なdiazoate中間体を発見し、^<5me>dCyd→dThd反応に由来したG : C→A : T塩基対変異のルート以外に、^<5me>dCyd-diazoate生成によるルートを提唱した。(2)dAdo→dIno反応の中間体もdAdo-diazoateであることを明らかにし、酸化的脱アミノ化反応がすべてdiazoateを中間体とした反応であると結論した。(3)これらを基礎に、dOxoおよびdiazoate中間体と発ガンおよび細胞死との密接な関係を初めて明らかにした。(4)酸素共存比が高いとき、dGuoから、dXao以外に、3種類のニトロ化合物が、diazoateを経由しない副反応によって生じることを明らかにした。(5)dOxoの細胞内生成検出法を開発した。(6)dOxoを含むオリゴDNAS合成法を完成した。合成法:DMF中、dOxoにDMTr-Cl、Imidazole、Diisopropylethylammonium Mesylateを加え、dOxoのDMTr化を行い(収率54%)、CH_3CN中でこれに1H-Tetrazole、2-Cyanoethyl-N, N, N',N'-tetraisopropylphosphorodiamiditeを加え、5'-O-(4,4'-dimethoxytrityl)-2'-deoxyoxanosine 3'-O-(2-Cyanoethyl)-N, N-diisopropyl-phosphoramiditeを合成した(収率86%)。このモノマーを用い、通常のホスホロアミダイト法によるオリゴヌクレオチドを固相含成し、NaOHで脱保護した。一酸化窒素(NO)と遺伝子中の塩基との反応を詳細に検討し、NOによる塩基損傷の多くを同定した。また、損傷に対するrepair enzymeの有無に対する検討を行った。さらには、損傷塩基を含むDNAオリゴマーを調製するためのモノマー作成を行った。得られた結果を以下に総合的に纏める。・アミノ基反応性損傷として、デオキシグアノシン(dGuo)からデオキシオキザノシン(dOxe)およびdGuo-diazoate、デオキシシチジン(dCyd)からdCyd-diazoateを発見し、p53遺伝子中のメチル化dCydにも同様のdiazoateが生成し、G/C→A/T変異ならびに架橋生成を生じることを明らかにした。さらにNO_2によって、dGuoから8-NO-dGuoおよびexoアミノ基がニトロソ化された損傷を発見し、dGuoに関する損傷のほとんどを同定する事に成功した。
自己支持性ハニカムネットを用いた選択的細胞分離法の開発

Poly(ε-caprolacton)(PCL)と両親媒性アクリルアミド共重合体を重量比10:1で混合したクロロホルム溶液をガラスシャーレ上に120mlキャストすることで製膜した。220μmの孔径を有する多孔質薄膜を、シリコーンパッキンで挟み込み、人新鮮血を濾過した。濾過前後の細胞数は血球カウンターを用いて求めた。濾過時の活性化の指標として、β-TG産生量や溶血の確認を行った。孔径が5.59.8μmの多孔質薄膜を用いて人血液の濾過を行った場合、濾過血液中に白血球の存在は認められなかった。白血球は孔にトラップまたは幹に吸着していた。PCL膜表面は、血小板の粘着数・形態変化が多く、濾過血液中の血小板回収率の低下が観測された。一方、水不溶性で粘着性の高い新規血液適合性高分子:Poly(2-methoxyethyl acrylate)(PMEA)の0.1wt% MeOH溶液でコーティングしたPCL膜では、血小板の粘着がほとんど起こらないため、血小板回収率が上昇した。β-TG産生量は、PMEA未コーティング時に比べ約半分以下であった。さらに、濾過前後の血漿のUV-Visスペクトル測定の結果、Oxyhemoglobin由来のピークがPMEA未コーティング時に比べ有意に低下し溶血がほとんど生じないことが分かった。PMEAコーティング膜は、分離性能を維持したまま、染み出し・濾過速度を大きくできることも分かった。以上の結果から、孔径の均一な多孔質薄膜と血液適合性表面処理を組み合わせることで、細胞分離膜に要求される高選択分離性能と細胞や血液成分へのダメージの小さい表面が構築できることが明らかになった。この多孔質薄膜は、目的とする細胞をソフトトラップできるので、再生医療のためのインプラントデバイスとしても有用であると考えられる。近年、次世代の医療技術として、事故や病気で失った組織や臓器を自己の細胞を使って、体内や体外で再生させることを目指す再生医療が注目されている。再生医療の推進のためには、細胞増殖のための適切な足場や増殖因子の提供のみならず、特定の細胞を選択的に分離回収する技術が重要である。本研究では、ポリ(ε-カプロラクトン)やポリ(3-ヒドロキシブチレート)と両親媒性ポリアクリルアミドを重量比10:1で混合したクロロホルム溶液(110g/l)を高湿度下でガラス基板上に520mlキャストした。キャスト溶液蒸発後、表面に干渉色を有する多孔質フィルムが作製できた。光学顕微鏡・電子顕微鏡により膜の構造解析を行った。その結果、溶液界面の直接観察により、多孔性膜は六方細密パッキングした微小水滴を鋳型としていることが分かった。レーザー光散乱の結果、10次以上の回折光がフィルムの全面で観測されたことから、規則性の極めて高い孔形状を有していることが分かった。キャスト溶媒の種類、量、濃度などの条件により微小水滴径を変化させることで、孔径は180μm、膜厚は0.550μmの範囲で制御できた。また、孔貫通型の多孔質膜(孔径6および9μm)を自作のモジュールに組み込み、人血液の分離実験を行ったところ、効率よく白血球を分離でき、血小板と赤血球が回収できることが分かった。血液細胞の活性化について検討するために、凝固活性能を調べたところ、膜表面の親水性や電荷特性によりブラジキニンの産生能が異なることが分かった。
腸管オルガノイド培養系を活用したフラボノイドによる管腔側作用機序の解明

本申請課題は、1)粘膜側と血液側の仕切り(極性)が維持されている正常細胞のオルガノイド培養系により、生体の生理条件に類似したグルコース吸収評価系を確立させ、2)プロアントシアニジンやケルセチンなどの糖吸収阻害効果を報告されている各種フラボノイドを、オルガノイド内部(腸管側)へ注入して、グルコース吸収阻害活性の差異とその作用機序を、Ussing-chamber法(従来法)と比較・検討する。これらの結果から、より詳細なフラボノイドの管腔側からの作用効果を明らかにする。