hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
変形性膝関節症に対する運動療法の生物学的効果とバイオマーカーの開発に関する研究

本研究では,変形性膝関節症に対する運動療法の生物学的効果に関する基礎データを提示する目的で,実験的に発症させたラット膝関節炎モデルに対して,機器を用いた持続的他動運動と電気刺激による低負荷の筋収縮運動といった2種類の運動療法による治療介入を行い,痛みや腫脹といった炎症症状におよぼす影響を検討した.結果,いずれの運動療法でも患部である膝関節のみならず,遠隔部にあたる足部の痛みが早期に改善することが明らかとなり,運動療法には生物学的効果があることが示唆された.そして,先行研究の結果を参考にすると,この生物学的効果には関節周囲組織から発現する抗炎症性サイトカインが関与している可能性が見いだされ,病態の進行や治療効果判定に利用できるバイオマーカーとしても有用ではないかと考えられた.本研究では,変形性膝関節症に対する運動療法の生物学的効果に関する基礎データを提示する目的で,実験的に発症させたラット膝関節炎モデルに対して,機器を用いた持続的他動運動と電気刺激による低負荷の筋収縮運動といった2種類の運動療法による治療介入を行い,痛みや腫脹といった炎症症状におよぼす影響を検討した.結果,いずれの運動療法でも患部である膝関節のみならず,遠隔部にあたる足部の痛みが早期に改善することが明らかとなり,運動療法には生物学的効果があることが示唆された.そして,先行研究の結果を参考にすると,この生物学的効果には関節周囲組織から発現する抗炎症性サイトカインが関与している可能性が見いだされ,病態の進行や治療効果判定に利用できるバイオマーカーとしても有用ではないかと考えられた.今年度は、ラット膝関節に起炎剤を投与することによって変形性膝関節症モデルを作製するとともに、大腿四頭筋への電気刺激による筋収縮運動が患部ならびに遠隔部の痛覚閾値におよぼす影響を検討した。予備実験も含めて50匹のラットを実験に供し、現段階では15匹のラットが妥当なモデルとして使用可能であった。実験デザインとしては、(1)3%Carrageenan-Kaolin混合液300μLを膝関節に注入することで関節炎を惹起させた後、8週間通常飼育とする群(関節炎群)、(2)同様に関節炎を惹起させた後、4週間通常飼育を行い、4週後より電気刺激を行う群(電気刺激群)、(3)生理食塩水300μLを膝関節に注入することで関節炎惹起の疑似処置を行い、その後8週間通常飼育を行う群(Sham群)を設定した。電気刺激の方法は大腿四頭筋に表面電極を貼付し、周波数50Hz、パルス幅250psecの条件で、4,0mAの刺激強度で20分間通電した。なお、その頻度は隔日とし、延べ4週間実施した。そして、実験期間中は膝関節の横径を測定することで腫脹の程度を評価し、併せてプッシュプル・ゲージを用い膝関節の圧痛閾値を測定した。また、遠隔部である足底部の痛覚閾値はvon Freyfilament (VFF)を用いて評価した。結果、起炎剤投与1日後より膝関節の腫脹と圧痛閾値の低下を認め、これは2週間持続した。一方、遠隔部である足部の痛覚閾値も起炎剤投与1日後より低下を認め、これは8週間の実験期間すべてにおいて低下が認められた。次に、電気刺激の効果は患部には認められなかったが、遠隔部に対しては痛覚閾値の低下が軽減していた。つまり、関節炎の発生に伴う二次痛覚過敏に対して筋収縮運動が有効である可能性が示唆され、今後はそのメカニズムを解明する予定である。今年度は、ラット膝関節炎の発生直後から持続的他動運動(Continuous Passive Motion ; CPM)機器を用いた運動療法の治療介入を行い、患部ならびに遠隔部におよぼす影響を検討した。予備実験も含めて100匹のラットを実験に供し、以下はモデルとして妥当であった30匹のラットのデータである。実験デザインとしては、1)起炎剤である3%Carrageenan-Kaolin混合液300μLを右膝関節に注入し、関節炎を惹起させる関節炎、2)同様に右膝関節に関節炎を惹起させた後、CPMを実施するCPM群、3)疑似処置として生理食塩水300μLを右膝関節に注入する対照群の3群を設定した。そして、CPM群に対しては起炎剤投与4日目から角速度10°/秒の膝関節屈曲伸展運動を60分間(週5回)実施した。次に、各群に対しては起炎剤(生理食塩水)投与の前日から経時的に右側膝関節の腫脹と圧痛閾値ならびに遠隔部である足背の痛覚閾値を評価した。結果、患部の腫脹に関しては関節炎群は起炎剤投与1日目をピークに31日目まで対照群より有意に増加していたが、CPM群は7日目以降、対照群との有意差が認められなくなった。また、患部の圧痛閾値においても関節炎群は起炎剤投与1日目をピークに24日目まで対照群より有意に低下していたが、CPM群は17日目以降、対照群との有意差が認められなくなった。遠隔部である足背の痛覚閾値においては関節炎群は起炎剤投与1日目から対照群より有意に低下し、これは31日目まで持続したが、CPM群は7日目以降、対照群との有意差が認められなくなった。

なお、実験最終日に膝関節を採取し、組織病理学的に炎症の評価を行ったが、関節炎群とCPM群には顕著な差はなかった。以上のことから、関節炎発生直後からCPMを実施すると、患部の炎症症状のみならず、遠隔部に生じる慢性痛の徴候を予防できる可能性が示唆され、今後はそのメカニズムを解明し、バイオマーカーの開発につなげていく予定である。今年度は、ラット膝関節炎の発生直後から電気刺激を用いた筋収縮運動を行い、患部ならびに遠隔部におよぼす影響を検討した。実験デザインとしては、1)起炎剤である3%カラゲニン・カオリン混合液を右膝関節に注入し、関節炎を惹起させる関節炎群、2)関節炎の惹起後、右膝関節をギプスで不動化する不動群、3)関節炎の惹起後、低強度の筋収縮運動を実施する運動群、4)疑似処置として生理食塩水を右膝関節に注入する対照群の4群を設定した。そして、運動群に対しては起炎剤投与翌日から大腿四頭筋を電気刺激し、筋収縮運動を誘発し、これを20分間(週6回)実施した。次に、各群に対しては起炎剤(生理食塩水)投与の前日から経時的に右側膝関節の腫脹と圧痛閾値ならびに遠隔部である足底の痛覚閾値を評価した。また、実験終了後は大腿直筋と関節組織を採取し、組織学的検索に供し、前者に関しては筋線維直径の計測も行った。結果、大腿直筋の筋線維直径は関節炎群と運動群の間に有意差は認められず、今回の筋収縮運動では筋肥大効果はないことが実証された。しかし、患部の腫脹や圧痛閾値、遠隔部の足底の痛覚閾値に関しては運動群が関節炎群や不動群より早期に改善を認め、逆に患部の運動を制限した不動群は自動運動が可能な関節炎群よりも患部や遠隔部の痛みが持続した。なお、関節組織の組織学的検索における炎症の評価結果については、関節炎群、不動群、運動群の間に顕著な差はなかった。以上のことから、関節炎発生直後から筋収縮運動を行うと、患部の炎症症状のみならず、遠隔部に生じる慢性痛の徴候を予防できる可能性が示唆され、これは筋肥大などによるバイオメカニカルな効果ではなく、運動そのものの生物学的効果に由来していると考えられた。一方、関節炎発生直後から運動を制限してしまうと慢性痛に発展する可能性が高いことも明らかとなり、臨床における過度の安静の問題点も明らかとなった。当初、治療介入方法としては電気刺激による筋収縮運動を予定していたが、昨年度の成果を5月開催の学会で発表した折に電気刺激の場合は下行性疹痛抑制系を賦活するため、筋収縮運動そのものの生物学的効果として膝関節の痛みが軽減したかどうかは不明であるとの指摘を頂いた。そこで、この点を再検討した結果、治療介入方法をCPMによる関節運動に変更し、実験を進めた。その結果、前述のような治療介入効果が明確となり、変形性膝関節症の急性期における運動療法の重要性が明らかになってきたことから(2)と判定した。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究計画からは運動療法の治療介入方法の変更を行ったが、前述のように運動療法は膝関節炎に対して生物学的効果を発揮している可能性が高いことが示唆されている。加えて、この研究成果は組織損傷など、炎症に起因した慢性痛の予防手段としてめリハビリテーションのあり方にも示唆を与えるものと考えており、今後は当初の予定通り、経時的な炎症性サイトカイン等の動態を調査し、生物学的効果のメカニズムを解明するとともに、バイオマーカーの開発に向けた検討を行っていく。
触媒安定化型拡散火炎に関する基礎的研究

省資源や二酸化炭素排出量の低減を目ざして、希薄燃焼や触媒燃焼が注目されているが、現在は予混合燃焼を中心として研究が進められている。他方、空気流中に平行に置かれた多孔質平板より燃料を一様に吹出す際に形成される平板境界層拡散火炎は、気体燃料や固体燃料の表面燃焼と関連して重要なため、古くから研究の対象とされてきた。そこで本研究は、層流平板境界層拡散火炎において燃料にメタンを用い、これを窒素で希釈することにより拡散火炎における希薄燃焼の実現を試み、さらにその際に問題となる火炎安定性の低下を改善するために、燃料を吹出す多孔質平板に触媒性を持たせ、それが火炎安定性に及ぼす影響を検討し、以下の結論を得た。1)層流平板境界層拡散火炎には、火炎基部が振動する振動不安定と、火炎基部の一部がはく離するはく離不安定の二つの不安定現象が存在する。前者は、吹き出し気体中の燃料濃度の減少による火炎温度の低下に起因する。2)多孔質平板に触媒性を持たせることにより、振動不安定現象の発生を遅らせる。すなわち、火炎の安定性を向上させることができる。このことより、本研究で対象とする火炎においては、火炎基部において燃料と空気の予混合が起り、その予混合気の伝播速度と火炎茎部に流入する流れの速度のつりあいにより火炎の安定機構が説明でき解媒は火炎基部と多孔質平板との間に存在する消炎領域における化学反応を活発にし、火炎を安定化させるものと考えられる。3)はく離不安定は触媒の影響を受けず、火炎安定性の向上は認められない。はく離不安定は、燃料濃度の低い値で発生するため、この際の火炎温度は低く、触媒表面も低い。そのため、触媒の効果も極めて小さいものと考えられる。
酵素センサータンパク質FixLのヘム・キナーゼ間情報伝達機構の解明

FixL/Jは根粒菌に含まれるタンパク質で、窒素固定反応の制御に関与している。窒素固定反応は低酸素濃度の時のみ起こる。これは酸素センサータンパク質FixLが酸素濃度の減少を感知するとレギュレータータンパク質FixJがリン酸化され、窒素固定関連遺伝子fixK、nifAのプロモーター部分に結合するためである。このFixL/Jは、"two-component system"と呼ばれる細胞内情報伝達系の典型的な例である。酸素センサータンパク質FixLのヘム・キナーゼ間情報伝達は、最終的にFixJとDNAとの正確な結合という形で具現化される。本年度はそのメカニズムに迫るべく研究を行った。FixJのC末端側(FixJC)はDNA結合ドメインを構成しており、その立体構造をNMRを用いて解明した。この構造をもとに、DNA存在下でのNMR測定、蛍光偏光度測定などを行い、FixJのDNA結合に寄与するアミノ酸残基を特定し、結合メカニズムを明らかにすべく研究を進めた。DNA存在下、非存在下で^<15>NラベルされたFixJCの2次元^1H-^<15>NHSQCスペクトル測定を行い、アミドプロトンのクロスピークがシフトしたアミノ酸残基の同定を試みた結果、Ser44のシグナルに明らかな変化が認められた。次に蛍光物質(FITC)ラベルされたDNAとFixJの変異体を用いて蛍光偏光度測定を行った。Ser44の変異体は蛍光偏光度測定ではDNAとの結合に対する影響が見られなかったので、これが位置している4番目のαヘリックス(α4)上に存在する電荷を持つアミノ酸残基(Arg、Glu)に着目して変異体を調製した。その結果、DNAとの結合に関与しているという結果が得られた。Ser44は、DNA結合に関与するArg46と水素結合しているため、構造変化の際に影響を受け、NMR測定におけるクロスピークの変化をもたらしたと結論した。根粒菌による窒素固定反応は低酸素のときにのみ起こるように制御されているが、その制御系はFixL(酸素センサーヒスチジンキナーゼ)とFixJ(nifA、fixK遺伝子の転写因子)という2つのタンパク質から構成されている。今年度、これらの情報伝達機構について、以下のことを明らかにした。1.X線結晶構造解析を行なうために、FixLの酸素センサードメインの結晶化を試み、微結晶を得た。2.FixLとFixJは四量体の状態で存在し(FixL 2 FixJ 2)、ヘム・キナーゼ間の情報伝達に伴って、この四量体の会合が解けることを、動的光散乱法を用いて明らかにした。3.FixLの軸配位子であるヒスチジンのイミダゾールのNH基のプロトンのシグナルをNMRを用いて帰属し、これが典型的なヘムタンパク質であるミオグロビンに比べ、低磁場領域に観測された。これはFixLのヘム周辺の環境が疎水的であることを示している。FixLの酸素親和性の低さがこの疎水的な環境に由来して引き起こされている可能性を示唆した。4.FixLによってリン酸化される転写因子FixJのDNA結合ドメインの立体構造をNMRを用いて解明し、FixJがヘリックス-ターン-ヘリックス・モチーフを持つことを明らかにした。過去の遺伝学的解析から重要と指摘されていた幾つかのアミノ酸残基の立体構造上での位置が明らかになった。それらは直接DNAの認識に関わる役割をするものと立体構造を保持する役割をするものとに分類された。今後、DNAやFixJの変異体を用いた結合実験や、DNAとFixJの複合体の構造解析を行なうことによって、DNAの認識メカニズムを詳細に解明していく予定である。
パフォーマンス・マネジメントの日本企業への適用可能性に関する理論的・実証的研究

本研究の目的は、近年のアメリカ発祥の人事制度「パフォーマンス・マネジメント(PM)」の日本企業への適用可能性を探究することである。この目的を達成すべく、昨今のPM概念に関する議論を整理するとともに、本研究独自の分析枠組をDeNisi & Smith(2014)を参照しつつ構築した。次いで、この枠組をもとにの事例分析を1次資料の収集を通じて行なった。外資系企業におけるPMについては2次資料にもとづき事例分析を行なった。結論として、純粋なモデルどおりのPMを導入している企業はなく、PMという呼称を用いるか否かにかかわらず、PMの制度設計原理には多様性があることが示された。今年度においては、研究課題テーマの中心概念である「パフォーマンス・マネジメント」に関する文献を渉猟し、その研究蓄積を整理することに専念した。また、これまでに収集した1次資料をパフォーマンス・マネジメント論の観点から分析した英語論文1本をKambayashi, N. ed (2014) Japanese Management in Changeという著書に寄稿した。この著書は、日本的経営のシステムが高度経済成長期と現在でどのように変貌したかを問う学術書であるが、私の寄稿した論文もこの趣旨に基づいて執筆されている。すなわち、日本的経営の変貌とともに、日本企業の人事考課も米国型のパフォーマンス・マネジメントに近似するものへと変容していることを実証している。この研究成果は日本語ではなく英語で発信された点で、日本企業の制度実態を世界に広く知らしめることに貢献しえたといえる。また、日本経営学会全国大会においても同テーマでの報告を1回行ない、このテーマと関連する内容で日本学術振興会経営問題第108委員会389回例会において1回報告を行なった。これらの報告内容は、上記のKambayashi(2014)の論文内容をベースとしながらも、どちらかといえば文献レビューでの考察に重きをおいた内容とした。結果として、多くの聴衆から貴重なコメントを得ることができた。この成果をもとにさらなる実証分析を行なうことが次年度の課題となる。今年度においては本研究課題である「パフォーマンス・マネジメント」に関する広範な文献研究を中心に行なった。ただ、昨年度公刊した研究業績に続く業績を残すことはできず、知識・情報蓄積が中心となる一年間であった。パフォーマンス・マネジメントについては国内での研究蓄積は乏しいものの、海外とりわけ米国においてはオンゴーイングで研究の蓄積が進められており、先端研究に追いつくことが大変になっている。最近ではDeNisiによって先行研究のレビュー論文が公刊されており、それによって取り上げられた論文を精査している最中である。なお国内の実践レベルに関して実務雑誌をもとに事例の洗い出しを行なった。国内においては、外資系企業のなかでかつてよりパフォーマンス・マネジメントがいくつかの企業で用いられてきたことが分かったが、近年ではそれが広範に普及しつつあるようである。また、外資系ではないものの日立製作所のように成果主義賃金の導入に伴いパフォーマンス・マネジメントを導入しようとする企業も現れている。さらに、日米の潮流として、コア人材(次世代経営者候補)の戦略的配置および育成を目的としたタレント・マネジメントなる概念も人口に膾炙しつつあるが、これもパフォーマンス・マネジメントと深く関連している(あるいは類似している)ことも確認された。これらの発見事実については早急に文章化し、論文としてまとめ、何らかの形で公刊したいと考えている。本学部の新カリキュラムへの移行に伴い、1学期の授業負担コマ数が7コマとなってしまい、1学期は事実上研究が進まない状況にあった。また、次期中期計画立案のための会議へ参加が求められるなど、2学期においても思いのほか学内業務が多忙であったため、研究は遅々として進んでいない。研究環境のいち早い改善が求められるだろう。もちろん外的な諸要因にのみ遅延理由を帰属させることは望ましくないだろう。私の力量不足から一次資料へのアクセスが予想以上に遅れており、インタビュー調査を中心とする事例分析が遅延している。そのため先日、向こう1年間の期間延長を申請しお認めいただいたところである。本研究の目的は、近年のアメリカにおける人的資源管理制度のなかで注目を集め始めている「パフォーマンス・マネジメント(以下PMと略)」について理論的な考察を行ない、その日本企業への適用可能性を探究することである。本研究から得られた成果は大きく2点に集約される。第1は、パフォーマンス・マネジメントに関する文献サーベイを実施し、実証分析に用いるためのフレームワークを構築したことである。この点については、日本経営学会全国大会において一部その成果が報告された。第2は、日本国内におけるパフォーマンス・マネジメントの事例を1次資料を中心に分析した点である。純粋な日系企業の事例分析(インタビュー調査が中心)のなかで、パフォーマンス・マネジメントという名称の制度を導入し始めた企業、パフォーマンス・マネジメントという言葉を用いていないものの、それに類似する制度的特徴を有する制度を導入した企業があることが示された。一方、外資系企業の事例分析(こちらはリサーチ・サイトへのアクセス可能性の関係から2次資料による分析としたが、研究成果はこの方法でも導出されたと考えている)のなかでは、既存研究で示されるモデルに近い制度を導入する企業もある一方、成果主義賃金に重きをおく企業、あるいはキャリア開発に重点をおく企業など、その制度設計原理にも多様性が見られた。このように、日系ないし外資系を問わず、パフォーマンス・マネジメントの制度的特徴は非常に多様である。しかし、概して外資系企業のほうが既存研究のモデルに近く、日系企業のほうは従来の日本的人事評価制度の特質を少なからず継承していることが確認されたのである。

本研究の目的は、近年のアメリカ発祥の人事制度「パフォーマンス・マネジメント(PM)」の日本企業への適用可能性を探究することである。この目的を達成すべく、昨今のPM概念に関する議論を整理するとともに、本研究独自の分析枠組をDeNisi & Smith(2014)を参照しつつ構築した。次いで、この枠組をもとにの事例分析を1次資料の収集を通じて行なった。外資系企業におけるPMについては2次資料にもとづき事例分析を行なった。結論として、純粋なモデルどおりのPMを導入している企業はなく、PMという呼称を用いるか否かにかかわらず、PMの制度設計原理には多様性があることが示された。現時点では上述のような研究成果を残すことはできたものの、当初予定していた計画よりは遅れているといわざるを得ない。というのは、まず文献レビューが完了していないこと、そしてインタビュー調査は現在継続中であるものの、事前に予定していた企業を調査することはできていないからである。今後、これまでにコンタクトを取らなかった企業にアクセスし、各企業の事例をまとめるとなると、思いのほか時間がかかるものと予想される。このような遅延が発生している理由としては、ひとつにはレビューしなければならない文献の数が多く、多岐にわたっていることである。そしてそのレビューをするための時間がなかなか取れない事情がある。現在、本学経済学部においては就職支援など従来の学部活動には無かった業務が山積しており、これに費やすあまりにまったく研究活動に時間が取れないのである。レビューが遅延することにより、分析フレームワークの構築ならびに質問票の作成もなかなか進まず、事例研究のためのインタビュー調査に出向く回数が減少している。もちろん休暇期間中は可能であるが、いったん学期に入ると研究は一向に進まない。しかし、このような困難な状況下にあってさえ、上で示したような研究成果を残すことができたことは、少なくとも意味があったと考えている。研究時間の無さを嘆くよりも、自身で工夫して時間を捻出し、あるいは研究過程を見直すことで、研究の遅延を取り戻さなくてはならない。当該助成による研究期間はおよそ残り1年間となった。先行研究レビューについては概ねの目途が立っているので、残りは構築した分析枠組みを基にしたインタビュー調査を実施するとともに、調査結果を分析し論文化する作業を予定している。具体的には、先行研究における新しい動向をまとめたレビュー論文を1本、実証分析を行う論文を1本公刊できればと考えている。また、論文については査読つき論文への投稿を目標とし、同時並行で学会報告についても実行していきたい。人的資源管理上記のように遅延は発生しているものの、最終的な研究目標は変わらない。向こう1年間の研究計画を以下に示しておきたい。まず、残された文献のレビューを進めることである。
多変数保型形式と高次元モジュラー多様体の解析・幾何・整数論

研究課題(C)とした、半単純Lie群の行列係数に関しては、SU(2, 2)のmiddle discrete seriesの場合に、漸近展開に関して新たな結果を得た(古関春隆、早田孝博との共同研究)。SU(3, 1)の離散家列表現の行列係数に関する明示公式の研究を進め、ほぼ完成させた(古関・早田との共同研究)。Sp(2, R)のある一般化主系列行列係数の漸近展開を利用してc-関数を明示的に求めた(飯田正敏との共同研究)。種数2のジーゲル・モジュラー群の基本領域の0-cellの研究を推し進めた(早田孝博との共同研究)。多変数保型形式の最も興味ある部分である、高次元モジュラー多様体のコホモロジー群と関係するものの研究の基礎的部分を作る。4月末から5月上旬にかけて、2週間中欧を訪れた.1)オーストリア・ウィーンのシュレーディンガー国際数理物理学研究所では、Joachim Schwermer教授と共著論文の最終校正を行い、今後の共同研究の方向、特に種数2のSiegelモジュラー多様体のEisensteinコホモロジー類に関して討論をした.その他、研究所の幹部(Schwermer教授は数学部門のdirectorであるが他の人とも)、研究の動向などを話し合った.2)次の週は、クロアチア共和国のZagreb大学数学部を訪問し、不連続群のコホモロジーに関して講演を行った.ホストのMarko Tadic'教授はp-進群の表現論の世界的な指導的な研究者であるが、現在は大域的な問題への応用に関心があり、織田の実解析的な研究との融合を期待している.この点に関して有益な討論を行った.クロアチアが、p進群の表現論の若い人を輩出し、現在研究の世界的な拠点になりつつあることを確認した.6月、韓国のPostec(浦項工科大学)を数日訪れ、不連続群のコホモロジーに関して講演し、Siegelモジュラー形式の周期積分に関心のある、ホストのYoungJu Choie教授と討論を行った.これまでの研究は、書きまとめれば数珀ページになる.用語や背景の部分もかなりになる.講義・講演の機会があったので、すこしづつまとまったノートが膨らみ有益であった.駒場で計5回の「月例セミナー」を行った。Vidunas氏、示野氏;刈山氏、鍛治氏;宗野氏、織田;軍司氏;河村氏、早田氏が講演を行った。SL(n,R)の主系列表現に対するWhittaker関数の明示公式は、n=4のときは日名龍夫、石井卓、織田の共著の論文として完成した。織田・都築正男のGreenカレントに関する二つ目の共著論文の結果の要約は、RIMS考究録、Bessatsuとして発表された。こまごました、将来のための試み(ウイーン大学のSchwermerとの共著論文、Dual canonical basis)については詳細は省略する。Bielefeld大学のZink教授は3月に一カ月間、東京大学に滞在し、Shimura多様体のmod p還元と関連する、displayの理論の概説を行った。(以下継続分)平成21年4月・5月:ドイツBielefeld大学の、W. Hoffmann教授、および金沢大学より当地に滞在中の、若槻聡氏と、Selberg跡の重要な応用である、保型形式の次元公式に関して、種数2のSiegelモジュラー形式の場合に、コホモロジー的な保型形式との関係など、討論を行った。当方は大きな離散系列表現の行列係数などについて説明した。8月:東京大学数理科学研究科の玉原セミナーハウスにおいて、現在、多変数保型形式を実解析的な文脈と、コホモロジー的な幾何学的関心をもつ、若い連携研究者を中心に、ミニ集会をもった。2009年9月に東京大学数理科学研究科大講義室で、多変数保型形式(特にモジュラー記号)に関する比較的な大きな研究集会をもった。インドのTata基礎研究所の数学部門の所長であるVenkataramana教授など、この方面の優れた研究に触れて、相互に得る部分があったと思う。他の参加者の中ではErwin Schro"dinger国際数理物理学研究所の数学部門の所長のJ.Schwermer教授、Selberg跡公式の世界的に有数の研究者であるBielefeld大学のW.Hoffmann教授なども講演を行った。集会の大きなテーマは、いわゆる「モジュラー埋入」という幾何学に自然に得られるサイクルを、保型形式という解析的な微分形式の言葉でどのように記述できるかという問題にある程度統一的な研究手法がありうることを感じさせるものであった。12月に東京理科大学で9月の集会で積み残しになった、より代数幾何学な手法による研究を中心に小さな集会を行った02010年1月に「保型形式・保型表現およびそれに伴うL関数と周期の研究」を京都大学数理解析研究所で行い、外国人の若い有望な研究者の旅費のサポートした。

2010年3月に、金沢大学の伊藤達郎氏を交えて、association schemeに関して小さな集会をもった。p-進群の尖点表現に関連して新たな方向性を探ったが、代表者の少し先走りもあった。しかし量子群との関係とか、この方面には未開の広野があることを感じさせるものがある。[繰り越し分]複素超球上の保型形式は、Picardの時代からある古い研究対象であるが、モジュラー曲線に比較すると深い研究は非常に不十分である。例えば保型形式の空間の次元公式にせよ、いくつかのきわめて少数の文献に散在的な研究があるに過ぎない。この現状を越えたいとの期待から今回、North Carolina大学のSalman教授を招きミニ集会を企画したのは、代表者を中心として部分的な成果を得つつある、SU(3,1)の大きな離散系列表現の行列係数の研究と、これまでどちらかというと代数幾何学的な手法でやられてきた結果の接続部分を探ろうと試みである。率直に言って参加者の使える手法のあいだに共通部分が多いとは言えず、いろいろ課題を残した。「代数幾何学」と「表現論」という、一番難しいと言われる二つの分野の手法に橋を架けるのは容易ではない。しかしながら、先行する佐武の研究等、過去に提案された問題がいくつか掘り起こされ、今後の研究を導く具体的な課題に光が当てられた(Sakman教授からのコメントなど)。現状のように、実例の作成(しかも個々の実例は興味深いものの、かなりの時間をかけないと成果がでない実例の作成)という行き方では、大きな進展は望めない。局所対称領域の特性を使う手法の重要性を改めて確認できた。早田・古関・織田の計画中の共著論文の具体化への強い動機づけとなった。石井卓氏(成蹊大学)との共著論文である、SL(n,R)の主系列表現に属するWhittaker関数のプレプリントが完成した。SU(3,1)の行列係数の共同研究(古関春隆、三重大学;早田孝博、山形大学)は継続的に行った。6,月には一応の結果をRIMSの集会記録に投稿した。SU(2,1)の大きな離散系列に属する保型形式の次元公式の計算に使えることを期待している。9月、石川県の山中温泉で行った、Selberg跡公式のサマー・スクールをサポートした。オーガナイザーは若槻聡氏(金沢大学)であった。Selberg跡公式は基礎的で重要な結果であるが、現時点で世界的にみても使いこなせる人は少ない。23年2月の京都大学数理解析研究所の集会で、海外からの講演者や連携して研究している人たちの旅費等をサポートした。一年に一度、国内でこの分野の研究者が一堂に集まる集会なので、相互交流の機会として重要である。代表者と早田(山形大学)はとくに、不連続群の基本領域のセル分割を研究している関係上、Dan Yasaki氏と交流が重要であった。4月、サンクトベテルブルグの数式処理の集会で、早田孝博との共同研究(種数2のジーゲルモジュラー群の基本領域の0-セルに関するもの)の結果を発表した。多変数保型形式の研究者(ステクロフ研究所のAndrianov教授、Proskurin教授)が聞きに来てくれた。まだ入り口の研究であるが、この種のことはあまりやった人がなく、皆注目してくれた。
光励起ホール効果によるアモルファス半導体のキャリア輸送特性評価

乱れた系におけるホール伝導度に対する微視的量子理論とスケーリング手法を組み合わせて、アモルファス半導体において測定されるホール係数のnp符号反転に対する理論的解釈を与えるとともに、ホール移動度と電気伝導度測定から求められる多数キャリアのホール移動度からバンド移動度と平均自由行程を評価する校正法を開発した。この手法とこれまでに確立した偏光エレクトロアブソ-プション法からの電子・正孔のバンド端移動度とを組み合わせることによって、例えば、n型アモルファス半導体において多数キャリアである電子と少数キャリアである正孔のバンド移動度とを分離して決定することが可能となった。この総合評価技術を、Pドープn型a-Si : Hに適用し、不純物ド-ピングとともに、電子移動度は連続的に低下し(undopedでの約10cm^2/Vsから、1at.%ドープの約3cm^2/Vsまで)、それとは対象的に正孔移動度はド-ピングに係わらずほぼ一定(約3cm^2/Vs)であることを世界で初めて見いだされた。この現象は、アモルファス半導体に特徴的な電気的不活性・三配位P原子の混入によりシリコン四配位ネットワークにトポロジカルなひずみが誘発され、それが特に伝導帯端の電子状態に顕著な影響を与えることに起因するとの結論が得られた。この手法と、これまでに確立した偏光エレクトロアブソ-プション法からの電子・正孔還元移動度とを組み合わせることによって、例えば、n型アモルファス半導体において多数キャリアである電子と少数キャリアである正孔のバンド端移動度とを分離して決定することが可能となった。この総合評価技術を、Pドープn型a-Si:Hに適用し、不純物ド-ピング量とともに、電子移動度は連続的に低下し(undopedでの約10cm^2/Vsから、1at.%ドープの約3cm^2/Vsまで)、それとは対象的に正孔移動度はド-ピングに係わらずほぼ一定(約3cm^2/Vs)であることが世界で初めて見いだされた。この現象は、アモルファス半導体に特徴的な電気的不活性・三配位P原子の混入によりシリコン四配位ネットワークにトポロジカルなひずみが誘起され、それが特に伝導帯端近傍の電子状態に顕著な影響を与えることに起因するとの予備的結論が得られた。乱れた系におけるホール伝導度に対する微視的量子理論とスケーリング手法を組み合わせて、アモルファス半導体において測定されるホール係数のnp符号反転に対する理論的解釈を与えるとともに、ホール移動度と電気伝導度測定から求められる多数キャリアのホール移動度からバンド移動度と平均自由工程を評価する校正法を開発した。この総合評価技術を、Pドープn型a-Si:Hに適用し、不純物ド-ピングとともに、電子移動度は連続的に低下し(undopedでの約10cm^2/Vsから、1at.%ドープの約3cm^2/Vsまで)、それとは対象的に正孔移動度はド-ピングに係わらずほぼ一定(約3cm^2/Vs)であることを世界で初めて見いだされた。
ゼブラフィッシュ耳石基質タンパクの網羅的同定と機能解析による耳石形成機構の解明

本申請研究は、耳石形成の分子メカニズム解明のための基礎研究のうち、最も重要である耳石有機基質タンパクを網羅的に同定し、それらの発現と機能のメカニズムを、モデル生物ゼブラフィッシュを用いて明らかにする事を目的としており、まず多くの試料を採取できるニジマスを用いてイムノスクリーニング法およびペプチドマップ法により、耳石有機基質タンパクを同定した。現在までに既知の耳石基質タンパク3種を含め、イムノスクリーニングにより2種、ペプチドマップにより12種、合計14種のタンパク質の全配列を決定した(投稿準備中)。また、約700個体分のゼブラフィッシュ内耳を収集し、3フレーム全てを発現できるcDNAライブラリ(lambda TripIEX2)を作成した。また、イムノスクリーニングにより同定したタンパク質Otolith matrix macromolecule-64の機能解析を行った。このタンパクの成熟体は約64kDaのリン酸化タンパク質で、耳石の構造タンパク質Otolin-1と結合していることがわかった。この複合体はin vitroにおいてアラゴナイトの結晶を誘導することがわかった(論文1)。また、耳石基質ではないが、耳石形成に関与すると考えられるタンパク質を内耳小嚢細胞抽出液および内リンパ液から同定した。前者は炭酸脱水酵素で、耳石形成環境を整えるための炭酸輸送に関与し、そのmRNA発現に日周性があることを明らかにした。後者は、酸性のタンパク質で、非常に微量しか存在していないが、低濃度(約22pM)でin vitroにおける炭酸カルシウム形成を完全に阻害した。これらのタンパク質は耳石の石灰加速度調節およびそれによる耳石の形態形成に関与すると考えられた(論文投稿準備中)。本申請研究は、耳石形成の分子メカニズム解明のための基礎研究のうち、最も重要である耳石有機基質タンパクを網羅的に同定し、それらの発現と機能のメカニズムを、モデル生物ゼブラフィッシュを用いて明らかにする事を目的としており、まず多くの試料を採取できるニジマスを用いてイムノスクリーニング法およびペプチドマップ法により、耳石有機基質タンパクを同定した(著書1)。現在までに既知の耳石基質タンパク3種を含め、イムノスクリーニングにより2種、ペプチドマップにより5種、合計7種のタンパク質の全配列を決定した。現在ゼブラフィッシュ内耳を収集しており、今後収集完了次第、3フレーム全てを発現できるcDNAライブラリ(lambda TriplEX)を作成すると共に、イムノスクリーニングを継続する。ペプチドマップも同様に継続する。また、イムノスクリーニングにより同定したOtolican-64の機能解析を行った。このタンパクの成熟体は約350kDa以上のプロテオグリカンで、耳石の構造タンパク質Otolin-1と結合していることがわかった。この複合体はin vitroにおいてアラゴナイトの結晶を誘導することがわかった(論文投稿準備中)。前者は炭酸脱水酵素で、耳石形成環境を整えるための炭酸輸送に関与し、そのmRNA発現に日周性があることを明らかにした(論文1)。
脳コンピュータインタフェースのためのデータ駆動型多チャンネル信号処理

脳コンピュータインタフェース(BCI)は,脳内の情報を外部に伝達する技術であり,様々な分野での応用が期待されている.この技術の実現のためには,測定した脳波から必要な成分を取り出したり,不要な成分を除去するための基盤技術を確立する必要がある.本研究課題では,近年注目されているデータ駆動型信号分解法である経験的モード分解(EMD)に着目し,これをBCIのための信号処理に適用する方法を確立することを目的とした.研究の結果,従来技術では実現できなかった脳波と眼電図の分離に成功した.さらに,運動想像時の脳波から効率良く必要成分を抽出することが可能になった.また,スマートフォンと簡単なロボットを用いたBCIプラットフォームの設計と開発に成功した.脳コンピュータインタフェース(BCI)は,脳内の情報を外部に伝達する技術であり,様々な分野での応用が期待されている.この技術の実現のためには,測定した脳波から必要な成分を取り出したり,不要な成分を除去するための基盤技術を確立する必要がある.本研究課題では,近年注目されているデータ駆動型信号分解法である経験的モード分解(EMD)に着目し,これをBCIのための信号処理に適用する方法を確立することを目的とした.研究の結果,従来技術では実現できなかった脳波と眼電図の分離に成功した.さらに,運動想像時の脳波から効率良く必要成分を抽出することが可能になった.また,スマートフォンと簡単なロボットを用いたBCIプラットフォームの設計と開発に成功した.本年度は,以下の3点で成果があった.1.眼球運動成分が混入している脳波から,この成分を取り除く手法を,2変量経験的モード分解(BEMD)を用いることで構築した.この方法では,参照信号としての眼球運動成分と,各チャンネルの脳波を同時に観測し,それらを対にしてBEMDを適用する.これによって,不要成分と必要成分が明確に分離され,クリーンな脳波成分のみを抽出することができる.これによって,ブレイン・コンピュータ・インタフェース実現時に問題となる脳波波形の突然の変化を避けることが可能になる.2.単一試行脳波からP300成分を経験的モード分解(EMD)を用いることで分解する手法を構築した.P300は,BCIにおいて広く使われる誘発脳波であるが,脳波のポテンシャルとしてあらわれる成分なので,雑音や別の脳波が混入している場合は単一試行で抽出することができない.そのため複数試行によって加算平均しているのが実情である.本手法によって,BCIでコマンド判定するまでの時間を大幅に短縮できることが期待される.3.異なるセンシング装置(EEG,NIRS,EOG,ECG)で取得した多チャンネル脳波を,EMDにより分解し,分解した成分の相関をマップ化することで,同一刺激に対する異なる装置からのデータを融合(fuse)する事が可能になった.これにより,異なる装置を組み合わせたBCIの実現がより容易になった.前年度に開発した経験的モード分解(EMD),および二変量経験的モード分解(BEMD)の計算法を,プレイン・コンピュータ・インタフェース(BCI)の前処理に用いて,その有効性を確認した.さらに,データに基づく多チャンネル信号処理の新たな方法として,共通空間周波数パターン(CSFP)法を提案し,具体的なアルゴリズムを設計した具体的には,BCIパラダイムの創出及び実システムへの応用課題については,P300とP100を結合して,P100聴覚誘発電位のBCIパラダイムを提案した.このパラダイムでは,同一実験の中,頭皮上に異なる反応箇所(側頭葉と頭頂葉)に現れるP100の誘発と,P300の誘発を同時に得ることにより,ユーザの意向を確認出来るまでにかかる時間を短くすることが可能になった.さらに,P100による補助情報によりユーザの意向確認の信頼性にも向上した.つぎに,経験的モード分解法(EMD)を多チャンネルへ拡張したMEMD法をBCIに適用することで,認識率等を改善できることを発見した.また,CSFP法に関しては,その理論,アルゴリズム,計算の収束性を理論的に示すことができ,運動想像BCIに寄与する脳波の周波数帯域を自動的に検出することが可能になった.さらに,BCIの認識精度が高くなることを確認するとともに,実験タスクに反応する有効な周波数成分を効率よく解析できるようになった.1.眼球運動成分(眼電図,EOG)が混入している脳波から,EOGを取り除く手法を,多変量経験的モード分解(MEMD)を用いることで構築した.この方法では,参照信号としてのEOG(脳波も混入している)と,各チャンネルの脳波を同時に観測し,それらを対にしてMEMDを適用する.このアルゴリズムを実信号に適用する実験を行い,スパイク状の眼電位が観測される観測脳波から,不要成分と目的成分が明確に分離され,クリーンな脳波成分のみの抽出が可能になることを確認した.さらに,従来の単変量EMD(UEMD)を用いる従来手法に比べて,格段にEOGの除去精度が向上した.2.BCIに関連する成分が存在する電極の空間分布と,周波数の帯域分布を同時に求める手法を確立した.これにより,脳波から効率よく目的成分を抽出できるようになっただけでなく,脳波のみから意味のある帯域を特定できる様になり,脳波解析の幅広い分野に適用可能になったといえる.3.ロボットを遠隔操作するBCI実験のプラットフォームを世界で初めて作製した.

このシステムでは,本研究課題で措置した最大32チャンネルまで計測できる生体アンプを用いて取得した脳波を信号処理することで,ユーザの意図するコマンドを特定する事ができる.ロボットは,Wifiや携帯電話の3G回線を用いたインターネット経由でコマンドを受信して,動作する.また,ロボットのカメラ画像はリアルタイムにユーザ側に伝送されるため,ユーザはロボットの動作を理解できる.これにより,BCIのアルゴリズムを日常環境でテストすることがはるかに容易になった.
顎骨骨折・顎骨欠損への再生医療の試み-ポリリン酸による顎骨誘導-

再生医療は、各種の疾病により失われた臓器・組織・細胞を遺伝子工学・組織工学・細胞工学を利用して再生を図る治療で、高齢者の増加に伴う歯周組織の再生医療への要求はますます強まってくるものと考えられる。ポリリン酸は、原核生物ではエネルギー供与体、リン酸リザーバー、遺伝子発現制御因子、DNA導入時のチャンネルとして働く等の機能が明らかになっている。これに対して、真核細胞・生物では、細胞内や血漿中に存在し、神経細胞ではとくに長鎖のポリリン酸が存在することが明らかであるが、その生物学的機能は不明であった。今回、ポリリン酸を培地に添加した際、ヒト歯肉線維芽細胞の増殖活性が亢進することを見いだした。線維芽細胞培養液中にポリリン酸を加えることでFGF-2半減期は著しく延長し、FGF-2が安定化することをWestern blottingで確認した。RI標識したポリリン酸はFGF-2に結合し、ポリリン酸と結合したFGF-2とFGFレセプターは強固に結合することをBiacoreを用いた実験で確認した。さらに、骨形成にはたらくTGF-βファミリー遺伝子産物の一つであるBMP-2の発現ベクターを導入した線維芽細胞においてBMP-2の発現がポリリン酸処理により亢進することを見出した。さらに、ポリリン酸処理により、骨芽細胞株MC3T3-E1細胞で骨形成タンパクであるOsteocalcin、Osteonectinが誘導されることを明らかにした。ヒト歯髄細胞(HDPC)を用いてポリリン酸の効果を検討した。歯髄細胞はFGFを分泌し、ポリリン酸添加によりHDPCの増殖は亢進し、細胞内でのMAPKカスケードであるERKのリン酸化が亢進し、HDPCの骨芽細胞への分化が誘導され、石灰化が認められた。このような所見はポリリン酸がFGFシグナル伝達経路を活性化し、stem cellの骨芽細胞への誘導・石灰化を促進することを示唆するものであった。FGF(Fibroblast Growth Factor)は線維芽細胞に深く関与している。我々は線維芽細胞培養液中にポリリン酸を加えることでFGF-2半減期は著しく延長し、FGF-2が安定化することをWestern blottingで確認した。このようなタンパクの安定化にポリリン酸が働くことは、細胞内でのタンパク-タンパクの結合や機能の発現にポリリン酸が補助的に働くことを示している。骨の形成は骨芽細胞によってなされ、その機構には骨形成タンパクの関与があることが既に明らかになっている。我々は、ポリリン酸処理により、骨芽細胞株MC3T3-E1細胞で骨形成タンパクであるOsteocalcin、Osteonectinが誘導されることを明らかにした。

歯髄細胞はFGFを分泌し、ポリリン酸添加によりHDPCの増殖は亢進し、細胞内でのMAPKカスケードであるERKのリン酸化が亢進し、HDPCの骨芽細胞への分化が誘導され、石灰化が認められた。このような所見はポリリン酸がFGFシグナル伝達経路を活性化し、stem cellの骨芽細胞への誘導・石灰化を促進することを示唆するものであった。
痴呆介護実践力向上に関する研究-家族介護者の生涯学習体験に基づく分析-

本研究の目的は、家族の認知症介護体験に関する資料に基づき、介護実践力の変化と関連する要因を質的に分析し、家族介護者に対する教育的支援の方策を検討することである。1.家族介護者に対する介護力の向上を目指した取り組みについて、「呆け老人をかかえる家族の会」の2地方支部において資料収集と聞き取り調査を行った。2.在宅介護に必要な介護力の内容と構造、および時間的な変化や変化に関連する要因について明らかにするために、「呆け老人をかかえる家族の会」会報に掲載されている介護体験記事および介護体験をテーマとした書籍を収集し、分析を行った。先行研究において提示した「家族の痴呆介護実践力の変化プロセスモデル」における概念およびカテゴリーとの比較検討を行って確定した45概念をもとに、介護実践力の向上を促進する6要因と、阻害する4要因を提示した。3.介護者と認知症高齢者との関係や、介護方法についての認識の変化について詳細に分析することを目的として、初期から中期の認知症高齢者を介護している家族介護者6名と、就職して2年以内の老人福祉施設の介護職9名に対して個別面接調査を行った。データは、修正版グラウンデッド・セオリーに基づいて質的に分析を行い、家族介護者の認識の転換プロセスを構成する5カテゴリーと20の概念を提示した。4.家族介護者の認知症介護実践力向上を図るための支援方法として、成人の特徴をふまえた教育理論が応用できる可能性があると考えられた。本年度の研究課題は、家族の認知症介護体験に関する資料に基づき、成人に対する生涯学習という枠組みを用いて、家族介護者の認知症介護実践力の変化と関連する要因を質的に分析することである。分析のためには、以下の資料を用いた。(1)呆け老人をかかえる家族の会(以下「家族の会」)の会報地方支部版(高知・福岡)について、1995年1月から2004年7月号までを収集・整理した。この中で、投稿者が明記されている記事の中から、介護体験談が2回以上掲載されているもの(25人分)を抽出し、内容の変化について分析した。(2)「家族の会」地方支部(高知・福岡)の世話人代表者に対して、会報編集および集いの実施について、聞き取り調査を行った。(1)および(2)の結果をふまえて、会報の掲載記事のみでは介護の状況および認知症高齢者の状況が不明確であるため、家族介護の経過を逐次的に記述してある認知症介護体験に関する出版物を収集し、分析を行った。(3)「自分史」および「ふだん記」というジャンルの中で、認知症介護体験について記述している書籍の出版状況を把握するために、春日井市文芸館の日本自分史センターおよび帝京学園短期大学図書館を訪問し、担当者に聞き取り調査を行った。同時に、書籍を閲覧し、内容について把握した。(4)「家族の会」会報全国版および地方版(高知・福岡)の1995年1月から2004年7月号の記事の中で、介護体験談として紹介されている書籍20冊の中から、「家族の会」地方支部および同様の組織が編集を行っており、介護体験が詳細に記録されている5冊を選出した。現在、この5冊に掲載されている65人の介護体験談を詳細に分析し、先行研究において宮上が提示している「家族の痴呆介護実践力の変化プロセスモデル」の検証を行っている。本年度は、下記のようにデータ収集と分析を行った。(1)認知症介護研究・研修仙台センターを訪問し、老人福祉施設の介護職を対象として行われている認知症介護に関する研修についての資料収集および聞き取り調査を行った。(2)「家族の会」会報全国版および地方版(高知・福岡)で過去10年間に紹介されている書籍の中から、「家族の会」が編集に関わっており、介護体験が詳細に記録されている5冊を選出した。

この5冊に掲載されている65人の介護体験を記述データとして質的に分析し、先行研究において宮上が提示した「家族の痴呆介護実践力の変化プロセスモデル」における概念とカテゴリーの検証を行った。(3) (2)の分析によって再構成された家族の認知症介護実践力の変化に関する45概念に基づいて、介護実践力の向上を促進あるいは阻害する要因について、検討を行った。(4) (3)によって明らかになった家族介護者の介護実践力の向上を促進する要因として、「認知症高齢者との関係性およびケアの方法についての介護者の認識の転換」があった。この介護者の認識の転換プロセスを明らかにすることを目的として、下記の対象者に対して個別面接調査を行った。面接によって得られた介護経験や生涯学習による認識の変化についてのデータを逐語録としてまとめ、修正版グラウンデッド・セオリーに基づいて質的に分析を行っている。・老人福祉施設に就職後2年未満の介護職員(9名)・老人福祉施設での実習を終了した学生(4名)・初期から中期の認知症(アルツハイマー型、脳血管性)で、総合病院の神経精神科外来にて通院治療を継続している患者の主介護者(6名)
卵胞顆粒層細胞の選択死を誘導する受容体分子の検索

哺乳類の卵巣には少数の卵母細胞を選抜して排卵させ、99.9%以上を卵胞閉鎖による選択的死滅に誘導する機構が存在する。この卵胞の生死を選択する分子機構の解明研究の一環として、顆粒層細胞にアポトーシスを誘導する分子機構、特に細胞表面に発現している受容体分子の制御機構の解明を進め、下記の成果、すなわち卵胞顆粒層細胞特異的細胞死受容体の発見とそのシグナル伝達系解明の賭を得た。(1)卵胞を構成する内外卵胞膜細胞、顆粒層細胞、卵丘細胞、卵母細胞を顕微鏡下に精密の分離できるブタ卵巣を材料として、卵胞退行に伴って顆粒層細胞に特異的に発現するmRNAを検出・同定するため、健常(卵胞外より卵子-卵丘細胞複合体が視認可)と退行(視認不可)卵胞由来の卵母、卵丘、顆粒層細胞のライブラリーを利用して、サブトラクション-PCR法にて退行卵胞に特異的なmRNAを増幅・同定し、チロシンキナーゼドメインをもつ血小板由来成長因子様の細胞分化制御因子を見いだした。(2)健常卵胞から調整した顆粒層細胞を抗原として感作して細胞膜結合性の糖蛋白質と糖鎖構造特に細胞膜表面に発現する顆粒層細胞特異的細胞死受容体分子を検索するため、標的分子を認識・検出できるモノクロナール抗体を作成できた。このモノクロナール抗体が認識する腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーに属する分子量55kDの新規細胞死受容体を同定した。この細胞死受容体は、肝、腎、脳などの卵巣以外の組織には発現していない、顆粒層細胞特異的に発現しているもので、FasやTNF受容体などの既知細胞死受容体とはことなることを証明できた。哺乳類では99.9%以上の卵胞が選択的に死滅し、ごく一部のみが発育して排卵にいたるが、この生死を決定する分子制御機構は未だ不明である。この分子制御機構を解明する研究の一環として、顆粒層細胞にアポトーシスを誘導する分子、特に細胞表面に発現している受容体分子の同定とその制御機構を解明することを目的として本研究を進めている。健常と退行卵胞を用意に識別できて卵胞を構成する細胞を容易に単離できるブタ卵胞を材料とした。健常卵胞の顆粒層細胞表面に存在し、退行の進行とともに消失する糖鎖の結合した膜蛋白を特異的に認識するモノクロナール抗体を作成できた。この抗体を培養顆粒層細胞の培養液中に添加することでアポトーシスを誘導できるので、この抗体が認識している膜糖蛋白はアポトーシスシグナル受容体のひとつであることが分かった。さらにこの細胞死受容体の細胞質内下流にはインターロイキンβ1転換酵素様プロテアーゼがアポトーシスシグナルの伝達に支配的に関与していることが阻害剤を用いた実験から確認された。このプロテアーゼを介して核内に伝達されたシグナルは、顆粒層細胞核内の中性Ca・Mgイオン依存性エンドヌクレアーゼのみを活性化してゲノムDNAをヌクレオソーム単位で切断することが分かった。併行して卵胞退行に伴って顆粒層細胞に特異的に発現するmRNAを検索した結果、インスリン様成長因子と血小板由来成長因子mRNAと塩基配列相同性の他界チロシンキナーゼ様蛋白をコードするmRNAが特異的に発現していることが分かった。これらの当初予定していた以上の成果から顆粒層細胞アポトーシスを人為的制御できる可能性が高まり、生殖生理学にも貢献する。哺乳類の卵巣においては、卵胞の発育の過程で99%以上が選択的に死滅し、ごく一部のみが排卵にいたる。この生死を決定する分子制御機構は未解明であり、これを明らかにする研究の一環として、卵胞の選択的死滅に支配的に関与している顆粒層細胞アポトーシスを制御する分子機構を調べている。