hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
うつ病・パニック障害におけるＦＫＢＰ５とＣＲＨＲ１の総合的な役割研究

FKBP5およびCRHR1遺伝子多型いずれもパニック障害やうつ病との関連を認めた。これらの遺伝子多型は、不安との関連が認められた。またFKBP5遺伝子多型とVBMの関連では、扁桃体や前頭葉と有意な関連を認めた。これらの結果はストレスとの関連が指摘されているFKBP5およびCRHR1遺伝子はパニック障害やうつ病との関連があることが示唆された。我々の結果は、FKGP5 SNPsと唾液コルチゾールとアミラーゼの関連が3つのレベルで存在することを示した。唾液コルチゾールは、FKBP5遺伝子多型と関連があった。また脳体積もこのこれらの遺伝子の影響を受けている可能性が示唆される。FKBP5、CRHR1遺伝子に関する抑うつ・不安行動実験:Wistar系ラットにおいて人工脊髄液、FKBP5、CRHR1遺伝子スクランブル、アンチセンス、siRNAを5日間ラットの側脳室に投与し不安モデル動物である(i)高架十字迷路(ii)明暗箱(iii)恐怖条件付け試験(iV)強制水泳試験を行う。またこの実験と平行して、中性paraformaldehydeで環流固定したラット脳組織を用いて蛍光抗体染色を行い、共焦点蛍光顕微鏡下に観察してラットのFKBP5、CRHR1脳内での細胞局在を調べる。またラット脳を摘出しin situ hybridizationを行い、それぞれの遺伝子の発現と分布を確認した。FKBP5、CRHR1遺伝子の遺伝関連研究:遺伝子研究は、すでに大分大学医学部倫理委員会から「精神疾患における遺伝子研究」として承認されている。対象被験者はDSM-IV診断基準による大うつ病性障害、パニック障害患者、および健康正常人である。すでに我々は、大うつ病性障害300名、パニック障害患者200名、および健康正常人1,000名からDNAを得ている。それらを用いてFKBP5、CRHR1遺伝子のSNPsをDNA配列中に見いだし、研究を行った。NIRS、fMRIとFKBP5遺伝子研究:我々がすでに確立させたNIRS、fMRIの測定および解析法を用い、(脳画像研究は、大分大学医学部倫理委員会から「不安障害の脳画像研究」として承認を得ている。)fMRI被験者からインフォームドコンセントを得る。視覚刺激法として我々が自作したビデオ画像を用い、「喜び」「悲しみ」「驚き」「怒り」「恐れ」の表情を中心にして行う。これらの画像は、MRI機器内に臥床している被験者が眼前の鏡を通して見る。fMRIの中で特に抑うつ・不安と関連したビデオ画像と脳賦活部位との関連を調べた。FKBP5およびCRHR1は、いずれもストレスに関連した物質である。視床下部ー下垂体系Hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axisは、ストレスに関連した精神疾患の発症において重要な役割を果たしている。またFK506 binding protein 5 (FKBP5)は、グルココイド・レセプターを介してHPA系をコントロールしている。従来からパニック障害やうつ病において、HPA系の異常が報告されている。特にうつ病においては、血液中のコルチゾールの持続的な高値が認められている。我々は、既に唾液アミラーゼやコルチゾールを用いて、パニック障害やうつ病において、ストレス負荷により唾液アミラーゼやコルチゾール反応が高値我々は、リアルタイムPCRを用いて、FKBP5およびCRHR1の遺伝子多型とパニック障害やうつ病との関連を調べた。不安に関連する心理テストSTAIやPOMSも測定した。また機能的MRIや脳体積Voxel Based Morphometry(VBM)の測定も行った。これらの結果はストレスとの関連が指摘されているFKBP5およびCRHR1遺伝子はパニック障害やうつ病と関連があることが示唆された。FKBP5、CRHR1遺伝子に関する抑うつ・不安行動実験:Wistar系ラットにおいて人工脊髄液、FKBP5、CRHR1遺伝子スクランブル、アンチセンス、siRNAを5日間ラットの側脳室に投与し、高架十字迷路・明暗箱・恐怖条件付け試験・強制水泳試験を行う。また平行して、中性paraformaldehydeで環流固定したラット脳組織を用いて蛍光抗体染色を行い、共焦点蛍光顕微鏡下に観察し、ラットのFKBP5、CRHR1脳内での細胞局在を調べる。またin situ hybridizationを行い、それぞれの遺伝子の発現と分布を確認した。FKBP5、CRHR1遺伝子の遺伝

関連研究:遺伝子研究は、すでに大分大学医学部倫理委員会から「精神疾患における遺伝子研究」として承認されている。対象被験者はDSM-IV診断基準による大うつ病性障害、パニック障害患者、および健康正常人である。すでに我々は、大うつ病性障害300名、パニック障害患者200名、および健康正常人1,000名からDNAを得ている。それらを用いてFKBP5、CRHR1遺伝子のSNPsをDNA配列中に見いだし、研究を行った。インフォームドコンセントを得る→採血→DNA抽出→リアルタイムPCRNIRS、fMRIとFKBP5遺伝子研究:我々が既に確立させたNIRS,fMRIの測定および解析法を用い、(脳画像研究は、大分大学医学部倫理委員会から「不安障害の脳画像研究」として承認を得ている。)fMRI被験者からインフォームドコンセントを得る。視覚刺激法として我々が自作したビデオ画像を用い、「喜び」「悲しみ」「驚き」「怒り」「恐れ」の表情を中心にして行う。これらの画像は、MRI機器内に臥床している被験者が眼前の鏡を通して見る。fMRIの中で特に抑うつ・不安と関連したビデオ画像と脳賦活部位との関連を調べた。リアルタイムPCRにて、うつ病及びパニック障害患者、健康正常人、800名分のデータ解析は終了している。fMRI研究においても100名以上終了しており、現在解析中である。遺伝子解析については、FKBP5およびCRHR1の関連遺伝子についてはすでに解析を終了している。さらにストレスに関連するグルココルチコイドレセプター、表情に関連するレセプターについても拡大して、遺伝子解析を行っている。併せてこの1年間は追加の研究として語流ちょう課題試験を用いて、光トポグラフィー(NIRS)研究も行っている。また心理テストの結果も併せて解析中である。我々は、既にNIRS、fMRIの測定および解析法を確立している。脳画像研究は、大分大学医学部倫理委員会から「不安障害の脳画像研究」として承認を得ている。よってfMRI被験者からインフォームドコンセントを得る。視覚刺激法としてビデオ画像を用いているが、この画像は我々が自ら作成した画像である。画像としては、「喜び」「悲しみ」「驚き」「怒り」「恐れ」の表情を中心にして行う。これらの画像は、MRI機器内に臥床している被験者が眼前の鏡を通して見るものである。
超臨界水中での水熱合成の微粒子生成・成長のメカニズム

我々は、超臨界水の反応晶析場としての利用を考え、反応場の制御性を利用した金属酸化物微粒子合成プロセスの開発を行っている。この超臨界水を晶析場として利用した技術の基盤を確立するためには、その反応溶媒としての特性およびその機能を解明する必要がある。本研究では、超臨界水の反応溶媒、特に晶析溶媒としての利用工学の確立を目指し、その基礎研究の一環として、電位差測定、金属酸化物の溶解度測定および反応平衡推定モデルの開発を通して超臨界水の溶媒特性を明らかにするとともに、金属酸化物微粒子合成実験を通して超臨界水中での反応晶析の特性と、その可能性について考察を行った。まず、流通式超臨界水熱合成手法により、種々の金属酸化物の合成実験を行い、実験条件とナノサイズ微粒子の生成領域との関係について整理した。その結果、超臨界反応場では、粒子の生成速度が亜臨界に比べ急激に上昇し、また、金属酸化物の溶解度が亜臨界に比べ急激に減少するため、短時間で大きな過飽和度が得られることがわかった。よって、超臨界水は単分散ナノサイズ微粒子の合成に適した反応場であることを確認した。また、超臨界水を用いた水熱合成法の生成機構解明において、重要な情報となる、超臨界水溶液のpH評価のための流通式電位差測定装置を開発した。文献値の豊富なHCL+NaCl水溶液を用い、装置の評価を行った結果、400°C、2535MPaの超臨界領域においても、精度良く溶液のpHを評価できることを確認した。また、測定結果より、400°C、25MPaの超臨界状態で塩酸水溶液の水素イオン濃度は、25MPaの常温に比べ2桁程度減少することがわかった。これは、超臨界水の誘電率が圧力一定下では、常温のそれと比べ非常に低いことに起因する。今後、文献値の報告されていない酸、塩基の解離定数や、金属イオンの加水分解定数データを蓄積していくことで、微粒子生成機構の更なる解明につながるものと考えている。本研究は、超臨界水および亜臨界水中での金属塩水溶液からの金属酸化物微粒子の形成およびその成長のメカニズムと明らかにすることを目的とする。本年度は、(1)微粒子生成および成長のその場観察手法の確立と(2)in-situ分光法による溶解度測定から過飽和度の評価を行うものである。1.粒子生成成長のその場観察(装置の作成)現有の流通式超臨界水熱合成装置の反応部に小角X線散乱測定装置を組み込み、粒子分布測定用システムの製作をおこなった。高温高圧条件での測定に先立ち、窓材のダイヤモンドの吸収による散乱強度の低下とそれの粒径評価精度への影響を調べるため、種々のサイズおよび濃度の標準サンプル(5,10,20φnmの金コロイド水溶液,30φnmSi0.2水溶液)による常温常圧下での測定を行った。最も濃度が高くかつ散乱の大きい0.5wt%,30φnmのSiO2に関しては、測定時間1hで得られた散乱スペクトルを解析した結果、±2%の精度での粒径評価ができた。一方、最も低濃度でかる散乱の弱い0.05wt%、5φnmの場合であったも、散乱はSiO2と比べて2桁ほど小さいが、1hの測定で±10%の精度での粒径評価が可能であった。来年度は本システムによる高温高圧条件でのその場観察を進める。2.溶解度測定および過飽和度の評価

高温高圧水中での金属酸化物の溶解度測定およびその推算法について研究を行った。CuOおよびPbOについて種々の温度、圧力条件での溶解度を測定した。超臨界水の静電効果を考慮した推算式により、おおよその溶解度を予測できることがわかった。さらに推算精度を上げるため、来年度は局所構造などを考慮したモデルの開発を進める。また、in-situ RAMAN散乱分光装置による金属酸化物の硝酸水溶液中への溶解度および溶存化学種分布の測定の装置特性評価を行った。モデル物質としては、高温高圧条件での報告例が豊富な硝酸亜鉛水溶液を用いた。低pH値および高pH値条件では、それぞれ(Zn2+)(NO3-)のZn-N結合由来のピークとZn(OH)3-のZn-O由来のピークが観察された。しかし、中性領域の低濃度条件ではピーク強度が小さいのに加えて、低シフト域であるため、ダイレクトビームに重なってしまうためである。来年度は、検出器光学系を調製し、低シフト領域の定量測定を進める。金属塩水溶液を原料として流通式反応装置にて超臨界水中で水熱合成反応させることで数nm数100nmの単分散な金属酸化物微粒子が得られる。本研究では本手法における微粒子生成過程および成長のin-situ観察(臨界核径の測定)と金属酸化物の溶解度測定、推算から粒子生成および成長の定量的モデル化を行うことを目的とする。昨年度は、高温高圧反応場のin-situ測定が可能なダイヤモンドフローセルを作成し、粒子径の測定が可能なシステムを開発した。本年度は、昨年度開発した小角X線散乱法による粒度分布測定用装置により高温高圧水条件での粒子径測定の確立を行った。測定系として硝酸バリウム、鉄-水酸化カリウム混合ゾル水溶液からの磁気微粒子であるバリウムヘキサフェライト合成を用いた。これまでの研究で、原料溶液を200250°Cで予熱したのちに超臨界条件で反応晶析させることで、80nm程度の非常に単分散な微粒子が得られることがわかっている。ここでは、原料溶液を50200°Cまで予熱したときの、反応場の粒子の様子の観察をおこなった。50100°Cでは常温の場合と同程度の強度の散乱が観察でき、ゾル溶液中には20nm程度の粒子が存在していた。しかし、200°Cでは反応場からの散乱スペクトル強度が減少したが、粒子径自体の変化は見られなかった。このことは散乱源である水酸化物ゾルの溶解を示唆しており、水酸化鉄の溶解度の推算結果とも一致する。以上の結果から水酸化物が予熱過程により溶解し、均相溶液からの析出により微粒子が生成したことがわかった。このように、高温高圧である水熱合成場における粒子径を測定する手法の開発を行うことができた。我々は、超臨界水の反応晶析場としての利用を考え、反応場の制御性を利用した金属酸化物微粒子合成プロセスの開発を行っている。この超臨界水を晶析場として利用した技術の基盤を確立するためには、その反応溶媒としての特性およびその機能を解明する必要がある。本研究では、超臨界水の反応溶媒、特に晶析溶媒としての利用工学の確立を目指し、その基礎研究の一環として、電位差測定、金属酸化物の溶解度測定および反応平衡推定モデルの開発を通して超臨界水の溶媒特性を明らかにするとともに、金属酸化物微粒子合成実験を通して超臨界水中での反応晶析の特性と、その可能性について考察を行った。本年度は、まず、流通式超臨界水熱合成手法により、種々の金属酸化物の合成実験を行い、実験条件とナノサイズ微粒子の生成領域との関係について整理した。
子どもの学習の物語論的分析と授業技術形成

子どもの学習の物語論的分析は、子どもが授業での経験をどのように意味づけ、自らの文脈に位置づけるか(自らの世界に取り込むか)、という関心にもとづく。本研究では、これまでのさまざまな分野におけるNarrativeに関連する研究を概観すると同時に、子どものNarrativeを分析する際の枠組みを構造主義やstoryの社会学から導き出した。実践分析としては、奈良女子大学附属小学校の小幡肇教諭の一連の実践(「阪神大震災・大研究」)を分析対象とした。「『気になる木』の『はっぱ』をふやそう」という独特のシステムを持つ小幡氏の授業の特質を分析すると同時に、そこで子どもたちが授業体験をどのように意味づけしているか、その意味づけの特徴を分析した。その結果、授業の構造の分析、すなわち共時的な分析によって、多様な物語(個性的な意味づけ)が生まれる条件としての「装置」が必要であること、また、通時的な子どもの「物語」の分析によって、さまざまな事象へのアプローチがその子ども独特のストラテジーにもとづいて行われていること、またそのストラテジーが授業での経験の意味づけに大きな影響を与えていることを明らかにした。こうした分析結果を踏まえて授業技術形成を行っていく必要があるが、これまでの技術とは異なった技術(たとえば「装置」を築いていくこと)を形成していくことの重要性を指摘することにとどめた。教師の力量形成としてこうした技術をどのように身体化していくのか、は次の課題としたい。今年度は、授業参観およびその記録を蓄積していくという作業を主に行ってきた。また子どもに対するインタビューを行い、過去の学習が「子どもの物語」としてどのように結晶化していくか、その過程を追うという作業を行った。具体的には奈良教育大学附属小学校の4年生のあるクラスに一週間に一度、授業参観およびインタビューにでかけ基礎的なデータの収集に努めた。同学級では、3学年のときに、「奈良漬け」の学習を行っており、多様な活動(奈良漬けづくり、見学、M奈良漬け店の主人を教室に招く)が組織された。その学習は11月まる1月時間を使って行われた。その学習から半年たって、その時の経験は子供たちの中でどのように「物語」として残っているのだろうか。インタビューを用いて子どもに語ってもらった。子どもの経験の語りは「活動・体験」に触れたものが多かったが、くわしく聞くと「活動・体験」の何が印象的だったかはかなりバラエティに富んでいる。例えば同じ工場へ行った体験を語っていても、「奈良漬けの味」を強烈に憶えている子ども、いろいろな原材料が奈良漬けに変わっていくことに興味を持った子ども、酒粕を食べさせてもらったことを語る子ども、がいる。経験、体験はこうして子どもたちの感覚を通して「物語化」していく。引き続き、インタビューによる「子どもの語り」の収集と、授業における子どもの「こだわり」が「物語」形成にどのように影響を与えていくのか、等の課題にとりくんでいきたい。

こうした分析結果を踏まえて授業技術形成を行っていく必要があるが、これまでの技術とは異なった技術(たとえば「装置」を築いていくこと)を形成していくことの重要性を指摘することにとどめた。教師の力量形成としてこうした技術をどのように身体化していくのか、は次の課題としたい。
東欧ロシア史学史研究の総合

東欧ロシア地域の史学史研究の基本文献であるニーデルハウゼル『東欧ロシア史学史』を全訳するとともに、そこで言及されている1万件ほどの東欧ロシア地域の歴史学文献を整理して検索可能にすることにより、当該地域に関する歴史研究のための基礎的情報を提示した。同書は、この地域の歴史叙述がおもに国民史を中心にして形成されてきたことを明らかにするとともに、史学史を比較検討することで国民史の相対化の一方法も示している。本研究ではさらに、歴史叙述の主体や枠組みに注目することにより、このような国民史的歴史叙述を再検討する可能性を示した。本研究は東欧ロシアの諸地域および地域全体に関する歴史認識枠組みの変化を比較検討することを目的とする。そのために以下の研究を計画した。(1)資料の収集と分析東欧ロシア史学史に関する文献および史f料を調査・収集して整理・分析する。東欧ロシア史学史全体を俯瞰するような基本的文献については精読するとともに、各論についても調査して、研究史および現在における研究の動向を明らかにする。(2)文献データベースの作成(1)の資料調査結果を踏まえて、東欧ロシアの歴史家とその作品を網羅したデータベースを作成する。東欧ロシア史学史に関する基礎的な研究資料の調査、収集、分析をおこなうとともに、各自の専門領域の研究史に関する調査をおこなった。東欧ロシア史学史研究の基本的文献としてニーデルハウゼル・エミルによる『東欧ロシア史学史』を取りあげ、研究参加者の間で章ごとに分担して同書の読解と翻訳を進めるとともに、同書で言及されている文献の調査を開始した。ハンガリーにおいて著者と話し合い、今後の研究に関する助言を得た。文献調査については、本年度はチェコ史、スロヴァキア史、ならびにセルビア史とクロアチア史を専門とする協力者を現地に派遣し、さらに現地研究者の協力を得ておこなった。調査結果は全体研究会で報告し、検討した。本年度第一回目の全体研究会ではチェコ史およびスロヴァキア史の専門家を招聘し、調査結果の整理および用語と概念の統一に向けて議論をおこない、同地の史学史研究の現状に関して情報を得た。第二回目の研究会では、ルーマニア史、ブルガリア史、セルビア史、クロアチア史、スロヴェニア史の専門家を招聘し、バルカン地域に関して同様の議論をおこなった。このようにして、本年度は、チェコ史692、スロヴァキア史245、ルーマニア史294、セルビア史406、クロアチア史782、スロヴェニア史179の文献に関する情報を整理することができた。これらの文献情報は、今後のデータベース作成の基本データとするために、電子化して研究分担者間で共有可能にした。引き続き東欧ロシア史学史に関する基礎的な研究資料の調査、収集、分析をおこなうとともに、各自の専門領域の研究史に関する調査をおこなった。同地域の史学史研究の基本文献であるニーデルハウゼル・エミル著『東欧ロシア史学史』を翻訳し読解しつつ、同書で言及されている文献の調査を進めた。ハンガリーにおいて著者と話し合い、研究に関する助言等を得た。文献調査について、本年度はブルガリア史、スロヴァキア史、セルビア史、クロアチア史、スロヴェニア史、ポーランド史、ロシア史を専門とする協力者を現地に派遣し、現地図書館等で文献調査を進めた。並行して、代表者と分担者がハンガリーおよび担当地域に赴き、調査をおこなった。本年度第一回目の全体研究会においてはポーランド史の専門家を招聘し、調査結果の整理および用語と概念の統一に向けて議論をおこない、同地の史学史研究の現状に関して情報を得るとともに、これまでの調査および今後の研究に関して意見を交換した。第二回目の全体研究会では研究参加者間で議論をおこない、文献調査や表記の方法、概念や用語の整理を進めた。このようにして、本年度は、ポーランド史480、ロシア史521、ハンガリー史118の文献に関する情報を整理することができた。昨年度収集した文献の情報に関しても、現物での確認等によってさらに精緻化した。引き続き東欧ロシア史学史に関する基礎的な研究史料の調査、収集、分析をおこなうとともに、各自の専門領域の研究史に関する調査をおこなった。同地域の史学史研究の基本文献であるニーデルハウゼル・エミル『東欧ロシア史学史』を翻訳し読解しつつ、同書で言及されている文献の調査を進めた。ハンガリーにおいて本テーマに詳しい研究者から助言も得た。文献調査に向けて、本年度はセルビア史、スロヴェニア史、クロアチア史、ブルガリア史、チェコ史、ロシア史を専門とする協力者をそれぞれ現地に派遣し、国立図書館や研究所等で文献調査を進めた。これと並行して、代表者と分担者がハンガリーおよび担当地域に赴き、調査をおこなった。

本年度は二回の全体研究会を開催し、個別の調査結果の報告および検討をおこなうとともに、本研究の公判に向けて東欧ロシア史学史全体に関わる概念や用語の整理も進めた。また、旧ユーゴスラヴィア地域の歴史の専門家とともに、同地域の歴史叙述に関わる問題を議論するための分科会も開催した。このようにして本年度は、昨年度までに収集したものに加え、主なものとしでブルガリア史1150、チェコ史404、ロシア史54、セルビア史184の文献に関する情報を整理することができた。これらの文献情報は、今後のデータベース作成の基本データとするために電子化して研究分担者間で共有可能にし、『東欧ロシア史学史』の翻訳に注の形で組み込んだ。この翻訳および文献情報の整理により、最終年度である来年度に本研究成果を公表する準備を進めた。引き続き、東欧ロシア史学史に関する文献の調査、収集、分析をおこなうとともに、各自の専門領域の研究史に関する調査をおこなった。加えて、研究の最終年度である本年度は、今までの研究蓄積をまとめる作業に取り組んだ。東欧ロシア地域の史学史研究の基本文献であるニーデルハウゼル・エミル『東欧ロシア史学史』をこれまで読み進めてきたが、本年度はその翻訳をまとめるとともに、同書で言及されている文献についての調査結果を内容に組み込むため、文献ごとに番号を付け、本文に文献番号を組み込んだ。このように整理した文献は1万件に上る。本文は『総覧東欧ロシア史学史』として冊子体にし、また、文献リスト、東欧ロシア地域の歴史家を中心とした2800人ほどの人名リスト、地名リスト、そして東欧ロシア各地域の文献調査案内は電子化してCDに記録して添付し、報告書を作成した。このうち文献リストについては、後述の備考欄に記載するURLにおいて公開し、世界各地から東欧ロシア史学史文献の検索ができるようにした。本研究の成果がこのように公開されたことにより、日本の東欧史研究に対して多くの基本的かつ重要な情報をもたらすことができた。さらに、本研究は、東欧ロシアの諸地域および地域全体に関する歴史認識枠組みの変化を比較検討するものであり、その刊行によって、東欧ロシア地域の歴史研究に対して、従来の国民史的歴史学の視点を相対化するための視角を提供することができたと考えられる。
分子選択的創薬に向けたセロトニン受容体のX線結晶構造解析

本研究の目的は、ヒトセロトニン受容体の立体構造を解明することにより分子選択的創薬に向けた知見を得ることである。本研究期間においてセロトニン1B受容体と向精神薬の候補化合物であるGR127935複合体を3.2 Å分解能で、セロトニン2A受容体と統合失調症治療薬リスペリドンとの複合体構造を2.7 Å分解能で明らかにした。二つの構造を比較すると、薬剤の結合様式は大きく異なっており、GR127935は薬剤結合ポケットの浅い位置に、リスペリドンは薬剤結合ポケットの深部に結合していた。これらの立体構造を詳細に比較することによって、薬剤選択性を上げるための結合部位のホットスポットを明らかにした。本研究は、セロトニン受容体(5-HT1BR)のアンタゴニスト(阻害剤)結合型の立体構造をX線結晶構造解析により決定することを目的としている。当該年度において申請者は主に以下の2点について検討を行った。1)大腸菌由来の可溶性タンパク質cytochrom b562RIL (bRIL)を受容体の細胞内リンカー部分に挿入することによって熱安定性および結晶のパッキングが向上することが知られており(Chun E. et al. 2012 Structure, 20 967-76)、申請者もこの手法を用いて安定な5-HT1BRの取得に成功している。当該年度はさらにこのリンカー部分のbRIL挿入位置を換えることにより、さらに分解能の高い結晶を得ることを目指した。リンカー部分を変えた3種類のコンストラクトを作製し、昆虫細胞sf9による発現、精製、結晶化を行った。その結果、全てのコンストラクトについて結晶を得ることに成功した。さらに発現量や結晶化の再現性が最も良いコンストラクトを選抜した。2) 5-HT1BRに対する結合親和性を指標として4種類のアンタゴニストおよび1種類のアロステリックモジュレーター(アロステリックに5-HT1BRと結合してリガンドの親和性を向上させるペプチド)の計5種類の化合物を選抜し、共結晶化を行った。その結果、化合物5種類中3種類において結晶を得ることに成功した。このうち最も良かったもので4.5 Åまで分解能が向上した。本研究は、セロトニン受容体(5-HT1BR)のアンタゴニスト(阻害剤)結合型の立体構造をX線結晶構造解析により決定し、分子選択的創薬に向けた知見を得ることを目的としている。前年度、アンタゴニストの選定により結晶は得られたものの、構造解析には不十分であったことからコンストラクトの改変を試みた。現在のコンストラクトは大腸菌由来のbRILという可溶性蛋白質がTM5とTM6の間に挿入されており、ループ部分が置換されている。これを以下の3種類、bRIL挿入位置の変更、ケモカイン受容体の構造解析に用いられたRubredoxin (Tan et al. 2013Science, 341, 1387-90)、オレキシン受容体の構造解析に用いられた超好熱古細菌由来酵素(PGS) (Yin et al. 2015Nature, 519, 247-250)に変更した。その結果、PGS挿入体において精製標品の熱安定性が向上した。その結果、結晶化スクリーニングによって結晶を得ることができ、SPring-8にてX線回折実験を行い3.2 Å分解能の回折データを取得することができた。分子置換法によって位相を決定し、電子密度マップを取得することができた。現在、構造決定に向けた精密化を進めている。今年度は構造決定に必要なデータの取得を行うことができ、位相決定もでき、予備的な立体構造解析ができているため、目的の達成は間近と考えおおむね順調であるとした。しかしながら、まだ精密化は終了しておらず、構造決定は未完了である。これは申請者が雇用されているプロジェクト研究が多忙であったためである。現在、精密化を行いながら、予備的に得られた立体構造を用いて先行研究で明らかにされたアゴニスト結合型構造との比較を行っている。本研究の目的はヒトセロトニン受容体のX線結晶構造解析を行い、分子選択的創薬に向けた知見を得ることである。前年度までにセロトニン1B受容体と抗精神作用のある候補化合物GR127935との複合体の立体構造を3.2 Åで決定した。このリガンドのシグナル応答への影響については議論の残るところであったが、立体構造の示す特徴からパーシャルアゴニストであることを明らかにした。さらに先行研究であった偏頭痛治療薬エルゴタミンとの複合体構造と比較し、その結合様式が大きく異なることを明らかにした。抗うつ薬であるボルチオキセチンは、GR127935と一部の同じ骨格持つため同様の結合様式を持つと考えられる。実際にドッキングシュミレーションで確認したところ、同様の結合様式で結合する可能性が高いことが示唆された。加えて、今年度は向精神薬のターゲットの中心であるセロトニン2A受容体のX線結晶構造解析にも成功した。統合失調症治療薬であるリスペリドンとの複合体の立体構造を2.7 Å分解能で決定した。先行研究のモノアミン受容体とリガンド結合様式を比較するとリスペリドンは結合ポケットのより深部に入ることが明らかになった。また、セロトニン2A受容体にはTM4とTM5の間に特徴的なポアが存在していた。

セロトニン2A/2C受容体選択性の高いリガンドについてドッキングシュミレーションを行ったところ、選択性の高いリガンドはこのポアに結合していることが示唆された。これらの結果はヒトセロトニン受容体をターゲットとした創薬に重要な知見を与える。本研究の目的は、ヒトセロトニン受容体の立体構造を解明することにより分子選択的創薬に向けた知見を得ることである。本研究期間においてセロトニン1B受容体と向精神薬の候補化合物であるGR127935複合体を3.2 Å分解能で、セロトニン2A受容体と統合失調症治療薬リスペリドンとの複合体構造を2.7 Å分解能で明らかにした。二つの構造を比較すると、薬剤の結合様式は大きく異なっており、GR127935は薬剤結合ポケットの浅い位置に、リスペリドンは薬剤結合ポケットの深部に結合していた。これらの立体構造を詳細に比較することによって、薬剤選択性を上げるための結合部位のホットスポットを明らかにした。平成26年度の計画として、申請者は1.アンタゴニスト結合型結晶のスクリーニング、2.熱安定化変異体の取得、3. X線回折実験によるスクリーニングの3点を掲げていた。実験は計画通りに進行しており、4種類のアンタゴニストおよび1種類のアロステリックモジュレーターから3種類のリガンドについて結晶を取得することに成功した。また、熱安定化に有効なbRIL挿入体について5-HT1Bとの連結部位であるリンカー部分を置換した変異体を3種類検討し、発現量、結晶化の再現性が最も高いコンストラクトを選抜した。取得した結晶について微小結晶の測定に適したSpring-8 BL32XUビームラインにおいてX線回折実験を行い、4.5 Å分解能の反射を確認した。本研究課題は申請時においてはアゴニスト結合型の結晶を取得できていたものの分解能は10 Å程度であった。平成26年度の研究実施で新たにアンタゴニスト結合型結晶を取得でき、分解能は4.5 Åまで向上したことから、当初の計画以上に進展しているとした。次年度は、構造の精密化を完了させ、立体構造を決定する。次いで、既に報告されているアゴニスト結合型の立体構造と比較した結果から、セロトニン受容体の薬剤に対する分子選択性を明らかにする。その後、機能選択性に重要だと考えられたアミノ酸に変異導入を行い、薬剤結合実験を行うことで生化学的な面からの整合性を確認する。得られた立体構造がin-silico解析に十分なものであれば分子選択的創薬に向けた新規薬剤のスクリーニングを行う。In-silicoスクリーニングは1種類のリガンド結合型構造からでも可能ではあるが、複数のリガンドとの複合体構造を用いることで精度は格段に向上する。そこで異なる特徴の構造を持つリガンドとの複合体の結晶構造の取得を目指して結晶化スクリーニングを行う。構造生物学平成27年度においては、3.5 Å分解能を超える結晶の取得を目指し、さらなる検討を行う。平成26年度においてコンストラクトの熱安定性の評価を行ったところ、熱安定化度の高いリガンド複合体を用いて結晶化した場合に最も分解能が良かったことから、引き続きこの評価を指標とし、さらなる分解能の向上を目指す。
都市雨水排除システムの計画理念とそれを反映できる計画手法に関する研究

本研究は、都市雨水排除システム計画の方法論を新たに構成するためのもので、まず、強い短時間降雨の増加傾向を長期降雨量観測データで確認した。つぎに、シビル・ミニマムという都市雨水排除システムの計画理念の見直しなしには都市型水害問題の本質的解消が不能であると分析した。最後に、新しい計画設計理念として、安全設計理念を提案し、シミュレーションの結果に基づいて、その有効性、柔軟性、操作性等においても優れていることを示した。今年度は、研究計画の初年度に当たり、現行の都市排水施設に比べ、世界中で広く採用されている効率優先主義の都市排水システムの計画理念を日本で仮に採用した場合、何がどう変化するかについて検討を行った。具体的には、二つの方法により比較を行った。一つは、定性的な比較で、効率優先主義の計画理念を忠実に守って建設された中国のある新興都市の事例について調査し、その水文学的条件、排水効果等を日本のモデル地区のそれらと比較検討したものである。もう一つは定量的な比較検討で、日本のモデル地区について、効率優先主義の計画理念に基づいて仮想の排水システムを構築し、排水シミュレーションにより既存の排水システムと比較する方法である。今年度は、仮想排水システムの構築と、シミュレーションモデルの構築が当初の計画通りほぼ完了し、モデルを運用するために必要なデータベースがいま構築中であり、研究計画は、全体として予定通りに進行してきている。シミュレーションモデルの基本構成は、人工排水施設と雨水排水先(都市河川等)については一次元非定常流モデル、排水区については二次元非定常流モデルからなっており、地形、道路、住宅等の地理情報についてはGISを通して取り込めるようになっている。次年度は、このシミュレーションモデルを用いて、異なる都市条件と降雨条件の組み合わせに対し、限界投資効果(水害被害削減効果)が限界コストに等しくなる計画降雨規模を計算する。こうやって決定された計画降雨規模を都市条件や降雨再現期間等との関係について分析し、従来のシビルミニマムという計画手法によるものとも比較しながらその特徴と課題を明らかにする。本年度は、都市雨水排除システム計画の方法論について検討した。ます、近年多発している都市型水害の原因を明らかにし、その結果を踏まえて、都市排水対策のあり方を論じ、最後に、最も重要かつ効果的な都市排水対策が都市雨水排除システムの計画理念の見直しであるとして、新しい計画設計理念を提案するとともに、シミュレーションを行い、その結果に基づいて提案した計画設計理念の特徴と可能性について分析を行った。研究結果をまとめると次のとおりである。まず、強い短時間降雨(いわゆる集中豪雨)の増加傾向が長期間の降雨量観測データの分析結果から確認され、このことを都市型水害発生のきっかけを作ったという意味で都市型水害の誘因として位置付けた。外部からの入力である降雨に対し、都市化と都市化に伴う都市水文環境の悪化が都市型水害をもたらした内部要因となり、都市型水害発生の条件として位置付けられた。外部からやってくる誘因と都市に内包されている悪条件が、能力的に不十分な都市雨水排除システムにおいて結ばれて表出した形が都市型水害である。つぎに、日本の都市雨水排除システムの能力がしばしば不足する原因が、シビル・ミニマムという都市雨水排除システムの計画理念にあったこと、さらに、この計画理念の見直しなしには都市型水害問題の本質的解消が不能であると分析された。この結果を受けて、シビル・ミニマムに変わりうる計画設計理念として、安全設計理念を提案し、シミュレーションの結果に基づいて、安全設計理念が、都市雨水排除システムの計画設計理念として有効だけでなく、柔軟性、操作性、水質対応、従来計画理念との整合性などにおいても優れており、特に、自然との共生を図ろうとしている意味で、持続可能な都市計画の理念とも完全に一致していることが示された。本研究は、都市雨水排除システム計画の方法論について検討したもので、まず、近年多発している都市型水害の原因を明らかにし、その結果を踏まえて、都市排水対策のあり方を論じ、最後に、最も重要かつ効果的な都市排水対策が都市雨水排除システムの計画理念の見直しであるとして、新しい計画設計理念を提案するとともに、シミュレーションを行い、その結果に基づいて提案した計画設計理念の特徴と可能性について分析を行った。まず、強い短時間降雨の増加傾向を長期間の降雨量観測データの分析結果から確認した。つぎに、日本の都市雨水排除システムの能力がしばしば不足する原因が、シビル・ミニマムという都市雨水排除システムの計画理念にあったこと、そして、この計画理念の見直しなしには都市型水害問題の本質的解消が不能であると分析された。

シビル・ミニマムという現実的実現可能性のみに依拠した計画理念の見直しを提案したことで、効果の少ない小規模な人工浸透貯留施設や、金がかかりしかも問題点の多い地下河川といった従来の対処療法的な都市水害軽減対策から脱却し、都市排水の本来の主役である下水道の能力アップを図り、都市水害対策の根本的転換につながるものとして意味がある。
顎骨再建症例におけるインプラント義歯の力学的研究

佐賀医科大学では、1989年より口腔外科疾患患者の咀嚼機能回復を目的にチタニウム製歯科インプラント(ブローネマルクシステム)を用いて現在60例以上の症例を有している。中でも、顎骨切除症例においては、義歯の固定源として極めて有効であるが、過去8年間の経過の中で種々の問題が生じている。特にインプラントと補綴物を連結するネジやインプラント体の破折、また、インプラント体周囲の骨の吸収などである。これらの問題点を3次元有限要素法を用いて力学的見地から解析することが本研究の目的であった。この結果、下顎骨区域切除症例で、顎位の偏位や腸骨を用い下顎を再建する際に移植骨の位置が、対合歯列に対し偏位した位置にあるなどの原因で、上部構造の位置とインプラントを植立した位置が著しく異なる場合で、インプラント体に生じる内力や周囲骨に集中する応力が大きかった。本研究の詳細については、現在学術雑誌に投稿中である。インプラントの予後を推測するのは、力学的評価のみならず、多くの因子が関与している。このため、上顎骨切除症例に限って、多施設共同研究を行い、力学的評価とともにインプラントの予後に関わる因子について検討を行った。その結果、インプラントの埋入部位や使用したインプラントの長さが、インプラントの予後に影響し、放射線、高圧酸素療法、化学療法の有無、維持装置の違いが、インプラントの予後に影響するか否かについては、明らかな差は認めなかった。本研究の詳細については、国際雑誌に発表した。顎骨切除を行った患者は、多かれ少なかれ、顎骨非切除インプラント治療群に比べると、インプラントに生じる内力や、周囲骨に生じる応力は大きくなる。しかし、それが、生体にとって許容しうる範囲にある場合は、インプラント治療が、顎骨切除患者の咀嚼機能の向上をもたらすことが明らかとなった。本研究の成果は、日本顎顔面補綴学会雑誌に発表し、平成9年度の最秀論文賞を受賞した。1.資料の作製と咬合力測定顎骨再建症例を対象に、インプラントの口腔内への貫通部分から上部構造までの印象を採取し、患者の口腔内を模型とインプラント義歯のレプリカで再現した。さたにインプラントを装着している部分の咬合力を測定した。2.資料の表面形状データの作製とデータの変換口腔石膏模型にインプラント義歯のレプリカを装着し、SURFLACER(UNISN社製)を用いて3次元表面形状を読みとった。そのデータを有限要素解析プログラムに変換するためのソフトウェアーを用いて変換を行った。3.有限要素法による応力解析変換されたデータは、有限要素解析プログラムにて解析モデルを作製し、外力としての咬合力の条件、物性値(骨やチタンの弾性係数やポアソン比)、拘束条件などを入力した。負荷が加わったときの結果を出力し、インプラント義歯およびインプラント体に生じている応力分布を明らかにした。その結果は補綴物を設計する際に極めて重要な値であった。現在までに3例を解析し、平成9年10月に開催された国際顎顔面外科学会(口腔外科学会併設)にて発表した。この成果については、現在専門雑誌に投稿準備中である。
フラクチャーの劣化・回復特性の構成則で解き明かす地震発生のメカニズム

本研究では,従来,速度・状態依存による摩擦のみに着目してきた地震工学における断層すべりを,三軸せん断-保持-せん断試験により,岩石摩擦(岩石内のせん断帯の形成とその摩擦挙動)-ダイレーション-間隙水圧(有効応力)のインタラクションの帰結として再検討・再評価し,せん断-保持-せん断過程で発現する強度回復・劣化現象を限界状態モデルの拡張で再現することを目的とする.さらに,開発した構成モデルを用いて,ダイレイタンシー挙動や間隙水圧の消散過程が,断層滑りの繰返しメカニズムにどのような影響を与えるのか,数値実験により検討を行った.本研究では,従来,速度・状態依存摩擦のみに着目してきた地震工学における断層すべりについて,堆積岩を用いた三軸せん断-保持-せん断試験により,岩石摩擦(岩石内のせん断帯の形成とその摩擦挙動)-ダイレーション-間隙水圧(有効応力)のインタラクションの帰結として断層すべりの再検討・再評価を行う.また,せん断-保持-せん断過程で発現する強度回復・劣化現象を限界状態モデルの拡張で再現することを目指す.き裂面を有する比較的軟らかい凝灰岩に対して種々の条件下で排水三軸せん断試験を行い,残留状態においてせん断-保持-せん断過程を実施した.実験は,人工的に60度の切断面を挿入した供試体を用いて行った.拘束圧0.3および5.0 MPaの実験では強度回復現象が確認できなかったが,0.7 MPaの実験においては強度回復現象が確認できた.三軸せん断SHS過程での強度回復現象の発現は,明瞭なせん断帯の発生と関連するとしてきた1)3).切断面を挿入すると,低拘束下での強度回復現象の発現は確認されたが,応力状態と切断面の角度によっては,発生しないことも考えられる.一方,高拘束圧下では,切断面に沿う破壊とならず少し樽型に変形した.これは,切断面の存在しない実験結果と同様の傾向であった.モデルによる再現では,Dieterichの対数線形モデル実験結果を整理を行い,それに沿って保持時に限界状態線がシフトすることを降伏関数に状態変数を導入したモデルを提案し,実験結果のシミュレーションを行った.また,次年度に向けて三軸装置の改良をおこなうとともに,ベレア砂石を用いて三軸せん断-保持-せん断試験の準備を進めている.き裂面を有する比較的軟らかい凝灰岩に対して種々の条件下で排水三軸せん断試験を行い,残留状態においてせん断-保持-せん断過程を実施した.実験は,人工的に60度の切断面を挿入した供試体を用いて行った.拘束圧0.3および5.0 MPaの実験では強度回復現象が確認できなかったが,0.7 MPaの実験においては強度回復現象が確認できた.三軸せん断SHS過程での強度回復現象の発現は,明瞭なせん断帯の発生と関連するとしてきた1)3).切断面を挿入すると,低拘束下での強度回復現象の発現は確認されたが,応力状態と切断面の角度によっては,発生しないことも考えられる.一方,高拘束圧下では,切断面に沿う破壊とならず少し樽型に変形した.これは,切断面の存在しない実験結果と同様の傾向であった.モデルによる再現では,Dieterichの対数線形モデル実験結果を整理を行い,それに沿って保持時に限界状態線がシフトすることを降伏関数に状態変数を導入したモデルで表現することを実施し,実験結果のシミュレーションを行った.また,次年度に向けて三軸装置の改良をおこなうとともに,ベレア砂石を用いて三軸せん断-保持-せん断試験の準備を進めている.ベレア砂岩の一軸圧縮試験およびX線CTによる試験体の撮影は終了している.本研究では,従来,速度・状態依存摩擦のみに着目してきた断層すべりについて,堆積岩を用いた三軸せん断(S)-保持(H)-せん断(S)試験により岩石摩擦(岩石内のせん断帯の形成とその摩擦挙動)-ダイレーション-間隙水圧(有効応力)のインタラクションの帰結として断層すべりの再検討・再評価を行うことを目的とした.また,せん断-保持-せん断過程で発現する強度回復・劣化現象を限界状態モデルの拡張で再現することを目指して研究を実施した.研究は,SHS型三軸せん断試験と数値解析によって実施した.昨年度は凝灰岩を用いた実験を行ったが,本年度は,ベレア砂岩に対して種々の条件下で非排水三軸せん断試験を行い,残留状態においてせん断-保持-せん断によるせん断を行った.実験では,人工的な切断面の無い供試体と人工的な切断面(60°)を有する供試体を用いて行った.Intactなベレア砂岩供試体を用いた実験は,温度条件が20°C,拘束圧条件が1.0 MPa,1.5 MPa,2.0 MPaおよび3.0 MPaの4種類で行い,拘束圧条件が3.0 MPaの実験のみ,温度条件が60°Cの条件下でも行い,合計5ケース実施した.人工的な切断面を有するベレア砂岩供試体を用いた実験は,温度条件が20°Cで,拘束圧条件が1.0 MPa,3.0 MPaおよび5.0 MPaの3種類で行い,3.0 MPaの実験のみ温度条件が60°Cの条件下でも行い,合計4ケース実施した.ベレア砂岩の実験では,Intactな供試体では,破壊自身が脆性的なものとなり明瞭なせん断面が表れず,強度回復現象が確認できなかった.

一方,人工的な切断面を有する供試体を用いて行った実験では,強度回復現象が確認された.本研究では,従来,速度・状態依存による摩擦のみに着目してきた地震工学における断層すべりを,三軸せん断-保持-せん断試験により,岩石摩擦(岩石内のせん断帯の形成とその摩擦挙動)-ダイレーション-間隙水圧(有効応力)のインタラクションの帰結として再検討・再評価し,せん断-保持-せん断過程で発現する強度回復・劣化現象を限界状態モデルの拡張で再現することを目的とする.さらに,開発した構成モデルを用いて,ダイレイタンシー挙動や間隙水圧の消散過程が,断層滑りの繰返しメカニズムにどのような影響を与えるのか,数値実験により検討を行った.凝灰岩での三軸せん断-保持-せん断試験は実施せず,ここまでに得られた結果の整理・分析を行う.特に,速度・状態依存摩擦則による分析を行う.さらに,モデル化においては,既に実施してきた降伏関数に状態変数を導入することで限界状態線を変動させるモデルを用い,速度・状態依存摩擦則での整理した実験結果の適用を行う.ベレア砂岩での三軸せん断-保持-せん断試験を実施する.凝灰岩と同様,実験結果の整理・分析を行い,限界状態モデルの拡張により,せん断-保持-せん断過程での強度回復・構造劣化現象の再現を行う.さらに,ダイレイタンシー挙動を説明できる構成モデルのDieterichの速度・状態依存摩擦則への適用性の検討を行い,断層の強度回復・構造劣化についての議論を行う.地盤工学
過負荷故障カスケードに対する複雑ネットワークの頑強性

平成26年度から電力網やインターネット、企業間取引ネットワークなど複雑ネットワーク上の何らかの流れによって、それらネットワークの機能が発現する機能性ネットワークの頑健性・安定性に関する研究を遂行してきた。27年度始めには、前年度に行った研究である「負荷揺らぎを考慮した過負荷故障カスケードに対する複雑ネットワークの頑健性」に関して論文を執筆した。本論文は査読付き欧文誌Physical Review Eへ掲載されている。上記の発展研究として、過負荷故障によるネットワークの崩壊ダイナミクスと成長に伴うノード数増大ダイナミクスの複合ダイナミクスを取り入れたネットワーク・モデルを提案することで、ネットワーク構造が自発的に臨界状態へと近づきフラクタル構造を発現することを数値シミュレーションによって示した。これは海岸線や山並み、河川など実空間(ユークリッド空間)に埋め込まれたフラクタル構造の発現メカニズムであると従来考えられてきた自己組織化臨界性によって非ユークリッド空間のフラクタル構造が発現することを示した世界で初めての研究である。この成果は査読付き欧文誌Journal of The Physical Society of Japanに掲載されている。これらの一連の研究に関しては学会・研究会において複数回発表を行っている。当初予定していた過負荷故障に頑健な機能性ネットワークの提案に先駆け、機能性ネットワークのサイズとその安定性の間の関係を明らかにした。この研究成果については、論文の投稿準備中である。過負荷故障に頑健な機能性ネットワークの提案に関しては、ネットワークを構成するノードの耐性分配の問題としてアプローチした。現在のところ論文を執筆する段階には至っていないが、さらに詳細な研究を行い論文を執筆する予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。ネットワーク上の故障の連鎖である過負荷故障カスケードは、電力網における停電や、企業間取引ネットワークにおける連鎖倒産など、広範なネットワークにみられる現象であるため、盛んに研究されている。従来研究においては、議論の見通しを良くするためや解析的取扱いを簡単にするため、ネットワークの全構成要素間の最短経路に流れが仮定されており、構成要素にかかる負荷の揺らぎが無視されていた。このことは、平均負荷が要素の負荷許容量(耐性)を超えることによって過負荷故障が起きることに対応する。このようなモデル化の下で、現実ネットワークの多くに共通する次数(構成要素が他の要素と結ぶ関係数)が不均一なネットワーク(スケールフリー・ネットワーク)は過負荷故障カスケードに対して脆弱であることが明らかにされている。しかしながら、一般に橋やビルなどの構造物の崩壊や河川における洪水などは、揺らいでいる負荷の瞬間的な値が耐性を超えたことによって引き起こされるExtreme Eventsであるため、平均負荷による議論と負荷揺らぎを考慮した議論とでは統計的な性質が異なる可能性がある。本研究では、負荷揺らぎによって故障が引き起こされる過負荷故障カスケード・モデルを提案し、過負荷故障カスケードに対するネットワークの頑強性を解明することが目的である。特に今年度は、ネットワーク上の負荷をランダムウォーカーとみなすことで負荷揺らぎを考慮した過負荷化故障カスケード・モデルを提案し、このモデルの下でネットワークの頑強性とネットワーク構造の関係を調べた。その結果、従来モデルの結論とは反対に、提案モデルの下では過負荷故障カスケードに対してスケールフリー・ネットワークが頑強であることが明らかとなった。当初予定していた負荷をランダムウォーカーとみなしたモデルの下での時間的に揺らぐ負荷が引き起こす過負荷故障カスケードに対するネットワーク頑強性の解明に留まらず、提案モデルから得られる結論が負荷揺らぎ効果によって現れるという一般性の高い結論を得ることができた。これまでの研究成果を踏まえた上で、一定コスト下で最も頑強なネットワーク構造及び構成要素の耐性設定のさせ方を解明する。
免疫不全動物を用いた卵巣組織移植による初期卵胞から成熟卵子への誘導

本研究は希少動物の保全を目的とした生殖介助技術の開発をを目的とし、野生肉食動物のモデルとしてイヌとネコを用いて、免疫不全ラットへの卵巣組織の移植による原始卵胞の発育誘導法の確立を目指して取り組んできた。イヌの卵巣を用いた免疫不全ラットへの移植実験では、血管新生を促進する成長因子を利用するとともに、移植組織の定着を促す足場となりうるマトリゲルを用いることで、免疫不全ラットの皮下へ移植後も定着し、生存できることがわかった。凍結後の卵巣組織についても移植を行い、ガラス化凍結法を行った卵巣組織は9週間の移植によって原始卵胞からより発育の進んだ二次卵胞へ発育を誘導することができた。この結果から、この移植法は移植した卵巣組織内で原始卵胞から二次卵胞まで卵胞発育を誘起することが可能であることを示すとともに、ガラス化凍結法で卵胞発育能を保持した状態で卵巣組織を保存できることが分かった。さらに、野生動物の卵巣組織の凍結保存も進行している。昨年度はより多くの動物園からの協力を得られ、これまでに11動物園からの協力を得て、これまでの合計で32件、19種の野生動物の卵巣を受け入れ、凍結保存・蓄積を行っている。今後、本研究によって卵胞発育を促す卵巣組織移植法が確立された折には、これらの野生動物の卵巣組織を用いて野生動物の未成熟卵胞の発育誘導を目指す予定である。昨年度は、上記のイヌの卵巣を用いた研究成果を論文にまとめ、Scientific Reportsに論文を発表した。さらに、5つの国際学会・国際シンポジウム、5つの国内学会・国内シンポジウムで発表を行い、一般書の執筆、アウトリーチ活動により、社会に向けた情報発信も行った。当初の予定では、移植実験は新鮮な卵巣のみを用いることを想定していた。しかし、本研究とは別のイヌの卵巣組織の凍結保存の研究が順調なことから、凍結保存した卵巣組織も融解後に移植実験に供試し、良好な結果を得ることができた。このことから、凍結組織由来卵子による産仔作出の可能性が広がり、より野生動物への応用に向けて実践的な技術モデルを提示することができた。当初予定していた免疫不全ラットの管理や手術補助、助言を仰ぐ、同じ京都大学の研究協力者の先生が遠方の他大学に移動になり、研究への助言等、協力関係は継続してもらえるものの、ラットの移植実験・管理の継続が危ぶまれた。しかし、移動される前に手術方法の確認を入念に行うとともに、同じ研究施設の別の先生・技術員の方の協力も得られ、移植実験を継続し、イヌの卵巣組織移植の研究を簡潔させることができた。現在はその方々も移動されたため、移植法の改良に向けての次の実験には新たに施設を探さなければならなくなったが、候補先の先生や研究協力者の先生と相談を重ねている。また、一昨年7月から昨年8月末まで、出産・育児により研究を中断したが、その間にも研究会での発表や講演、論文執筆を継続することで、研究を推進し、研究再開後に国際誌へ論文を発表することができた。これまで移植実験を実施した施設では、研究協力者の先生、及びその後引き継いでいただいた先生や技術員の方も移動になったため、免疫不全ラットを用いた研究継続は困難になった。別の研究施設の研究者と共同研究の相談を行っていたが、さらにその先生も海外移動されたため、研究の再開に向けて、他の候補先の先生や研究協力者の先生との話し合いを行っている。現在の移植手法では、レシピエント動物腹腔内への卵胞刺激ホルモンの投与も行ったが、移植後、原始卵胞から二次卵胞への発育は見られたものの、その数は少なく、さらに大きな胞状卵胞への発育は見られなかった。生殖能力を持った成熟卵子の獲得には胞状卵胞への発育が欠かせないため、今後はレシピエント動物体内でより効率的に卵胞を維持し、二次卵胞、さらに胞状卵胞にまで発育する卵巣組織移植法の確立を目指す。具体的には、卵巣組織の移植の際のレシピエント動物の卵巣の有無によるホルモン分泌の影響、移植卵巣内の卵子発育へ与える影響を調べる。これにより、免疫不全動物の体内でイヌとネコの卵胞発育を誘導する可能性を探る。。らに、レシピエント動物の生殖ホルモン分泌の解析結果を踏まえ、内因性のホルモンを補う形で生殖ホルモンを投与し、外因性の生殖ホルモン刺激による卵胞発育へ与える影響を解析する。内因性と外因性(外部からの投与)による移植組織内の卵胞発育に与える影響を複合的に調べることで、卵巣組織移植による卵胞発育法の確立を目指す。また、本研究によってモデル動物を用いて卵胞発育を促す卵巣組織移植法を見いだせた際には、実際に野生動物への応用実験を想定している。そのため、引き続き野生動物が動物園等で死亡した際、または獣医学的理由により卵巣を切除した際には卵巣を受け入れ、凍結保存・蓄積を行っていく。昨年度は提携する動物病院からイヌの卵巣を提供してもらい、免疫不全ラットへの皮下への移植実験を実施した。その際、研究計画の通り、血管新生を促進する成長因子を利用するとともに、移植組織の定着を促す足場となりうるマトリゲルを用いて、卵巣組織の移植を行った。また、移植組織の回収前には卵胞刺激ホルモンの腹腔内投与による卵胞発育誘起も試みた。