hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生徒参加による主権者教育に関する日米仏独の比較研究

本研究の目的は日米仏独の主権者教育の国際比較研究を行うことで、研究実施計画通りアメリカの学校調査を研究メンバーで実施した。2019年の3月に、アメリカ・シカゴのイリノイ州から「デモクラシー・スクール」の認証を受けている高校4校(ジョン・ハンコック高校、アルコット・カレッジ・プレップ高校、キュリー・メトロ高校、ジョーンズ・カレッジ・プレップ高校)と、教育委員会と連携して市民性教育のモデルカリキュラム開発などをしているNPO(ミクヴァ・チャレンジ)を訪問して、公民科の授業見学と教師・生徒からの聞き取りによって民主主義教育・市民性教育の取り組みを調査した。「サービス・ラーニング」「学校評議会」「生徒の『声』委員会」などの学校運営と地域活動への生徒参加による主権者を育てる教育内容は、主体的・対話的な学びによって知識を活用して行動できる市民を育てる教育で、日本の主権者教育にとって示唆に富んだ実践であり意義深いものである。研究計画で研究メンバーによる各国の生徒参加による主権者教育の論点整理を計画したが、各人が研究を進め、学会や研究会で発表し、論文を発表した。とくに、「開かれた学校づくり全国研究集会」では、本研究会メンバーで一分科会を担当して各人が研究報告できたことは意義があった。日本の学校における生徒参加による主権者教育については、宮下が長野県辰野高校、和歌山県立粉河高校、荒井が高知県奈半利中学校、両者で東京の大東学園高校の調査・分析を行った。いずれも著名な実践校であり、調査の重要性は高かった。2年目の研究ではドイツ、フランスへの訪問調査を計画していて、日本との比較分析で日本の主権者教育の課題をさらに明らかにしていく。研究計画で予定した日本の学校での生徒参加による主権者教育調査、米独仏の市民性教育の論点整理、アメリカでの学校とNPОへの訪問による授業見学と教師と生徒からの聞き取りによる市民性教育調査が実施でき、ほぼ予定していた内容を実施できた。本年度は、フランスの学校訪問調査とともに、次年度予定していたドイツの学校訪問調査も同時期にまとめて実施する予定である。また研究計画にあるように、日本の学校の主権者教育の調査をすすめ、若者が選挙に行かないことや社会的関心が低いことなど、その原因と主権者教育の問題点や課題を分析していく。前年のアメリカの学校訪問調査から得たものを日本の学校教育や教育政策でどう生かしていけるのか研究をすすめる。これらについて、学会や研究会で発表し、学会誌などに論文を投稿していく。今年度国内の学校調査をする予定だったが行けなかった学校があり、次年度に調査するために繰越をした。使用計画は31年度122万円で、物品費22万円、旅費96万円、人件費・謝金4万円。32年度120万円で、物品費22万円、旅費84万円、人件費・謝金4万円、その他10万円である。
ウェーブレット解析と仮想現実感技術を用いた血流場の立体再構成システムの試作

心筋梗塞,弁の狭窄,不整脈など様々な心疾病は正常な血流を阻害する.このような心疾病の早期発見には血流中の渦や弁付近での逆流などを正確に検出する必要がある.現状の血流診断は超音波診断装置を用いたカラードプラ法やパルスドプラ法が主流である.これらは共にドプラシフト周波数を解析し画像化する手法であるが,時間周波数分解能に劣る,関心領域を固定してしまうなどの間題点がある.つまり,現状では本来エコー信号が持つ情報を完全に抽出または画像化していない.そこで血流の定量解析とその分布を把握するために,信号解析にウェーブレット変換を,血流の表現にVR技術を用いることとし,科学研究費補助の助成を受け研究を行った.まず信号解析では各種のマザ-ウェーブレットを用いたウェーブレット変換により瞬時周波数解析を行い,従来法である瞬時フーリエ変換法と比較を行った.この結果ガボール関数に若干の修正を加えたマザ-ウェーブレットを用い,オクターブギャップをボイスで補間した離散ウェーブレット変換で有為差を確認した.また実装のための前段階として,複数の球面波送波超音波振動子を有するアレイを仮定し,これらの信号を最適化処理することにより可視化を行うシステムの設計を行った.この結果計算機シミュレーションでは血球成分を可視化することに成功した.つぎに血流のVR表現であるが,3次元的な血流データは位置と方向の両ベクトルを有するため,方向性を持ち3次元分布する対象に対してVR可視化を行った.この結果位置,方向の両ベクトルを有し分布する対象の可視化に成功した.心筋梗塞,弁の狭窄,不整脈など様々な心疾病は正常な血流を阻害する.このような心疾病の早期発見には血流中の渦や弁付近での逆流などを正確に検出する必要がある.現状の血流診断は超音波診断装置を用いたカラードプラ法やパルスドプラ法が主流である.これらは共にドプラシフト周波数を解析し画像化する手法であるが,時間周波数分解能に劣る,関心領域を固定してしまうなどの間題点がある.つまり,現状では本来エコー信号が持つ情報を完全に抽出または画像化していない.そこで血流の定量解析とその分布を把握するために,信号解析にウェーブレット変換を,血流の表現にVR技術を用いることとし,科学研究費補助の助成を受け研究を行った.まず信号解析では各種のマザ-ウェーブレットを用いたウェーブレット変換により瞬時周波数解析を行い,従来法である瞬時フーリエ変換法と比較を行った.この結果ガボール関数に若干の修正を加えたマザ-ウェーブレットを用い,オクターブギャップをボイスで補間した離散ウェーブレット変換で有為差を確認した.また実装のための前段階として,複数の球面波送波超音波振動子を有するアレイを仮定し,これらの信号を最適化処理することにより可視化を行うシステムの設計を行った.この結果計算機シミュレーションでは血球成分を可視化することに成功した.つぎに血流のVR表現であるが,3次元的な血流データは位置と方向の両ベクトルを有するため,方向性を持ち3次元分布する対象に対してVR可視化を行った.この結果位置,方向の両ベクトルを有し分布する対象の可視化に成功した.
肺腺癌の発癌進展における癌間質相互作用の網羅的解析

これまで当研究室では肺腺癌細胞株40株を上皮型と間葉型に大別し、研究を進めてきた。本研究ではまず、これらの細胞株11株(上皮型9株、間葉型2株)からNOD/SCIDマウスを用いたXenograft modelを作成した。その結果、上皮型細胞株から作成したXenograftは、組織学的にマウスの間質を豊富に誘導し乳頭状腺管状の腫瘍を形成したのに対し、間葉型細胞株から作成したXenograftは組織学的に間質に乏しい髄様な腫瘍を形成することが分かった。この結果は上皮型と間葉型で癌間質相互作用が全く異なる事を示唆している。また、ヒトとマウスという異種間においても癌間質相互作用が働くことが示唆している。さらに解析を進めるため、これらのXenograftがヒト由来の癌細胞とマウス由来の間質組織という異種間であることを利用し、簡便なトランスクリプトーム解析を開発しこれにより、癌間質反応の網羅的定量解析が可能になった。この網羅的定量解析を行った結果、上皮型と間葉型で癌間質反応が異なると考えられた複数のリガンド/レセプターペアについて、抗体を購入し、Xenograft modelの組織切片を用いて免疫染色を行いそれらの発現を評価した。その結果、網羅的定量解析の結果と概ね相関した発現を示すものと、そうでないものがみられた。これは免疫染色結果の評価がやや困難な抗体があることや、異種間での抗原抗体反応の違いなどが原因として考えられる。それらの問題を解決するため、免疫染色の条件調整や、その他のリガンド/レセプターペアの検討などを現在行っている。上記の通り、免疫染色の定量評価の段階でやや手間取っているため。より多くのリガンド/レセプターペアについて抗体を増やすことが一つの対策として考えられる。また、癌悪性化などに関わる既報のリガンド/レセプターペアの免疫染色をコントロールとして行い、参考とする手法も考えられる。本年度はまず、上皮型肺腺癌細胞株で作成したXenograftと、間葉型肺腺癌細胞株で作成したXenograftにおいて行ったインターラクトーム解析の結果、両者に差があったリガンド/レセプターペアのを抽出した。その結果、上皮型で高かったものはTGFB1(human)/TGFBR1 (mouse)や、Amphiregulin (human)/ EGFR (mouse)などの他、いくつかのケモカインが抽出された。一方、間葉型で高かったものは、Finronectin 1 (human)/Integrin α3 (mouse)などの他、いくつかのケモカインが抽出された。今年度は特にケモカインに着目して、上記のインターラクトーム発現解析結果を検証するため、免疫組織化学的解析を行った。いくつかのリガンド/レセプターペア(CXCL16/CXCR6, CXCL17/CXCR8など)の抗体を購入し、条件検討を行い、実際の肺腺癌手術検体を用いて解析した。その結果、当初想定しているよりも、癌・間質に特異的な染色性は得られなかったものが多かった。この理由としては、1染色条件設定2間質における陽性細胞の評価が想定より若干困難であること3Xenograft (human/mouse)での癌間質相互作用が、実際の手術検体(human/human)では異なる可能性があること(種特異性の問題)などが挙げられる。免疫組織化学的解析を行う上で、当初想定していたほどの、癌間質におけるクリアカットな発現差が得られなかったため。今後は一定の条件検討を行ったうえで、Xenograftを用いた免疫組織化学的解析に移る予定である。また、免疫組織化学的解析に時間がかかる場合は細胞株によるケモカインのノックダウンあるいは強制発現による実験も検討している。

より多くのリガンド/レセプターペアについて抗体を増やすことが一つの対策として考えられる。また、癌悪性化などに関わる既報のリガンド/レセプターペアの免疫染色をコントロールとして行い、参考とする手法も考えられる。当初想定していたよりも、研究の進行が若干遅れているため。次年度は免疫組織化学的解析に用いる抗体の購入や、有力なリガンドレセプターペアの候補分子のkcnodk downあるいは強制発現実験に必要な物品購入に使用する予定である。研究計画が当初より遅れており、購入予定数よりも抗体等の支出が少ない為。次年度は主に抗体を中心とした物品購入に使用する予定である。
古地磁気学的アプローチによる房総―三浦地域における第三紀テクトニクスの解明―伊豆島弧多重衝突説の検証―

本研究では、房総半島中部に分布する中新統三浦層群の古地磁気記録を元に、本州弧に対する伊豆島弧地塊の衝突タイミングがどのようなものであったかを解明することを試みた。試料は天津層下部について鴨川地溝帯の北側に分布する銘川および小糸川の上流沿いで38サイト、木の根層について銘川で5サイト、神川層について銘川で3サイトから採取した。消磁実験の結果、天津層から10サイト、神川層から1サイトにおいて一時磁化成分を抽出することができた。今回得られた磁化方位の平均偏角およびその95%の信頼区間は、神川層(16Ma以前)では76±29度、天津層下部(11-13Ma)では中間的極性と思われる1サイトを除くと52±19度であった。また小竹・他(1995)は南房総の千倉・豊房層群(30.5Ma)において約10度の古地磁気偏角の東偏を報告しており、その原因として1Ma前後に起こったとされる伊豆地塊の本州弧に対する衝突を挙げている。以上のことから、本研究地域は1613Maの間に時計回りに数十度の回転運動を被った後、133Maの1000万年間に約40度の時計回り回転を被ったといえる。神川層はその堆積年代から考えると西南日本と同程度の日本海拡大による回転運動を被ったはずであるが、今回の結果はそれを裏付けている。また地層中のスコリア分布より、四国海盆の拡大によって伊豆島弧が現在の位置に来たのが13Maであったと推定されている(高橋,1998)ことから、伊豆島弧地塊の衝突はそれ以降始まったと考えられる。このことから、今回得られた約40度の時計回り回転は伊豆半島衝突以前の伊豆島弧地塊の衝突現象を反映したものと考えられる。本研究の目的は中期中新世以降に伊豆島弧の本州弧への衝突の影響を受けたと考えられる房総-三浦地域において古地磁気学的研究を行い、磁化方位の偏角異常から地塊の水平回転運動を求め、伊豆島弧衝突現象の様子を解明することである。そのために本年度は、中期中新世以降の地層群である三浦層群が広く分布する房総半島鴨川低地帯北部で試料採取のための地質調査を行った。その結果、古地磁気試料採取にもっとも適していると判断された銘川(めいがわ)沿いに露出する三浦層群最下部の神川層木の根層において詳細な柱状図の作成と古地磁気試料採取を行った。銘川やさらに北部の小糸川沿いでは三浦層群下部中部にかけての木の根層天津層においてすでに古地磁気学的研究を行っていたが、その結果では木の根層から採取した試料のほとんどが初生的な残留磁化を保持していないことがわかった。この原因としては、当該地層が堆積後に還元環境におかれたため酸化鉄からなる磁性鉱物が溶解してしまったことや、さらに地中深くに埋没した際に熱粘性残留磁化を獲得するに十分な温度(100°C程度)まで達したことなどが考えられる。このため今回試料採取には変型や属成作用の影響を比較的受けていないと考えられるノジュール部分を中心に行い、残留磁化記録におけるノイズ低減をめざした。試料採取は三浦層群最下部の神川層で3層準、その上位の木の根層で5層準について行い、1層準あたり6本のコア(24mmφ)を採取した。現在これらについての古地磁気測定を行っているところである。
沖縄県伊江島の資料に基づく戦後沖縄の平和運動史に関する実証的研究

本研究は、阿波根昌鴻氏(故人)の個人資料を学術的に活用することを出発点とし、3年間の研究を通じて、詳細な資料目録の作成を中核として、当該資料の史料学的重要性の検証、保存環境に関する科学的検討、行政資料とは異なる観点からの沖縄戦後史研究等を実施した。また、戦後沖縄における平和運動史を多角的に検証するために、主として阿波根昌鴻氏の関係者に対する聴き取り調査を実施した。他方、研究成果を広く社会に還元する観点から、重要な文字資料の複製を作成し、破損・劣化したモノ資料に修復を施し、伊江島においてシンポジウムを開催した。本研究は、沖縄県国頭郡伊江村に保管されている阿波根昌鴻氏(故人)の個人資料を学術的に活用し、その多様かつ詳細な歴史記録に依拠しながら、沖縄戦後史研究の発展を図ることを目的とし、詳細な資料目録の作成を通じて当該資料を検討し、行政資料や占領資料とは異なる観点からの沖縄戦後史研究の視座の提供を目指している。また、併せて当該資料を長く保管するための資料保存学的検討も実施し、保存環境の整備、破損・劣化資料の修復等も実施している。平成19年度においては、(1)2度の現地調査による膨大な当該資料群の目録化作業並びに保存環境整備、(2)当該資料のうち学術的価値の高いものについて複製資料の作成、(3)阿波根昌鴻氏関係者に対する聞き取り調査の実施、等を中心に研究活動を実施した。(1)のうち、目録化作業の進展により、数ケ所に分散されて保存されていた当該資料群のうち、1ケ所の史料群の目録化が殆ど終了し、今後の作業の見通しをたてることが容易になっただけでなく、阿波根資料の内容調査に入る前提条件が整備された。また、当該資料群の保存環境についてのデータを恒常的に収集することで、保存場所の温湿度と資料劣化との関係を科学的に解明することが可能となる。また、モノ資料のうち劣化状況の著しいものについては修復措置を施し、今後の当該資料群の保存環境整備に向けたサンプルとなることが期待される。これら活動により、阿波根昌鴻資料の全容解明につながるだけでなく、当該資料を用いた戦後沖縄史研究をおこなう上での準備が整いつつあると考えている。また、併せて当該資料に関する資料保存学的検討も実施し、保存環境の整備、破損・劣化資料の修復等も実施している。平成20年度においては、(1)2度の現地調査による当該資料群の目録化作業並びに保存環境整備、(2)当該資料のうち学術的価値の高いものについて複製資料作成、(3)阿波根昌鴻氏関係者に対する聞き取り調査の実施、(4)研究会の実施、等の研究活動を実施した。(1)のうち、目録化作業は着実に進展したものの、別の場所に保存されていた資料群には1つの箱に大量の資料が保存されているものが多く、作業速度が低下している。また、当該資料群の保存環境に関するデータの恒常的収集を継続した一方、モノ資料のうち劣化の激しい資料の修復作業も実施した。(2)については、1950年代の土地闘争に関係する資料を中心に、カメラ撮影による画像データの集積をおこなっている。(3)については、県内外の関係者への聞き取り調査を実施し、(4)の研究会において、その概要に関する報告をおこなった。これら活動により、戦後沖縄の平和運動に関する多面的な研究をおこなう準備が相当程度進み、来年度に実証的研究を実施する条件が整備されつつあると考える。平成21年度においては、(1)2度の現地調査による当該資料群の目録化作業並びに保存環境整備、(2)当該資料のうち学術的価値の高いものについて複製資料作成、(3)阿波根昌鴻氏関係者に対して実施した聞き取り調査の活字化、(4)シンポジウムの実施、等の研究活動を実施した。(1)のうち、目録化作業は前年度同様、1つの箱に大量の資料が保存されているものが多かったため、作業速度の向上は困難だった。

他方、当該資料群の保存環境に関するデータの恒常的収集を継続した。(2)については、集積した画像データを基にした複製資料の作成を実施した。(3)については、前年度までに実施した聴き取り内容の活字化を、順調に遂行した。(4)については、3年間の研究成果の社会還元として開催し、調査関係者以外の方の基調講演を含め、充実したシンポジウムとなった。これら活動により、戦後沖縄の平和運動に関する多面的な考察が着実に進んだものの、その資料群の膨大さから未着手のものも多数残った。また、資料の内容に関する実証的研究については、最終報告書までにまとめる予定である。
北太平洋中層水と黒潮の相互作用についての研究

本研究では「北太平洋中層水の元である亜寒帯水の亜熱帯への中層への流入が変化することにより、黒潮・黒潮続流の表層海流系を長期的に変化させる」という作業仮説を立て、データ解析・数値モデル実験・観測を行った。まず、(1)流速等観測資料を整理することにより、親潮水が西岸境界流として南下し風成循環境界を横切って亜熱帯循環域に流入する過程と亜寒帯前線に沿う渦混合過程の2つの過程を通じて、計10Svもの亜寒帯水が亜寒帯から亜熱帯へ輸送されることが明らかとなった。(2)北太平洋水平1/4度の3層モデルを用いて、オホーツク海における中層の層厚を観測データに合うように深層から中層へ等密度面を横切る輸送3Svを与えた結果、ほぼ同じ量の海水が西岸境界付近の親潮を通じて循環境界を横切り、亜熱帯循環域に流入することが明らかとなった。オホーツク海周辺海域での強い潮汐混合に伴う等密度面を横切る湧昇とオホーツク海低渦位水の形成・親潮南下・亜寒帯から亜熱帯への中層水輸送の関係を理論的に解明することができた。(3)黒潮続流域において、垂下式超音波流速計・走行式水温塩分プロファイラによる詳細な観測を行い、黒潮続流中層に、波長約200kmの前線波動が存在し、この波動が下流方向に向かって振幅を増加・砕波することによって2つの異なる水塊が効率良く混合することが明らかとなった。北太平洋1/4度3層のモデルを用いて、現実の風を与えた数値実験を行った。黒潮続流はほぼ現実的に北緯35度離岸したが、親潮の南下は年平均/季節変動する風応力場のいずれを用いても再現されず、風の場で決まる循環境界付近に留まっていた。季節変動する風応力の場合には順圧応答と渦輸送によって多少は亜寒帯から亜熱帯海域への輸送が見られたが、現実よりも小さかった。オホーツク海水を模した低渦位水をウルップ水道から中層に流入させたところ、日本付近の前線構造は大きく変化した。親潮前線は日本付近で緯度で4度南下し、ほぼ現実に近い前線構造をとることが確認された。親潮前線の南下は、流入する低渦位水の流量だけでなく、岸で与える厚みに大きく依存していた。これらより、オホーツクからの低渦位水の流入が日本付近の前線構造を大きく変えることが明らかになった。現在、力学的な原因について追求中である。また、これまで得られたLADCP/CTDのデータを用いてインバース法によって絶対地衡流場を求め、日本東方における亜寒帯水の流入量と循環/混合過程を検討した。5-6月には黒潮続流域において、MVPを用いた詳細な観測を行った。水平3kmの間隔で1000mまで約500回の観測を行い、精度の良い水温塩分資料を取得することができた。このデータからオホーツク海水が黒潮続流の中層に貫入する様が明確に明らかとなった。また、本年度はMVP用のCTDセンサとDOセンサを本研究費により新たに導入した。酸素センサについては来年度試験航海を行い、MVPのような高速サンプリングで良好なデータが取得できるかどうか検証する予定である。平成13年度に開発した北太平洋1/4度3層のモデルを用いて、親潮の南下と親潮水が亜寒帯循環と亜熱帯循環の循環境界を横切る過程について研究を進めた。オホーツク海における深い密度躍層の効果を取り入れるために、オホーツク海における中層の層厚を観測データに合うように深層から中層へ等密度面を横切る輸送を与えた。その結果、約3Svの等密度面を横切る輸送が生じ、ほぼ同じ量の海水が西岸境界付近の親潮を通じて循環境界を横切り、亜熱帯循環域に流入することが明らかとなった。この循環を横切る輸送は、輸送場所/輸送量とも観測から報告されているものと整合的である。

また、オホーツク海における深層から中層への等密度面を横切る輸送量は、近年明らかにされた千島列島付近での通常の1000倍もの大きな鉛直拡散と現実の密度構造を用いて推算した流量と同程度であり、かつ、最近の化学トレーサを用いた推定とも整合的であり、太平洋中層水を形成する循環を横切る亜寒帯水の輸送は千島列島付近での大きな鉛直混合によって維持されていることが示唆された。この循環を横切る輸送と親潮の南限緯度は、内部領域でスベルドラップバランス、西岸境界流域で地衡流を仮定し、等密度面を横切る輸送を与えた簡素化したモデルによって容易に解釈可能である。オホーツク海での深層から中層への輸送を変化させた実験と簡素化したモデルは良く一致し、輸送量が大きい程、循環を横切る輸送が大きくなり、親潮の南下は強まり、黒潮の北上は弱まる。また、2002年8月28日から9月9目に、中央水産研究所蒼鷹丸に乗船し黒潮続流付近の詳細観測を行った。当初当科研費で購入したCTD及び酸素センサを搭載したMVPによる観測を行う予定であったが、MVP観測が始まってまもなく大きなウネリによる船の動揺によりセンサが破損したため、CTD/LADCPに切替えて観測を行った。破損したCTD/酸素センサは本年度内に復旧した。この観測では、2001年度で存在が明らかになった波長約80kmの中層前線波動の構造をより明確に捉えるため、より狭い範囲を高解像度で観測した。この観測により、波長約60kmの中層前線波動が明確に捉えられ、さらに表層の波動と位相がずれていることが明らかとなった。この位相のずれにより、顕著な塩分極小構造が形成される。また、この前線波動は下流程振幅が大きくなる不安定波動の様相を呈していた。本研究で発見された前線波動は、親潮水と黒潮水が効率良く混合し、北太平洋中層水の形成に大きく寄与するものと推測される。本年度は、亜寒帯水と亜熱帯水が合流し、北太平洋中層水が形成される、黒潮続流域において近年導入された垂下式超音波流速計・走行式水温塩分プロファイラによる詳細な観測を、2003年8-9月に、中央水産研究所蒼鷹丸によって実施した。これらの観測から、黒潮続流中層には波長100-200kmの塩分・渦位の前線波動が存在し、この波動が下流方向に向かって振幅を増加砕波することによって2つの異なる水塊が効率良く混合することが明らかとなった。中層に比較すると振幅は小さいが表層にも前線波動が見られ、衛星画像解析によれば波長100-200kmの波動が成長しながら位相速度0.2-1m/sで下流方向に伝搬していた。中層の波動と表層の波動の間には位相差があり、波動の峰は表層が先行していた。この位相のずれにより、北太平洋中層水の顕著な塩分極小構造が形成される。また、流体の安定性解析からこの波動は、低渦位の中層親潮・表層亜熱帯モード水の存在によって規定される表・中層で反対の渦位傾度に起因する傾圧不安定波であることが明らかになった。親潮水が黒潮続流付近に流入することによって、傾圧不安定波を励起し、混合を活発化することによって自ら北太平洋中層水の形成を促進していることを示唆している。
腎炎の発症進展におけるRANTESの役割-遺伝子欠損マウスを用いた解析-

ケモカインの一種であるRANTESは、モノサイトやT細胞の遊走因子であり、免疫反応の様々なプロセスに関与している可能性がある。こめRANTESが、腎障害の発症や進展にどのように開与しているかを調べるため、われわれはRANTES適伝子欠損マウスを作成し、既存の実験賢炎の起こりやすさを検討した。抗糸球体基底膜抗体腎炎においては、RANTES欠損マウスの腎組織病変は、野生型における組織変化とほとんど変わらなかった。次にわれわれは自己免疫性組織障害におけるRANTESの役割を調べるために、RANTES欠損MRL-Fas lprマウスを作成した。RANTES欠損MRL-Fas lprマウスにおいては、野生型MRL-Fas lprマウスに比べて脇窩リンパ節が著明に腫脹していた。フローサイトメトリーの解析では、CD4(-)かつCD8(-)の、いわゆるダブル・ネガティブT細胞の割合が著しく低下していた。組織標本のイメージアナライザーによる解析では、肺の気管支周囲組織への炎症性細胞浸潤が著明に低下していた。野生型の肺組織にはRANTESのmRNAの表出が確認された。その一方、生存率や腎の組織変化はRANTES遺伝子の有無により有意な差がなかった。RNTESは肺病変に関与するが、その役割は腎組織では肺と異なるようである。RANTES欠損マウスを用いた研究は、臓器特異的な自己免疫性組織障害の機序を明らかにする上でも役立つかも知れない。(目的)RANTESは、腎炎で強く発現しているケモカインのひとつであり、腎臓への炎症性細胞の集積と活性化に関与していると考えられている。RANTES遺伝子欠損マウスを用いていくつかの腎炎モデルを解析することにより、腎炎の発症と進展におけるRANTESの役割を明らかにする。(方法および結果)1)抗糸球体基底膜抗体腎炎(加速型馬杉腎炎)モデル:野生型およびRANTES欠損マウスに抗糸球体基底膜抗体を静脈投与して加速型馬杉腎炎を作成し、病理学的に解析した。欠損マウスにおいて尿タンパクや腎機能の改善傾向がみられ、病理学的にも糸球体や間質の障害が軽い傾向がみられた。免疫組織染色による腎浸潤細胞の比較では、欠損マウスにおいて間質へのマクロファージとT細胞の浸潤が軽い傾向がみられた。2)マウスループスモデル:RANTES欠損(-/-)マウスをMRL-Faslprマウスに5回戻し交配したのち、かけあわせてRANTES+/-または-/- MRL-Faslprマウスを作製して比較検討した。RANTES-/- MRL-Faslprマウスにおいて、1)脇窩リンパ節腫脹が減少し、リンパ節へのB220^+CD4^-CD8^-(DN)T細胞の集積が著明に低下していた。2)肺の血管および細気管支周囲のDNT細胞やCD4^+T細胞を中心とした細胞浸潤が低下していた。3)生存率の延長はわずかで、腎病変には明らかな差を認めなかった。(結論)加速型馬杉腎炎モデルにおいては、RANTESのこの腎炎への関与は部分的であることが示唆された。マウスループスモデルにおいては、RANTESはリンパ節へのDNT細胞の集積や肺への炎症性細胞浸潤に関与していることが示されたが、腎臓での明らかな差を認めず、臓器特異的なRANTESの関与が示唆された。現在さらに解析をすすめているところである。(目的)RANTES遺伝子欠損マウスを用いて、すでに確立している腎炎モデルの腎障害の発症と進展におけるRANTESの役割を明らかにする。(方法および結果)前年度の検討により、加速型馬杉腎炎モデルにおいては、RANTES遺伝子を欠損させても腎障害に著明な差はなく、腎障害におけるRANTESの関与は少ないと考えた。そこで今回はループスモデルマウスに絞って検討を加えた。

マウスの作成は、RANTES欠損マウス(-/-)を自然発症ループスモデルマウスであるMRL-Fas lprマウスに5回戻し交配させた上にかけ合わせ、RANTES+/-またはRANTES-/-マウスを作成して比較検討した。その結果、1)生存率2)腎組織変化(糸球体、尿細管間質、血管病変各々について)3)血清グロブリン分画及び抗DNA抗体レベル4)蛋白尿および血清クレアチニンには差がみられなかった。しかし、RANTES-/-マウスにおいて1)脇窩リンパ節の腫脹の減少、2)気管支周囲の炎症細胞浸潤(特にCD4陽性T細胞とマクロファージ)の低下、3)肺組織での炎症細胞増殖やアポトーシスにはRANTES遺伝子欠損の差がないなどが明らかとなった。(結論)リンパ節や肺組織への細胞浸潤に差があったことから、RANTESの存在が免疫・炎症システムに影響を与えたことは明らかで、特に細胞遊走への影響が主と思われる。それにもかかわらず腎障害に差が見られなかったことは、このタイプの腎障害においてもRANTESの関与が限定的であることが示唆される。一方同じ個体の組織でも肺と腎の組織障害にRANTESの関与に差がみられたことは、自己免疫疾患の臓器特異的障害のメカニズムの一つとして、RANTESをはじめとするケモカインが重要な役割を果たすことも示唆された。
Co2FeAl0.5Si0.5フルホイスラー合金から半導体への高効率スピン注入

本研究の主目的は,室温においても高いスピン分極率を示すCo_2Fe (Al, Si)フルホイスラー合金(CFAS)を用い,半導体への高効率スピン注入を室温で実現である.昨年度,半導体(SC)へのスピン注入由来と予想されるシグナルを,フルホイスラー合金を用いて初めて,室温で検出することに成功した.しかし,このシグナルがスピン注入由来であるという決定的な証拠は得られていなかった.今年度はその証拠となる四端子非局所Hanleシグナルの検出を試み,同シグナルの検出により,これまで得られていたシグナルがSCへのスピン注入に依るものであると確認した.CFASを用いた際のスピン注入・検出効率が,一般的な金属強磁性体を用いたときよりも高いことは昨年度確認している,今年度は, CFASが室温でもスピン注入・検出に適していることを示すため,スピン注入・検出効率の測定温度依存性を調べた.その結果,測定温度上昇に対しスピン注入・検出効率がほとんど低下していないことを明らかにした.これらより, CFASが室温での高効率スピン注入に適した材料であると示された.スピン注入・検出効率は数%とまだ高いとは言えず,界面におけるCFASのスピン分極率低下が懸念された.これを防ぐため,界面への絶縁障壁層の挿入を試みた.その結果,高スピン分極率が期待される(001)配向したGaAs/Mg_xAl_<1-x>-0/CFAS構造の作製に成功した.昨年度は,デバイス応用上重要となる局所磁気抵抗(MR)効果の検出にもCFAS/n-GaAs接合を用いて成功し,バイアスによるスピン検出効率増大を見出していた.今年度は,スピン検出効率の変化を定量的に評価し,バイアス印加によりスピン検出効率は最大で3倍近く増大することを明らかにした.また,スピンMOSFETのMR比を増大させる上で,スピン引抜側電極を小さくすることが有効であることを示した.(抄録なし)本研究では,半導体への高効率スピン注入を室温で実現することを目的としており,本年度はスピン注入効率の増大を試みた.スピン注入効率はCo2FoAl0.5Si0.5(CFAS)の構造規則度だけでなくGaAsとの界面状態にも依存すると予想される.そこで,CFASの成膜温度によりそれらを変化させ,スピン注入シグナルの大きさを調査した.CFASの構造規則度は,CFAS成膜温度が上昇するに従って向上した.その一方,3端子Hanle測定で得られたスピン注入シグナルの大きさはCFAS成膜温度が低い試料ほど大きかった.しかし,この傾向はCFAS/GaAs界面に形成された局在準位中におけるスピン蓄積を検出したためにもたらされたことが示唆された.この結果は本質的ではないため,上記問題を取り除くため面内4端子非局所測定を用いて同様の調査を行った.その結果,3端子Hanleシグナルとは対照的にCFAS成膜温度が高い試料ほど大きなスピン注入シグナルが得られた.シグナルの大きさからスピン注入効率を算出した結果,10Kにおいて5%程度であった,これは一般的な強磁性金属を用いたときと同等,もしくはそれ以上の大きさである.また,このスピン注入シグナルを室温まで検出することに成功した,これはホイスラー合金を用いて初めての結果である.最終的にデバイスへと応用する上で,面内2端子局所測定における磁気抵抗(MR)効果についても理解する必要があるが強磁性体/半導体界面抵抗の問題からその報告はほとんどない,一方,本研究で作製された試料は局所測定においても明瞭なMR効果を示した,そのバイアス電圧依存性は明らかとされていないため調査した結果,局所シグナルはバイアス電圧が大きくなるにしたがって増大した.これは,GaAs中におけるスピン緩和長とスピン検出効率がバイアス電圧によって増大したことに起因することを明らかにした.本研究の主目的は,室温においても高いスピン分極率を示すCo_2Fe (Al, Si)フルホイスラー合金(CFAS)を用い,半導体への高効率スピン注入を室温で実現である.昨年度,半導体(SC)へのスピン注入由来と予想されるシグナルを,フルホイスラー合金を用いて初めて,室温で検出することに成功した.しかし,このシグナルがスピン注入由来であるという決定的な証拠は得られていなかった.今年度はその証拠となる四端子非局所Hanleシグナルの検出を試み,同シグナルの検出により,これまで得られていたシグナルがSCへのスピン注入に依るものであると確認した.CFASを用いた際のスピン注入・検出効率が,一般的な金属強磁性体を用いたときよりも高いことは昨年度確認している,今年度は, CFASが室温でもスピン注入・検出に適していることを示すため,スピン注入・検出効率の測定温度依存性を調べた.その結果,測定温度上昇に対しスピン注入・検出効率がほとんど低下していないことを明らかにした.これらより, CFASが室温での高効率スピン注入に適した材料であると示された.スピン注入・検出効率は数%とまだ高いとは言えず,界面におけるCFASのスピン分極率低下が懸念された.これを防ぐため,界面への絶縁障壁層の挿入を試みた.その結果,高スピン分極率が期待される(001)配向したGaAs/Mg_xAl_<1-x>-0/CFAS構造の作製に成功した.昨年度は,デバイス応用上重要となる局所磁気抵抗(MR)効果の検出にもCFAS/n-GaAs

接合を用いて成功し,バイアスによるスピン検出効率増大を見出していた.今年度は,スピン検出効率の変化を定量的に評価し,バイアス印加によりスピン検出効率は最大で3倍近く増大することを明らかにした.また,スピンMOSFETのMR比を増大させる上で,スピン引抜側電極を小さくすることが有効であることを示した.高スピン注入源の探索に3端子Hanle測定が適していないこと,およびホイスラー合金をスピン注入源として用いる上で熱処理条件が極めて重要であることを示唆した.また,室温において初めてスピン注入シグナルを観測することに成功した.さらに,応用上重要となる特性についても調査を行い,その中で起こり得る現象を明らかにした.このように,本研究の目的である室温における高効率スピン注入実現への足掛かりとなる結果を得ただけでなく,今後スピン注入効率を向上させる研究を行う上での指針や応用へ向けた研究も行うなど,当初の目的以外の成果も得られており,計画以上に研究が進展していると言える.現在の問題として,スピン注入効率が数%程度と低いことが挙げられる.CFAS/GaAs界面においてバンド構造が変化し,スピン分極率が減少してしまっていることが原因として考えられる,そこで,今後は当初の計画通り,CFAS/GaAs界面に絶縁障壁を挿入し,スピン注入効率増大を試みる.(抄録なし)
毒性元素を含まない新規ハロゲン化物発光材料の探索およびEL素子の作製

近年、ペロブスカイト型ハロゲン化物は優れた発光特性や低温プロセスが可能であるため次世代EL素子の発光材料として大きく注目されている。しかし、鉛のような毒性元素、大気不安定性などの問題点があり、現在では実用的応用が困難と考えられている。一方、申請者は近年、毒性元素を含まず大気安定なハロゲン化物青色発光体であるCs3Cu2I5を新たに見出した。Cs3Cu2I5は90%に及ぶ高い量子効率を示し、これは0次元的特異な電子構造に由来することを明らかにした。本研究では新たなハロゲン化物発光材料を探索し、光学物性の評価およびEL素子への応用を図る。さらに、ELに適した新規ハロゲン化物発光材料を提案する。
平滑筋収縮制御因子ライオトニンの作用機構

我々は平滑筋収縮制御機構において、アクチンに結合したライオトニンが、主役を果たすことを主張し、ミオシン軽鎖キナ-ゼが活性化因子であるとする説に反対してきたが、最近ミオシン軽鎖キナ-ゼを殆ど完全に除去したライオトニン標本を得ることができた。しかし、ライオトニンの作用機構については今のところ全く不明であり、早急にその輪郭を明らかにする必要があり、このことはまた同時にライオトニン説を確証することでもあるので、この点を留意して実験を行ったが、なお結論に達することはできなかった。またライオトニンは、分子量その他蛋白化学的にミオシン軽鎖キナ-ゼと類似しており、恐らく両者は同じまたは極めて近い分子種に属するものと思われる。この問題を解決するためにもまずその一次構造を明らかにする必要がある。この課題は昭和61年より筑波大真崎教授と協力してきたが、Nー端側に予期しなかった困難がありなお継続中である。単離したミオシンをミオシン軽鎖キナ-ゼで燐酸化するとカルシウムなしにアクチンと強く反応し、強力なATPaseを示す。このことが軽鎖キナ-ゼ説の有力な根拠となっているが、このATPase活性は天然アクトミオシンのATPase及び生きた筋のエネルギ-消費より数倍高く、生理的なものと異なる。この違いは主として抽出されたミオシンが、溶解度の減少など、ある種の変性を起すことに基くことから示された。ライオトニン作用及び軽鎖キナ-ゼ作用の一方のみを抑制する方法を幾つか発表して来たが、benzyl alkoniumがある条件でキナ-ゼのみを強く抑制することが明らかになった。他方ライオトニン作用はtergitolによって強く抑制される。今までの成績を総合するとキナ-ゼ作用は有機カチオンにより、ライオトニンは有機硫酸により選択的に抑制されることが明らかとなった。
皮膚における高内皮静脈様血管の形成メカニズムとその役割の解明

・昨年までの検討でアトピー性皮膚炎モデルにおいて、樹状細胞、LT-LTβRシグナル、IL-7-IL-7RaシグナルがHEV様血管形成に強く関与している可能性が示唆された。一方で、マクロファージ、TNFα-TNFRI/IIシグナル、RANKLを欠損あるいは中和抗体で阻害をしてもHEV様血管形成は抑制されなかったことから、関与は低いと考えた。・樹状細胞がLTシグナルを血管に入力し、HEVの形質を誘導するのではないかという仮説において、樹状細胞と血管の位置を免疫組織染色で観察した。樹状細胞が後毛細管静脈の周囲にクラスターを形成し、その中心でHEVの形質であるperipheral node addressinを発現することを確認した。・樹状細胞は何らかのシグナルを介して血管内皮周囲にクラスターを形成することが示唆されたことから、ケモカインの多くを阻害するGi-inhibitorである百日咳毒素を炎症を起こした皮膚に皮下注射を行うと、HEV形成と樹状細胞クラスター形成の両者が抑制され、クラスターはケモカイン依存性に形成されることが明らかとなった。計画通りに推移している。これまでの検討で、樹状細胞が後毛細管静脈周囲にケモカイン依存性にクラスターを形成し、膜型であるLTシグナルを血管に入力することでHEVの形質を誘導することが示唆された。来年度は、さらに樹状細胞サブセットごとの血管形成メカニズムへの作用に迫るとともに、皮膚におけるHEV様血管の形成の役割について検討を進めたい。アトピー性皮膚炎モデルで炎症の再惹起に関与すると考えられるセントラルメモリーT細胞を中心に、HEV様血管の存在意義を解明したいと考える。申請者は皮膚におけるHEV様血管の形成メカニズムとその役割を解き明かすことを研究目的と設定しており、今年度は、皮膚におけるHEV様血管の形成メカニズムの解明について特に研究を行った。申請者は、フローサイトメトリーを用いて、皮膚でのHEV様血管の簡便な定量法を既に確立していた。更に、予備的検討において、アトピー性皮膚炎モデルのマウス皮膚において、HEV様血管が著しく誘導されることを確認していた。この定量的手法とモデルを応用し、以下の実験を行った。LT inducer細胞欠損マウス: Rorg gfp/gfpマウス、CD169陽性マクロファージ誘導除去マウス:CD169DTR、樹状細胞の誘導的除去マウス:CD11cDTR、ケラチノサイトやリンパ管細胞特異的なIL-7ノックアウトマウスおよび全身性のノックアウトマウス:IL-7KOマウス、K5Cre:IL-7flox/flox、およびTie2Cre:IL-7flox/floxを入手し、アトピー性皮膚炎モデルにおけるこれらの因子のHEV様血管の誘導における重要性を確認した。この中で、CD11cDTRマウス、IL-7ノックアウトマウスで著明なHEV様血管形成阻害を得た。さらにLT・IL-7・RANKLなどの各種候補因子の阻害抗体を入手し、それぞれの抗体投与下(抗TNF-RI/II抗体、LTβR-Fc, anti-IL-7Ra抗体, anti-RANKL抗体)において、アトピー性皮膚炎モデルにおけるHEV様血管の量を比較検討した。これらのうち、LTβR-Fc, anti-IL-7Ra抗体投与下において、著明なHEV様血管形成阻害を得た。以上より、これまでのところ、アトピー性皮膚炎モデルにおいて、皮膚のHEV様血管形成には樹状細胞、LT- LTβR、IL-7-IL-7Raシグナルが関与している可能性が強く示唆された。研究計画に沿って順調にマウスを導入し、試薬等を購入し、研究を進めている。当初の研究計画に沿って検討を進める予定である。
構造化された生体膜・オルガネラモデル系における機能発現

タンパク質が置かれている周囲の環境にある高次構造をとらせることによってタンパク質そのものの機能を制御することも、広い意味における高次構造に関わる問題である。この観点から、今年度は生体素子である酵素がそれを取り巻く媒体中の構造形成によってどのような影響を受けるかについて研究をおこなった。/非イオン性界面活性剤の一つで膜タンパク質可溶化試薬として有用であるアルキルグルコシド(AG)をとりあげ、その形成する液晶構造について研究した。また酵素としては微生物性のアルカリプロテアーゼを対象とした。まず低活性剤濃度領域における酵素反応に対する効果を検討し、その後高濃度-含有機溶剤系における構造性と反応性との関係を検討した。/低濃度領域においてAGは酵素活性を低下させ、活性低下の割合はほぼpHにはよらない。この効果は、酵素に対する不可逆的な作用によるものではなくいわゆる酵素の拮抗阻害剤としてのものであると推測された。/高濃度-水-有機溶媒系では、各成分の存在比により界面活性剤のとる構造が種々存在する。水/βOG/オクタノールの三成分の相図において主な相としては微エマルジョン、ラメラ、ミセルが存在する。組成変化に対応して酵素活性は特徴的に変化した。水分率低下に伴う酵素活性の低下については、有機溶媒の効果、反応系の粘性の増加による酵素分子の動きの制限、βOGによる阻害、加水分解への直接的効果など多くの因子が考えられるが、活性の増加を伴う変化の要因としは、構造変化に追随する酵素および基質の分配・局所濃度変化(増加)が主要な原因であると考えられる。何れにしろこのような結果は、環境構造の変化を通じて酵素活性を制御できる可能性を示唆するものである。
代数的Ｋ理論とサイクリックホモロジー，及びその代数幾何への応用

相対代数的K理論の研究を行った。スキームXとその閉部分スキームDのペア(X,D)を考える。興味の対象は、K理論スペクトラム間のK(X)からK(D)への標準写像のホモトピーファイバーK(X,D)である。[Relative $K_0$ and relative cycle class map]ではDがアフィンの時にK_0(X,D)の構造を完全複体の言葉で記述し、応用としてモデュラス付きChow群CH_*(X|D)からK_0(X,D)の適当な部分商へのサイクル写像を構成し、これが全射であることを示した。また、このサイクル写像の核がトーションである証明のアイデアもある。高次の相対K群とモデュラス付き高次Chow群の関係は分かっていることは少ないが、Krishna氏との共著[Relative homotopy K-theory and algebraic cycles with moduli]にて、ホモトピーK理論(WeibelのKH理論)に関しては相対ホモトピーK理論KH(X,D)とモデュラス付きサイクル理論との関係を満足のいく形で確立することができた。すなわち、Atiya-Hirzebruch型のスペクトル系列が存在することを証明した。29年度が最終年度であるため、記入しない。(1)代数的K理論において、Suslinのホモロジー安定性は基本的かつ重要な定理である。ホモロジー安定性とは、環Aのn次一般線形群を考えたときに、その整形数ホモロジーが行列のサイズnが十分大きければnに依らないというものである。Suslinの安定性においては、環Aは単位的であることが本質的である。本研究では、代数的K群のプロシステムを研究することを動機に、非単位的な環の一般線形群のホモロジーのプロシステムを考え、これの安定性について研究した。結果として得られた定理は、Suslinの安定性を非単位的な環を含める形で一般化するものとなった。またこれを用いて相対的代数K群を具体的に書くことにも成功した。これらの結果はシドニー及び東京での国際研究集会でも発表した。(2)代数的多様体のモチーフ理論は滑らかな多様体に関しては、基本的な枠組みは確立されたと言ってもいいであろう。モチーフ理論を代数多様体とその効果的Cartier因子の組み(これをモデュラスペアという)に拡張する取り組みは近年盛んに研究されている。Binda-斎藤によって、モデュラスペアのモチヴィックコホモロジーが定義されたが、これを代数的K群と比較することは、この分野での大きな一つの課題であり、本研究の目標でもある。本年度は、モデュラスペアの(相対的)代数的K群からそのモチヴィックコホモロジーにチャーン類写像を構成することに成功した。これを元に、この両者が比較されることが期待されている。平成28年度の研究の大きな目標としてあげていたものは、(1)ホモロジープロ安定性の証明と(2)相対的K群から相対的モチヴィックコホモロジーへのChern類の構成の二点であった。この二点の研究を完成させることができ、論文を公開することができた。また国際研究集会でも発表し、専門家からの高評価も得ることができた。現在までの研究において、相対的K群から相対的モチヴィックコホモロジーへのChern類を構成することができた。これを元に、両者を比較することが本研究の最終目標である。現在考えているアプローチは、モデュラス付きChow群から相対的K群(ゼロ次K群)にサイクル写像を構成する、というものである。ゼロ次相対的K群の具体表示を示し、それを用いてモデュラス付きサイクルから具体的にK群の元を構成する試みをしている。またこのサイクルが全射であることを直接示すことも可能であると考えている。更にこのサイクル写像のdescent問題を解けば、相対的モチヴィックコホモロジーから相対的K群への全射写像ができることになる。最後にChern指標を用いて同型性が示されることが期待される。
Rab35-centaurinβ2複合体による神経突起伸長メカニズムの解明

脳の情報処理回路の実体である神経細胞ネットワークは、神経細胞が周囲の神経細胞に向かってケーブル状の構造(神経突起)を伸長させることで初めて形成される。すなわち神経突起の伸長メカニズムの解明は神経科学における重要な研究課題である。神経突起を伸長させるためには神経突起伸長部位への脂質膜の供給や接着因子の輸送が不可欠であることが近年報告され始めており、細胞内の物質輸送を司る小胞輸送という視点が今後の神経突起伸長研究において重要な切り口になってくると考えられる。我々はこの観点から、小胞輸送を司るRabタンパク質に着目し、神経突起の伸長に必須な新規小胞輸送因子としてRab35とその結合因子centaurinβ2を同定することにこれまで成功している(Traffic (2010) 11:491-507)。しかし、肝心のRab35とcentaurinβ2が制御する小胞輸送の実体は明らかでなかった。そこで本研究課題では、Rab35-centaurinβ2複合体が神経突起伸長時に制御している小胞輸送の実体を明らかにすることで、小胞輸送という観点から神経突起伸長の新規メカニズムを解明することを目指した。第一年度・第二年度において、Rab35はcentaurinβ2を介してArf6の不活性化を引き起こすことで、ダイナミン様因子EHD1をリサイクリングエンドソームにリクルートすることを見出した(J. Cell Sci. (2012) 125:2235-2243 ; Commun. Integr. Biol. (2013) e25036 ; J. Cell Sci. (2013) 126:2424-2435)。EHD1はエンドソームからの小胞形成を促進することが報告されており、Rab35はリサイクリングエンドソームを出発点とする小胞輸送を制御していることが予想された。そこで第三年度では、Rab35の細胞内局在・動態をより詳細に解析した。その結果、免疫染色法によりRab35はEHD1をリサイクリングエンドソームにリクルートした後に(NGF刺激6時間後)、神経突起へとダイナミックに局在移行することが明らかになった(NGF刺激36時間後)。さらに、ライブセルイメージング法により、Rab35陽性の小胞が核周辺(リサイクリングエンドソームが主に局在する)から神経突起方向へと移動する様子が観察された(現在投稿中)。以上の結果から、Rab35-centaurinβ2複合体はリサイクリングエンドソームから神経突起への小胞輸送(神経突起伸長部位への脂質膜の供給)を制御することで、神経突起伸長を制御しているものと考えられた。(抄録なし)脳の情報処理回路の実体である神経細胞ネットワークは、神経細胞が周囲の神経細胞に向かってケーブル状の構造(神経突起)を伸長させることで初めて形成される。我々はこの観点から、小胞輸送を司るRabタンパク質に着目し、神経突起の伸長に必須な新規小胞輸送因子としてRab35とその結合因子centaurinβ2を同定することにこれまで成功している(Traffic(2010)11:491-507)。しかし、肝心のRab35とcentaurinβ2が制御する小胞輸送の実体はいまだ明らかでない。そこで本研究課題では、Rab35-centaurinβ2複合体が神経突起伸長時に制御している小胞輸送の実体を明らかにすることで、小胞輸送という観点から神経突起伸長の新規メカニズムを解明することを目指している。本年度はまず、Rab35とcentaudnβ2の結合が実際に神経突起伸長に必須であることを確認した。さらに、Rab35がリサイクリングエンドソームに局在すること、Rab35はcentaurinβ2を同エンドソームへとリクルートすること、そしてリクルートされたcentaurinβ2がリサイクリングエンドソーム上のArf6を不活性化することを見出し、この一連の過程が神経突起の伸長に必須であることを明らかにした(J.cell Sci(2012)in press)。今後はこのArf6の不活性化を手がかりに、Rab35-centaurinβ2複合体が制御する小胞輸送の実体に迫りたい。我々はこの観点から、小胞輸送を司るRabタンパク質に着目し、神経突起の伸長に必須な新規小胞輸送因子としてRab35とその結合因子centaurinβ2を同定することにこれまで成功している(Traffic (2010) 11 : 491-507)。

昨年度は、Rab35がcentaurinβ2をリサイクリングエンドソームへとリクルートし、同エンドソーム上のArf6を不活性化していることを見出した(J. Cell Sci.(2012) 125 : 2235-2243)。そこで本年度は、このArf6不活性化の生理学的意義について解析したところ、リサイクリングエンドソーム上でArf6が不活性化されると、ダイナミン様タンパク質EHD1が同エンドソームへとリクルートされることが明らかになった。(J. Cell Sci.(2013) in press)。EHD1はリサイクリングエンドソームから細胞膜への小胞輸送を促進することが報告されている。従って、Rab35とcentaurinβ2はEHD1を介してリサイクリングエンドソームから細胞膜への小胞輸送を制御していることが予想されることから、現在この可能性について検討中である。脳の情報処理回路の実体である神経細胞ネットワークは、神経細胞が周囲の神経細胞に向かってケーブル状の構造(神経突起)を伸長させることで初めて形成される。すなわち神経突起の伸長メカニズムの解明は神経科学における重要な研究課題である。神経突起を伸長させるためには神経突起伸長部位への脂質膜の供給や接着因子の輸送が不可欠であることが近年報告され始めており、細胞内の物質輸送を司る小胞輸送という視点が今後の神経突起伸長研究において重要な切り口になってくると考えられる。我々はこの観点から、小胞輸送を司るRabタンパク質に着目し、神経突起の伸長に必須な新規小胞輸送因子としてRab35とその結合因子centaurinβ2を同定することにこれまで成功している(Traffic (2010) 11:491-507)。しかし、肝心のRab35とcentaurinβ2が制御する小胞輸送の実体は明らかでなかった。そこで本研究課題では、Rab35-centaurinβ2複合体が神経突起伸長時に制御している小胞輸送の実体を明らかにすることで、小胞輸送という観点から神経突起伸長の新規メカニズムを解明することを目指した。第一年度・第二年度において、Rab35はcentaurinβ2を介してArf6の不活性化を引き起こすことで、ダイナミン様因子EHD1をリサイクリングエンドソームにリクルートすることを見出した(J. Cell Sci. (2012) 125:2235-2243 ; Commun. Integr. Biol. (2013) e25036 ; J. Cell Sci. (2013) 126:2424-2435)。EHD1はエンドソームからの小胞形成を促進することが報告されており、Rab35はリサイクリングエンドソームを出発点とする小胞輸送を制御していることが予想された。そこで第三年度では、Rab35の細胞内局在・動態をより詳細に解析した。その結果、免疫染色法によりRab35はEHD1をリサイクリングエンドソームにリクルートした後に(NGF刺激6時間後)、神経突起へとダイナミックに局在移行することが明らかになった(NGF刺激36時間後)。