hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新型赤外線高分散分光器による高赤方偏移における銀河間物質の進化の研究

本年度はまず、アメリカにおける天文全領域に亘る観測装置についての国際会議(SPIE Conference)において、本研究で開発中の近赤外高分散分光器WINEREDのコンセプトと開発の現状を詳細を発表し、可視光と近赤外線の間にあるニッチ波長域を開拓する新しい装置として高い評価を受けた。同会議で数多くの技術的議論を行ったが、中でも米国ローレンスリバモア研究所で赤外線高分散分光素子(イマージョングレーティング)の切削技術による最先端の研究を進めているグループから,WINEREDのイマージョングレーティング製作のオファーを貰い、共同研究として製作をすすめることとなった。本年度は、最初のステップとして実際に用いる材質(セレン化亜鉛:ZnSe)の平行平面基板上に回折格子パターンを切削により作製し、表面形状やピッチ誤差の測定を進めた結果、所定の仕様を満たしていることがわかった。今後はこの成果をもとに、回折格子を実際のプリズム上につくり、最終的なイマージョングレーティングを製作する。また、短波長の近赤外線観測をするにあたって重要となる熱カットフィルターの検討をすすめ、試作品を作製し、カットオフ波長(1.35μm)以上の長波長域で目標に近い10万分の1の熱吸収性能を得た。ただし、まだカットオフのシャープさが目標とする仕様に達していないため、さらなる開発が必要である。機械系については、前年度に製作を終えたレンズ等の光学部品のマウントや分散素子の回転機構等の設計・製作をすすめた。電気系では、汎用の近赤外線読み出しシステムの改良をすすめ、MUX(試験用の検出器)の画像取得に成功した。現在はノイズパフォーマンスのチューニングをすすめている。本研究の予備研究となる観測的研究をすばる望遠鏡の近赤外線装置IRCSを用いてすすめ、とくに、赤外線波長を生かして、高赤方偏移(z>2.5)のマグネシウム吸収線の個数密度分布について初めて明らかにした。この吸収線は、銀河形成に密接に関係する低イオン化ガスのプローブとして知られているが、本研究で製作中の高分散分光器により、このような重要な吸収線を速度成分毎に分解することにより、一つ一つの銀河間雲の元素組成など高赤方偏移における本質的な物理情報を得ることができる。本年度の目標である、イマージョン・グレーティングを用いた波長分解能10万の近赤外分光器の最終光学設計を終了した。最初に想定していた全反射系方式でなくても十分な効率が得られることがわかったため、カメラ部分には透過光学系(レンズ)を用いた設計とし、むしろ検出器全面にわたる光学結像性能を最適化した。一方、通常の反射型エシェル・グレーティングを使用した波長分解能3万のモードの光学設計も併せて行った。本研究では、まず、この「通常モード」を着実に立ち上げた後に、グレーティングをイマージョン・グレーティングに置き換えて最終目標である分解能10万の分光器に完成させることにした。「通常モード」については、レンズおよび反射型グレーティング等主要な光学部品のパラメータを定め、製作を終了した。イマージョン・グレーティングについては、当初使用予定だったGaAs結晶は、分光測定の結果、目的の波長である0.9-1.1umにおいて透過率が低いことが判明し、別の赤外線透過結晶による再設計を行った。現在、屈折率が2.5に近いZnSもしくはZnSeの二つの素材でのグレーティングを設計しているが、必要な表面粗さが達成できるかを知るために、まず試験研削を行った。その結果、ZnSの研削で表面粗さ20nm(rms)が達成できることを確認したが、今後パラメータの調整等により目標である10nm(rms)を目指す。光学系の検討に時間をかけたため、機械設計は光学部品のマウントだけにとどまったが、設計が終了したものについては、製作を終了した。また、設計の終了した検出器読み出しシステムの試験機の製作をすすめた。まだ、完成はしていないが、来年度の5月に組み上げ、夏に試験を開始する予定で計画をすすめることができた。本年度はまず、ドイツにおける将来の超大型望遠鏡の観測装置についての国際会議において、本研究で開発中の近赤外高分散分光器WINEREDのコンセプトと詳細を発表し、このような新コンセプトが将来の大型望遠鏡でも重要であることが強く認識され、現在製作中の本機は重要なプロトタイプでもあるとの位置付けを得た。その結果、世界の多数の観測所から、本装置の取り付けのオファーを得ることができたが、とくにスペインのラパルマ天文台にあるイギリスのウィリアムハーシェル4m望遠鏡との交渉をすすめ、WINEREDをとりつけて共同研究をすすめることに合意した。現在は、この望遠鏡にとりつけるための技術的検討をすすめている。前年度に終了した光学詳細設計をもとに、レンズやコリメータ放物面鏡等の光学部品の製作をすすめた。現在は、短波長の近赤外線観測をするにあたって重要となる熱カットフィルターの検討を行っている。また、波長分解能10万を実現するための主要光学部品であるセレン化亜鉛製のイマージョングレーティングのR&Dを理研、名古屋大学とともにすすめた。その結果、この脆性材料について延性加工条件をもとめることに成功し、世界初となる近赤外波長域での実用的なイマージョングレーティングの研削による製作に目処を得た。機械系では、カメラ光学系を収納する液体窒素冷却のクライオスタットの設計・製作を終了した。現在は、残りのレンズマウントの設計・製作をすすめている。電気系では、汎用の近赤外線読み出しシステムの開発をすすめ、最初の試験システムの製作を終了した。

現在、ノイズ試験をMUX(試験用の検出器)を用いてすすめている。本研究の予備研究となる観測的研究をすばる望遠鏡の近赤外線装置IRCSを用いてすすめ、とくに、赤外線波長を生かして、高赤方偏移(z>1)の吸収線について初めてナトリウムのNaID吸収線を検出することに成功した。この吸収線は、銀河形成に密接に関係する低温ガスのプローブとして知られているが、本研究で製作中の高分散分光器により、このような重要な吸収線の速度成分毎の元素組成など本質的な物理情報を得ることができる。本年度はまず、アメリカにおける天文全領域に亘る観測装置についての国際会議(SPIE Conference)において、本研究で開発中の近赤外高分散分光器WINEREDのコンセプトと開発の現状を詳細を発表し、可視光と近赤外線の間にあるニッチ波長域を開拓する新しい装置として高い評価を受けた。同会議で数多くの技術的議論を行ったが、中でも米国ローレンスリバモア研究所で赤外線高分散分光素子(イマージョングレーティング)の切削技術による最先端の研究を進めているグループから,WINEREDのイマージョングレーティング製作のオファーを貰い、共同研究として製作をすすめることとなった。本年度は、最初のステップとして実際に用いる材質(セレン化亜鉛:ZnSe)の平行平面基板上に回折格子パターンを切削により作製し、表面形状やピッチ誤差の測定を進めた結果、所定の仕様を満たしていることがわかった。今後はこの成果をもとに、回折格子を実際のプリズム上につくり、最終的なイマージョングレーティングを製作する。また、短波長の近赤外線観測をするにあたって重要となる熱カットフィルターの検討をすすめ、試作品を作製し、カットオフ波長(1.35μm)以上の長波長域で目標に近い10万分の1の熱吸収性能を得た。ただし、まだカットオフのシャープさが目標とする仕様に達していないため、さらなる開発が必要である。機械系については、前年度に製作を終えたレンズ等の光学部品のマウントや分散素子の回転機構等の設計・製作をすすめた。電気系では、汎用の近赤外線読み出しシステムの改良をすすめ、MUX(試験用の検出器)の画像取得に成功した。現在はノイズパフォーマンスのチューニングをすすめている。本研究の予備研究となる観測的研究をすばる望遠鏡の近赤外線装置IRCSを用いてすすめ、とくに、赤外線波長を生かして、高赤方偏移(z>2.5)のマグネシウム吸収線の個数密度分布について初めて明らかにした。この吸収線は、銀河形成に密接に関係する低イオン化ガスのプローブとして知られているが、本研究で製作中の高分散分光器により、このような重要な吸収線を速度成分毎に分解することにより、一つ一つの銀河間雲の元素組成など高赤方偏移における本質的な物理情報を得ることができる。
脳において抗老化および抗ストレス作用を示す食品由来成分の探索および機能解明

緑茶に含まれるカテキン、ミカンに含まれるβ-クリプトキサンチンは、老化を抑制し加齢に伴う脳機能低下を抑制することを、マウスを用い明らかにした。この摂取量から推測して、緑茶カテキンやβ-クリプトキサンチンはヒトにおいて脳老化を予防すると考えられた。またストレスの蓄積は脳老化を促進するが、緑茶に含まれるテアニンはストレスを軽減して脳の老化促進を抑制することをマウスの実験系で明らかにした。テアニンはヒトにおいても優れた抗ストレス作用を示したことから、マウスと同様にヒトにおいて、ストレス蓄積に起因する脳の老化促進を予防できると考えられた。本研究は「脳の老化とその予防」に焦点を当て、脳機能低下抑制作用を有する食品成分を中心とした有効成分を探索し、それら作用機序を分子レベルで解明することを目的としている。これまでに下記に示す3つの研究項目を柱として研究を進めてきた。1.抗酸化物質摂取による脳機能低下抑制作用の解明2.社会心理的ストレス負荷による脳の老化促進作用の解明3.抗ストレス作用物質の探索と脳機能低下抑制作用の検討その結果、抗酸化物質として緑茶カテキンに着目して進めた研究では、緑茶カテキン中に含まれるカテキン分子の中でエピガロカテキンガレート(EGCG)には学習記憶能低下を抑制する作用が認められたが、エピガロカテキン(EGC)には作用がほとんど認められなかった。カテキン分子の生体における作用の違いの一因として、抗酸化作用および生体膜との相互作用に違いがあることが見出された。現在、緑茶カテキンおよびミカンに含まれる抗酸化物質の一つであるβ-クリプトキサンチンについて、それらを摂取していたマウス脳内の遺伝子発現の変化について、共同研究者の小西とともに解析を進めている。ストレスに関する研究では、抗ストレス作用を見出したテアニン(緑茶中のアミノ酸)について、副腎を中心とする生体のストレス応答について検討した成果を論文として発表した(Exp. Physiol., 98, 290-303, 2013)。現在さらにテアニンの脳内での作用機作に関する検討を進めている。また新たな抗ストレス作用物質としてセサミンの有用性を見出したことから、脳に対する作用の検討を進めている。本研究は「脳の老化予防」に焦点を当て、加齢に伴う脳機能低下を抑制することができる食品成分および有効成分を探索し、それらの作用機構を解明することを目的としている。1.抗酸化物質摂取による脳機能低下抑制作用の解明2.社会心理的ストレス負荷による脳の老化促進作用の解明3.抗ストレス作用物質の探索と脳機能低下抑制作用の検討その結果本年度、抗酸化物質として緑茶カテキンに着目して進めた研究では、通常のマウスより寿命が短い老化促進モデルマウス(SAMP10)を用いて比較した結果、緑茶カテキンを摂取した場合に有意に寿命が延長することが明らかとなった。マウスで寿命延長効果が認められた緑茶カテキンの摂取量は、ヒトの場合に想定すると煎茶として7-8杯程度であると考えられることから、ヒトにおいても緑茶の摂取が寿命延長効果をもたらしている可能性が示唆された。ストレスに関する研究では、テアニンの抗ストレス作用について学生ボランティアに協力してもらい、ヒトでの抗ストレス作用を確認した。薬学部5年生の学生が学外で行う病院および薬局実習において,ストレスの程度を唾液アミラーゼ活性を指標として評価した結果、プラセボ群の学生では学外実習時にストレスを強く感じていたが、テアニン摂取群の学生は有意にストレスが軽減していることが明らかとなった。ヒトにおいてもテアニン摂取が十分にストレス軽減効果を示すことが明らかとなり、ヒトへの適用においてテアニン摂取の有効性を示すことができた。わが国は近年高齢者が急速に増加しているが、高齢者の心身の健康維持、特に「脳の老化予防」に関する学術的エビデンスに基づいた情報発信は十分とは言えない。われわれは「脳の老化とその予防」に焦点を当て、脳機能低下抑制作用を有する食品成分を中心とした有効成分を探索し、それら作用機序を分子レベルで解明することにより、脳の老化予防を通してわが国の長寿社会の発展に貢献したいと考えている。老化の一因として酸化ストレスの重要性が指摘されており、また社会心理的ストレスの蓄積は老化を促進すると考えられていることから、本研究では「酸化ストレス」および「社会心理的ストレス」に焦点を当て、下記に示す3つの研究項目を柱として研究を進め「脳の老化予防」に有効な食品および成分を明らかにすることを目的として、研究を進めている。1.抗酸化物質摂取による脳機能低下抑制作用の解明2.社会心理的ストレス負荷による脳の老化促進作用の解明3.抗ストレス作用物質の探索と脳機能低下抑制作用の検討「脳の老化」には多くの要因が関与しているが本研究では、酸化ストレスを軽減するため、強い抗酸化作用を有する緑茶カテキン、および温州ミカンに豊富に含まれる抗酸化物質のβークリプトキサンチン等に着目し、その摂取の効果を検討している。また社会心理的

ストレスが脳機能に及ぼす影響を明らかにするとともに、抗ストレス効果を有することを見いだしているテアニン(緑茶中のアミノ酸)等の摂取による脳老化に対する効果を検討している。平成24年度に下記研究を計画し、概ね順調に進展し良い成果を得ることができた。(1)緑茶カテキン:DNAマイクロアレイの解析を共同研究者の小西とともに行い、候補となる標的遺伝子をある程度絞り込んだ。またアルツハイマー病モデルマウス(SAMP8)を用い緑茶カテキン摂取の効果検討を行っている。(2)β-クリプトキサンチンについてDNAマイクロアレイの解析を共同研究者の小西とともに行い、候補となる標的遺伝子をある程度絞り込んだ。(3)神経新生に対するストレスの影響を検討している。(4)新たな抗ストレス作用物質としてセサミンが有望であることを見出した。平成23年度は下記の研究を計画し、おおむね順調に進展し、成果を得ることができた。1.抗酸化物質摂取による脳機能低下抑制作用の解明:(1)緑茶カテキン:摂取期間の検討、カテキン中の有効成分の検討、シナプス可塑性に対する効果、および正常老化を示す系統のマウスに対する効果の検討を行い、良い成果を得ることができた。(2)βークリプトキサンチン:寿命延長効果、脳内での分布について検討を行い、良い成果を得ることができた。2.社会心理的ストレス負荷による脳の老化促進作用の解明:(1)ストレス負荷マウスに対する抗不安薬の効果検討を行い.良い成果を得ることができた。(2)ストレスによる血清中コルチコステロンレベルの変動の検討を行い,良い成果を得ることができた。3.抗ストレス作用物質の探索と脳機能低下抑制作用の検討:(1)テアニンの抗ストレス作用の機構を解明するため、DNAマイクロアレイによる測定を行った。(2)βークリプトキサンチンの抗ストレス作用を検討するため、DNAマイクロアレイによる測定を行った。平成23年度および24年度に得られている研究成果をふまえ、最終年度である今年度にこれまでの成果の集大成を行う。(1)緑茶カテキンおよびβ-クリプトキサンチンについて、脳内の標的となる遺伝子を明らかにし、これらの脳内における作用機構について新たな作用メカニズムに関する考えを示す。(2)テアニンについて、脳内の標的となる遺伝子を明らかにし、これらの脳内における作用機構について考えを示す。(3)セサミンについて、その抗ストレス作用を明らかにする。これらの研究成果を総括し、脳機能低下抑制作用を有する食品成分を明らかにするとともに、その作用機作に関する新たな考えを示す。得られた成果を論文・学会等で発表し、高齢者の脳の健康維持・亢進に寄与する。平成23年度に得られた研究成果をふまえ、平成24年度に下記を行う。1.抗酸化物質摂取による脳機能低下抑制作用の解明:(1)緑茶カテキン:PCRアレイ解析、アルツハイマー病モデルに対する作用を検討する。
HMGB1ーRAGEシグナル系を標的とした糖尿病患者における炎症悪化機序の解明

本研究の最終目標は,糖尿病患者に頻発する歯周病悪化メカニズムを解明して,糖尿病-歯周病の相互作用の病態理論を構築することである。本研究においては,歯周組織の構築細胞の一つである歯肉線維芽細胞の動態に着目し,近年,炎症性サイトカインとしての作用が注目されているHigh mobility group box-1 (HMGB1)を標的分子として,そのレセプターの1つであるReceptor for Advanced Glycation Endoproducts (RAGE)との相互作用を明らかにした後,それら一連の細胞反応が及ぼす"高血糖"の影響を検討している。本年度は,歯肉線維芽細胞における1)炎症性サイトカインIL-6および歯周病原生細菌由来のLPSがHMGB1の産生性に及ぼす影響の検討,2) HMGB1誘導性の細胞内シグナル伝達系に及ぼす影響の検討を行った。まず,歯肉線維芽細胞に対して炎症性サイトカインIL-6 (1-50ng/ml)や歯周病原生細菌Porphyromonas gingivalisおよびEscherichia coli由来のLPS(1-1000ng/ml)を時間(0-48時間)および生理的濃度依存的に作用させたが,HMGB1の産生は誘導されなかった。この結果は,申請者が当初予測していた歯肉線維芽細胞自身によるHAfCB1のオートクライン作用がないことを示唆するものと考える。次に,HMGB1のパラクライン作用の検討を行うため,リコンビナンHMGB1を用いて歯肉線維芽細胞を刺激したところ,細胞内シグナル伝達系の一つであるMAPK系タンパク質(ERK1/2)のリン酸化が濃度および時間依存的に有意に誘導されることがわかった。以上の結果から,炎症性細胞等によって産生されたHMGB1が歯肉線維芽細胞に対してパラクライン的に作用し,細胞活性,細胞死,そして炎症性サイトカイン産生性等に影響を及ぼす可能性が示唆された。糖尿病患者における炎症悪化のメカニズムにHMGB1が関与している可能性は非常に高く,引き続き本研究を継続していく必要があると考える。
WGM型ガラス球共振器の高密度光閉じ込めと非線形光素子への応用

高い3次非線形光学特性(χ^<(3)>)を有するテルライト系ガラスは光通信/情報処理におけるラマンアンプや光スイッチング用材料として有望である.本研究では屈折率の高い重金属酸化物MO_x(TiO_2,ZnO,GaO_<1.5>,PbO,BiO_<1.5>)をドープしたテルライト系ガラスのラマン散乱スペクトルを測定し,ラマン散乱スペクトルの解析を通じてガラス構造とχ^<(3)>の関係を調べた.試料に用いたガラスは6070mol%TeO_2を含むTIO_<0.5>-TeO_2系ガラスで,そこに上記の重金属酸化物を5もしくは10mol%添加した.原料バッチは白金坩堝に入れ,700800°C,20分間電気炉で溶融させ,溶融物を金型に流しこみ,室温まで除冷した.その後各ガラスのTgに応じて115160°Cで10時間アニールした.光学研磨したガラスの屈折率はエリプソメータ(FiveLab,MARY-102)で,ラマン散乱スペクトルは顕微ラマン分光装置(JASCO,NRS-2000)で測定した.得られたラマン散乱スペクトルはBose-Einstein因子F_<BE>=1+[exp(hv/kT)-1]^<-1>で温度補正し,ラマン散乱光の励起放射量を石英ガラスと比較した式F_R=(1+n_<sample>)^4/(1+nSiO2)^4により補正した.また,ベースライン補正を行い,SiO_2のピークラマン強度(440cm^<-1>)を1としたときの相対値にV.G.Plotnichenkoの文献と比較し,装置補正値0.587を用いて補正した.3次非線感受率χ^<(3)>の測定では,再生増幅Ti:Sapphireフェムト秒(fs)レーザーからのガウシアンビームを用い、Z-scan法でχ^<(3)>を求めた.試料ガラスの補正後の相対ラマン強度(最大ピーク値)と実部χ^<(3)>の値をデータベース化することができた。研究をはじめるにあたり両者の相関性を期待したが,BiO_<1.5>をドープしたテルライトガラスでは,ラマン強度は大きい反面,χ^<(3)>は比較的小さい値をとった.そこで,ラマンピークの波数に着目した.いずれのガラスでもTeO_4(tbp)構造の660cm^<-1>とTeO_3(tp)構造の760cm^<-1>の間に主ピークを持ち,中間構造TeO_<3+1>を取っていることが分かった.そして,そのピーク波数と実部χ^<(3)>に相関が存在することを発見した.このことは、ドープした重金属元素とTe元素とで酸素結合性(酸素結合距離)が異なり,tbpに近い中間構造においてTeサイトの非線形分極率は高くなることを示しており、新しい光機能性ガラスの開発に重要な指針を得た。高い光学的非線形光学特性を有するテルライト系ガラスに着目して、3次非線形感受率χ^<(3)>の実部および虚部を精密に測定し、χ^<(3)>材料の組成探索、ガラス微小球作製を行った。検討した組成は76TeO2-20Nb_2O_5-4MO(M=Mg,Ca,Sr,Ba,Zn)であり、異なる2価金属酸化物の効果を調べた。非線形感受率測定方法(Z-scan法)を用いた精密測定から、Re[χ^<(3)>]の値として、6.34×10^<-13>(esu)(M=Mg),1.18×10^<-12>(esu)(M=Ca),1.11×10^<-12>(esu)(M=Sr),1.08×10^<-12>(esu)(M=Ba),1.10×10^<-12>(esu)(M=Zn)の結果が得られた。ラマンスペクトルを測定したところ、M=ZnにおいてもっともTe-O-Te結合割合が多いことが分かった。76TeO_2-20Nb_2O_5-4ZnOガラスの屈折率は2.146、ガラス転移温度は499°C、結晶化温度は576°Cであった。さらに、微粉砕したものを縦型管状炉中で自由落下させてガラス微小球化を試み、流速5L/min.,600°Cで微小球化が可能であることがわかった。高密度フォトン場の効果を調べるために、集光したfsレーザー(800nm,170fs,1kHz)を用いて非線形吸収(lm[χ^<(3)>])に関する特性を調べた。今回調べたガラスでは、どれも非線形吸収特性を示し、吸収された光エネルギーがガラスの加熱に使われていることが考えられた。そこで、76TeO_2-20Nb_2O_5-4ZnOガラスにEr^<3+>イオンを添加して、同じfsレーザーを用いf-f遷移に起因する緑色アップコンバージョン蛍光を誘起した。そして、^2H_<11/2>-^4I_<15/2>,^4S_<3/2>-^4I_<15/2>発光強度の強度比からレーザー照射中でのガラス試料温度を見積もる方法を開発した。

その結果、集光照射した部分では、150TW/cm^2のエネルギー照射で520Kまで加熱されることが分かった。微小球化したガラス(Er_2O_3添加量:1.5wt%)を用いて共振作用を受けた鋭い蛍光線を確認した。このとき、レーザー光源(新規導入)と顕微鏡(アームシステム新規導入)を組み合わせてガラス球内に励起光を導入した。高い3次非線形光学特性(χ^<(3)>)を有するテルライト系ガラスは光通信/情報処理におけるラマンアンプや光スイッチング用材料として有望である.本研究では屈折率の高い重金属酸化物MO_x(TiO_2,ZnO,GaO_<1.5>,PbO,BiO_<1.5>)をドープしたテルライト系ガラスのラマン散乱スペクトルを測定し,ラマン散乱スペクトルの解析を通じてガラス構造とχ^<(3)>の関係を調べた.試料に用いたガラスは6070mol%TeO_2を含むTIO_<0.5>-TeO_2系ガラスで,そこに上記の重金属酸化物を5もしくは10mol%添加した.原料バッチは白金坩堝に入れ,700800°C,20分間電気炉で溶融させ,溶融物を金型に流しこみ,室温まで除冷した.その後各ガラスのTgに応じて115160°Cで10時間アニールした.光学研磨したガラスの屈折率はエリプソメータ(FiveLab,MARY-102)で,ラマン散乱スペクトルは顕微ラマン分光装置(JASCO,NRS-2000)で測定した.得られたラマン散乱スペクトルはBose-Einstein因子F_<BE>=1+[exp(hv/kT)-1]^<-1>で温度補正し,ラマン散乱光の励起放射量を石英ガラスと比較した式F_R=(1+n_<sample>)^4/(1+nSiO2)^4により補正した.また,ベースライン補正を行い,SiO_2のピークラマン強度(440cm^<-1>)を1としたときの相対値にV.G.Plotnichenkoの文献と比較し,装置補正値0.587を用いて補正した.3次非線感受率χ^<(3)>の測定では,再生増幅Ti:Sapphireフェムト秒(fs)レーザーからのガウシアンビームを用い、Z-scan法でχ^<(3)>を求めた.試料ガラスの補正後の相対ラマン強度(最大ピーク値)と実部χ^<(3)>の値をデータベース化することができた。研究をはじめるにあたり両者の相関性を期待したが,BiO_<1.5>をドープしたテルライトガラスでは,ラマン強度は大きい反面,χ^<(3)>は比較的小さい値をとった.そこで,ラマンピークの波数に着目した.いずれのガラスでもTeO_4(tbp)構造の660cm^<-1>とTeO_3(tp)構造の760cm^<-1>の間に主ピークを持ち,中間構造TeO_<3+1>を取っていることが分かった.そして,そのピーク波数と実部χ^<(3)>に相関が存在することを発見した.このことは、ドープした重金属元素とTe元素とで酸素結合性(酸素結合距離)が異なり,tbpに近い中間構造においてTeサイトの非線形分極率は高くなることを示しており、新しい光機能性ガラスの開発に重要な指針を得た。
MHCクラスIIを介する上皮系細胞によるT細胞免疫制御機構

末梢T細胞の恒常性維持機構の解明は、基礎免疫学において極めて重要な課題の一つであるとともに、臨床医学にも直結する大変重要なテーマである。末梢T細胞には、末梢特異的自己抗原や正常細菌叢に対する過剰な免疫応答を抑制する免疫寛容機構、およびリンパ球減少状態により惹起される恒常性維持増殖機構が備わっており、これらの機構により恒常性が維持されると考えられている。我々は平成23年度、MHCクラスII欠損マウスに新生仔胸腺摘出術を施行したものを宿主、野生型マウスをドナーとして胸腺・骨髄同時移植を行ったところ、末梢CD4+T細胞の活性化により宿主マウスは重篤な腸炎を発症することを発見した。これらのことから当初我々は、末梢非血球系細胞のMHCクラスIIが末梢T細胞の免疫応答を負に制御するとの仮説を立て、さらにその詳細な解析を施行する予定であった。しかしながら、この実験系では宿主マウスは新生仔胸腺摘出術を施行されているためリンパ球減少状態を呈しており、ドナーT細胞の恒常性維持増殖により腸炎が誘導されたとの可能性も排除できない。そこで本年度まず、リンパ球減少状態の宿主に移入されたドナーT細胞の恒常性維持増殖を観察した。すると驚くべきことに、移入9日後、1週間に7回以上の「速い増殖」を示すドナーT細胞集団が腸管に極めて特徴的に集積することが明らかになった。これらの細胞は腸間膜リンパ節に由来しており、腸間膜リンパ節における速い増殖が正常細菌叢およびOX40依存的に腸管指向性Th17細胞を生成していた。以上より、腸管Th17細胞の恒常性維持において腸間膜リンパ節が重要な役割を果たすことが示された。このことは腸管粘膜免疫機構を理解する上で重要な知見であると考えられ、炎症性腸疾患など各種炎症性疾患の病態解明および新規治療法の開発につながるものと期待される。末梢免疫寛容機構の解明は、基礎医学のみならず、自己免疫疾患や炎症性疾患、アレルギーへの関与など臨床医学においても極めて重要な課題であるが、未だにその全容は明らかになっていない。申請者はこれまでに、大腸上皮細胞など非血球系細胞が末梢免疫寛容に必須の役割を果たしているとの知見を得ていた。そこで平成23年度は、非血球系細胞によるMHCクラスIIを介する末梢T細胞制御機構を明らかにするため、MHCクラスII欠損マウスをレシピエントとした新生児胸腺摘出・野生型胸腺および骨髄移植実験を行った。実験系の有効性については、胸腺摘出マウスにおけるT細胞の消失、異種皮膚移植に対する拒絶反応の減弱、野生型胸腺移植後のTCRレパートリーの変化等を観察することにより確認した。当初の予想通り、移植された野生型胸腺(MHCクラスII+/+)よりCD4 T細胞が教育・生成され、移植後100日前後より末梢にてCD4T細胞が検出された。末梢CD4 T細胞はCD62L^<lo>CD44^<hi>の活性化フェノタイプを有していた。これらのマウスは腸炎、間質性肺炎、接触性皮膚炎など多彩な炎症性疾患を呈し、活動性の低下および体重の減少を伴いつつ、おおむね移植後200日までに死亡した。病理組織学的検討では、病変部及び所属リンパ節において著明なリンパ球浸潤を認めた。特に腸炎については、病変部においてTh17細胞を多く認め、IL-17Aの病態への関与が示唆された。以上の結果より、消化管、肺、皮膚など多彩な部位において、非血球系細胞がMHCクラスIIを介して末梢T細胞を制御しているとの可能性が示された。現在、消化管に焦点を絞り、上皮細胞や間葉系細胞などによるT細胞制御機構を探求している。本研究が完遂されれば、基礎医学のみならず炎症性腸疾患に対する新規治療法の開発など臨床医学に対しても重要な基盤技術をもたらすものと期待される。

これらの細胞は腸間膜リンパ節に由来しており、腸間膜リンパ節における速い増殖が正常細菌叢およびOX40依存的に腸管指向性Th17細胞を生成していた。以上より、腸管Th17細胞の恒常性維持において腸間膜リンパ節が重要な役割を果たすことが示された。このことは腸管粘膜免疫機構を理解する上で重要な知見であると考えられ、炎症性腸疾患など各種炎症性疾患の病態解明および新規治療法の開発につながるものと期待される。研究計画の通り、胸腺摘出・胸腺移植・骨髄移植の実験系を完成させ、腸炎、間質性肺炎、皮膚炎など各種自己免疫疾患を誘導することに成功し、これにより消化管上皮細胞や腸間膜リンパ節間葉系細胞など腸炎の責任細胞の候補を絞り込むに至った。現在作製中であるMHCクラスIIコンディショナルノックアウトマウスを完成させ、その自然経過を追うとともに、潰瘍性大腸炎モデルであるOX40リガンドトランスジェニックマウスのCD4T細胞を移入したり、経腸的に抗原を投与するなど、炎症性腸疾患発症下でのマウス個体の反応を観察する。消化管および腸間膜リンパ節におけるTh17および制御性T細胞の生成機構についても検討する。
血中ホモシステイン測定によるロイコボリン投与スケジュールの個別化に関する研究

代謝拮抗剤Methotrexate(MTX)は癌治療のみでなく関節リウマチ治療薬としても使用されている。MTX投与スケジュール依存性に様々な副作用が発生することが予想され、少量投与であっても長期間の使用では重篤な副作用が報告されている。本研究は、血中ホモシステイン濃度がロイコボリン投与スケジュールの個別化のためのマーカーになるかどうかの検証を目的とする。葉酸代謝に関連するmethylene tetrahydrofolate reductase(MTHFR)には遺伝子多型が報告されているが、そのうち2つの遺伝子多型(MTHFR C677T,A1298C)と血清総ホモシステイン濃度(Hcy)との関連について検討した。インフォームドコンセントの得られた451例(男性245例、女性206例)を対象とする遺伝子多型解析では、C677T多型:C/C199例(44.1%)、C/T201例(44.6%)、T/T51例(11.3%)であり、A1298C:A/A275例(61%)、A/C157例(34.8%)、C/C19例(4.2%)であった。Hcyには男女差があり、男性で有意に高かった。MTHFR遺伝子多型677T/1298Aをホモ接合性に有する男性32例では、他の遺伝子多型を有する場合に比べてHcyは有意に高かった。同様の傾向は女性でも観察された。これらの結果は、血清総ホモシステインをロイコボリン個別化投与スケジュールのマーカーにする場合、予めMTHFR遺伝子多型を調べることが重要であることを示唆している。今後、臨床サンプルの検討の際に参考にすべき点である。癌化学療法における代謝拮抗性抗癌剤の重要性については異論のないところである。また、代謝拮抗性抗癌剤Methotrexate(MTX)は関節リウマチの治療薬としても使用されており、少量投与の場合も含めて副作用軽減の目的で使用されるロイコボリンの投与量や投与スケジュールの決定の為の指標が求められる。本研究では、血清ホモシステインが指標になるかどうかの検証を目的とする。本年度は、血清ホモシステイン測定法の検討を行った。既に測定キットが入手可能であるが、汎用機を用いた測定での条件や干渉物質の影響について検討した。結果:測定キットを用いた検討では、干渉物質の存在に影響されず、特にロイコボリン存在下でも測定可能であることを確認した。次年度には、MTX治療時の血清ホモシステイン測定とともに葉酸測定のシステムを完成させる。さらに、ロイコボリン投与量と投与スケジュールを決定するために必要なパラメーターについても検討する。
二色誘導ラマン効果を利用した分析化学用超短パルス光源の開発

1.準備本研究では、fs領域において効率よく誘導ラマン・四波ラマン混合光を発生させ、そのうちの3本の光が位相同期をしているのか否かを調べる必要がある。まず、研究に不可欠なパルス幅測定器の設計を行った。要求される性能を満たすには、周波数分解光グート法(FROG)が最適と考えられ、この方式に基づき設計、製作を行った。また、fs領域においては、ラマンセル内の高圧水素の分散の影響により、容易にパルスが広がってしまうため、ラマンセル直後、あるいは直前にパルス圧縮器をおくことが必要となる。この設計も合わせて行った。2. FROGによるパルスの観測パルス幅800fs程度のチャープした励起光により、ラマン光を複数本発生させ、製作したFROGにより観測を行った。その結果、励起光、並びに1次ストークス光を同時に観測することはできたが、本装置の問題点が明らかとなった。従来のSHG結晶を用いたFROGの装置の構成では、測定する第2高調波光だけでなく、和周波光まで発生してしまうことが分かった。これは、FROGの構成とソフトウェアを大幅に変更することで対処可能である。しかしながら、ソフトウェアの変更は予想以上に時間を要し、最終的な実験にその完成は間に合わなかった。3. Fourier限界(FL)光の発生本方式では、励起光としてFL光であることが、効率の上からも好ましい。そこで、その発生方法を検討し、実験を行った。原理は、nsの比較的単色なシード光を用意し、これと800fsのチャープした励起光により、四波ラマン混合光を発生させるものである。実験の結果、発生した光は予想通り、パルス幅は800fs励起光により、線幅はnsシード光により決定され、FL光に近いパルス光を得ることができた。4.今後の計画今後は、FROGの完成を急ぐとともに、作り出したFL光により実験を行い、ラマン光の位相同期を確認する計画である。本年度は、以下のことを行った。1.本研究に最適なオートコリレーターの検討・製作2.位相同期確認の方式の検討(1)については従来研究代表者が用いてきた強度位相相関法、及びFrequncy-Resolved Optical Gating(FROG)について検討した。その結果、FROGでは強度相関法を包含する上、位相の情報まで同時にリアルタイムで計測できるため、FROGを採用することとした。FROGには様々な方式があるが、本研究では感度が高く、実験が比較的容易と考えられるSHG FROGとした。この決定に基づき、光学部品、非線形結晶、CCDカメラ、解析ソフトウェア等を準備・製作した。このFROGシステムは、最高5fs程度のパルスまで計測可能であるので、本研究で計測を考えている30fsのパルス幅には十分である。(2)については、実際に800fsのFourier限界光を使用して超短パルス光パルス幅計測実験を行う前に、本研究で提案している回転ラマン散乱で周波数領域を拡張された光をもとに、超短パルス光を発生できるのかどうかを実証するための簡便な方式をFROGシステムで行うことを計画した。すなわち、ラマン散乱により周波数拡張された光を従来超短パルス光発生によく利用されている自己位相変調光のようにパルス圧縮できるものなのか、言い換えれば、ラマン散乱光をチャープ光の一種として捉えることができるのかを確認することとした。この確認には、FROGシステムを使えば容易にできる。つまり、チャープした光では、光のスペクトルはFROG出力で連続した光の帯として確認できるが、そうでない全く独立した光の集まりでは独立した光の像が複数個得られることになる。現在まで、まだ超短パルス光の確認には至っていないものの、その基礎的な現象を本方式で確認し、その後実際にパルス幅を計測する予定である。

実験の結果、発生した光は予想通り、パルス幅は800fs励起光により、線幅はnsシード光により決定され、FL光に近いパルス光を得ることができた。4.今後の計画今後は、FROGの完成を急ぐとともに、作り出したFL光により実験を行い、ラマン光の位相同期を確認する計画である。
術後甲状腺機能低下症に起因する鬱状態における脳血流変化に関する研究

甲状腺癌術後患者における131I内服治療時の甲状腺ホルモン制限に伴う精神活動の低下を99mTc-HMPAO脳血流SPECTおよびSPM解析を用いて、局所脳血流異常変化を検討することで客観的に評価した。甲状腺ホルモン制限時の一過性甲状腺機能低下症時は正常コントロール例と比較して、頭頂葉後部、後頭葉楔部の血流低下が認められた。これらはSDSセルフアセスメントテストより求めた鬱状態の重症度に関わりなく認められたが、重症度の進行につれて血流低下域は前頭葉に拡大した。また血流低下のパターンを内因性鬱病や不安障害で鬱状態を伴う疾患群と比較した。内因性鬱病や不安障害では前頭葉や帯状回前部に血流低下が認められるのに対して、甲状腺ホルモン枯渇状態では頭頂葉後部、後頭葉楔部の血流低下があり、病態の違いが明らかとなった。これらは短期的には甲状腺ホルモンの補充によっても有意な改善は認められなかった。個々の症例で正常コントロール群とJack-knife検定を行い有意な血流低下域が認められたのは70%であった。このうち52%の症例、全体では37%に甲状腺ホルモンの補充によって局所脳血流の改善が認められた。改善群と非改善群間では甲状腺ホルモン濃度、年齢、枯渇期間、SDSの変化には明らかな差を認めなかった。さらに再度の131I内服治療患者を対象に初回時と2回目で局所脳血流異常に差があるか否かを検討した。2度目は初回時と比較して、血流低下域が拡大する傾向が認められたが、有意な差は認められなかった。以上の結果から、甲状腺癌術後機能低下状態では局所脳血流低下があり、精神活動に影響することが確認された。可逆性は一部、確認されたが、短期的には非可逆性であり、また甲状腺ホルモン枯渇回数の増加につれて脳血流低下が進展する傾向もみられた。今後、多数例による再評価が必要と考えられた。術後甲状腺機能低下症に起因する鬱状態の病態解明のため、甲状腺癌手術後の患者7例を対象にTc-99m-HMPAO SPECTを用いて甲状腺ホルモン補充前後で脳血流動態を解析した。被検者を仰臥位にてTc-99m-HMPAO(740MBq)を右肘静脈よりボーラス注入し、同時に、2検出器回転型ガンマカメラPrism 2000(Picker)を用いて128x128のマトリクスサイズにて1秒毎に120フレーム撮像した。ダイナミック画像収集直後より、3検出器回転型ガンマカメラPrism3000(Picker)を用いてSPECT収集を行った。装着したコリメータは低エネルギー超高分解能ファンビームコリメータ(LESHR)である。マトリックスサイズは128x128で360度収集を行った。得られた患者のSPECT再構成データと5072歳の男性4名,女性7名の正常コントロール例から作成した標準脳をSPM97を用いてジャックナイフ検定を行った。判定はheight threshold 0.05,extent threshold 0.05をもって有意とした。ホルモン補充前後で1例を除いていずれも局所脳血流異常が認められた。補充前から後にかけて2例は低血流域が正常に変化、2例は高血流域が低血流域に変化、1例は高血流域のみ、1例は高血流域と低血流域の混在した状態であった。血流分布に一定の傾向は無かったが、甲状腺機能の変化が局所脳血流の変化に影響する可能性が示唆された。

(目的)甲状腺癌全摘後機能低下状態における局所脳血流を甲状腺ホルモン補充後と比較する事で本病的状態における精神活動異常の原因の究明と治療の可能性を検討する。(方法)甲状腺癌全摘術後のI-131内照射治療前で、甲状腺ホルモン制限により甲状腺機能低下症を来した患者24名を対象にTc-99m-HMPAO脳血流SPECTを施行し、甲状腺ホルモン補充前後の脳血流変化をSPM96を用いて解析した。正常例11例による正常群としself-rating depression scale (SDS scale)より求めた抑鬱状態の重症度から軽度群、中等度群、高度群に分け、それぞれ正常群との比較を行った。さらに補充前後で群間比較を行った。各個人の全脳平均を50ml/100g/minとして局所脳血流を補正後比較し、Height thresholdが0.01未満、Extent、thresholdが0.01未満を統計上有意として表示させた。(結果)治療前の状態では抑鬱の程度に関係無く、頭頂葉後部、楔部に血流低下を認めた。また側頭葉特に上部側頭回及び帯状回前部に有意な高血流域を認めた。甲状腺ホルモン補充前後の比較では個々の症例では治療後に改善する症例が認められたが、群間比較では有意な血流の改善は認めなかった。(考察)甲状腺機能低下状態では、精神異常はSubclinicalな状態であったが、SDS scale上は鬱状態を示した。頭頂葉や後頭葉の血流低下域が認められ、甲状腺機能低下症における認知機能低下や情動障害の反映と思われた。甲状腺ホルモンの補充療法に対して効果を有する症例と有さない症例が認められ、現在その原因を究明中である。ホルモン枯渇期間、I-131内照射治療回数等の因子を含めてさらなる検討予定である。(目的)甲状腺癌全摘後機能低下状態における精神活動異常の原因の究明と治療の可能性を検討する。(方法)甲状腺癌全摘術後のI-131内照射治療前で、甲状腺ホルモン制限により甲状腺機能低下症を来した患者30名を対象にTc-99m-HMPAO脳血流SPECTを施行し、甲状腺ホルモン補充前後の脳血流変化をSPM96及び3D-SSPを用いて解析した。正常例15例による正常群とし抑鬱状態の重症度別に正常群との比較、補充前後での群間比較を行った。2度目の治療を受ける症例では、初回甲状腺機能低下状態時とも比較した。(結果)治療前では帯状回後部、楔前部に血流低下を認め抑鬱の重症度に従って、前頭葉に拡大した。個々の症例のJack-Knife検定では甲ホルモン補充後は、甲状腺機能低下状態と比較して40%に治療後に改善する症例が認められたが、群間比較では有意な血流の改善は認めなかった。再度の甲状腺ホルモン枯渇状態と初回時枯渇状態との比較でも有意な局所脳血流の変化を認めなかった。(考察)甲状腺機能低下状態では、臨床症状は認めないがSDS scale上鬱状態を示し、頭頂葉や辺縁系(帯状回後部)の血流低下が認められ、認知機能障害や情動障害との関与が示唆された。甲状腺ホルモン補充療法に対しては効果を有する症例と有さない症例が認められたが、甲状腺ホルモン枯渇状態で脳血流異常を呈する場合は、甲状腺ホルモンの補充で血流が改善しても、再度の枯渇で血流低下を来たすことが明らかとなり、これらの症例では甲状腺ホルモン枯渇期間を短期間に設定しTSH製剤を使用する必要があると思われた。
セルロースナノファイバーの化学修飾体の開発とタンパク質・ナノ粒子の高密度保持

微細繊維構造を有するバクテリアセルロース、解織セルロースなどのセルロースナノファイバー(CNF)からなる吸着剤は、内部拡散できず表面でのみ吸着される生体高分子やナノ粒子などを高密度に吸着保持しうる。CNFに各種官能基を導入した化学修飾体を調製し、各種の生体高分子の吸着特性を評価した結果、CNF誘導体がタンパク質等への高い吸着容量を示し、ナノオーダーの吸着種に対して優れた吸着剤となりうることを示した。本研究では微細繊維構造を有し高比表面積のセルロースナノファイバー(CNF)に各種官能基を導入した誘導体を調製し、調製した材料によるタンパク質等の生体高分子や金属ナノ粒子などの吸着保持特性を評価する。本年度は、以下の3つの小課題を中心に研究を進めた。本小課題では、CNFの一種としてバクテリアセルロースにイミノ二酢酸(IDA)をキレート基として導入し、Cu(II)、Ni(II)、Co(II)、Zn(II)を固定化して金属アフィニティーに基づいた生体物質の吸着挙動を評価した。Cu(II)を固定化したIDAバクテリアセルロースとIDA植物由来セルロースにおけるタンパク質の吸着挙動を比較した結果、同程度のCu(II)固定化量に対して、IDAバクテリアセルロースが2倍以上のタンパク質飽和吸着量を有することが示された。本研究成果は次年度学術論文として公開予定である。2. 4級アンモニウム化CNFによるタンパク質の吸着4級アンモニウム基を導入したCNF誘導体を調製し、タンパク質の吸着特性を評価した。植物セルロースから調製したセルロース吸着剤と比較して、4級アンモニウム化CNFはタンパク質に対する高い吸着容量を示した。ただし官能基導入率が低かったため、次年度は化学修飾法を変えて検討を進める。イミノ二酢酸を導入したCNF誘導体に、Fe(III)を吸着固定した。調製した吸着剤はDNAに対する大きな吸着容量を示した。本研究では微細繊維構造を有し高比表面積のセルロースナノファイバー(CNF)に各種官能基を導入した誘導体を調製し、調製した材料によるタンパク質等の生体高分子などの吸着保持特性を評価する。本年度は、以下の2つの小課題を中心に研究を進めた。本小課題では、CNFの一種としてバクテリアセルロースにイミノ二酢酸(IDA)をキレート基として導入し、Cu(II)を吸着固定化して金属アフィニティーに基づいた生体物質の吸着挙動を評価した。Cu(II)を固定化したIDAバクテリアセルロースとIDA植物由来セルロースにおけるタンパク質の吸着挙動を比較した結果、同程度のCu(II)固定化量に対して、IDAバクテリアセルロースが2倍以上のタンパク質飽和吸着量を示した。これに対して分子量が1501300のアミノ酸・ペプチドは吸着容量が同程度であった。2.4級アンモニウム化バクテリアセルロースによるタンパク質の吸着グリシジルトリメチルアンモニウムを用いて4級アンモニウム基を導入した4級アンモニウム化バクテリアセルロース(QABC)を調製し、タンパク質およびDNAの吸着特性を評価した。植物セルロースから調製した4級アンモニウム化セルロース吸着剤や市販のQAセルロースと比較して、QABCはタンパク質およびDNAに対する高い吸着容量を示した。これらの結果は、微細繊維構造を有し高比表面積のバクテリアセルロースを担体とする吸着剤が分子量の大きい生体高分子への吸着に有利であることを示している。すなわち、生体高分子の吸着剤として、CNFが吸着担体として有効であることが本研究より示唆された。
細胞骨格の核内蛋白アンカー機能とp53依存性細胞死に対する抑制作用

p53及びS1蛋白質の細胞骨格アンカーリング機能ドメイン、及び細胞死抑制作用について研究した。変異型及び野生型p53の細胞骨格局在はビメンチン依存性であった。p53並びにS1蛋白質のアンカーリング機能ドメインを決定した。即ちp53分子のC末ドメインとN末ドメインの両者がビメンチンへのアンカーリングに必要であること、またC末ドメインに存在する核外移行シグナルの関与も示唆された。S1蛋白質C2のC末ドメインC47はその核内移行に必須であった。新たに老化細胞に特異的なp53及びc-Fos蛋白質の顕著な細胞質内蓄積の現象を見出した。p53のDNA結合ドメインの変異によるビメンチンへのアンカーリング、及び核外移行に対する影響を調べた。正常機能のClassI及び細胞死不能のClassII変異型のp53-GFPは顕著な核内局在を示した。しかしG1期停止と細胞死ともに不能なClassIII変異型のp53-GFPは細胞質局在性であった。ClassIII変異型のp53のアンカーリング機能ドメインは野生型と同様であった。p53のC末ドメインAP1の細胞死誘導能を検討した。AP1-GFP発現による細胞死を認めなかった。即ち、AP1ドメインは細胞死の誘導に十分でなく、p53蛋白のN末ドメインが細胞死に深く関与することが示唆された。核外移行シグナル変異型のp53-NES-GFPは顕著な核内局在を示し、若い細胞に顕著な細胞死を生じさせた。即ちNESの変異によるp53の核外移行阻害は細胞死を強く誘導すると考えられる。しかし老化細胞ではp53-NESの細胞質局在が顕著であった。p53の核外移行及びビメンチンへのアンカーリングがp53細胞死の抑制に関与することが明らかとなった。また老化細胞ではp53の核内輸送阻害が顕著であることを見出した。細胞死の実行過程で核マトリックスのラミンの切断が必須であった。野生型及び変異型p53蛋白のビメンチン細胞骨格へのアンカー機能ドメインを解析した。蛍光蛋白質EGFPとp53蛋白のキメラ発現ベクターをビメンチン発現細胞、及びビメンチン遺伝子のノックアウト細胞に発現させ、蛍光p53蛋白質の核移行反応と細胞骨格へのアンカーリングの動態を観察した。蛍光変異型p53はビメンチン発現細胞では細胞骨格にアンカーし、ビメンチン遺伝子ノックアウト細胞では変異型p53は核内へ移行した。この結果から変異型p53蛋白の細胞質局在はビメンチン依存性であり、ビメンチン細胞骨格へのアンカーリングが分子生物学的に証明できた。野生型p53蛋白の一部も細胞質に存在してビメンチン細胞骨格にアンカーされることも明らかとなった。従って老化細胞のようにビメンチンを過剰に発現する細胞では、過剰合成されたp53蛋白質がビメンチン細胞骨格にアンカーされ、p53分子の核内移行反応やp53依存性細胞死が阻害されると推測される。C末及びN末のドメインを欠損させた野生型及び変異型p53と蛍光蛋白のキメラ分子の発現ベクターを構築し、これを用いてビメンチン発現細胞における核移行とビメンチンへのアンカーリングを解析した。その結果、ビメンチンへのアンカー機能ドメインがp53分子のN末側40アミノ酸のドメイン及びC末側の63アミノ酸のドメインから構成されることが明らかとなった。この両ドメインは相互作用を介してビメンチンにアンカーすると推測された。

此れまでの研究によりp53及びS1蛋白質のビメンチンへのアンカーリング機能ドメインを決定した。変異型及び野生型p53の細胞骨格局在のビメンチン依存性、及びp53分子のC末63アミノ酸とN末40アミノ酸のドメインの関与を明らかにした。S1蛋白質C2のC末ドメインC47(47アミノ酸)はその核内移行に必須であった。今回、新たにp53C末ドメインの核外移行シグナルの関与を明らかにした。p53のC末100アミノ酸のドメインAP1のGFPキメラは、Cos7細胞やHeLa細胞においては核内に顕著に局在したが、著明な細胞死を生じなかった。従ってC末のAP1ドメインのみでは細胞死の誘導に不十分であり、p53蛋白のN末ドメインも細胞死に関与することが示唆された。核外移行シグナルの変異型p53-NES(L348,350A)のGFPキメラは核内に強く局在し、特に若い細胞において顕著な細胞死を生じさせた。即ちNESの変異によるp53の核外移行阻害は細胞死を強く誘導すると考えられる。しかし老化細胞ではp53-NESの細胞質局在が顕著で、アポトーシスは僅かであった。p53の核外移行及びビメンチンへのアンカーリングがp53依存性細胞死の抑制に関与することが示唆された。