hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水圏に常在している環境細菌を利用した水圏環境の維持・管理そして改善・富栄養化対策としての環境細菌の積極的な利用

本研究の目的は,人間活動に由来する湖,河川そしての沿岸海域などの水域への過剰な炭素,窒素およびリン(C,N,P)の負荷を,本来環境中に存在する細菌群集を積極的に利用して軽減することであり,そのために,本来環境中で優占しているものの従来の培養法では検出・分離できない低栄養細菌の動態を調べる。平成10年度は,富栄養化の進行により,夏季に頻繁に貧酸素水塊を形成し,底層の生物群集や沿岸養殖業および漁業に多大な被害が生じる兵庫県播磨灘を調査海域とし,設定した定点の表層水,中層水(10m)および底層水を毎週採取した。海水試水をそのままろ過滅菌して調製した培地〈iSW培地)を用いてその場で優占していると思われる低栄養細菌をMPN計数した。その際,iSW培地にC源として微量のグルコースを添加した培地(C培地)とC培地に微量の無機N源とP源を添加した培地(CPN培地)を作製し,低栄養細菌のMPN計数値を比較した。さらに,表層,中層および底層の海水試水の細菌粒子画分をろ過捕集し,そこから抽出したDNAをテンプレートにして16S rRNA遺伝子をPCR増幅し,その遺伝子断片を大腸菌にクローニングすることでもとの試水中の細菌群集の組成を遺伝的に比較した。得られた結果は以下のとおり。1)貧酸素水塊が発生した底層水で,表層水と比較して極めて高い無機態のN源およびP源が存在した。その際,三種の培地で計数した低栄養細菌数を表層水,中層水および底層水で比較すると,表層水と中層水ではCPN培地での計数値がiSW培地でのそれより高かったのに対し,底層水では両培地での計数値にそれほど差がなかった。このことは,栄養塩が不足している表・中層水の低栄養細菌群集が栄養塩が豊富な底層水のそれとは異なっていること,前者は栄養塩の負荷に対して速やかに対応して増殖するの者はそうではないことが明らかになった。2)試水中の細菌粒子から直接PCR増幅し,大腸菌にクローニングした16S rRNA遺伝子の多様性を比較したところ,表層および中層の組成は底層のそれとは大きく異なり,遺伝子レベルでも貧酸素水塊が発生して栄養塩濃度が大きく変化した水塊中では,細菌群集組成も変化することが明らかになった。平成9年度は,標準的な海洋環境として設定した太平洋黒潮域の定点の表層水および中層水から,海水をそのままろ過滅菌して培地を調製し(iSW培地),これを用いてその場で優占していると思われる低栄養細菌を多数分離した。その際,iSW培地にC源として微量のグルコースを添加した培地(C培地)とC培地に微量の無機N源とP源を添加した培地(CPN培地)を作製し,低栄養細菌のMPN計数値を比較するとともに,分離菌株の種組成を16SrRNA遺伝子情報レベルで比較した。1)3種の低栄養細菌用培地を用いて,従来法(寒天平板法)では検出・分離できない低栄養細菌(偏性低栄養細菌)を,多数検出・分離できた。しかし,3種の低栄養培地による低栄養細菌MPN計数値のあいだに明瞭な差異は見られなかった。2)複数の低栄養細菌分離株の染色体DNAから,それぞれの16SrDNAをPCR増幅し,その塩基配列情報から低栄養細菌分離株の系統学的位置を決定したところ,すべて既知の海洋細菌とは系統的に遠い,新奇な細菌であることが明らかになった。同じ海域から非常に希釈したペプトン培地を用いて分離した低栄養細菌(やはり通常の培地では検出・分離・培養できない)が,ほとんどproteobacteriaγ群に属したのに対し,今回用いた3種の培地による低栄養細菌分離株はproteobacteriaα群,β群,γ群およびFlexibacter群に多様に分散した。このことから,海洋中には通常法では培養できない多様な低栄養細菌が存在し,その栄養塩利用特性も異なることが示唆された。

その際,iSW培地にC源として微量のグルコースを添加した培地(C培地)とC培地に微量の無機N源とP源を添加した培地(CPN培地)を作製し,低栄養細菌のMPN計数値を比較した。さらに,表層,中層および底層の海水試水の細菌粒子画分をろ過捕集し,そこから抽出したDNAをテンプレートにして16S rRNA遺伝子をPCR増幅し,その遺伝子断片を大腸菌にクローニングすることでもとの試水中の細菌群集の組成を遺伝的に比較した。得られた結果は以下のとおり。1)貧酸素水塊が発生した底層水で,表層水と比較して極めて高い無機態のN源およびP源が存在した。その際,三種の培地で計数した低栄養細菌数を表層水,中層水および底層水で比較すると,表層水と中層水ではCPN培地での計数値がiSW培地でのそれより高かったのに対し,底層水では両培地での計数値にそれほど差がなかった。このことは,栄養塩が不足している表・中層水の低栄養細菌群集が栄養塩が豊富な底層水のそれとは異なっていること,前者は栄養塩の負荷に対して速やかに対応して増殖するの者はそうではないことが明らかになった。2)試水中の細菌粒子から直接PCR増幅し,大腸菌にクローニングした16S rRNA遺伝子の多様性を比較したところ,表層および中層の組成は底層のそれとは大きく異なり,遺伝子レベルでも貧酸素水塊が発生して栄養塩濃度が大きく変化した水塊中では,細菌群集組成も変化することが明らかになった。
Reelinシグナルと精神疾患との関連性に対する多面的解析

本研究ではマウス脳に認められるニューロン層構造の機能的意義を明らかにするため、背側終脳特異的に層構造を欠損した変異マウス(Dab1 cKOマウス)の解析を行ってきた。Dab1 cKOマウスを作成し、脳の形態学的異常が期待されたものである事を組織学的・神経解剖学観察によって確認した。本年度は、藤田保健衛生大学システム医科学研究部門(宮川剛教授)において、網羅的行動テストバッテリーを用いた神経行動学的表現型の決定を行った。実験には、対照群(Dab1^<flox/flox>)、ヘテロマウス群(Dab1^<flox/+>:Emx1^<Cre/+>)、Dab1 cKOマウス群(Dab1^<flox/flox>:Emx1^<Cre/+>)を用いた。cKOマウス群において、主に3つの特徴的な表現型が認められた。高架式十字迷路、オープンフィールド、明暗箱実験にて不安様行動が顕著に減少する点、ローターロッドおよび強制水泳試験において鬱様行動の減少が認められる点、バーンズ迷路課題において空間的参照記憶が障害される点である。興味深いことに、形態学的異常を示さないヘテロマウス群では、これらの異常が認められず、対照群と有意な差はなかった。これらの結果は、ニューロン層構造が恐怖や不安を感受するメカニズムの一端を担っていることを示唆している。ニューロンが層状に配置されないことによる近位ニューロン間の神経ネットワークの形成不全が、これらの異常を引き起こすと考えられる。一方で、Reelin-Dab1シグナルと統合失調症や双極性障害との関連が報告されているが、統合失調症様行動であるプレパルスインヒビションの低下や空間的作業記憶の低下は認められなかった。前述したように、鬱様行動も減少した。これまでReelinシグナル欠損マウスの統合失調症モデル動物としての有用性に関する議論が行われてきたが、本研究結果からこの点に関する新たな所見が得られた。本研究では、哺乳類のいくつかの脳領域で認めら「ニューロン層構造」の機能的意義、および、層構造の崩壊と精神疾患との関連性を明らかにするため、前脳特異的にReelinシグナル細胞内因子であるDablタンパクを機能欠損させたマウス(Dabl cKOマウス)の作製し、その形態学的および行動学的異常を検索した。Dabl cKOマウスは、大脳新皮質と海馬で顕著な層構造異常を示すが、小脳皮質においては正常に発達することが観察され、Dabl遺伝子nullミュータントであるyotariマウスで認められる小脳性運動失調を示すことなく、正常な運動機能を有していることが確認された。さらに、このマウスを用いて、ホームケージ内での自発的活動量、聴覚刺激に対する驚愕反応、情動、記憶/学習能力を測定する行動解析実験を行った。自発活動量や聴覚性驚愕反応に異常は認められなかったが、オープンフィールドテストおよび高架式十字迷路課題において不安様行動がcKOマウスで有意に減少することが明らかになった。これらの結果は、情動の低下と大脳新皮質の層構造の崩壊との関連性を示唆している。恐怖を感じることは、個体が生存する上で非常に重要な能力であると考えられるが、この行動が大脳新皮質、特に前頭前野の層構造異常によって欠損することが初めて明らかになった。一方、記憶/学習行動の評価課題としてMorris型水迷路課題および物体認識課題を行ったが、cKOマウス群と対照群との間に顕著な差は認められなかった。これらの課題は海馬依存的であると考えられているが、本研究より海馬層構造の崩壊が記憶/学習課題へ与える影響は小さい可能性が示唆された。今後は、網羅的行動解析によるDabl cKOマウスの精神疾患モデルとしての有用性、およびその原因となる分子メカニズムについて、形態学的、行動学的、分子生物学的手法を用いたさらなる解析を行う予定である。本研究ではマウス脳形態の機能的意義を明らかにするために、終脳の層構造を遺伝的に機能欠損した変異マウス(Dab1cKO)の解析を行っている。Dab1cKOマウスを作成し、その脳形態異常が期待されたものである事を組織学的・解剖学的に確認した。昨年度末より、ホームケージにおける自発活動量の測定、オープンフィールドおよび高架式十字迷路という不安喚起場面における神経行動学的評価から、Dab1cKOマウスは小脳性運動失調を示さないが、不安を感じるべき場面で正確な評価が出来ないことが明らかになった。一方で、海馬依存性の記憶・学習課題である物体認識および場所認識テストにおいては異常が認められないという結果が得られた。cKOマウスが置かれた環境を正常に評価出来ていない反応は、DSM-IVに定義される統合失調症の分類の一つで、思考の錯乱や解体した行動が顕著な兆候である「破瓜型」を反映していると示唆される。これらの兆候を示す患者においては、記憶・学習障害は報告されておらず、神経行動学的な共通点が認められる。さらに、大脳新皮質の前頭前野領域における樹状突起棘数の減少がcKOマウスで認められた。樹状突起棘はシナプス領域に発現しニューロン可塑性を反映すると考えられている。認められた樹状突起棘数の減少は、Dab1cKOマウスにおいてニューロンの可塑的な変化が低下していることを反映するものである。加えて、大脳皮質介在ニューロンにおける神経伝達物質GABAを合成するGAD67の発現においても、対照群と比較して減少していることが明らかになった。

この特徴は、ヒト統合失調症患者においても観察されており、思考の統合および評価という比較的高度な脳機能と関連していると考えられるが、Reelin/Dab1シグナルの機能欠損によってその形態学的・機能異常が引き起こされることが本実験より示唆された。本研究ではマウス脳に認められるニューロン層構造の機能的意義を明らかにするため、背側終脳特異的に層構造を欠損した変異マウス(Dab1 cKOマウス)の解析を行ってきた。Dab1 cKOマウスを作成し、脳の形態学的異常が期待されたものである事を組織学的・神経解剖学観察によって確認した。本年度は、藤田保健衛生大学システム医科学研究部門(宮川剛教授)において、網羅的行動テストバッテリーを用いた神経行動学的表現型の決定を行った。実験には、対照群(Dab1^<flox/flox>)、ヘテロマウス群(Dab1^<flox/+>:Emx1^<Cre/+>)、Dab1 cKOマウス群(Dab1^<flox/flox>:Emx1^<Cre/+>)を用いた。cKOマウス群において、主に3つの特徴的な表現型が認められた。高架式十字迷路、オープンフィールド、明暗箱実験にて不安様行動が顕著に減少する点、ローターロッドおよび強制水泳試験において鬱様行動の減少が認められる点、バーンズ迷路課題において空間的参照記憶が障害される点である。興味深いことに、形態学的異常を示さないヘテロマウス群では、これらの異常が認められず、対照群と有意な差はなかった。これらの結果は、ニューロン層構造が恐怖や不安を感受するメカニズムの一端を担っていることを示唆している。ニューロンが層状に配置されないことによる近位ニューロン間の神経ネットワークの形成不全が、これらの異常を引き起こすと考えられる。一方で、Reelin-Dab1シグナルと統合失調症や双極性障害との関連が報告されているが、統合失調症様行動であるプレパルスインヒビションの低下や空間的作業記憶の低下は認められなかった。前述したように、鬱様行動も減少した。これまでReelinシグナル欠損マウスの統合失調症モデル動物としての有用性に関する議論が行われてきたが、本研究結果からこの点に関する新たな所見が得られた。
多層縮環型ヘリセンの合成によるナノスプリング・ナノコイルの創製と機能の発現

これまで我々は、ヘリセンジオールをさまざまな溶媒から再結晶することにより包接結晶や超分子結晶を得、その構造をX線結晶構造解析によって調べてきた。その中で、取り込んだ溶媒の種類やヘリセンジオールの立体構造で超分子構造が大きく異なり、ヘリセン骨格の構造も大きく変化することを明らかにしてきた。一方、ヘリセンの芳香環の外縁部に多くのアルキル基を導入し、一般の有機溶媒に非常に溶けやすい性質を持つヘリセンの合成に最近成功した。溶解度の高いヘリセンが合成できれば、これまでに報告例のない三層以上に縮環したヘリセンが得られ、ナノテクノロジーの一分野となる「分子スプリング」や「分子コイル」の創製に発展できると考え、現在研究を行っている。今年度は、ラセミ体、P体、M体それぞれのヘリセンジオールを出発物質とし、エチレンをリンカーとしたヘリセン分子のダイマーを合成した。その結果、ヘリセン分子のモノマーの比旋光度が約2200°であったのに対して、ダイマーの比旋光度は約3600°まで上昇した。分子量の違いを勘案すると、その比旋光度は約1.6倍に上昇した。この上昇分がエチレンをリンカーとしたことによる効果であり、モノマー間を共役結合で結ぶことによりモノマー間の相互作用が現れた結果と考えられる。さらに多くのヘリセン骨格を多数連ねることにより、非常に高い旋光度が発現し、偏光フィルターなどへの応用などが期待できると考えている。一方、二重らせん構造を持つDNAは平面構造を有する分子と相互作用(インターカレーション)を示すことが知られているが、ヘリセンのようならせん構造を有する分子との相互作用はほとんど報告されていない。そこで、リンカーの長さによって分子のらせんピッチをコントロールできる両末端を架橋したヘリセンを用い、らせんピッチと認識能の関係を調べた。溶解度の高いヘリセンが合成できれば、これまでに報告例のない三層以上に縮環したヘリセンが得られ、ナノテクノロジーの一分野となる「分子スプリング」や「分子コイル」の創製に発展できると考えた。今年度は、構成する芳香環の数が7個である[7]ヘリセンから出発し、さらに芳香環の数が増加した[15]ヘリセンの合成を計画した。しかし、出発物質である[7]ヘリセンの大量合成が困難であり、多量の出発物質を得ることができなかったこと、ならびに生成したヘリセンの芳香環部に水素原子がほとんど存在しないため、1H-NMRで生成物の確認が困難であることから、[15]ヘリセンの生成を明確に確認することができなかった。そこで、ヘリセンの前駆体であるオレフィンを合成する際、ケトンとジケトンの混合物からMcMurry反応を行ったところオリゴマーが生成した。この混合物をそのまま光環化反応にかけた結果、[7]ヘリセン以外に、[11]ヘリセン、[15]ヘリセン、[19]ヘリセンが生成することを、LDI-TOF MSによって確認した。また、比較的多量に生成した[11]ヘリセンについては、GPCによって容易に単離できることも明らかになった。今後は、[15]ヘリセン、[19]ヘリセンの分離精製を行うとともに、より高次のヘリセンの合成を行っていきたい。今年度は、ラセミ体、P体、M体それぞれのヘリセンジオールを出発物質として反応を行い、ヘリセン骨格を有するポリマーを合成し、その機能・物性についての研究を行うことにした。合成の際にはスペーサーとしてシリル基を導入することで、ポリマーの溶解性の向上をはかった。その結果Mwが10000程度の分子量を持つポリマーが得られ、熱分析の結果から高い熱安定性を有することが明らかになった。しかし、吸収スペクトル、CDスペクトルなどの光学特性の結果は、ポリマーの物性がモノマーに類似したものであることを示し、ヘリセン骨格を多数連ねることによる新たな物性の発現を果たすことは出来なかった。一方、二重らせん構造を持つDNAは平面構造を有する分子と相互作用(インターカレーション)を示すことが知られているが、ヘリセンのようならせん構造を有する分子との相互作用は全く報告されていない。

そこで、新規に合成したジメチルアミノ基を有するヘテロヘリセンとDNAとの相互作用を調べたところ、P体のヘリセンが左巻きの二重らせん構造を有するZ型DNAに特異的に取り込まれることが明らかとなったこれまで我々は、ヘリセンジオールをさまざまな溶媒から再結晶することにより包接結晶や超分子結晶を得、その構造をX線結晶構造解析によって調べてきた。その中で、取り込んだ溶媒の種類やヘリセンジオールの立体構造で超分子構造が大きく異なり、ヘリセン骨格の構造も大きく変化することを明らかにしてきた。一方、ヘリセンの芳香環の外縁部に多くのアルキル基を導入し、一般の有機溶媒に非常に溶けやすい性質を持つヘリセンの合成に最近成功した。溶解度の高いヘリセンが合成できれば、これまでに報告例のない三層以上に縮環したヘリセンが得られ、ナノテクノロジーの一分野となる「分子スプリング」や「分子コイル」の創製に発展できると考え、現在研究を行っている。今年度は、ラセミ体、P体、M体それぞれのヘリセンジオールを出発物質とし、エチレンをリンカーとしたヘリセン分子のダイマーを合成した。その結果、ヘリセン分子のモノマーの比旋光度が約2200°であったのに対して、ダイマーの比旋光度は約3600°まで上昇した。分子量の違いを勘案すると、その比旋光度は約1.6倍に上昇した。この上昇分がエチレンをリンカーとしたことによる効果であり、モノマー間を共役結合で結ぶことによりモノマー間の相互作用が現れた結果と考えられる。さらに多くのヘリセン骨格を多数連ねることにより、非常に高い旋光度が発現し、偏光フィルターなどへの応用などが期待できると考えている。一方、二重らせん構造を持つDNAは平面構造を有する分子と相互作用(インターカレーション)を示すことが知られているが、ヘリセンのようならせん構造を有する分子との相互作用はほとんど報告されていない。そこで、リンカーの長さによって分子のらせんピッチをコントロールできる両末端を架橋したヘリセンを用い、らせんピッチと認識能の関係を調べた。
プロテオグリカンとフィラミンのクロストークとその変異による遺伝性骨疾患

コンドロイチン硫酸(CS)、デルマタン硫酸(DS)、ヘパラン硫酸(HS)-プロテオグリカンの生合成に関わる酵素の変異によって、多様な骨・皮膚疾患が引き起こされる。一方、細胞内骨格を構成するフィラミンの異常によっても、同様の骨・皮膚の遺伝性疾患が引き起こされる。しかしながら、細胞内フィラミンと細胞外のCS/DS/HSがどのように関わり、同様の遺伝病を発症するかについてはほとんど研究がなされておらず、不明な点が多い。そこで、本研究では細胞内フィラミンと細胞外CS/DS/HS-プロテオグリカンのクロストークについて明らかにし、それらの遺伝性骨・皮膚疾患の発症機序についても解明することを目的とする。
再発・転移口腔癌症例に対する新規治療戦略の開発ー天寿癌を目指してー

マイクロアレイでの検討により、リプログラミング因子を遺伝子導入して作製した人工口腔癌幹細胞は、親株と比較して、ミトコンドリアの機能異常に関連のある因子や、細胞の形態および代謝異常に関わる因子等の発現が亢進していたが、重要な鍵となるような新たな因子を見出せなかった。また人工口腔癌幹細胞は、抗癌剤ならびに放射線に対して抵抗性を示すだけでなく、分子標的薬にも抵抗性を示したが、潰瘍性大腸炎や関節リウマチの薬として使用されているスルファサラジンに感受性を示すことを見出した。以上から、スルファサラジンを併用した新規治療戦略により口腔癌幹細胞を制御し、再発・転移口腔癌症例を効果的に治療できるかも知れない。口腔癌細胞株(HSC2)以外に、肝癌細胞株(HepG2)、乳癌細胞株(MCFー7)、子宮頸癌細胞株(Hela)においても、リプログラミングファクターの導入により、それぞれのトランスフェクタントを作製でき、各親株よりもそれぞれ高い細胞増殖能、細胞移動能、浸潤能、sphere形成能を示し、さらにヌードマウス背部皮下へ移植を行ったところ、それぞれのトランスフェクタントは各親株よりも高い造腫瘍性を示す人工癌幹細胞様細胞を作製できたことから、これらを用いてマイクロアレイ解析にて臓器横断的に癌幹細胞に共通して特異的な発現変動を示す新規因子を同定を試みたが、同定することができなかった。ただし、変動に差があるものの、ミトコンドリアの機能異常に関連のある因子や、細胞の形態および代謝異常に関わる諸因子が検出できたことより、これらの因子の機能解析を行い、ヌードマウスモデルで検討を進めたいと考えている。肝癌細胞株(Hep G2)、乳癌細胞株(MCFー7)、子宮頸癌細胞株(Hela)に対して、リプログラミング因子を遺伝子導入して、癌幹細胞の性格を有するそれぞれのトランスフェクタントを作製できた。さらにこれらは、各親株と比較して、高い細胞増殖能、細胞移動能、浸潤能、sphere形成能を示すことを確認出来た。さらにヌードマウス背部皮下へ移植を行ったところ、それぞれのトランスフェクタントは各親株よりも高い造腫瘍性を確認した。以上の結果から、癌幹細胞に類似した性格を有する人工癌幹細胞が作製できており、おおむね順調に進行している。臓器横断的に癌幹細胞に共通して特異的な発現変動を示す新規因子を同定できなかったが、変動に差があるものの、ミトコンドリアの機能異常に関連のある因子や、細胞の形態および代謝異常に関わる諸因子が癌幹細胞において検出できたことより、これらの因子の機能解析を行い、ヌードマウスモデルで、これらの候補因子を標的とした新規治療法の検討を進めたいと考えている。口腔癌初年度に肝癌細胞株(Hep G2)、乳癌細胞株(MCFー7)、子宮頸癌細胞株(Hela)を親株とする人工癌幹細胞が作製できたため、これまでに当科で作製済みである口腔癌細胞株(HSC2)を親株とする人工癌幹細胞とともに、マイクロアレイ解析にて親株とトランスフェクタント間でそれぞれ共通して特異的な変動を示す遺伝子の同定行う予定である。それらの因子の中には臓器横断的に癌幹細胞に共通した因子が同定出来る可能性があり、その制御方法の確立を目指したいと考えている。臓器横断的に共通する癌幹細胞に特異的な因子の同定に時間を要し、候補因子の機能解析の後にヌードマウスモデルを用いた検討を行う必要性が生じたため、次年度にヌードマウスを購入するための費用を回すこととしたために、次年度使用額が生じてしまった。本年度は肝癌細胞、乳癌細胞、子宮頸癌細胞を対象として人工癌幹細胞の作製を行ったが、すべての細胞でエピソーマルベクターの遺伝子導入が成功し、人工癌幹細胞の作製ができたため、今後マイクロアレイ解析、IPAを用いたパスウェイ解析をこれら3種類の細胞に口腔癌細胞を加えた4種類の細胞で親株とトランスフェクタント間での比較検討を予定しており、それらに経費がかかる事が予想されたため、本年度は節約して次年度に少しでも物品費を使用できるように次年度に予算を回した。次年度使用額にて、実験動物ヌードマウスを購入する計画である。肝癌細胞、乳癌細胞、子宮頸癌細胞、口腔癌細胞を対象として親株とトランスフェクタント間でマイクロアレイ解析、IPAを用いたパスウェイ解析を行い、両者の間で特異的な発現変動を示す遺伝子をピックアップし、臓器横断的に共通した遺伝子やシグナル伝達系を見出す予定であり、これらに経費を使用する予定である。
塑性率向上を目指した鋼製ラーメンの構造形式に関する研究

本研究では,円形断面橋脚と矩形断面梁より構成される鋼製ラーメン構造物の弾塑性挙動を明確にし,地震時における鋼製ラーメンの塑性率向上を目指した構造形式を提案した.円形断面の柱と矩形断面の梁との接合部に注目すると,(1)円形断面柱の直径が矩形断面梁のフランジ幅よりも小さく柱を梁に貫通させたものと,(2)円形断面柱の直径が矩形断面梁のフランジ幅よりも大きく梁を柱に貫通させたものがある.接合形式(1)では,隅角部のパネル強度は大きくなることから,梁のせん断力を効果的に伝達するはりの補剛形式について注目した.補剛形式は,梁のダイヤフラムから柱に補剛材を取り付けるものであり,ト形とハ形の2つのタイプについて実験を実施した.最終的な崩壊形式は,全て円形断面の柱における局部座屈であった.応力分布の最大値に注目するとト形の補剛形式が優れていることが確認され,何れの補剛形式でも,隅角部近傍における梁の応力は軽減されており,これら補剛材の有効性が認められた.接合形式(2)では,座屈形式が(a)梁または柱の曲げ座屈,(b)隅角部パネルのせん断座屈,(c)上記の連成座屈,の3パターンに区別できる.ここでは,これら座屈形式を支配するパラメータを提案し,それを基に供試体を作製した.実験では1体だけが,溶接部における亀裂が進展しために,予想と一致しなかったものの,それ以外の供試体は予想した座屈形式が観察され,本パラメータの有効性が確認された.また,変形性能に注目すると,座屈形式(b)が最も優れており,次に座屈形式(c)であった.すなわち,今後の設計においては,隅角部パネルの変形能力に注目した断面構成を考える必要がある.本研究では,円形断面橋脚と矩形断面梁より構成される鋼製ラーメン構造物の弾塑性挙動を明確にし,地震時における鋼製ラーメンの塑性率向上を目指した構造形式を提案した.円形断面の柱と矩形断面の梁との接合部に注目すると,(1)円形断面柱の直径が矩形断面梁のフランジ幅よりも小さく柱を梁に貫通させたものと,(2)円形断面柱の直径が矩形断面梁のフランジ幅よりも大きく梁を柱に貫通させたものがある.接合形式(1)では,隅角部のパネル強度は大きくなることから,梁のせん断力を効果的に伝達するはりの補剛形式について注目した.補剛形式は,梁のダイヤフラムから柱に補剛材を取り付けるものであり,ト形とハ形の2つのタイプについて実験を実施した.最終的な崩壊形式は,全て円形断面の柱における局部座屈であった.応力分布の最大値に注目するとト形の補剛形式が優れていることが確認され,何れの補剛形式でも,隅角部近傍における梁の応力は軽減されており,これら補剛材の有効性が認められた.接合形式(2)では,座屈形式が(a)梁または柱の曲げ座屈,(b)隅角部パネルのせん断座屈,(c)上記の連成座屈,の3パターンに区別できる.ここでは,これら座屈形式を支配するパラメータを提案し,それを基に供試体を作製した.実験では1体だけが,溶接部における亀裂が進展しために,予想と一致しなかったものの,それ以外の供試体は予想した座屈形式が観察され,本パラメータの有効性が確認された.また,変形性能に注目すると,座屈形式(b)が最も優れており,次に座屈形式(c)であった.すなわち,今後の設計においては,隅角部パネルの変形能力に注目した断面構成を考える必要がある.本年度は,(1)矩形断面の梁・柱から構成される鋼製ラーメンと,(2)矩形の梁と円形の柱から構成される鋼製ラーメンの実験を実施した.(1)に関しては,力の伝達を円滑にする目的で,梁部に円弧アーチをつけた.その効果として梁部のフランジにおける応力は円滑化されたものの,最大耐力についてはむしろ低下するという実験結果が得られた.この原因は,梁部のウエッブにおける応力が上昇したために,この部分の座屈が先行し構造全体の耐力を減少させたものと考えられる.このように,梁部における円弧アーチの効果については,従来から想像されていたものよりもかなり低いという結論が得られた.(2)に関しては,断面寸法として,柱よりも梁の断面が大きい場合を対象とし,梁部における補剛方法について研究を行った.すなわち,梁から柱に伝達されるせん断力を,どのような補剛方法をとれば円滑に伝えられるかを調べた.補剛方法としては,(イ)梁の両側ウエッブから円形橋脚に2本のハの字形補剛材を取り付けたものと,(ロ)梁のダイヤフラムから円形橋脚に1本の補剛材を取り付けた,計2通りの場合について実験を行った.その結果,梁部の応力状態に注目すると,(イ)よりも(ロ)の補剛方法が最大応力が低減できることが確かめられた.最大耐力に注目すると,両方共に,円形橋脚の座屈で決定されていたために,補剛方法による大きな差異は見られなかった.これは,実験前の予想では,梁部の座屈で最大耐力が決定されるような断面でも,補剛材が有効に作用したために,梁部の座屈よりも柱部の座屈が先行したためである.

平成12年度は,梁部の座屈が柱の座屈に先行するような断面を設定して実験を行う予定である.また,(2)の構造形式に関する実験は,これまでも少ないため,平成12年度は(イ)(ロ)以外の補剛方法についても実験を行う予定である.本研究の目的は,円形断面橋脚と矩形断面梁より構成される鋼製ラーメンの構造形式を見直すことにより,地震時における鋼製ラーメンの塑性率向上を目指すものである.円形断面の柱と矩形断面の梁との接合部に注目すると,(1)円形断面柱の直径が矩形断面梁のフランジ幅よりも小さく柱を梁に貫通させたものと,(2)円形断面柱の直径が矩形断面梁のフランジ幅よりも大きく梁を柱に貫通させたものがある.接合形式(1)では,隅角部のパネル強度は大きくなることから,梁のせん断力を効果的に伝達するはりの補剛形式について注目した.補剛形式は,梁のダイヤフラムから柱に補剛材を取り付けるものであり,ト形とハ形の2つのタイプについて実験を実施した.最終的な崩壊形式は,全て円形断面の柱における局部座屈であった.応力分布の最大値に注目するとト形の補剛形式が優れていることが確認され,何れの補剛形式でも,隅角部近傍における梁の応力は軽減されており,これら補剛材の有効性が認められた.接合形式(2)では,座屈形式が(a)梁または柱の曲げ座屈,(b)隅角部パネルのせん断座屈,(c)上記の連成座屈,の3パターンに区別できる.ここでは,これら座屈形式を支配するパラメータを提案し,それを基に供試体を作製した.実験では1体だけが,溶接部における亀裂が進展しために,予想と一致しなかったものの,それ以外の供試体は予想した座屈形式が観察され,本パラメータの有効性が確認された.また,変形性能に注目すると,座屈形式(b)が最も優れており,次に座屈形式(c)であった.すなわち,今後の設計においては,隅角部パネルの変形能力に注目した断面構成を考える必要がある.
退職給付会計の導入と日本の企業システムの変容に関する研究

本研究の目的は、いわゆるビッグバンという会計制度改革において制度化された退職給付会計が日本の企業システムに対してどのようなインパクトを与えたのかを分析することである。第1年度においては課題を達成するための準備作業として、理論仮説の分析命題への変換、分析に用いるデータの整理という2つの事項について分析を行なった。第2年度にあたる本年度においては、研究初年度におけるこれらの研究に対する様々な成果等を基礎として、実際に次の各事項に関するそれぞれの分析を順次行なっていった。(1)退職給付会計の導入に関する経営者の裁量行動(2)日本の企業システムに関する数量的分析(3)経営者および株主間の利害関係に対する退職給付会計のインパクトの分析(4)経営者および従業員間の利害関係に対する退職給付会計のインパクトの分析(5)株主および従業員間の利害関係に対する退職給付会計のインパクトの分析(6)退職給付会計の導入と日本の企業システムの対応に関する総合的な分析平成18年度においては,課題を達成するための準備作業として,(1)理論仮説の分析命題への変換,(2)分析に用いるデータの整理,の2つの点についての分析を進めた。(1)理論仮説の分析命題への変換本研究で分析対象とする理論仮説は,幾つかの仮説を複合した一つの体系である。具体的には,ステークホルダーとしての従業員,株主,そして企業経営者の利害対立の構造と,その利害対立を偏向のないものにするためのアクチュアリーと経営者および職業会計士の信頼性付与の構造が,経営者を介して交錯する構造を想定している。したがって,このような仮説を実際に分析するための命題として最初に変換する作業を行った。特にこの理論仮説は,日本型とよばれる特徴をもつ企業のシステム面に関わる特徴に大きく依存していることが予測されていたことから,経営者の思考その他についてもいくつかの資料等を用いて,可能な限り詳細に検討を行った。(2)分析に用いるデータの整理実際に分析を行う以前の準備的な作業としては,基本的な分析モデルが適用可能であるか,あるいはそれらのモデルを分析するために必要なデータが十分に存在する(あるいは利用可能であるか)ということを検討する必要がある。そこで,理論仮説に関わる日本企業のデータの収集と整理を行った。これに関しては,データ量が予想以上にボリュームがあったために,整理に予想外の時間がかかっている。したがつて,当初の予定よりも,データの整備は十分な状態とはいえないであろう。(1)退職給付会計の導入に関する経営者の裁量行動(2)日本の企業システムに関する数量的分析(3)経営者および株主間の利害関係に対する退職給付会計のインパクトの分析(4)経営者および従業員間の利害関係に対する退職給付会計のインパクトの分析(5)株主および従業員間の利害関係に対する退職給付会計のインパクトの分析(6)退職給付会計の導入と日本の企業システムの対応に関する総合的な分析
我が国の疾病負担（Burden of Disease）に関する包括的研究

本研究で新たに推定した日本の疾病負荷は、主要国際機関含め幅広く利用されている。その他、労働従事者の疾病負荷との比較、主要な疾患研究資金に関するデータ収集、周産期死亡など都道府県レベルでの特定疾患の負荷、疾患のリスク因子推定と時間変化に関する分析を行った。研究成果は著名な査読付き国際雑誌に採択され国際会議でも、ウェブサイトMeditech Finderでも発表した。本研究で得られた結果により、日本の保険政策を正確な疾病負荷に基づく情報を基盤に発展させることができる。その結果、政策やプログラム決定に際して、今現在と将来にわたる日本国民の健康に対するニーズをより反映させることが可能となる。本研究は、1我が国の死亡と障害による疾病負担の推移、2疾病負担の将来予測、3危険因子に起因する疾病負担とその推移、4将来予防できる疾病負担、5有効カバレージ分析とその推移の5つに関して、包括的な疾病負担分析を行う我が国で初めての試みであり、特に小地域や社会階層別の分析を行うことを目的としている。初年度は、主にデータおよび分析手法の準備と予備的解析を進めた。13に関しては、世界の疾病負担研究(Global Burden of Disease, GBD)の国別分析のアップデートに貢献し論文が受諾されている。また、1に関しては、地方自治体レベルの平均余命データベースを作成し、所得層別にみた平均余命の傾向を示すための予備解析を行った。さらに厚生労働省の死亡データを利用し、1974年2010年の地方自治体レベルの年齢・性別・死因別データベースを作成中である。尚、死因コードは世界の疾病負担研究に使用されているコードに変換し、このデータを使用したベイズ法による小地域分析を行う予定である。2に関しては、我が国の疾病データの同定とベイズ推計を用い障害による疾病負担の推計を進めている。3と5に関しては、非感染性疾患の危険因子に起因する疾病負担に関する分析の一環として、都道府県レベルでの死因別死亡分析を行った。2010年国民健康・栄養調査と人口動態調査死亡票の個票データの二次利用により、喫煙や高血圧などの危険因子に起因する死因別死亡数を都道府県別に推計した。その結果、いずれの都道府県においても喫煙や高血圧が主な死亡因子であった。しかし、都道府県によるばらつきもあり、我が国の平均余命の地理的分布を理解する上での有用な情報が得られた。本分析の一部については、米国での国際学会や地方自治体レベルで開催された研究会等で発表した。本研究は、日本における全国及び都道府県レベルの疾病負担推定を行う。全国レベルの死亡データに関しては、小地域分析の予備的分析を行った。死亡と障害に関しては、世界疾病負担(Global Burden of Disease, GBD)2013プロジェクトの一環として、保健指標評価研究所(Institute of Health Metrics and Evaluation, IHME)により作成・使用された。厳格かつ包括的な疾病負担推定を行うため、IHMEの死亡データベースに日本の地方行政区画情報を組み込むにあたり、本研究班が支援を行った。また昨年度は、日本における2025年までの喫煙傾向予測の分析も行った。本分析は、喫煙という重要な危険要因による疾病負担の予測を可能にするものである。疾病負担の初期推定は都道府県毎に算出し、医療政策への地域参画を目的とするデータ可視化ツールの一部として、オンライン上で発表した。また、全国及び都道府県レベルでの周産期死亡率を推定し、周産期死亡における危険要因の動向分析と傾向推測を行った。日本における生存損失年YLL、障害損失年YLD、もしくは死亡・障害に関する主要なリスク因子を指標とした疾病負荷を最新の手法により算出した。これら一連の結果は、査読付きの著明な論文誌に出版済みである。加えて、疾病負荷の影響評価の結果は簡便に利用できるようWebページにて公開中である(Meditech Finder: http://meditechfinder.org)。公開ページでは、1)日本政府支出の研究資金と主要な疾病原因を比較するための可視化、および2)日本はじめ178カ国それぞれに対して、タバコの喫煙動向を1990年から2025年に渡って推計、予測した結果が閲覧可能である。とりわけ、日本における喫煙動向の将来予測はリスク因子への介入や新規研究を促進する上で非常に重要な情報を提供する。地域レベルでのYLL推定結果をMeditech Finderに今月中にまもなく実装を予定しており、1995年から2025年にわたる都道府県別の死亡要因147のケースについて傾向や比率の変化が公にも閲覧可能になる。本研究では、格差に起因する死亡についても探索を行い、2016年に論文が公開されている。具体的には、異なる主要な職種間での死亡率の差が有意にみられることがわかった。すなわち、リーマンショックが起こった2008年には見られなかったが、1990年代の経済危機後に死亡率の大きな変化が生じたことを突き止めた。一連の分析結果は、格差是正策が死亡率減少に寄与し得ることを国内外へと示したことになる。以上まとめると、本研究は地域レベルでの死亡影響評価、日本における比較ベースのリスク評価の更新、疾病負荷の概念を職種別格差の指標へと適用範囲を拡大する上で主要な貢献を果たしたことになり、国内外、学術一般含めて広く公開・普及する活動に大きく貢献した。

本研究で得られた結果により、日本の保険政策を正確な疾病負荷に基づく情報を基盤に発展させることができる。その結果、政策やプログラム決定に際して、今現在と将来にわたる日本国民の健康に対するニーズをより反映させることが可能となる。疾病負担の分析は、死亡数・損失生存年数・障害調整生存年数を指標とした初期推定が終了しており、オンライン上で一部発表済みである。現在は、より緻密な尺度での推定と不確実性の算出を可能にするため、既存の推定手法を改良している。有病率及び一部の危険要因の動向は既に推定されているが、包括的な危険因子分析はまだ行われていない。本分析は、疾病負担推定が終了した後に完了する予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。国際保健政策学疾病負担分析に関しては、都道府県毎の最終推定を年内に作成する予定である。また都道府県レベルの主な危険因子の比較分析は、年度内に行う予定である。最新の世界疾病負担研究における日本の地方レベル分析の組み込みに関しては、IHMEへ引き続き支援を行っていく。全死亡率、周産期死亡率、主な危険因子における空間分析は、都道府県及び市町村レベルで行う予定である。地方レベルのデータに関しては、今後、公的にアクセス可能なプラットフォームに日本語・英語で公開していく。所得階層別にみた平均余命の解析に関してはほぼ終了しており、現在は死亡率の小地域分析のため新しい時空間モデルを作成している。疾病負担のうちの障害による負担を示すYears Lived with Disabilities (YLDs)を分析するために、ベイズ推計によるメタ回帰分析を行うためのDisMod-MRと呼ばれるソフトウェアの使用に関する研修を受け、障害による疾病負担の推計を進めている。IHMEと協議のうえ作成した我が国の小地域における疾病負担研究のモデルを適応し、平成26年度内に県レベルの危険因子分析を終了させる予定である。また、世界の疾病負担研究の死因コードを使用したベイズ法による小地域分析も完成予定である。この新しい時空間モデルを使用した分析により、特に小地域や社会階層別の日本における主な死因と障害および危険因子による包括的な疾病負担の推移を示すことができると考える。そして、これらの分析を終えた後に、将来予防できる疾病負担の推計を行う予定である。
非線形方程式のモジュライ空間の幾何学的応用

研究期間が2ヶ月であったので、格段多くの成果があった訳ではないが、当該期間とその前後に以下のような研究の進展があった。1。フレアーホモロジーのトーションの指数がラグランジュ部分多様体を動かしたとき1リプシッツであるという定理について、証明の誤りを修正した論文をネット上発表した(4月arXivl1104.4267)。(この結果と矛盾する他の人の論文が発表されていたが、直接関わる場合について、より簡明で初頭的な証明も行うことで、この結果に誤りが無いことも再確認した。)修正は証明の一部で、定理そのものは前に発表したものと不変。2。ラグランジュ部分多様体のフレアーホモロジーを使って、エントフ-ポルテロヴィッチの定義したquasi-homomorphismの値を評価する論文のfirst draftを完成しネット上公開した(5月arXiv:1105.5123)。3。ラグランジュ部分多様体のフレアーホモロジーが整数環上や正標数の体上でも構成できる(シンプレクティック多様体に条件付き)ことを示した論文を完成しネット上発表、投稿した(5月arXiv:1105,5124)。1。2。3。
韓国雇用慣行の史的展開に関する実証的研究―生活保障主義の圧力と労務管理

現代の社会保障システムにおいては企業内の雇用慣行によって担われる部分が大きい。それが日本に限らない普遍的傾向であることは、近年の経営・労働史研究によって明らかになりつつある。雇用流動化がうたわれる今日においても、企業はそうした負担部分から完全に自由ではあり得ない。そうした視点から、国有鉄道の人事制度や労使関係の変遷を実証的に跡づけつつ韓国の雇用・労働史を再構築するのが本研究のねらいである。平成16年度は、1945年以前と解放直後の時代を対象に、鉄道や電力産業で企業内身分資格の一般的上昇により、植民地期には上位身分に限っていた生活保障型処遇制度が広く大衆化された形で出現したこと、それが戦後韓国の雇用慣行形成に影響を与えたことが明らかにされた。本年度の研究では、経済開発期の1960年代におきた変化に焦点を当てた。50年代まで、雇用員、5級、4級、3級へと内部昇進による連続性を強めていた人事制度は、技能職制度の導入を契機に、管理職やその候補となる一般職と現業の技能職に二分される。その意義は、第一に、急速な学歴上昇により高学歴人材不足が解消し、高級人材の調達方法として外部市場からの学卒採用が定着したこと。ただし管理職の給源として中程度の学歴者を対象とする内部養成は紆余曲折をへて維持されてきた。韓国は高学歴化速度が速い中、古い伝統を持つ鉄道でさえ内部養成には障碍が多かったのである。第二に、管理職昇進において勤務成績より試験制度が重視されるようになった。学歴重視、早い選抜、その結果としてキャリアー組とノンキャリアー組の確実な線引きという特徴がここで形成される。第三に、こうした線引きには現場労働者からの抵抗があり、結局、試験による下位管理職昇進、技能職内部での処遇改善と生活保障型の維持という妥協がなされた。韓国企業の雇用慣行における重要な軸の一つがここで形成された。日本の場合、年功賃金や広い意味での企業内福祉など生活保障型処遇制度は、細部において多様な形態をとるとはいえ、戦後のいわば日本的雇用慣行の大枠をなす要素である。日本近代のはじめ、この制度はわずかのホワイトカラー層を対象に作られたが、経済・社会的地位上昇を求める労働者側からの圧力が主に企業内の身分上昇に向けられてきたという日本的事情と、経営側がその圧力や諸環境に対応しつつ労働力の内部化政策を発展させてきたことにより戦後は大衆的制度として確立された。企業内身分上昇圧力は韓国の雇用制度史を描くときも重要な変数であり、その起源は近代的雇用関係の本格的形成が始まった植民地期につながる。日本人を基幹労働力、朝鮮人を周辺労働力とする植民地的雇用政策や朝鮮人の学歴上昇の遅れなどにより、朝鮮人労働者の身分上昇は日本に比べて相対的に立ち後れていたが、解放後、日本人の引き上げによる上位職の空白をうめるため、大量昇進が一挙に実現し、生活保障型処遇制度の裾野も一挙に広げられる。日本の戦後民主化に比べれば、解放から朝鮮戦争にいたる激動期の韓国は、挫折された革命、労使関係の抑圧的再編などで特徴づけられる。しかしマクロレベルにおける抑圧的状況のうらに、社会インフラ部門を中心とする公共部門の職場レベルでは、労働者の身分上昇欲求を汲み取りつつ戦後型雇用慣行が形成されたのである。ただしその慣行を支えるべき理念の未成熟さや担い手たる労働運動の弱さ、そして何より、経済合理性との本格的すり合わせを欠いたという点で、制度としてははなはだ不安定なものであった。後の経済開発期に生活保障型処遇制度が大きく後退するのもそうした弱さの反映であった。以上、鉄道業の事例に即して進められた平成16年度の研究の中間的まとめである。

第三に、こうした線引きには現場労働者からの抵抗があり、結局、試験による下位管理職昇進、技能職内部での処遇改善と生活保障型の維持という妥協がなされた。韓国企業の雇用慣行における重要な軸の一つがここで形成された。
牧羊犬のヒツジ追い現象に着想を得た機動制御法の創成

本研究では,多数のエージェント群を,少数のコントローラを設計することで間接的に制御するマルチエージェントシステムの構築,およびその制御原理の抽出を目指す.そのために我々は,牧場で見られる牧羊犬のヒツジ追い現象に着目した.この現象では,少数の牧羊犬が,自律的に移動する多数のヒツジ群を巧みに追い立てることで誘導する.我々はこの現象に着想を得て,少数のコントローラ(牧羊犬)が自身の機動性を生かしてエージェント群(ヒツジ群)を誘導する制御を機動制御と称し,制御則の構築とシステムの安定性の解析,ならびにシステムの実機検証を行う.最後に,理論と実機の両面から制御原理を考察し,機動制御理論の体系化を行う.本研究では,多数のエージェント群を,少数のコントローラを設計することで間接的に制御するマルチエージェントシステムの構築,およびその制御原理の抽出を目指す.そのために我々は,牧場で見られる牧羊犬のヒツジ追い現象に着目した.この現象では,少数の牧羊犬が,自律的に移動する多数のヒツジ群を巧みに追い立てることで誘導する.我々はこの現象に着想を得て,少数のコントローラ(牧羊犬)が自身の機動性を生かしてエージェント群(ヒツジ群)を誘導する制御を機動制御と称し,制御則の構築とシステムの安定性の解析,ならびにシステムの実機検証を行う.最後に,理論と実機の両面から制御原理を考察し,機動制御理論の体系化を行う.
母体血による胎児出生前遺伝子診断

1.母体血中に存在する胎児由来細胞(有核赤血球)の同定法の確立従来から、母体末梢血に出現する胎児細胞のうち、胎児DNA診断に用いるのに最も適した細胞は有核赤血球といわれており、われわれはパーコール不連続密度勾配法にて細胞を採取し、形態学的に有核細胞を確認しマイクロマニプレーターで単一細胞から、DNAを採取した。胎児細胞の同定にはX,Y遺伝子を確認する方法が一般的であったが、従来の方法では胎児が女児の場合、母体細胞の混入によるcomtaminationが除外できなかった。今回、父、母の遺伝子alleleを受け継ぐHLA-DQ alpha typeを胎児細胞の同定法に初めて応用し、良好な成績を得た。本法はHLA-DQ alpha typing kitを用いた簡便なもので、多量のサンプルでも短時間で成績を得ることが出来る方法として、今後期待されるものである。前回分娩でOTC欠損症と診断され、保因者とされる母親の母体末梢血から家族の同意のもとに血液を採取し、OTC欠損症の出生前遺伝子診断を試み、胎児が女児で、且つOTC遺伝子が正常であることを見いだした。本法の成績は羊水診断、分娩時に得られた臍帯血よりの成績と一致し、初めてOTC欠損症の母体血による遺伝子診断の可能性が示された。以上、母体血による胎児出生前遺伝子診断は性別によらずに両親から受け継いだ遺伝子alleleの存在を確認する本法は今後母体、胎児に無侵襲的に施行できる方法として臨床的意義の高い検査法と考えられる。現在、遺伝性疾患の胎児出生前診断は、絨毛・羊水・胎児血を侵襲的に採取することにより行われている。一方、妊娠末梢血液中には胎児由来の細胞が微量ながら存在することが知られている。我々は、妊娠末梢血液中に存在する胎児由来細胞のなかで、肉眼的に識別可能である有核赤血球を用いて、非侵襲的に胎児出生前診断を行う方法の確立を試みた。妊娠6週以降の妊婦より末梢血7mlを採取し、EDTA処理後、Percoll不連続密度勾配遠沈法により有核赤血球を含む分画を分離する。分離回収後、スライドグラスに塗末・乾燥させたのちにパッペンハイム染色を行う。顕微鏡観察下に有核赤血球を識別し、micromanipulatorを用いて単一細胞レベルで回収する。回収した単一の有核赤血球よりDNAを抽出し、Primer extension pre-amplification (PEP)法を用いて全DNA増幅を行う。さらに、このPEP産物を用いて胎児の性別及びRh式血液型の診断を行い、診断可能であった。今回我々が行った方法は、肉眼的に胎児由来細胞の一つである有核赤血球を単一細胞として識別・回収し、性別診断することによりこの細胞が胎児由来であることを確認できるとともに、胎児遺伝性疾患の遺伝子診断を妊娠6週頃より非侵襲的に行うことを可能にする方法である。胎児由来有核赤血球を用いる本法は、現在広く用いられている羊水・胎児血を用いる方法に比べ、妊娠初期より可能であること、母体・胎児にとって非侵襲的であることなどの利点を有している。今後の出生前診断法として有効であり、広く応用されるものと考えられる。遺伝性疾患の出生前診断は現在、羊水穿刺、絨毛採取、臍帯穿刺などにより胎児細胞を採取し行われているが、数%でこれらの手技が流産の原因になる。今回、無侵襲的出生前診断法として妊婦末梢血中に極少量混入している胎児由来有核赤血球よりDNAを抽出し、遺伝子診断する方法の開発を行っている。胎児細胞は妊婦8-23週妊婦の末梢血より比重遠沈法にて有核赤血球豊富な分画を分離後、塗抹し、ギムザ染色して形態的に有核赤血球を識別し、細胞個々にマイクロマニュピュレーターを用いて回収。

DNAを抽出後、15baseのoligonucleotideからなるrandom primerを用いて全遺伝子増幅をおこない、その増幅産物の一部ずつを用いて性別、Rh式血液型など多種の遺伝子診断を単一の細胞から行っている。今年度は、我々はRh式血液型の遺伝子診断について精度も含め検討し報告した(Obstetrics and Gynecology 87,501-505.1996)。現時点で回収された細胞が個々に胎児に由来するかどうかの確認は胎児が男児の場合に限られている。そこで、現在、HLA-DQ genotypeを用いた胎児識別法についても検討し、現在論文投稿中である(American Journal of Obstetrics and Gynecology)。われわれの方法は、妊婦末梢血より有核赤血球を回収し、性別、HLAgenotypeで胎児由来であることを確認した上で目的とする遺伝子診断を可能とした。本法は無侵襲的であり、妊婦6週と非常に早期から遺伝子診断が可能であり、次世代の出生前診断法である。妊婦末梢血中にはごく少量の胎児由来細胞が存在する事が示されており、胎児遺伝子診断の標的として考えられている。この方法は、現在主に行われている羊水穿刺法などに流産などの一定のリスクが伴うのに対し、無浸襲性が特徴であり、次世代の胎児診断法と目されている。我々は、成人血中には通常存在しない有核赤血球を形態的に識別し、micromanipulation法で単一細胞として回収し、その単一細胞から抽出したDNAをPCR法にて増幅する方法で、今までにDuchenne型筋ジストロフィー、RhD血液型の出生前診断を行い報告してきた。しかし、抽出した有核赤血球が胎児由来かどうかの確認は胎児が男児の場合のみに限られていた。そこで、HLA-DQ alphaのgenotypingを行い、性別に依らない胎児細胞同定法を確立し、雑誌′′Human Genetics′′に報告した。このことは、本法が伴性遺伝性疾患のみならず、常染色体性疾患にも広く応用可能なことを示している。また、Ornithin Transcarbamirase欠損症にも応用した。前児が生後3日目で高アンモニア血症のため死亡した既往をもつ家系につき、発端者DNAより変異部位を同定し、それを基に続く妊娠で、妊婦末梢血中より抽出した有核赤血球を用いて胎児のOrnithin Transcarbamirase欠損症の遺伝子診断にも成功した。