hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会的条件不利にとりくむ学校メンタルヘルスマネジメントの研究

親との関係では、子どもの発達促進的な環境をめぐる複雑な関係があるので、親の生活背景や文化的要因の理解が必要であるが、親が関係しない子どもとの関係では、そのことを直接話題にすることなく、環境調整的な働きかけがとられているとまとめることができた。研究統括者である弘田が2012年度より研究科長を拝命し、業務が多忙になったことにより、スケジュール調整および研究者間の連携に支障が生じている。今年度の目標は、「社会的条件不利」という問題が、保育や学校など養育と教育の現場で相談活動を行う心理の専門家にどのようにとらえられ、取り組まれているか、その現状と課題をピックアップすることであった。定期的な研究会と聞き取り調査において、一定の目的を果たせた。2012年度の主たる部分である米国調査を3月末になんとか修了できたことにより、それをもとに日本のSBMHの展開について、その問題点および特徴的な点を明確にすることができた。より機能的なSBMHのシステムと方法、プログラム開発に向けた提言にむけてまとめる。多文化コンピーテントな支援プログラム開発の先進国である米国において、また家庭の養育条件が日本以上に悪いという条件下で、学校は子どものメンタルヘルスの問題にもっとも先に反応すべき場所と位置付けられている。モデル的、先進事例について調査し、日米比較を行う(米国調査)。日本では、心理の専門家以外の学と校教師、スクールケースワーカーおよびその情報に基づく子どもと心理士の関係について調査し、今年度調査を補足する。試験的なプログラムの実施準備のための調査、および研究者間の会議、成果発表に使用する。いずれも、「専門的知識・情報の提供」を受けるものであり、謝金と旅費(海外渡航)が中心である。
メタボロミクスによる植物成分生合成のゲノムマイニング

植物が生産する天然化学成分は、食料や医薬、工業原料として私たちの生活に役立っている。そこで、この天然化学成分が植物内で作られる仕組みを、メタボロミクスなどのゲノム機能科学や分子生物学、生化学によって明らかにした。臨床的に用いられている抗がん成分カンプトテシンやキノリチジンアルカロイド、硫黄原子を含んだニンニクの健康機能成分などについて、その生産に関与する遺伝子をいくつか決定した。植物の持つ天然物生合成のゲノム基盤を、メタボロミクスを基盤とした統合オミクスによって解明する事を目的とする。特に、臨床的に用いられている抗がん成分カンプトテシンや血糖低下作用を有するキノリチジンアルカロイドなどのアルカロイド生産植物について、トランスクリプトームおよびメタボロームデータを、次世代シークエンサーおよび高性能質量分析計によって取得、解析する。次に、これらのオミクス統合データについて生合成に必須な遺伝子について生物情報学を駆使したゲノムマイニング手法によって推定する。さらに、植物細胞での遺伝子組み換え技術によってin vivoでの機能を決定する。当年度は、まずカンプトテシン生産細胞でのデープトランスクリプトーム解析の準備とデータ取得を行った。生産細胞からのmRNAの調製、cDNA作成を行い、次世代シークエンサーを用いたトランスクリプトーム解析の材料とした。また、キノリチジン型アルカロイド生合成遺伝子およびフラボノイド生合成、含硫黄代謝産物生合成遺伝子のゲノムマイニングの準備を行った。育種されたキノリチジン型アルヵロイド非含有変種を用いて、非生産主種との比較トランスクリプトームとメタボロームの統合から生合成候補遺伝子の絞り込みを行った。さらに、組換えタンパク質と異種植物での発現による成分変化を指標にした機能同定を進めた。フラボノイド生合成、含硫黄代謝産物生合成遺伝子についてもほぼ同様の手法で準備を進めた。さらに、組換えタンパク質での生化学的研究や、組換え植物細胞でのin vivo研究によって遺伝子機能を決定する。当年度は、カンプトテシンを生産する毛状根細胞と生産しない懸濁細胞でのデープトランスクリプトーム解析を行った。解析はイルミナプラットフォームを用いて、それぞれ約2G塩基の配列決定を行い、その後アセンブリーやディファレンシャル発現解析に供した。また、育種されたキノリチジン型アルカロイド非含有のルピナス変種を用いて、非生産主種との比較トランスクリプトームとメタボロームの統合解析から絞り込んだ遺伝子についてその機能解析を行った、その結果、本遺伝子がアルカロイド生合成の初発段階に関わる新規なリシン脱炭酸酵素であることを証明した。フラボノイド生合成、含硫黄代謝産物生合成遺伝子についてもほぼ同様の手法で遺伝子のマイニングと機能解析を進めた。当年度は、カンプトテシンを生産する毛状根細胞と生産しない懸濁細胞でのデープトランスクリプトーム解析の結果などから予想された2つの転写制御因子について、継続して機能同定の研究を遺伝子発現抑制体の解析により進めた。また、キノリチジンアルカロイド生合成の初発段階に関わるリシン脱炭酸酵素遺伝子について、マメ科のキノリチジンアルカロイド含有植物の他、ヒカゲノカズラ科の植物からもより酵素特性の良い遺伝子を単離し、進化生物学的な考察を行った。特に、特異的な生理活性を有する含硫黄二次代謝産物の生合成に関わる2つの酵素遺伝子について詳細な機能同定を進めた。当年度は、カンプトテシンを生産する毛状

根細胞から得られた2つの転写制御因子について、継続して機能同定の研究を遺伝子発現抑制体の解析により進めた。そのうち1つの転写因子は生合成系を負に制御している可能性が示唆された。また、いくつかのアルカロイド生合成の初発段階に関わるリシン脱炭酸酵素遺伝子について、ヒカゲノカズラ科の植物から酵素特性の良好な遺伝子を単離し、その機能をin vivo, in vitro実験により確定し、進化生物学的な考察を行った。フラボノイド生合成、含硫黄代謝産物生合成遺伝子についてもほぼ同様の手法で遺伝子のマイニングと機能解析を進めた。特に、特異的な生理活性を有する含硫黄二次代謝産物の生合成に関わる2つの酵素遺伝子について詳細な機能同定を進め、生合成系の全体について考察した。植物の持つ天然物生合成のゲノム基盤を、メタボロミクスを基盤とした統合オミクスによって解明する事を目的とする。特に、臨床的に用いられている抗がん成分カンプトテシンや血糖低下作用を有するキノリチジンアルカロイドなどのアルカロイド生産植物について、トランスクリプトームおよびメタボロームデータを、次世代シークエンサーおよび高性能質量分析計によって取得、解析する。次に、これらのオミクス統合データについて生合成に必須な遺伝子について生物情報学を駆使したゲノムマイニング手法によって推定する。さらに、組換えタンパク質での生化学的研究や、組換え植物細胞でのin vivo研究によって遺伝子機能を決定する。当年度は、カンプトテシンを生産する毛状根細胞と生産しない懸濁細胞でのデープトランスクリプトーム解析の結果などから予想された転写因子について、高発現および発現抑制した植物細胞を用いたインビボ解析などからその機能を決定する研究を進めた。また、前年度に同定したルピナス属植物でのキノリチジンアルカロイド生合成の初発段階に関わる新規なリシン脱炭酸酵素遺伝子について、その詳細な進化学的解析を進めた。さらに他の植物種における相同遺伝子を取得しこれらのアルカロイド生合成における役割を推定した。特に、特異的な生理活性を有する含硫黄二次代謝産物の新規酸化酵素遺伝子について、その有力なクローンを同定することができた「研究実績の概要」欄に記載の通り、研究は概ね計画通りに進み、その成果を「研究発表」欄に記載の通りいくつかの論文にして発表することができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画との大きな変更はない。統合オミクスデータの多変量解析やネットワーク解析によって当該アルカロイド生産における仮想生合成経路ー生合成中間体ー生合成遺伝子の対応ネットワークを解明する。
傷害肺による遠隔臓器障害の機序-遊離環流肺標本での虚血再環流障害モデルでの検討

ラット遊離環流肺標本で左肺を1時間虚血にさらした後、30分間再環流を行なう(この間、両側肺は5%CO2加空気で換気して正常組織酸素/炭酸ガス分圧を保つ)。このモデルでTNF-αが虚血肺で産生されて還流液にSpill-overして、還流液を介して健側肺の傷害を来すことを立証してきた。しかし、従来、遊離環流肺モデルでの成績では、還流液にTNF-αを外因性に加えても肺血管内皮/肺胞上皮の透過性亢進を来さないことが報告されてきた。我々は従来の報告に準じる方法で還流液にTNF-αを添加して、経時的に遊離環流肺標本で肺血管内皮/肺胞上皮の透過性亢進を観察した。その結果、遊離環流肺標本は還流時間を2時間維持することで、培養血管内皮細胞と同様に、血球、神経系の関与を除外できる遊離環流肺標本でTNF-αを作用させることにより肺血管内皮/肺胞上皮の透過性亢進をきたすことが立証できた。TNF-αは虚血/再環流傷害、過換気肺障害で主要なmediatorと考えられてきたが、遊離環流肺標本で外因性に加えたTNF-αが傷害を来さないことは、その機序に疑問を抱かせるものであった。従来報告されてきた遊離還流肺標本ではTNF-αを還流液に加えても肺傷害が起こらないという報告は、観察時間の不足という単純な誤りであることを実証した。我々の成績はこの疑問に答えるものであり、また、TNF-αが白血球の関与なしに直接に肺血管内皮/肺胞上皮の透過性を亢進させることを立証したものであり、この分野の基礎的研究に貢献し、虚血再環流傷害、過換気肺の傷害機序、遠隔臓器傷害の機序解明につながるものである。ラット遊離環流肺標本で左肺を1時間虚血にさらし、30分間再環流を行なう(この間、両側肺は5%CO2加空気でi換気して正常肺組織酸素分圧、炭酸ガス分圧を保つ)。このモデルで、Tumor necrosis factor-αconverting enzyme inhibitor(TACEI, Y-41654,Mitsubishi Pharm Corp.Osaka,10μg/ml)を加えておくと、虚血肺のBAL液中蛋白濃度はTACEI(-)群と同じであり、湿/乾重量比は増加を示し、虚血/再還流障害は軽減しなかった。しかし、内部コントロールである右肺のBAL液中の蛋白濃度はTACEI(-)群と比較して有意に減少していたが、なお、虚血肺からの影響を完全に除外した再環流時に環流液をsingle pathとしたNon-R群よりもわずかではあるが有意に増加していた。このデータは、虚血肺がTNF-αを遊離して環流液を介して遠隔臓器(対側コントロール肺がこのモデルでは遠隔臓器の代表である)の血管内皮/肺胞上皮の透過性を亢進させていること、これをTACEIは阻止するが、TNF-α以外の因子も関与していることを示した。同様のデータは片側過換気肺モデルでも明らかにでき、片側過換気(15ml/kg tidal volume)、対側肺をCRAP(2.5cmH2O)に1時間保ったモデルで、環流液を両側肺に再環流した場合は、CPAP肺のBAL液中の蛋白濃度が上昇を示していた。また、過換気肺組織中のTNF-αmRNAが増加していた。虚血/再環流、過換気という異なった肺障害で、環流を介して遠隔臓器障害が起こるモデルを作製でき、その原因の主要なものとしてTNF-αが示唆された。ITNF-α以外の因子の関与も示唆されたが、その同定は今後の検索にゆだねられた。このモデルでTNF-αが虚血肺で産生されて還流液にspill-overして、還流液を介して健側肺の傷害を来すことを立証してきた。

我々の成績はこの疑問に答えるものであり、また、TNF-aが白血球の関与なしに直接に肺血管内皮/肺胞上皮の透過性を亢進させることを立証したものであり、この分野の基礎的研究に貢献し、虚血再環流傷害、過換気肺の傷害機序、遠隔臓器傷害の機序解明につながるものである。ラット遊離環流肺標本で左肺を1時間虚血にさらした後、30分間再環流を行なう(この間、両側肺は5%CO2加空気で換気して正常組織酸素/炭酸ガス分圧を保つ)。このモデルでTNF-αが虚血肺で産生されて還流液にSpill-overして、還流液を介して健側肺の傷害を来すことを立証してきた。しかし、従来、遊離環流肺モデルでの成績では、還流液にTNF-αを外因性に加えても肺血管内皮/肺胞上皮の透過性亢進を来さないことが報告されてきた。我々は従来の報告に準じる方法で還流液にTNF-αを添加して、経時的に遊離環流肺標本で肺血管内皮/肺胞上皮の透過性亢進を観察した。その結果、遊離環流肺標本は還流時間を2時間維持することで、培養血管内皮細胞と同様に、血球、神経系の関与を除外できる遊離環流肺標本でTNF-αを作用させることにより肺血管内皮/肺胞上皮の透過性亢進をきたすことが立証できた。TNF-αは虚血/再環流傷害、過換気肺障害で主要なmediatorと考えられてきたが、遊離環流肺標本で外因性に加えたTNF-αが傷害を来さないことは、その機序に疑問を抱かせるものであった。従来報告されてきた遊離還流肺標本ではTNF-αを還流液に加えても肺傷害が起こらないという報告は、観察時間の不足という単純な誤りであることを実証した。我々の成績はこの疑問に答えるものであり、また、TNF-αが白血球の関与なしに直接に肺血管内皮/肺胞上皮の透過性を亢進させることを立証したものであり、この分野の基礎的研究に貢献し、虚血再環流傷害、過換気肺の傷害機序、遠隔臓器傷害の機序解明につながるものである。
インドネシアにおける土地利用転換メカニズムに関する研究

世界の発展途上国が直面している食糧不足と森林の環境破壊に対処するため,本研究は土地利用転換メカニズムを明らかにすることを目的として実施した.具体的には,インドネシアにおいての自然環境条件の異なるインドネシア国の東部ジャワ,ブリタール県内レジョウィナングン村とカラングレジョ村,及び南カリマンタン,バンジェルマシン県内スンガイタブック村とガンブート村を選定し,この中で,土地利用転換メカニズムを社会経済的・生態的・農林業技術側面を含めて総合的に明らかにすることを目的として実施した.1東部ジャワの成果は次のとおりである.(1)地域開発施策:インドネシア全体から見た地域開発施策の体系と農林業施策構造及び同施策の分析と調査対象村の開発施策の分析から,農林業施策が村レベルまで浸透し,1970年代に一定効果を上げていることを明らかにした.(2)地域環境条件:対象村周辺の環境条件を地形・地質・水文・農業・林業生態等の立場から総合的に分析し,環境条件は東部ジャワの一つの典型的性格を持つことを明らかにした.(3)農村社会構造:農村社会組織,人間関係分析から,地域開発等のインパクトと土地利用転換に係る農村社会関係が明らかとなった.(4)農村経済:+ュCP○(/)1+ャ商工業を含めた農村経済の分析から,農家,非農家の経済構造変化が相互に関連していること及び潅漑開発効果が評価をされた. +ュCP○(/)2+ャ高収量品種の導入,潅漑開発等が農家の農業経営・消費構造に与える影響を明らかにした. +ュCP○(/)3+ャ農家の消費構造の変化が商業,更に一般造業の構造にも影響を及ぼすことが明かとなった.(5)農業生活:+ュCP○(/)1+ャ高収量品種の導入,灌概開発に伴う直接的な影響が稲,トウモロコシ,サツマイモ,ラッカセイ,サトウキビ等の作物生産構造の変化に及んだことを明らかにした. +ュCP○(/)2+ャブカランガン(屋敷林)が農家経済,農村生活,地域農業の本質的な基礎なっていることを明らかにした. +ュCP○(/)3+ャ耕起,農産物の運搬,家畜堆肥,財産価値等の点で畜産は農業生産・農家経営と切り離させない関係にあり,土地利用転換にも大きな影響を与えていることが分った.(6)土地利用転換:潅漑開発の具体的展開に伴い村落内の土地利用パターンが非常に変わった.(7)地域農業と土地利用転換:農村構造は社会,経済,物象(土地利用)の各構造が農家だけでなく非農家を含めて相互に関係づけられており,この連鎖によって農村が一体的な挙動を示すことが明らかとなった.そのため,農村開発のインパクト(情報,工事,潅漑施設)はまず農業生産性を高め,それが農業外の消費構造に及び,更に商工業活動が,農村の社会・経済構造を活性化していっていることを明かにした.土地利用転換化はこうしたインパクトの伝達過程で生じていた.特にこの村ではプカランガンが水田化,オレンジ畑へと変化している過程が明らかにされた.2南カリマンタンの成果は次のとおりである.後発地域である南カリマンタンを比較することによってインドネシアにおける土地利用転換メカニズムが理解できるとの考え方から,1986年夏期,南カリマンタンで農村調査を実施した.(1)バンジャリスト(土着民)は地域の平坦地に分布している.移住者は中高地の山間地に分布することになる.(2)移住者はこの場合,移動型焼畑農法を採用する.(3)移動型焼畑耕作によって土地はアランアランの野草地になる.(4)南カリマンタンには現在アランアラン草地が広く分布しており,この土地の利用方法が問題になっている.(5)一方,平担地では湿地が多く,水田は乾季の稲である.(6)しかし,イリケーション施工によって水田は乾季(HYV)と雨季(LV)の年2作の稲作が可能になっている.(7)この結果イリゲーション地区の農家経済は種々の変化を来たしつつある.世界の発展途上国が直面している食糧不足と森林の環境破壊に対処するため,本研究は土地利用転換メカニズムを明らかにすることを目的として実施した.具体的には,インドネシアにおいての自然環境条件の異なるインドネシア国の東部ジャワ,ブリタール県内レジョウィナングン村とカラングレジョ村,及び南カリマンタン,バンジェルマシン県内スンガイタブック村とガンブート村を選定し,この中で,土地利用転換メカニズムを社会経済的・生態的・農林業技術側面を含めて総合的に明らかにすることを目的として実施した.1東部ジャワの成果は次のとおりである.(1)地域開発施策:インドネシア全体から見た地域開発施策の体系と農林業施策構造及び同施策の分析と調査対象村の開発施策の分析から,農林業施策が村レベルまで浸透し,1970年代に一定効果を上げていることを明らかにした.(2)地域環境条件:対象村周辺の環境条件を地形・地質・水文・農業・林業生態等の立場から総合的に分析し,環境条件は東部ジャワの一つの典型的性格を持つことを明らかにした.(3)農村社会構造:農村社会組織,人間関係分析から,地域開発等のインパクトと土地利用転換に係る農村社会関係が明らかとなった.(4)農村経済:+ュCP○(/)1+ャ商工業を含めた農村経済の分析から,農家,非農家の経済構造変化が相互に関連していること及び潅漑開発効果が評価をされた. +ュCP○(/)

2+ャ高収量品種の導入,潅漑開発等が農家の農業経営・消費構造に与える影響を明らかにした. +ュCP○(/)3+ャ農家の消費構造の変化が商業,更に一般造業の構造にも影響を及ぼすことが明かとなった.(5)農業生活:+ュCP○(/)1+ャ高収量品種の導入,灌概開発に伴う直接的な影響が稲,トウモロコシ,サツマイモ,ラッカセイ,サトウキビ等の作物生産構造の変化に及んだことを明らかにした. +ュCP○(/)2+ャブカランガン(屋敷林)が農家経済,農村生活,地域農業の本質的な基礎なっていることを明らかにした. +ュCP○(/)3+ャ耕起,農産物の運搬,家畜堆肥,財産価値等の点で畜産は農業生産・農家経営と切り離させない関係にあり,土地利用転換にも大きな影響を与えていることが分った.(6)土地利用転換:潅漑開発の具体的展開に伴い村落内の土地利用パターンが非常に変わった.(7)地域農業と土地利用転換:農村構造は社会,経済,物象(土地利用)の各構造が農家だけでなく非農家を含めて相互に関係づけられており,この連鎖によって農村が一体的な挙動を示すことが明らかとなった.そのため,農村開発のインパクト(情報,工事,潅漑施設)はまず農業生産性を高め,それが農業外の消費構造に及び,更に商工業活動が,農村の社会・経済構造を活性化していっていることを明かにした.土地利用転換化はこうしたインパクトの伝達過程で生じていた.特にこの村ではプカランガンが水田化,オレンジ畑へと変化している過程が明らかにされた.2南カリマンタンの成果は次のとおりである.後発地域である南カリマンタンを比較することによってインドネシアにおける土地利用転換メカニズムが理解できるとの考え方から,1986年夏期,南カリマンタンで農村調査を実施した.(1)バンジャリスト(土着民)は地域の平坦地に分布している.移住者は中高地の山間地に分布することになる.(2)移住者はこの場合,移動型焼畑農法を採用する.(3)移動型焼畑耕作によって土地はアランアランの野草地になる.(4)南カリマンタンには現在アランアラン草地が広く分布しており,この土地の利用方法が問題になっている.(5)一方,平担地では湿地が多く,水田は乾季の稲である.(6)しかし,イリケーション施工によって水田は乾季(HYV)と雨季(LV)の年2作の稲作が可能になっている.(7)この結果イリゲーション地区の農家経済は種々の変化を来たしつつある.
骨格筋アミノ酸代謝亢進シグナル伝播による中枢性疲労発症の解明

持久性運動時,エネルギー代謝の亢進により,骨格筋での分岐鎖アミノ酸の異化によるエネルギー産生が高まる。骨格筋でのアミノ酸燃焼の亢進は,筋蛋白質の分解を惹起するため,過剰なアミノ酸異化は,生体にとっては不利益となる。骨格筋でエネルギー産生に用いられる分岐鎖アミノ酸のバリンが代謝される際,中間代謝物である3-hydroxyisobutyrate(3HIB)の一部が,骨格筋外へ放出される。本研究では,この3HIBが,末梢(骨格筋)のエネルギー代謝状態(アミノ酸異化状態)を中枢(脳)に伝える因子として働き,身体活動を抑制的に制御している中枢性疲労の一因となっているとの仮説を検証した。本年度は,ラットに3HIBを腹腔内投与して人為的に生体中の3HIB濃度を高めた際の脳内3HIB濃度の変化と持久性運動パフォーマンスに与える影響について検討した。その結果,3HIB腹腔内投与により,脳内3HIB濃度が有意に増加し,120分間のトレッドミル走行の短縮をもたらした。昨年度までの成果と合わせると,持久性運動で高まるエネルギー需要に伴い,骨格筋で分岐鎖アミノ酸の燃焼が高まる結果,骨格筋から放出される3HIBが脳内に蓄積する事が,運動性疲労をもたらしていると考えられた。持久性運動時には,糖,脂質に加え,骨格筋では分岐鎖アミノ酸がエネルギー源として利用される。分岐鎖アミノ酸の異化が亢進すると,骨格筋蛋白の分解が亢進するため,分岐鎖アミノ酸の過剰な異化は生体にとって不利益となる。そのため,骨格筋での分岐鎖アミノ酸の異化産物が,末梢組織(骨格筋)の代謝状態を中枢に伝播する手段として,中枢性疲労を惹起させる機序を担っている可能性がある。本研究では,分岐鎖アミノ酸の中間代謝物で,骨格筋より放出される3-hydroxyisobutyrate(3HIB)の脳神経系に及ぼす生理作用について,検討する事が目的である。初年度は,運動によって血液中に上昇する3HIBが,脳へ取り込まれるか否かを検証するため,ラットアストロサイトの培養細胞に対する3HIBの取込み能を評価した。培養アストロサイトに,L-3HIBを添加し細胞内に取り込まれたL-3HIB量を,LC-MS/MS装置にて高感度定量した。その結果,濃度依存的(100 μM2 mM)且つ時間依存的(1時間24時間)に,細胞内3HIB濃度が増加する事を確認した。このアストロサイト内へ3HIBの輸送経路や取込み機序について,検討中である。骨格筋の分岐鎖アミノ酸の中間代謝物である3-hydroxyisobutyrate(3HIB)が,アストロサイトに対し外因性に添加した際,細胞内に濃度依存的,時間依存的に蓄積する事が確認できたため,血液中に増加する3HIBが脳細胞へ取り込まれる事を可能性を確証づける結果が得られた。また,この結果は,脳細胞への3HIB取込制御の検証に繋がる成果である。持久性運動時に骨格筋のエネルギー産生に分岐鎖アミノ酸の利用が高まる。分岐鎖アミノ酸の異化亢進は,骨格筋蛋白の分解を高めるため,生体にとっては不利益な状況をもたらす。そのため,末梢(骨格筋)のエネルギー代謝状態(アミノ酸異化状態)を中枢(脳)に伝える必要があり,骨格筋分岐鎖アミノ酸バリンの中間代謝物である3-hydroxyisobutyrate(3HIB)がその役割を担っている可能性がある。平成29年度は,持久性運動で誘発される骨格筋分岐鎖アミノ酸異化の高まりにより,骨格筋より放出される3HIBが血液を介して,脳内で増加するのかを明らかにする事を目的として検討した。一夜絶食したラットに,トレッドミル走行運動(20m/min)を0分, 30分, 60分, 120分間で負荷した。運動直後に,脳(大脳皮質,海馬,小脳)や下腿三頭筋(ヒラメ筋,腓腹筋),血液等のサンプルを採取し,3HIB濃度の変化を観察した。組織や血清中の3HIB濃度は,誘導体処理にて分析感度を高めてHPLC-MS/MS装置にて測定した。骨格筋3HIB濃度は,運動時間に依存して増加し,120分の走行後に最も高く有意な値を示した。骨格筋での濃度増加に伴って,血清中3HIB濃度も運動時間依存的に有意に増加した。脳内3HIB濃度も同様に,脳各部位で運動時間量に伴う有意な増加が見られた。持久性運動による骨格筋での分岐鎖アミノ酸のエネルギー産生利用の増加に伴い,骨格筋から放出される分岐鎖アミノ酸の中間代謝物である3HIBが,脳で増加する事が確認できた。平成28年度の培養細胞を用いたin vitroでの検討に続き,平成29年度は,実験動物を用いて,持久性運動により脳内に骨格筋分岐鎖アミノ酸の中間代謝物が蓄積する事を確認でき,2年間の研究成果としては,計画通りに進行していると評価している。

本研究では,この3HIBが,末梢(骨格筋)のエネルギー代謝状態(アミノ酸異化状態)を中枢(脳)に伝える因子として働き,身体活動を抑制的に制御している中枢性疲労の一因となっているとの仮説を検証した。本年度は,ラットに3HIBを腹腔内投与して人為的に生体中の3HIB濃度を高めた際の脳内3HIB濃度の変化と持久性運動パフォーマンスに与える影響について検討した。その結果,3HIB腹腔内投与により,脳内3HIB濃度が有意に増加し,120分間のトレッドミル走行の短縮をもたらした。昨年度までの成果と合わせると,持久性運動で高まるエネルギー需要に伴い,骨格筋で分岐鎖アミノ酸の燃焼が高まる結果,骨格筋から放出される3HIBが脳内に蓄積する事が,運動性疲労をもたらしていると考えられた。培養細胞を用いて,脳細胞内に外因性に添加した分岐鎖アミノ酸の中間代謝物である3-hydroxyisobutyrate(3HIB)が取り込まれる事が確認できた事から,今後は,実験動物を用いて,持久性運動時に血液中の3HIBが上昇した際に,脳組織中でも3HIBが増加する事を確認する予定である。脳内への骨格筋分岐鎖アミノ酸の中間代謝物の増加が,運動パフォーマンスや脳内生理活性物質等に及ぼす影響について検討する事を目的として,脳室カテーテルにて3-hydroxyisobutyrateを投与し,行動解析や脳内物質の生化学的評価を行う予定である。今年度の研究費使用額は次年度繰り越し分が生じているが,次年度使用額は1万円以下で,研究計画に概ね沿った予定通りの進捗状況である。本年度の動物実験を用いた実験が概ね順調に進み,計画していた内容の概算より節約しながら実行できた。次年度は,実験動物に外科処置等を施して検討するため,必要な研究費が多くなる事が予測される。さらに,最終年度になる次年度に,国際学会での発表を予定しており,旅費に使用する計画である。次年度からは,動物実験を用いた検討を開始する計画であり,費用対効果を考慮し,効率良く予算に応じた研究費を使用する予定である。
ＡＮＣＡ関連腎炎発症における好中球細胞外トラップおよび相補的ＭＰＯの役割の解析

ANCA関連血管炎(AAV)の糸球体腎炎組織を抗MPO抗体で免疫染色したところ、細胞外MPOが主にMPO陽性細胞近傍の糸球体毛細血管壁に認められた。MPOは好中球から放出されるNETsに含まれるため、AAV患者の好中球からのNETs産生を調べたところ、健常人と比較して好中球からのfiber状のNETs産生が亢進しており、それは治療による病勢の低下と並行していた。これらにより、AAV患者の腎炎の病態に糸球体血管内皮細胞における好中球からのNETs放出が関与していることが示唆された。MPO-ANCA関連血管炎にみられる糸球体腎炎においてMPO陽性細胞が糸球体毛細血管内皮に接着しその局所および近傍にMPOを放出することにより内皮障害を引き起こす。本研究においては平成23年度までに、好中球が放出する好中球細胞外トラップ(NETs)の糸球体腎炎発症に果たす役割を解析するためMPO-ANCA関連腎炎と他の病型の腎炎との糸球体の病理組織学的比較検討を行い、MPO-ANCA陽性の糸球体腎炎では壊死性糸球体腎炎を呈し、壊死部付近にMPO陽性細胞の浸潤、糸球体毛細血管壁にMPOの局在を認め、MPO陽性部位に一致してDNA染色も陽性となることを見出した。平成24年度はANCA関連血管炎患者血清中の様々な好中球細胞質抗原に対する抗体が、in vitroにおける好中球によるNETs産生に与える影響を調べるため、好中球をPMAとともに培養し、同時に各種好中球細胞質抗原に対する抗体を培養液中に加えた。各種抗体によりNETs産生が亢進すること、好中球によるNETs産生に単なるNETosisとfiber状に放出するタイプのNETsとがあることを見出した。平成25年度では、AAV患者好中球を用いて健常人と比べFiberタイプのNETsの異常産生がみられ、それらは治療による病勢の改善とともに減少し、病勢の悪化とともに増加することを見出だした。同時に糸球体内皮細胞との共培養により、このFiber状のNETsが内皮細胞を直接障害していることも示した。申請者らのグループはこれまで、MPO-ANCA関連血管炎にみられる糸球体腎炎においてMPO陽性細胞が糸球体毛細血管内皮に接着しその局所および近傍にMPOを放出することにより内皮障害を引き起こしていることを示してきた。MPO陽性好中球が放出する好中球細胞外トラップ(NETs)の内皮細胞障害および糸球体腎炎発症に果たす役割を解析するため、MPO-ANCA関連腎炎20例、他の病型の腎炎10例について糸球体の病理組織学的検討を行った。MPO-ANCA陽性の糸球体腎炎では、壊死性糸球体腎炎を呈し、膜性腎炎など他の病型を合併した場合でも壊死部付近にMPO陽性細胞の浸潤、糸球体毛細血管壁にMPOの局在を認めた。またMPO陽性部位に一致して、DNA染色も陽性となったことから、MPO陽性好中球が放出したNETsが内皮細胞障害に大きく関与していることが示唆された。一方、溶連菌感染後糸球体腎炎など、糸球体内に多数のMPO細胞浸潤を認める場合でも、係蹄壁壊死のない例では係蹄壁にMPOの沈着は認めなかった。また、ANCA関連血管炎患者血清中の様々な因子が、in vitroにおける好中球によるNETs産生に与える影響を調べるため、好中球を20nM PMAとともに2時間培養し、同時にANCA関連血管炎患および健常者の血清を培養液中に入れた上で、放出されるNETsを定量し、またNETs産生好中球の割合を解析した。全血清はPMAによるNETs産生を阻害することがわかったため、血清を様々なfractionに分離しそれぞれがNETs産生に与える影響を調べ、現在解析中である。好中球のNETs産生に対する影響を調べる培養系の確立に予想以上に時間がかかったため。今後は、ANCA関連血管炎患者の好中球を用いて同様の実験を行い、疾病の特徴(MPO-ANCA陽性かPR3-ANCA陽性か、腎障害の有無、ステロイドや免疫抑制剤による治療の有無など)と好中球のNETs産生能(fiberタイプのNETs放出細胞の割合を含む)との関連を中心に解析していく。今後は、NETs産生を亢進する患者血清中の新しい因子の分析を中心に、当初計画にある腎生検サンプルを用いたマイクロダイセクション法によるMPO陽性細胞およびその近傍の遺伝子発現およびタンパク質の解析を同時に行っていく。好中球分離、培養のための試薬、各種好中球細胞質抗原に対する抗体を次年度も購入することが必要である。

ANCA関連血管炎患者血清中に存在するNETs産生に与える因子を分離するための試薬等が、培養系の確立に予想以上に時間がかかったため今年度に購入することができず、翌年度以降への繰り越しとなった。それらの試薬に加え、マイクロダイセクション法および遺伝子発現やタンパク質解析に必要な試薬を購入していく。
ヘムシグナルによる天然変性タンパク質Bach2の調節機構とその意義の解明

従来ヘムは、タンパク質と安定に結合して機能すると考えられてきた。転写因子Bach2は、B細胞から形質細胞への分化を抑制する。申請者は、ヘムがBach2に直接結合することで、形質細胞分化を促進する現象を発見した。またBach2は、決まった高次構造をとらない「天然変性タンパク質」であり、ヘムが濃度依存的にBach2の構造状態を変化させることを明らかにした。そこで申請者は、「細胞内で、ヘムの濃度変化がシグナルとなる」ことを提唱してきた。本研究は、ヘムシグナルが、Bach2の構造状態を調節することで、タンパク質相互作用をスイッチさせ、細胞応答過程を調節する分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。
量子クラスター展開法によるユニタリー気体の理論的研究

本年度は、以下の4つの成果があがった。1.クラスター展開を用いた冷却フェルミ原子気体のBCS-BECクロスオーバーの解析に関して以下の進展があった。私は前年度、相互作用が弱いBCS極限と強いBEC極限における超流動相転移温度がクラスター展開を用いて導出できることを示した。他方、2012年度の私の研究で相転移点は、Perron-Frobeniuss(PF)の定理を用いて解析できることを示した。しかしながら、前年度の研究と2012年度の研究の関係が曖昧であった。この問題を解決すべく本年度は、PFの定理を用いた解析方法を詳細に検討した。従来は高エネルギーでのカットオフが必要であったが、上手い変数変換を用いることでこの問題を回避できることが分かった。結果は国際会議で報告した。また、クラスター展開を用いて運動量分布をフガシティの二次までを厳密に計算した。結果は国内会議で報告した。2.フェルミ多体系に少数系の自由度が与える影響を調べる研究の一環として、二次元に閉じ込められたヘリウムの三体束縛状態について精密な数値計算によって解析した。研究結果は国内会議で報告した。3.冷却原子気体などの孤立量子系において、どんなエントロピーの表式がエントロピー増大則を満たすか、という問題に取り組んだ。結果として、熱力学の基本的な関係式を全て満たす孤立量子系のエントロピーの表式の一つを示した。結果は原著論文にまとめ、Annals of Physicsに掲載された。4.クォークの少数系に関して、QCDの真空のAbelian partがQCDの閉じ込めの性質をどの程度保持しているのかを調べるために、クォーク・反クォークからなるメソンと三個のクォークからなるバリオンのポテンシャルを数値解析した。その結果、Abelian partが閉じ込め力をほぼ完全に保持していることを発見した。結果は原著論文にまとめ、Physical Review D (Rapid communications)に掲載された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。(1)本年度は主に、T. D. LeeとC. N. Yangが1958年に開発した量子統計力学のクラスター展開の方法を用いて、冷却フェルミ原子気体のBCS-BECクロスオーバーの解析を行った。その結果として、BCS-BECクロスオーバーの相互作用が弱い極限(BCS極限)と強い極限(BEC極限)における超流動相転移温度がLee-Yangの方法を用いて正しく導出できることを示した。また、NozieresとSchmitt-RinkのBCS-BECクロスオーバー理論と、Lee-Yangの方法の関係を明らかにした。クラスター展開はBCS-BECクロスオーバーの解析に広く用いられているが、それらの研究は高温領域に関するもので、本研究のように低温の超流動相転移温度まで記述する試みはほとんどなされていない。また、本研究は、ユニタリティ極限におけるBEC-BCSクロスオーバーの問題を解明するための準備研究と位置付けられる。(2)また、フェルミ多体系の協力現象に対して少数系(二、三、四体系など)の自由度が与える影響を調べる研究の一環として、二次元に閉じ込められたヘリウム3の気液相転移に関する研究を立ち上げた。この系は近年実験的な進展が著しく、本研究課題を実験と比較しながら進めるのにふさわしい系だと考えられる。二次元のヘリウム3は二体系で束縛状態を持つが、三体系でも束縛状態を持つかどうかは知られていない。本研究では、三体系も非常に浅い束縛状態を持つことを精密な数値計算によって明らかにした。(3)さらに、冷却原子気体などの孤立量子系におけるエントロピー増大則に関する研究も行った。具体的には、どんなエントロピーの表式がエントロピー増大則を満たすか、という問題に取り組んだ。結果として、熱力学の基本的な関係式を全て満たす、孤立量子系のエントロピーの表式の一つを示した。

4.クォークの少数系に関して、QCDの真空のAbelian partがQCDの閉じ込めの性質をどの程度保持しているのかを調べるために、クォーク・反クォークからなるメソンと三個のクォークからなるバリオンのポテンシャルを数値解析した。その結果、Abelian partが閉じ込め力をほぼ完全に保持していることを発見した。結果は原著論文にまとめ、Physical Review D (Rapid communications)に掲載された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本年度行った研究の以前には、Lee-Yangの量子クラスター展開法を用いてBCS極限を導出する方法は知られていなかった。本年度の研究は、ユニタリティ極限におけるBEC-BCSクロスオーバーの問題を解明するための準備研究と位置付けることができ、おおむね順調に進展していると言える。Lee-Yangの量子クラスター展開法を用いて、BEC-BCSクロスオーバーのユニタリー極限の解析を行う。また、三体系、四体系の数値計算の結果を用いて、少数系の自由度が多体系の自由度に与える影響を調べる。それと併行して、二次元に閉じ込められたヘリウム3の気液相転移の研究も行う。
集団内信念構造に基づく合意形成過程の社会心理学的分析

本研究は、意思決定集団における特徴的な合意形成過程を実験的に再現し、社会心理学的な分析・検討を行った。伝統的な集団意思決定研究では、メンバーのもつさまざまな選好を分析の最小単位とし、それらが、どのように集約されるのかという、“合意"の政治力学的な形成過程を強調する場合が多い。本研究では、このような観点をとらず、合意形成過程を、「メンバーが決定場面に持ち込む諸知識・信念などの認知的資源が、集団力学的なメカニズムによって選択的に利用されるプロセス」と捉えた。言い換えるとここでの理論的な分析の最小単位はメンバーの"選好"ではなく、選好の背景にある"認知"に置かれている。本研究での主要な論点は、メンバーのもつ諸知識が集団的にどの程度効率的に利用されるのかの検討にあった。こうした問題を検討するため、2つの社会心理学実験を行った。これらの実験では、大学生の被験者を中心とする一時的な作業集団を形成し、主観的判断を含むような決定課題を与えた。実験1では、課題領域において各メンバーがどのような知識・信念を持っているかをリスト想起法、プロトコル法によりまず計測した上で、メンバー間で最終決定が得られるまで自由な討議を行わせた。次のような知見が得られた。1.集団決定の最終的な内容は、討議開始前の段階でメンバーが"共有"している信念(つまり皆が共通にもっている既知情報)の方向に傾きやすい。2.各メンバーが独自に持っている新規情報は、集団討議の中で"発掘"されにくい。3.信念共有度において地位の高いメンバーほど集団討議の中で中心的な役割を占めやすい。これらの結果は、集団によるメンバーの知識集積の効率性について否定的な含みをもつ。なお、実験2については、現在データの分析を行っている。
顕微測光装置の試作と神経細胞のCaイオン測定への応用

Caイオンは各種細胞活動において、セカンドメッセンジャーとして知られている。神経系においても、神経伝達物質の放出を制御し、シナプス伝達に直接関与するばかりでなく、シナプス活動の長期増強機構においても最重要因子の一つと考えられている。従って、細胞機構の解析において、細胞内Caイオン動態の解析は、今や欠く事のできない重要な知見となっている。本試験研究は、そうした状況も踏まえて、電気現象を始めとする各種細胞機能と細胞内Caイオンのダイナミクスとを組み合わせて、同時に記録・解析する為の装置の試作と神経細胞活動のCa代謝面からの解析を目的としたものである。昭和62年度は、オリンパス光学に依頼して、Caイオンの顕微測光を目的とした装置を試作し、二三の応用実験を行った。その一つは、神経芽細胞腫のブラディキニンに対する応答の一つとて発生する細胞内Caイオンの一過性上昇現象の解析である。もう一つは、ラット海馬からの初代培養神経細胞において検出したグルタミン酸によるCaイオンの放出機構の解析である。ともに外来の化学物質刺激に応じた細胞内Ca応答を明瞭に記録・解析することができた。昭和63年度は、本来の目的である多点同時測光技術を完成し、内耳有毛細胞のムスカリン応答の解析を行った。遠心性の神経支配が有毛細胞に対して知られていたが、そのイオン機構を始めとして実態は不明であった。本装置の応用によって初めてコリン作動性、抑制性のシナプス機序が有毛細胞のレベルで明らかになった。本装置は1点測光では十分な時間分解能を持つが、多数点測光では遅い。遅いCa現象に対しては十分な時間分解能であるが、現在これを更に高い時間分解能を持たせる為に改良中である。細胞内Caイオンは細胞の各種活動を制御するセカンドメッセンジャーとして注目されている。本試験研究では、倒立顕微鏡をベースに蛍光顕微測光装置を試作し、主としてFuraー2を負荷した神経細胞に対して蛍光測光により細胞内Caイオンのダイナミクスと電気的性質を中心とする細胞機能との関連を探ろうとするものである。基本装置は既に62年度内に完成し63年度は次に述べる一部機能の拡張を行った。(1)顕微画像装置としての機能拡張を行った。これは既存のTVカメラ装置及び画像処理装置と組み合せる事により340nm、380nmの各励起光波長に対応する蛍光画像を独立した画像メモリーに納め、ホスト側のコンピューターであるμVAXIIによって全体を制御し画像データを永久記録した。(2)最大10点までの測光点からの蛍光測光を可能にした。こうした拡張機能と本来の高速二波長測光機能とを活用して、今年度は主として内耳有毛細胞への遠心性神経支配のメカニズムを解析した。内耳の遠心性神経は有毛細胞あるいは求心性神経に対してコリン作動性かつ抑制性の神経作用が議論されている。しかし、コリン作動性である事実を含めて明確な証明はない。Ca蛍光測光下にアセチルコリン及びそのアゴニスト、アンタゴニストを有毛細胞に与える事によって、一過性のCa応答が生じた。これは、細胞外液を無Ca溶液にしても同様に起る事から、Caイオンの細胞外からの流入ではなく、細胞内での放出によると考えられる。結論として、アセチルコリンはムスカリン性受容体を活性化する事によって細胞内Caイオン濃度を増加させ、Ca依存性Kチャネルの活性化を介して過分極性、即ち抑制性の遠心性神経作用を示すものと考えられる。
個体発生における生殖細胞系列と体細胞系列のエピジェネティクス

ゲノムインプリンティングは体細測胞系列のエピジェネティック制御機構であり、個体発生、成長、行動等に影響を与えている。今年度は、胎児期後期の成長、致死性に関係するマウス染色体12番遠位部(ヒト染色体14番q32.2)の原因遺伝子の同定を行なった。レトロトランスポゾン由来のインプリント遺伝子であるPeg11/Rt11のノックアウトマウスを解析したところ、胎盤の母子相互作用部位である胎児毛細血管の異常により、胎児期後期/新生児致死の表現型が確認された。また、Peg11/Rt11の過剰発現も同じ部位に、異なる異常を引き起こし、新生児致死を引き起こした(Sekita, et. al. Nat Genet 2008)。ヒト患者の解析から、ヒトPEG11/RTL1が染色体14番の父親性・母親性2倍体の主要原因遺伝子と同定した(Kagami and Sekita, et. al. Nat Genet 2008)。哺乳類の3グループ(卵生の単孔類、胎生の有袋類と真獣類)のPEG10領域のゲノム解析から、PEG10が胎生哺乳類にのみに存在することを明らかにした。これは胎盤の起源にこの遺伝子が重要な寄与を果たしたことを意味している。また、有袋類におけるPEG10のインプリンティング解析から、この領域のインプリンティング制御の原因がレトロトランスポゾンの挿入であることを明らかにした(Suzuki, et. al. PLoS Genet 2007)。体細胞クローンマウスの解析から、クローンマウスの個々に異なるエピジェネティックな異常が起きていることを報告したが、これが生殖細胞系列を通すとほとんどが元に戻ることが明らかになった(Kohda, et. al.投稿準備中)。これによりクローン動物における異常はエピジェネティックな異常によるものであることが明らかになった。雄性生殖細胞系列におけるゲノムインプリンティング記憶の成立の時期と、そこでのインプリンティング遺伝子の発現パターンの変化の解析を行った。胎児期後期の雄の生殖巣から分離した始原生殖細胞(PGC細胞)、および新生児期の雄の精巣から分離した精原細胞(gonocyte)から、除核した未受精卵へ細胞核を移植しPGCクローン、gonocyteクローンを作製した。これらは胎児期10日位までしか発生をしない。この胚におけるインプリンティング遺伝子の発現パターンを、マウスの3ケ所の父親性インプリンティング領域で調べたところ、どの領域でも共通してday15.5から父親性発現遺伝子の発現が確認され、同時に母親性発現遺伝子の発現量の減少が見られた。Day17.5にはほぼ、発現パターンが父親型となり、父親性発現遺伝子のみが発現する状態になった。これらのことから、父親型のゲノムインプリンティング記憶の成立は出生前後に起きることが明かとなった。また、予想通り、この記憶の成立により初期化状態ト比べて、父親性発現遺伝子と母親性発現遺伝子の発現パターンが逆転することが確かめられた。体細胞クローンマウスの遺伝子発現におけるエピジェネティックな異常を解明するために、セルトリ細胞クローンとキュムルス細胞クローンの新生児の脳、肝臓、腎臓、胎盤においてマイクロアレーを用いた網羅的遺伝子発現解析を行った。その結果、2種類のクローンマウスに共通の異常、それぞれのみ見られる異常が存在すること、臓器ごとに異常のパターンが異なること等、体細胞クローンマウスの細胞で起きている、遺伝子発現異常の正確な実態を明らかにした。本年度の成果は以下の通りである。1)理研BRCの小倉室長との共同研究で、胎児期10.5日目の始原生殖細胞(PGC)には、体細胞クローン発生の全能性があることを証明した(Genesis)。これは初の生殖細胞由来のクローンの誕生の報告であり、生殖細胞におけるゲノムインプリンティング記憶の重要性を新たに示したものである。2)小倉室長との共同研究で、オスの精子形成過程における父親型のインプリンティングの再成立機構の詳細を明らかにし、成立直後に形成された精子には完全な父親型の発生能があることを証明した(J.Reprod, Dev.)。3)京都大学の篠原教授との共同研究で、生後のオス精巣から樹立した精子形成能をもつ幹細胞(GS細胞)が、完全なオス型のインプリンティング情報をもつこと、GS細胞由来のES細胞様の細胞はオス型と体細胞型の中間のパターンを示すことを明らかにした(Cell)。4)精子形態形成不全のマウス変異体の原因遺伝子を同定し、コートアクチンタンパク質が精子形態形成において、セルトリ細胞における特殊構造の形成に必須であり、片側の遺伝子の欠損で影響があらわれることを明らかにした(Biol.Reprod.)。5)インプリンティング遺伝子Meg1/Grb10がインスリン受容体、インスリン様成長因子I受容体を阻害する活性を持ち、これを過剰発現させたトランスジェニックマウスでは、生後にインスリン抵抗性、成長阻害が起きることを明らかにした(Biochem.Biophys.Res.Commun)。6)メルボルン大学との共同研究で、有袋類ワラビーに真獣類と同様のインプリンティング遺伝子が存在すること、しかしDNAメチル化による制御領域が欠落していることを示し、異なる制御機構の存在、またはゲノムインプリンティング機構の進化を示唆した(Mech.Dev.)本年度の成果は以下の通りである。1)大阪大学の岡部勝先生との共同研究で、XX-XYキメラマウスにおけるXX始原生殖細胞の発生運命を解析した。

通常は卵子になるXXの染色体をもつ始原生殖細胞は、精巣の環境下では大部分がオス型のゲノムインプリンティング刷り込みを受けるようになるが、その後死滅すること、少数例は形態的には卵子へ分化し、ゲノムインプリンティングもメス型に近い状態になることを明らかにした(PNAS)2)京都大学の篠原教授との共同研究で、生後のオス精巣から樹立した精子形成能をもつ幹細胞(GS細胞)は、非常に長期の培養においてもゲノムインプリンティングのパターン、および遺伝子発現パターンが安定に保たれることをあきらかにした。しかしテノメアー長の減少が確認された事から無限に増殖する訳ではない事が明らかになった(Development)。3)国立成育医療センターの緒方部長との共同研究で、典型的な染色体14番の父親性2倍体の表現型を示す患者で、ゲノムインプリンティング領域に限定した2倍体の例があることを報告した(Am J Med Genet)。4)理化学研究所バイオリソースセンターの小倉先生との共同研究で、一見正常に生まれる体細胞クローンマウスでも、遺伝子発現が非常に乱れており、またこの異常は個体間で大きく異なる事を明らかにした。クローン動物は遺伝的に均一であるが、エピジェネティックには多様性の大きい生き物である事、通常の有性生殖過程を経る生殖様式は、個体発生におけるエピジェネティック制御に非常に重要である事を示唆した(Bio Redprd)。5)レトロトランスポゾンに由来するインプリンティング遺伝子Peg10が、哺乳類の個体発生に必須な機能を果たしている事、それが哺乳類特異的な臓器である胎盤形成に関係していた事を明らかにした。これは、哺乳類の進化がレトロトランスポゾンを取り込んで起きた事を示す、世界で最初の報告である(Nat Genet)。6)ゲノムインプリンティングが示す片親性発現が哺乳類の個体発生に必須であることを説明するコンプリメンテーション仮説についての詳細を解説した総説を書いた(Cytogenet Genome Res)。哺乳類に特異的なエピジェネティック制御であるゲノムインプリンティングは、正常な個体発生に必須である事が知られている。これはこの機構に制御される片親性発現インプリンティング遺伝子の中に、個体発生に必須の機能をもつものがあるためであると考えられる。昨年度は、母親性2倍体により初期胚致死の原因となるマウス染色体6番近位部のインフ。リンティング領域において、父親性発現インプリンティング遺伝子Peg10がその責任遺伝子として機能している事を報告した(Ono et al., Nat Genet 2006)。さらに、父親性・母親性2倍体が胎児期後期致死や新生児致死の原因となる染色体12番遠位部の原因遺伝子候補としてPeg11/Rt11の機能解析を進めてきたが、この欠失が母親性2倍体症候群の原因遺伝子であることも明らかにする事ができた。今年度は,これに加えてPeg11/Rt11の過剰発現が父親性2倍体症候群の原因遺伝子であることを確認できた。さらにこれと相同領域にあるヒト染色体14番の父親性・母親性2倍体(p/mUPD14)でも,マウスと同様な表現型が見られる事から、ヒトPEG11/RTL1がヒトの遺伝疾患にも関係していたことも明らかにする事が出来た。
混雑時の異常行動の自動検出

本年度の当初実施計画は以下の通りであった。1)歩行者データからの振舞いモデルと密度マップの構成2)歩行者データのデータベースへの格納・分類・検索方式の確立3)提案方式による実データを用いた実験4)成果の発表本年度はこのうち、1)および3)を部分的に実施している。1)については、歩行者の振舞いを分類する新しいモデルとして、Goal Velocityに基づく群集行動クラスタリング手法を構成し、実装を行った。Goal Velocityとは歩行者動画中から抽出されたオプティカルフローを基に集団としての行動を検出する手法である。3)は、このGoal Velocityと歩行者密度マップを歩行者動画から抽出・記録するとともに、識別対象の歩行者行動と照合することで、異常行動を検出することで行う。本年度(上半期)は、1)のモデル構築・実装と、3)の実データによる実験検証を開始したところである。下半期に実施予定であった、3)の実験結果のフィードバックによる1)のモデルの修正や、最終的に行う予定の実データによるパフォーマンス測定(3)、およびその際に必要となるデータベース構成(2)、成果発表(4)は未実施である。本研究の目的は,混雑状況における異常行動検出に関して,新しいアルゴリズムとこれを用いた検出システムを開発することである。具体的には,歩行者の動きを映像から抽出し,パターンを分析することで非通常行動を見っけ出す。本年度の実施計画は,以下の通りであった。・監視を行う状況,場所など,対象とするシナリオの決定・監視カメラの当該個所への設置・監視システムからのデータ収集・映像からの群集行動の抽出・処理プログラムの開発・成果の論文執筆及び会議発表本年度は,上記目標のすべてを達成した。具体的には,実環境における混雑状況を含む映像を取得することができた。これは実環境で実際に撮影を行うとともに,インターネットで公開されている映像ソースを検索することで収集を行っている。研究成果については,本年度は主として新しいカメラキャリブレーション手法の開発に重点を置いた。これは環境中に複数台のカメラを設置することを仮定し,カメラ映像から空間情報を取得することを目的とするものである。また,映像から動き情報を抽出するプログラムの開発も完了している。現在,歩行者軌跡から,速度に応じて歩行者をグループにクラスタリングする手法の開発を行っている。