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充足可能性判定器の高速化に関する研究

命題論理の充足可能性問題を解くSATソルバーは,困難な組み合わせ問題を解くための重要な基盤であり,システム検証やスケジューリングなどの様々な分野に応用されている.本研究では,SATソルバーの高速化を目的として,求解中に動的に問題を簡単化する手法や,頑健なヒューリスティクスの構築,並列解法などについて研究開発を行い,これらの手法を用いることで従来手法よりも高速に求解できることを実証した.平成26年度は主に以下の2つの研究課題に関して取り組んだ.それぞれの実績概要を示す.1.軽量動的簡単化手法の拡張単位伝搬処理から抽出したバイナリ節を基にした軽量簡単化手法の拡張に取り組んだ.具体的には,命題変数の真偽値の同定手法をバイナリ節同士の自己包摂融合の観点から再定式化し,従来手法では検出漏れがあることを明らかにし,網羅的に検出する手法を考案・実装した.また任意の節と,その節内のリテラルを前件に持つバイナリ節群との融合節を高速に求める手法を考案し,一定の条件を満たす場合に変数の真偽値または等価リテラルの同定を行う手法を考案・実装した.またバイナリ節の連鎖関係を一定の範囲で調べ,3つ以上のリテラルの等価性を検出する手法を実装した.評価実験の結果,特に充足不能な問題群に対して性能向上が得られることを確認した.2.軽量動的簡単化手法のための頑健なヒューリスティクスの検討動的簡単化手法では,求解中に冗長な節やリテラルが除去されるが,これがしばしば変数選択ヒューリスティクス等に影響を与え,性能の低下をもたらす場合がある.この影響を緩和し頑健なヒューリスティクスを半自動獲得するための枠組みを検討した.一般にSATソルバーのヒューリスティクス開発では,ヒューリスティクスの考案,効率的な実装手法の実現,多様な問題に対する有効性の評価というサイクルを繰り返し多大な時間を消費する.そこで変数選択ヒューリスティクスを対象として,その開発労力の軽減のためヒューリスティクスの半自動構築手法を検討した.ヒューリスティクスの構成要素はソルバーの開発経験などの知見をもとに9種類を人手で作成し,それらの組み合わせや重み付けをパラメータ調整器により自動発見する.評価実験の結果は求解数において既存の手法を超えるものではなかったが,いくつかのヒューリスティクスが有効となる可能性を持つことを示した.平成27年度は主に以下の3つの研究課題に関して取り組んだ.それぞれの実績概要を示す.1.頑健なヒューリスティクスの開発:学習節の評価尺度の1つであるリテラルブロック距離(LBD)は,充足不能な問題の求解性能向上に大きく寄与した尺度であり,高速SATソルバーの多くで利用されている.この尺度は産業応用問題において特に有用であるが,リテラルブロックの大きさが小さくなる問題においては,LBDに基づくリスタート戦略が不安定になることがある.そこで,求解中にリテラルブロックの大きさに基づいて適切なリスタート戦略を選択する手法を考案・実装した.過去3年の競技会の問題群において評価したところ,求解数が大きく向上することを確認した.2.軽量動的簡単化手法の拡張:単位伝播処理から抽出したバイナリ節から基数制約を求解中に抽出し,問題の簡単化に利用する手法を考案・実装した.基数制約のSAT符号化にはいくつもの種類があり,それを構文的または意味的に自動検出する手法も提案されているが,提案手法は求解中に意味的抽出を行う点と基数制約を簡単化に利用する点が新しい.評価実験の結果,一定の性能向上が得られることを確認した.3.拡張融合法に基づく次世代SATソルバーの検討:拡張融合法により証明の短縮が図れるケースを検討し,その単純な場合として,あるリテラルを含意する別のリテラル群が頻出する場合に,そのリテラル群に別名を与える手法を考案した.含意関係は単位伝播処理から高速に抽出可能であり,また頻度は近似計数手法を用いることでメモリ使用量を抑えることが可能である.現状では性能向上を達成できていないが,拡張融合法を実現するための要素技術として利用できると考えられる.研究実績の概要で示した3テーマのうち,「1.頑健なヒューリスティクスの開発」に関しては大きな性能向上を達成しており,期待以上の成果がえられているといえる.本手法を実装したSATソルバーは,SAT Race 2015競技会において28ソルバー中7位であった.また「2.軽量動的簡単化手法の拡張」で示した基数制約に基づく簡単化手法も,その効果は大きいとはいえないものの安定した性能改善を示している.次に「3.拡張融合法に基づく次世代SATソルバーの検討」では,拡張融合法が証明短縮につながるための一定の適用条件を示したものの,その検出コストを抑えるため実装においては単純なケースに限定しており,現状では性能向上を達成できていない.しかし頻出リテラル群の省メモリな計数方法などの要素技術は実現できており,今後条件を一般化した検出手法を検討する予定である.よって本テーマの進捗はおおむね順調であるといえる.一方,H27年度に予定していた「4.明示的な探索空間分割機構を備えた並列SATソルバーの実現」については,既存技術の調査結果から,先読み型SATソルバーの先読み技術を利用した問題分割手法の実現と並列動的簡単化の検討を進めている段階であり,予定よりも遅れているといえる.以上より,テーマ1に関しては計画以上に進展しており,テーマ2,3はおおむね順調,テーマ4は遅れているため,総合的におおむね順調と判断した.平成28年度は主として逐次・並列ソルバーの基盤技術となる以下の3つの研究課題に関して取り組んだ.以下にそれらの実績概要を示す.

1. SATソルバーは,その求解過程で無数の学習節を獲得する.学習節の選別は,伝搬速度を維持し,メモリ消費を抑えるため必須の技術である.また拡張融合法の拡張規則や並列ソルバーにおける節交換においても学習節は増加するため,合理的な学習節の選別基準が重要となる.従来手法では,定評のある学習節評価尺度であるリテラルブロック距離を用いて,一定の距離以下または保持上限に達するまで学習節を保持する戦略が一般的であった.我々は,従来手法では伝搬や矛盾を引き起こす節を十分に保持できないことを実証し,問題に依存せず保持上限を定めない戦略として,伝搬や矛盾のカバー率に基づく保持戦略を提案した.この戦略は従来手法よりも高い精度・再現率を示し,求解性能の向上が可能である.2.並列SATソルバーではプロセス間の情報交換のタイミングのずれから実行のたびに求解過程が異なる.このためソルバーの評価が難しくなり,効率的な開発を阻害する要因となっている.応用によっては解の再現性が求められる場合もある.そこで並列SATソルバーのための決定的節交換プロトコルについて検討を行った.従来の矛盾回数などの尺度を利用して同期を取る手法では,各プロセスの推論速度が細かく変化する場合に同期待ち時間が多く発生する.そこで通信に一定の遅延を認めることで,待ち時間の削減を図る手法を提案・検討した.3.与えられた問題に応じて適切な戦略・ソルバーを選択することは,逐次・並列ソルバーの双方にとって必要な技術となる.与えられたSAT問題に対して深層学習により適したソルバーを選択する手法について改善を図り,SATに特化した前処理を施すことで性能改善が達成できることを実証した.命題論理の充足可能性問題を解くSATソルバーは,困難な組み合わせ問題を解くための重要な基盤であり,システム検証やスケジューリングなどの様々な分野に応用されている.本研究では,SATソルバーの高速化を目的として,求解中に動的に問題を簡単化する手法や,頑健なヒューリスティクスの構築,並列解法などについて研究開発を行い,これらの手法を用いることで従来手法よりも高速に求解できることを実証した.研究実績の概要で示した2テーマのうち,「1.軽量動的簡単化手法の拡張」に関しては,変数の真偽値の同定や3つ以上の等価リテラルの検出など従来手法よりも簡単化能力を強化し,それによる性能向上を確認しており,当初の計画以上に順調に推移している.また「2.軽量動的簡単化手法のための頑健なヒューリスティクスの検討」に関しては,当初の計画よりも前倒しして取り組んでいる.SATソルバーの開発においては,変数の真偽値や等価リテラルを同定することで探索空間を削減する手法を導入しても,問題によっては性能が低下することがしばしば発生する.これは変数選択や学習節管理,リスタート戦略などの各種ヒューリスティクスに影響を与えるためであると考えられる.このような不安定さを軽減することは,SATソルバーの高速化技術の開発において極めて重要であると考え,前倒しして研究を進めている.平成26年度は,ヒューリスティクス開発のための基盤システムの構築を行っており,今後も継続して頑健なヒューリスティクスの開発に取り組む予定である.一方,平成26年度には「3.拡張融合法に基づく次世代SATソルバーの検討」
転写後制御におけるLARP1のポリAテール最末端認識の意義と分子機構に関する研究

本課題はmRNAの3'末端を形成するポリ(A)鎖の末端を認識するLARP1の基質認識特異性の詳細と、分子機能との関連性を明らかにする事を目的とした。その結果、LARP1がポリ(A)鎖の3'末端ヌクレオチドの3'-OH基を認識している事、また塩基配列認識の特異性についてはマグネシウムイオン濃度に強い影響を受ける事を明らかにした。分子機能については少なくとも無細胞系において一般的な構造のmRNAの翻訳には顕著な効果を与えないことを示した。併せてLARP1-ポリ(A)鎖を含む複合体の実態を明らかにする為、原子間力顕微鏡を用いたRNA観察法の開発をおこなった。LARP1はmRNAの3'末端領域を構成するポリA鎖の最末端を認識するタンパク質として同定されたが、その基質認識の特異性の分子機構や役割については不明な点が多い。本研究課題においてはこの点を明らかにする事を目的の一つとしており、本年度は主としてLARP1の基質認識特異性についての解析やRNA認識に必要なドメインの検索をおこなった。1. cDNAクローニングの結果、LARP1は第1エクソンが異なる2種類のアイソフォームが存在する事を確認した。最近になって、これらのアイソフォームについて乳癌細胞の種類によって発現パターンが異なるという報告がなされており、LARP1のN末端領域が何らかの機能性を有し、細胞或は組織によって使い分けられている可能性が示唆された。2. LARP1と短いポリA鎖(合成RNA)を用いた結合解析をおこない、3'位へリン酸基の付加したポリA鎖を用いた場合にはLARP1との結合が著し減少したことから、LARP1がRNAの3'末端の構造を厳密に認識している事が示された。また塩基配列認識の特異性に関してはマグネシウムイオン濃度が影響する事を明らかにした。3. LARP1について複数の欠損変異体を作製し、RNA認識に必要とされるドメインの解析をおこなった。Laドメインは幾つかのタンパク質で保存されているが、LARP1のLaドメインはその基本構造の一部を欠いており、Laドメイン単独ではRNA結合能が著しく減少していた。その一方でN末端領域とLaドメインではRNAの3'末端を認識して結合することから、N末端領域にLaドメインを補完するドメインが含まれている可能性が示唆された。研究代表者はmRNAの3'末端を形成するポリ(A)鎖の最末端を特異的に認識するタンパク質としてLARP1を同定した。最近になりLARP1が5'TOP mRNAの翻訳を促進するという報告がなされているが、LARP1のRNA結合特異性との関連は明らかでない。そこで本年度はLARP1の基質認識特異性と機能の関連を明らかにする為、無細胞反応系を用いてLARP1が翻訳に及ぼす影響と、そこで形成される複合体について解析をおこなった。1.無細胞反応系を用いてLARP1の機能解析をおこなった。ポリ(A)鎖の有無等、様々な3'末端を持つレポーターmRNAを用いて解析をおこなったが、LARP1添加の顕著な影響は確認できなかった。この結果は2つの可能性を示唆している。1つはLARP1が翻訳に影響を及ぼす為にはポリ(A)鎖最末端だけでは不十分であるという可能性、そしてもう1つはLARP1はリボソームがエントリーする以前のmRNPにおいて機能を果たしている可能性である。2. 1の結果からLARP1の機能を明らかにする為には、様々な状態のmRNPを特異的に精製する方法が不可欠と考え、特異的mRNP精製法の開発に着手した。現段階においてはLARP1を含む複合体を解析する状態に至っていないが、ポジティブコントロールとしたRNA結合タンパク質を精製・検出することには成功している。LARP1について1 mRNAに1分子のみが結合すると考えられることから、解析に用いるためには精製の更なる効率化が必須であると考えられる。また翻訳が抑制された様な状態におけるmRNPを精製する為、無細胞翻訳系の調製に供する細胞を栄養飢餓状態にする、あるいは無細胞反応系を翻訳阻害剤処理する等して、その条件下で形成されるRNP複合体の解析をおこなう必要があると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。分子生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。25年度においては主としてLARP1のRNA認識の特異性の詳細を明らかにする事を目的として研究を進めてきた。その目的に沿って研究を進めてきた成果については「研究実績の概要」に示した通りであるが、明らかにした結果の中から、今後の研究の進展の為に更なる解析が必要な幾つかの点が浮かび上がってきている。第一にはLARP1の塩基配列認識の特異性がポリA鎖長に影響を受けている可能性であり、もう一つはマグネシウムイオン濃度がRNA結合能に影響を与えている点である。

これらはLARP1の生理的役割を明らかにする為の重要な情報でもあるが、その一方で26年度に予定していた詳細な結合解析等をおこなう上での前提条件としても重要である。したがってこれらについての詳細な解析は26年度においても継続しておこなっていく必要がある。基本的には当初の計画に従って研究を進めていく。ただし25年度に得られた結果の中で更なる解析が必要な事項については、解析を継続しておこなっていく。したがって26年度におこなうことを計画している主な内容は下記の通りである。1. LARP1とポリA鎖の結合様式に関する詳細な解析2.結合解析等に用いる為のLARP1タンパク質の大量精製。なおこの件については構造解析用の試料とする事も視野に入れている。3.無細胞翻訳反応系を用いたLARP1の機能解析
マイクロＲＮＡを用いたトリプルネガティブ乳癌に対する新規治療薬の開発

本研究では、トリプルネガティブ(TN)乳癌に焦点をあて、miR-210発現と臨床病理学的因子と予後との関係について検討した。原発乳癌を対象として、TaqMan microRNA assayシステムを用いてmiR-210発現を測定した。ER、PgR、HER2、EGFR発現の評価は免疫組織化学法にて検討した。ER陽性HER2陰性乳癌に比べてTN乳癌では有意にmiR-210発現が高値であった。TN乳癌においてmiR-210発現レベルが高いほど有意に予後不良であり、miR-210はTN乳癌における独立した予後因子であることが示された。本研究は、エストロゲン・レセプター(ER)陰性・プロゲステロン・レセプター(PgR)陰性・HER2陰性の、いわゆるトリプルネガティブ乳癌において、特徴的に高発現している低酸素関連「マイクロRNA」に着目し、トリプルネガティブ乳癌に対する新規治療薬の開発を目指した研究である。具体的には、低酸素関連「マイクロRNA(miR)-210」をノックダウンしたTN乳癌に化学療法を行うことにより、化学療法抵抗性のトリプルネガティブ乳癌に対する化学療法感受性の増強、すなわち、化学療法増感薬としての「miR-210ノックダウン療法」の意義について検討する。現在までの研究状況であるが、乳癌組織161例(トリプルネガティブ乳癌58例、ER陽性HER2陰性103例)から抽出したRNAを用いて、乳癌組織におけるmiR-210発現を検討したところ、トリプルネガティブ乳癌におけるmiR-210発現は、ER陽性HER2陰性乳癌と比較して有意に高く、トリプルネガティブ乳癌乳癌におけるmiR-210高発現症例は低発現症例と比較して予後不良であった。さらに、miR-210はトリプルネガティブ乳癌において独立した予後不良因子であることが示された。次に、トリプルネガティブ乳癌細胞株を用いて、異なる酸素濃度(0.2-20%)におけるmiR-210発現および関連因子の解析を進めているがまだ十分なデータが得られていない。本研究は、エストロゲン・レセプター(ER)陰性・プロゲステロン・レセプター(PgR)陰性・HER2陰性の、いわゆるトリプルネガティブ(TN)乳癌において、特徴的に高発現している低酸素関連「マイクロRNA」に着目し、TN乳癌に対する新規治療薬の開発を目指した研究である。具体的には、低酸素関連「マイクロRNA(miR)-210」をノックダウンしたTN乳癌に化学療法を行うことにより、化学療法抵抗性のTN乳癌に対する化学療法感受性の増強、すなわち、化学療法増感薬としての「miR-210ノックダウン療法」の意義について検討する。まず、161例の乳癌組織(TN乳癌58例、エストロゲン・レセプター陽性HER2陰性103例)から抽出したRNAを用いて、乳癌組織におけるmiR-210発現を検討した結果、TN乳癌におけるmiR-210発現はER陽性HER2陰性乳癌と比較して有意に高いことが示された。また、TN乳癌におけるmiR-210高発現症例は、miR-210低発現症例と比較して有意に予後不良であることがわかった。さらに、miR-210はTN乳癌において独立した予後因子であることが示された。今後は、トリプルネガティブ(TN)乳癌細胞株を用いて、低酸素環境におけるmiR-210の機能について解明したい。さらには、ヌードマウスを用いたXenograftモデルにより、TN乳癌細胞に対するmiR-210ノックダウンの抗腫瘍効果(化学療法への相乗効果)について解析することを目標とする。乳癌組織からRNAを抽出し、乳癌組織におけるmiR-210発現を検討した(161例:トリプルネガティブ乳癌58例、ER陽性HER2陰性乳癌103例)。その結果、トリプルネガティブ乳癌におけるmiR-210発現は、ER陽性HER2陰性乳癌と比較して有意に高く、トリプルネガティブ乳癌のなかでmiR-210の発現の高い症例は低発現症例と比較して予後不良であった。多変量解析の結果、miR-210高発現はトリプルネガティブ乳癌において独立した予後不良因子であった。乳腺外科学乳癌組織を用いた実験は概ね予定通り施行したが、トリプルネガティブ乳癌細胞株を用いた研究が予備実験の段階であり、まだ十分なデータが得られていないため。

乳癌組織を用いた実験はおおむね予定通り施行したが、細胞株を用いた実験がまだ軌道に乗っていないため「やや遅れている」を選択した。乳癌組織を用いた検討は概ね終了したため、今後はトリプルネガティブ乳癌細胞株を用いて、低酸素環境におけるmiR-210の機能について解明したい。さらには、ヌードマウスを用いたXenograftモデルにより、トリプルネガティブ乳癌細胞に対するmiR-210ノックダウンの抗腫瘍効果(化学療法への相乗効果)について解析することを目標とする。具体的には、トリプルネガティブ乳癌細胞株を用いたmiR-210の標的遺伝子候補の解析、トリプルネガティブ乳癌細胞株を用いた細胞増殖能アッセイ・細胞周期および細胞死の解析、さらには、Xenograftモデルを用いた検討:1ヌードマウスへ移植したトリプルネガティブ乳癌細胞株におけるmiR-210発現状況の検討、2mi-210高発現のトリプルネガティブ乳癌細胞に対するmiR-210ノックダウンの検討を進めていきたい。乳癌組織を用いた検討はおおむね終了したため、今後は、トリプルネガティブ(TN)乳癌細胞株を用いて、低酸素環境におけるmiR-210の機能について解明したい。さらには、ヌードマウスを用いたXenograftモデルにより、TN乳癌細胞に対するmiR-210ノックダウンの抗腫瘍効果(化学療法への相乗効果)について解析することを目標とする。具体的には、TN乳癌細胞株を用いたmiR-210の標的遺伝子候補の解析、TN乳癌細胞株を用いた細胞増殖能アッセイ、TN乳癌細胞株の細胞周期および細胞死の解析、TN乳癌細胞株におけるmiR-210発現と低酸素関連因子の検討、さらには、Xenograftモデルを用いた検討1:ヌードマウスへ移植したTN乳癌細胞におけるmiR-210発現状況の検討、Xenograftモデルを用いた検討2:miR-210高発現のTN乳癌細胞に対するmiR-210ノックダウンの検討を進めていきたい。TN乳癌細胞株を用いたmiR-210の標的遺伝子候補の解析:miR-210の標的遺伝子候補としてmiR-210の標的遺伝子候補として「ミトコンドリア機能(酸素呼吸能)」に関与する2つの遺伝子(ISCU, SDHD)が報告されているが、異なる酸素濃度(0.2-20%)における、これらの標的蛋白発現を、上述した10種類のTN乳癌細胞株を用いて、ウエスタン・ブロット法にて解析する。また、TN乳癌細胞株を用いた細胞増殖能アッセイ:TN乳癌細胞株では低酸素環境においてmiR-210を高発現していると予想されるが、miR-210発現を抑制した場合、miR-210をさらに強制発現した場合における細胞増殖能を、異なる酸素濃度(0.2-20%)において解析する。TN乳癌細胞株の細胞周期および細胞死の解析:異なる酸素濃度(0.2-20%)において、TN乳癌細胞株を用いた細胞周期および細胞死の解析を、フローサイトメトリーおよびBrdU取り込みアッセイにて行う(細胞周期判定キットNuclear-ID Cell Cycle Analysis Kit(フナコシ)、ModFiTソフトウエア-(BD Bioscience)、フローサイトメトリーは当研究室に設置済み)。miR-210発現を抑制した場合およびmiR-210をさらに強制発現した場合においても解析する。
特定行政領域における公私協働に焦点を当てた国家と市民社会の役割分担と規範論の検討

個別行政領域における公私協働の実態調査を行いつつ、公私協働に関する一般法理の検討を進めた。いわゆる民営化・民間委託などを通じて生じた公私協働現象における公法規範の拡張論(再規制を要請する「保障国家」論や「私行政法」論)は、近年注目されるようになった引きこもりやニートなどの若者支援の領域においては、異なった論理・法理が求められると考えられる。民民間の協働を主軸にその自生的なあり方を尊重した支援としての協働の法理が求められるのである。他方、民間主導を要請する法理である補完性原則も、ドイツにおける再公営化の現状などを踏まえれば、その射程を一般化することこそ問題があると言わなければならない。本研究は、1.国内における公私協働の仕組みと実態を具体的に調査し、問題発生の構造等を分析し、法的処理の方法を解明すること、2かかる現実に立脚して、国家と市民社会の役割分担を前提とする規範論を検討し、比較法的研究成果の継続発展を通じて、公私協働法理の到達段階や今後の方向性とそこに伴う課題を明らかにすることを目的とする。1.との関係では、8月26日27日の研究会において、PFIが導入された公営住宅、民営化された公共宿泊施設、社会保障事業に導入された指定管理者について、主に関西地区の問題事例の報告を受けて検討した。特に、法的紛争に至っている福祉事業団の事例は、指定管理者制度と地方公共団体との関係が再検討を迫られていることを再認識する契機となった。また、3月28日の研究会では、吹田市の自治基本条例を事例として、そこでの「市民自治」の運営原則に関わる「協働」の定義、市民参加・参画と協働の関係をめぐる議論の紹介と検討が行われた。2.との関係では、まず法治主義に焦点を当てて、公私協働システム導入との関係での検討課題を見い出そうとしてきた。7月31日にはソウル外国語大学の金海龍教授から、法治主義と公私協働をめぐる韓国における議論の紹介を受け、11月26日の研究会では、高田敏博士に法治主義論の今日的課題について報告を受けた。公私協働システムの導入の中でも公的サービスの提供を私人に委ねる形態にあっては、民主的正当性の付与と市場原理によるサービスの高度化との問に緊張関係があり、特に、私法形式の行政活動に見出されるべき行政法法理の探求と、その一つの試みとみられるドイツの「私行政法」論などを検討した。さらに、近年、地方自治制度ばかりではなく公私役割分担との関係でも論及されることが多くなった補完性原理について、3月にドイツにて調査研究を実施した。本研究テーマは、公私協働の基礎理論的課題の解明と、個別行政領域におけるその実態の検討分析を課題としてきた。前者については、1)公私協働システムの導入・構築によって生ずる国家の機能的役割論、2)民主的統制・法治主義の枠組みの公私協働システムにとっての意義、3)公的サービス提供に対する社会的責任の再配分、これらに焦点を当てた研究を進めてきた。後者については、各研究分担者の得意とする個別行政分野を対象として研究を行ってきた。まず、前者の課題については、ドイツの国家性の変転(Staatlichkeit im Wandeln)論を中心に国家に固有の役割・国家監督の今日的意味づけやヘーゲル国家論の現代的見直しの検討を進めた。特に2014年1月には、ドイツ・シュパイヤー行政大学のヤン・ツィーコー教授を招聘して、「法治国家の拘束、公共の福祉及び私的利益の間に存する緊張領域における公私協働」、「国家の変容ー保障国家はいかに評価されうるか」、「再公営化ー地方自治体サービスの民営化からの転換か?」の諸報告に関する研究会を、大阪、名古屋、東京で実施した。このほか、大著『法治国家観の展開』を上梓した高田敏博士をお招きして、法治主義と公私協働システムの調和を検討する研究会を開催した。後者の課題に関わっては、2013年11月10日に、公私協働論に正面から取り組んできた代表的な行政法学者である山本隆司教授と隣接諸科学の研究者(社会学、経済・財政学、政治学)をパネリストに迎えた学際シンポジウム『公私協働論をめぐる課題と展望』を東京で開催した。公私協働に関わる学問のディスシプリンを越えた共通性と異質性を再認識するとともに、民営化に関わる公私協働論と、NPO等市民社会内発的な公的活動主題との協力を論じる公私協働論の特質について研究の啓発を受けることができた。平成24年度は、まずアジア諸国との共同研究も推進していくという見地から、公私協働に関する日本・台湾・韓国の国際シンポジウムを平成24年6月8日に韓国ソウル外国語大学法学科において開催した。

そこでは日台韓のそれぞれの公私協働(PPP)について報告がなされたが、日本の報告を研究代表者である人見剛が担当した。討論においては、各国の学会の関心事の共通性と異質性が強く意識されることになった。また、分担研究者の磯村篤範と荒木修は、シンポジウム前日の韓国公法土地法学会にも参加し、都市開発における公私協働・民営化の法制度下での工事費用等の高額化が検討された。同年7月1日には、大阪で立命館大学名誉教授の田村悦一氏をお招きした共同研究会において、国際行政法の視点から「『国際社会と公法の統合』の今日を考える」というテーマで報告を受け、グローバル化の中で進む公私協働現象について意見交換を行った。同年9月8・9日には、広島県で合宿研究会をもち、紙野健二「協働論と新しい公共」、人見剛「ドイツにおける市町村の経済活動と補完性原理」の報告の他、ゲスト報告として、山下唯史「過大評価で推進されるPFI事業」と尾林芳匡「新自治体民営化と公共サービスの質」が行われ、日本各地の公私協働事業に対する実態報告と評価をめぐって活発な質疑を行うことができた。翌平成25年2月には、大阪で個別公私協働現象に関する報告として、荒木修「市町村営水道における民間委託等」と稲葉一将「若者の支援と協働ー法律学的側面の検討」の報告をもとに当該の法領域の公私協働の法的分析のあり方について意見交換を行った。1)本研究の課題は、様々な行政領域に即した公私協働原則の導入の検討を行うことを一つの課題としているが、環境法や都市法など、なお調査分析検討の不十分な対象領域がある。2)公私役割分担に関わる公法法理(私行政法論や補完性原理など)の検討作業も現在進行途上である。25年度が最終年度であるため、記入しない。個別行政領域における公私協働の研究については、水道行政、若者支援(ニート、引きこもり対策など)、まちづくり行政、自治体公共施設に係る指定管理者などの研究に一定の進展がみられた。しかし、その他の分野(予定の課題の中では、例えば、警察行政、自治基本条例など)については、まだまとまった中間報告ができるところに至っていない。研究期間最終年度となる平成25年度に、大いに研究を促進する必要がある。公私協働に係る一般理論については、協働主体論、NPO論、補完性原則論などについて共同研究会で俎上に上げられるところまで来たのは一定の進捗として評価できると考えている。これらのテーマについては、平成25年度にまとめをして公表につなげていきたい。1)研究目的・研究計画に変更を要するものではないが、研究分担者の間での役割分担を改めて明確にし、研究協力者を含め共同研究を着実に進めることが求められている。2)実態調査に関しては、特に社会福祉事業の民営化・PFI導入などに伴う今後の動向も含めた継続的調査を進めると共に、環境行政や都市開発行政の分野などにおける公私協働の検討をすすめる。3)私入に行政活動を委ねた場合に、行政を規律していた公法法理をどこまで当該私人に及ぼすべきか、私人と行政との間の公法契約法理を含めて、比較法研究や実態調査から理論的な検討を深化させていく。4)公私役割分担そのものを規律する法理や責任分担に係る法学的表現とも言うべき損害賠償責任の検討についても具体的な成果を目指していく。各分担研究者の担当している行政領域別の公私協働の研究課題については、代表者を中心に進行管理に努め、研究の進んでいる領域については、研究の発表につなげて行く。
ビリン還元酵素二状態の高分解能中性子構造解析によるビリベルジン水素化反応の解明

フィコシアノビリンを合成する酵素PcyAとその基質BV(ビリベルジン)との複合体の中性子結晶構造解析を行い、水素原子の可視化に成功した。BVの4つのピロール環の窒素原子全ての近傍に重水素が付加した構造が混在していた。また、ラクチム構造は存在しなかった。Asp105は二重配座をとっていたが、一方のコンフォメーションには水素(重水素)が見られ、もう一方には無かった。His88は水素化しており、その水素がA環のラクタム酸素と水素結合を形成していた。また、His88の近くにヒドロニウムイオン(H3O+)を見出した。さらに、同定できていなかったBV近傍の水分子(H-O-H)の存在と配向が確認できた。開環テトラピロール骨格を持つphytobilinは、光合成生物において光合成色素としてのみならず光受容体色素としても用いられる重要な化合物群である。シアノバクテリアのphytobilinの一つ、フィコシアノビリン(PCB)は、ヘムオキシゲナーゼによるヘムの開環で生じるビリベルジン(BV)がフェレドキシン依存的な酵素phycocyanobilin:ferredoxin oxidoreductase (PcyA)によって還元され生成する。PcyA反応の特徴は、BVの2箇所に位置選択的2電子供与・2水素添加し、しかもこの二段階反応が一定の順序で起こる点にある。また、補因子を持たず、反応の過程で比較的安定なラジカル中間体が生成することも知られている。このような特徴を有するPcyAの反応機構の解明には多くの研究者の興味が注がれており、PcyAの触媒反応において、各反応段階での「立体的な」水素位置を同定することは極めて重要である。本研究では、PcyA-BV複合体の中性子結晶構造解析により水素化状態を明らかにすることを目指した。我々は、PcyA-BV複合体の中性子結晶構造解析を行い、世界に先駆けて、水素原子を含む確かな構造情報を1.95Å分解能(Bragg回折角での換算)で得た。その結果、基質BVや周辺アミノ酸の水素化状態が明らかになった。そこから第一段階の反応機構を推定することができた。生物は光をエネルギー源や環境情報として利用している。これらを担う光受容タンパク質に用いられている色素群phytobilinは、ヘム分解によって生じたビリベルジン(BV)がフェレドキシン依存性ビリン還元酵素(FDBR)に還元されて合成される。シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803由来の酵素PcyAは、BVの二か所に部位特異的に、しかも一定の順序で2電子供与・2水素添加し、phytobilinの一つフィコシアノビリンを合成する。この特殊な還元反応の機構を「水素原子レベル」で解明するため、基質であるBVを結合したPcyAの中性子結晶構造解析を行うのがこの研究の目的である。BVの周辺には結合長の短い水素結合等が見られ、結合したBVのラクタム(-HN-C=O)構造がラクチム(-N=C-OH)構造になっていることや、ピロール環がすぐにプロトン化を受ける、という示唆もあるが、X線結晶構造解析では明らかにできておらず、中性子に期待がかかっている。本年度は、暗所でPcyA-BV複合体結晶の大型化に成功し、その中性子回折実験を行うにいたった。J-PARCにあるBL03, iBIXを用いて、約10時間露光で、おおよそ2.0Åの回折像を得た。この実績から、連続測定を行う権利を得た。現在、鋭意、測定中である。これらを担う光受容蛋白質内の色素群phytobilinは、ヘム分解産物ビリベルジン(BV)から、フェレドキシン依存性ビリン還元酵素(FDBR)による還元反応で合成される。この特殊な還元反応の機構を「水素原子レベル」で解明するため、基質であるBVおよび反応中間体である18(1),18(2)-dihydrobiliverdin (18EtBV)それぞれを結合した二状態のPcyAの中性子結晶構造解析を行うのが本研究の目的であった。PcyAとBVとの複合体の中性子結晶構造解析を行い、1.95 Å分解能で構造を解明した。東海村のJ-PARCにある「茨城県生命物質構造解析装置; iBIX」の利用で、水素を使って反応する酵素の反応直前の水素原子の配置を同定した。

その結果、基質であるビリベルジンに通常の状態と一つの水素が結合した状態の二つの状態があることが明らかになった。それと共に、近くにあるアミノ酸の一つであるアスパラギン酸も二つの状態で存在する。また、ビリベルジン近傍にある二つのヒスチジンの間にヒドロニウムイオン(H3O+)が存在することが分かった。これらは、水素原子が見えたからこその初めての発見である。さらに、ビリベルジン近傍の水の存在やグルタミン酸とビリベルジンとの相互作用様式など、X線結晶構造解析の結果とは異なる部位があった。これは、今まで、X線の還元力により酵素が反応したものを観測していた可能性を示唆しており、「水素原子が見えやすい」という以外に、エネルギーが低い中性子の優位性を示す結果である。構造生物化学本研究では、ビリン還元酵素PcyAがビリベルジン(BV)をフィコシアノビリン(PCB)にまで還元する反応を、水素原子レベルで完全解明することが目的である。そのために、BVとPcyAの複合体だけでなく、中間体である18EtBVとPcyAの複合体の中性子結晶構造解析を行うのが目標である。二状態のうち、PcyA-BV複合体の一状態のみしか終了していない。PcyA-18EtBV複合体の良質な結晶ができていないため、進展度としては、まだ50%程度である。3年間の二年目ということを考えると、やや遅れているといわざるを得ない。中性子用にPcyA-BV複合体結晶を成長させるのが、計画以上に大変だったことや、J-PARCのビームタイムをなかなか獲得できなかったことなどが複合的に関連して、進展が滞った。しかし、PcyA-18EtBV複合体の結晶を得る条件は報告されており、中性子用に大きく成長させる戦略は、PcyA-BV複合体結晶の成長での経験があるため、地道に取り組んでいけば、光が見えてくる可能性が高い。平成24年度は、今までに得た結晶化条件を精密化し、大容量化することにより、中性子回折実験に供するのに適した大型の結晶を得ることに成功した。当初の予定通りだと言える。大型結晶を得る他の試みとして、PcyA分子表面に露出しているシステイン(Cys)の変異を考えている。一つだけ存在する分子表面Cysをセリン(Ser)などに変異することで、分子間ジスルフィド結合形成によって生じる、非特異の二量体の形成を避ける予定であった。これも試みたが、大型化につながる結果は得られなかった。野生型酵素で大型化を達成できたので、この変異実験による結晶の改良はなされなくても問題ないということになる。また、高品質の結晶を得るための宇宙実験は平成23年度から始めている。予備的な実験で、ひょうたん型の結晶化容器では細かい結晶が多数できて、大型結晶が得られないことが解ったため、キャピラリーを太くしたようなチューブ型の容器を使ったカウンターディフュージョン法を試みる。宇宙実験は継続的に行っていく計画も、当初の予定通り、しっかり行うことができた。平成25年3月にソユーズ打ち上げが成功し、現在、PcyA-BV試料は、宇宙での結晶化実験を行っている最中である。中性子回折実験は、日本原子力研究開発機構(原子力機構)の研究用原子炉JRR-3に
ミャンマー産植物と海綿からのHIV多機能性タンパク質阻害活性物質の探索

エイズの薬物療法においては,HIVの逆転写酵素阻害薬やプロテアーゼ阻害薬等が用いられているが,最近では,現治療薬に対する耐性株も出現しており,新たな分子に作用する抗HIV薬の開発が求められている。本研究では,新規エイズ治療薬の開発を指向し,HIV-1の感染初期に必須なアクセサリータンパク質であるVprに対して阻害活性を示す天然化合物をミャンマーの薬用植物や海綿等から単離することに取り組む。
LCTLを含む多言語平行マルチメディア資源の構築と構造化方式の研究

本研究は、大阪大学の多言語資源研究グループを中心とし、文字・音声情報を含む多言語間比較可能なパラレルコーパス(平行言語資源)の構築と、その構築作業をサポートするXML情報付加Webソフトウェアの開発を行ったものである。作成した言語資源の内訳は、5000語の基本単語集(7言語)、旅行時の会話を中心とする1000文会話文集(12言語)、前記会話集に文構造を示すXMLタグを付与した構造化文集(5言語)である。文構造を表すXMLタグのセットは産業技術総合研究所で開発されたGDA : Global DocumentAnnotationを採用した。言語資源作成作業の補助となるXML情報付加ソフトウェアは、Flashシステムを用いたWebプログラムとなっており、GUI操作により直感的に作業者が文の木構造を創り上げることができ、同時にXMLデータも自動生成する仕様となっている。(1)多言語対応構造化方式の研究産業技術総合研究所の橋田氏が提案されているGDA(大域文書修飾)を基盤とし、多言語平行の言語資源を構築するに際して、さらにふさわしい構造化方式について研究し、提案する。(2)諸言語の文字・音声データ集積構造化された基礎語彙・会話データに関する文字・音声データの集積を行う。全期間で10言語分のデータ集積を計画している。その成果を言語工学系分野に多言語資源として提供し、周知をはかる。(3)構築資源の教育への応用構築した資源をデータベース化し、言語教育の教材として応用をはかる。(4)携帯端末での多言語情報発信応用携帯端末をターゲットとして、構築言語資源を活用するシステム技術の研究を行う。本年度は主に、言語資源タグ付け方式の検討のための作業とサポートソフトウェアの開発、ペルシア語資源へのタグ付け試行・ロシア語資源の構築、携帯端末への資源データ搭載調査作業を行った。本プロジェクトで独自に選定した「言語学的た興味深い文100」(オリジナルは日本語)に,統語情報を示すタグをつける作業を進め,完成させた。また,これを中国語に翻訳し,同様のタグ付け作業を進めた。今後は,これをタグ付けのためのガイドラインとして,日本語と中国語の文法情報付きデータをさらに拡充していく予定である。また,さらに他の言語に翻訳して,タグ付け作業を進める予定である。また作業を補助するためのFLASHソフトウェアを開発し、その成果を言語処理学会で発表する。購入物品の防音室を導入し、録音作業可能な体制を整えた。GDA化の作業を進めていたペルシア語の会話データについて、試験的に分野ごとによるXMLデータ化の作業を行った。文単位でID番号を付与し、言語名(ペルシア語)を識別するためのデータを付与した。この結果、作成したデータは、ID番号を付与された各文章において、日本語、英語、ペルシア語が並記され、且つ、ペルシア語の部分はGDA方式により構造化された状態となり、試験的とはいえデータとして一通りの完成となった。ロシア語の言語資源構築については、会話リストにロシア語部分を追加する作業を行った。このリストには約1100項目が記載されており、結果的に、ほぼ全体についてロシア語文を記載することができた。ロシア語文の記載に際しては、文体的なニュアンスは母語話者の判断を尊重した。携帯端末への応用としてWindows Mobile端末への資源搭載作業を行っているがフォントの扱いに問題があることがわかった。対処方法を検討中である。本年度は主に、言語資源タグ付け方式の検討作業と、オントロジー情報を付加する作業のためのソフトウェア開発、ペルシア語資源へのタグ付け完成、ロシア語資源の構築を行った。また、携帯端末技術についても研究を行った。昨年度は、本プロジェクトで独自に選定した「言語学的に興味深い文100」に、統語情報を示すタグをつける作業を進めた。本年度も作業を進め、100文タグ付加作業は、日本語・中国語が完成し、現在朝鮮語の翻訳作業を行っている状況である。さらに、オントロジー情報も付与すべきであるとの結論に至った。オントロジー情報付与支援ツールは数種類知られているが、いずれも、外国語学専攻の作業者には利用が困難であった。作業を補助するためのFLASHソフトウェアを開発し、言語処理学会で発表した。このツールを用いてオントロジーを付加するための、サンプル文も中国語と日本語で作成している。GDA化の作業を進めていたペルシア語の会話データについては、データとしての質を一層高めた。特にGDA構造化情報はレベル3(詳細な統語構造)までの付与に進展した。その作業において人称語尾の変化を動詞のタグ内に埋め込む必要があるなど、改良すべき問題点が発見された。その成果を「イラン研究」誌に論文として発表した。

ロシア語の言語資源構築については、テーマごとに11の部分に分れており、1000以上のフレーズを含む会話集のロシア語訳を、アルバイト作業者を雇用して完了した。前年度Windows Mobile端末では問題があることが判明したが、適切な対処方法が判明しなかった。しかし、Windows Vista搭載PCの小型化、処理高速化により、実用が可能であると予測できたので、フィールドでの利用を想定した堅牢PCを購入し、現在も活用方法を研究中である。本年度は主に、統語情報とオントロジー情報を共に言語資源に付加する作業のためのソフトウェア開発、タグ付きペルシア語資源の充実、ロシア語音声資源の構築を行った。また、年度当初には予定していなかったタグ付きトルコ語資源の構築作業も開始した。一昨年度から開発を開始している、外国語学専攻の作業者用タグ付き言語資源作成支援ツールについては、昨年度開発したオントロジー情報付加のための機能と、一昨年度来開発を継続している統語情報付加のための機能を統一し、オントロジー情報をXMLデータの属性として付与できるようFLASHアプリケーションを改良した。この成果は平成22年3月の言語処理学会で発表した。このツールを用いて言語資源構築作業をするうち、従来のタグ付け方式であるGDAの多言語対応に対する不備な点が明らかになり、現在その改良となるタグ付加方式の提案をすべく研究中である。ペルシア語資源については、基本会話文1000文のGDAによる構造化の作業を補足的に行った。これに加え、日本語の基本会話文1000文のGDAによる構造化の作業も行った。補足的な作業は今後もあり得るが、ほぼ作業は終了した。これらの作業はいずれも補助者を活用して行った。ロシア語の言語資源構築については、テーマごとに11の部分に分れている1000以上のフレーズを含む会話集の録音を完了した。また、この音声資料の編集作業を開始した。いずれも雇用した大学院生などの支援を得ている。トルコ語資源については、ペルシア語で構築済みのデータを参考に、基本的な会話文100文程度を選び、同内容のトルコ語会話文データとそのGDAタグ付け作業を進めた。本年度は、最終年度にあたるため、言語資源の最終蓄積作業、言語資源構築作業用ソフトウェア開発の進行、これまでの結果取りまとめと学会発表を行った。言語資源の構築作業は、英語のGDAに基づく肌構造化会話文集(1000文)を完成させた。また、前年度から着手していたトルコ語会話文のXML構造化作業を、挨拶文などを中心とする基本会話部分(100文強)について進展させた。これにより、肌構造化した会話文集は、英語・日本語・ペルシア語についてはそれぞれ1000文、トルコ語については約100文が完成したことになる。前年度までに構築済みの構造化されていない会話文集(1000文)は12言語分、そのうちの5言語分に対応する音声データ、日本語頻度情報により選定した基本語5000単語(7言語分)に、上記データが加わったことになる。
オピオイドペプチド前駆タンパク質mRNAを変化させる適刺激に関する研究

体内におけるオピオイドペプチドの役割を明らかにする目的で,オピオイドペプチド前駆タンパク質mRNAを変化させる適刺激に関して研究した。アデニル酸シクラ-ゼを活性化することにより,細胞内cAMPの量を増すforsholinを投与すると,副腎,小腸,胃,心房などのプロエンケファリンAmRNA量は,有意に増加した。しかし,下垂体,脳,などでは変化は認められなかった。また,副腎,精巣,脳,胃,なででは,プロエンケファリンB mRNAの有意な増加が認められた。しかし,下垂体,心房などでは変化は認められなかった。また,プロオピオメラノコルチンmRNA量は,副腎で増加したが,脳および下垂体では変化が認められなかった。プロテインキナ-ゼCを活性化するphorbol 12ーmyristate13ーacetateを投与すると,プロエンケアァリンAmRNA量は,副腎,小腸,脳,胃,心室などで増加し,下垂体では減少し,心房,では変わらなかった。また,プロエンケファリンBmRNA量は,副腎,胃などで増加し,心房,脳などで変わらなかった。なお,プロオピオメラノコルチンmRNA量は,脳で減少し,副腎で変わらなかった。電位依存性Ca^<2+>チャンネルを開き,細胞内のCa^<2+>を増加させるBayK8644を投与すると,プロエンケファリンAmRNA量は,副腎,胃,小腸,心房などで増加し,脳,心室,下垂体などでは変化しなかった。また,プロエンケファリンBmRNA量は,副腎,心房,下垂体,胃などで増加し,脳では変化しなかった。なお,プロオピオメラノルチンmRNA量は,脳および副腎で変化しなかった。以上の結果より,オピオイドペプチド前駆タンパク質mRNA量は,細胞内のCa^<2+>濃度およびタンパク質リン酸化酵素の活性などにより,変化することが示唆された。
ユビキチン経路を介した新規なウイルス抵抗性経路の解明

RNAウイルスの感染に対して、植物のユビキチン関連因子であるTARFがどのような機能を果たすかについて解析するために、モデルウイルスであるTMVを用いて解析を行い、TARFはTMVの感染に対して阻害的に働く因子であることを示唆した。また、TARFはTMVの感染に伴い発現誘導を受けることを明らかにし、TARFの発現上昇によりTMVの増殖が抑制されることを明らかにした。これらの結果はTARFがTMVの感染に対して阻害的に働く因子であることを示しており、本研究を通じてTARFがウイルス抵抗性に関わる新たな因子であることを示した。今年度はRNAウイルスの感染に対して、植物のユビキチンリガーゼであるTARFがどのような機能を果たすかについて解析するために、モデルウイルスであるTMVを用いて以下の解析を行い、TARFはTMVの感染に対して阻害的に働く因子であることを示唆した。<ウイルスベクターを用いたVIGSによるTARF発現抑制の確認>TARFの機能を明らかにすることを目的とし、ウイルスベクターを用いて特定のmRNAを特異的に発現抑制(サイレンシング)するVIGS(virus-induced gene silencing)を試みた。Potato virus X(PVX)ベクターを用いたVIGSによりNicotiana benthamianaにおいてTARF遺伝子のサイレンシングを行い、リアルタイムPCRによりTARF遺伝子のノックダウンを確認した。その結果、顕著な植物体への影響は観察されなかった。<TARF遺伝子サイレンシング組織におけるウイルス増殖量の比較>VIGS法によりTARF遺伝子をサイレンシングした葉にTMVを接種し、その蓄積量をノーザンブロットにより調べた。その結果、TARFサイレンシング区では対照区に比べTMV RNA蓄積量が増加した。さらにウイルス感染を可視化する目的で緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現するレポーターウイルス、TMV-GFPを接種に用いたところ、TMV-GFPによる蛍光斑の個数が対照区と比較してTARFサイレンシング区において増加した。従って、TARF遺伝子のサイレンシングによりTMVの蓄積が促進されることが示された。昨年度はTARFがTMVの感染に対して阻害的に働く因子であることを示した。今年度はagroinfiltration法による-過的発現系を用いてこの現象の検証を行うと共に、ウイルス感染時におけるTARF遺伝子の発現誘導を解析した。まず、agroinflitrationにより、Nicotiana benthamianaにおいて-過的にTARF遺伝子を発現上昇させた。バイナリーベクターにTARF遺伝子を導入し、agrobacteriumに形質転換した後に、N.benthamianaにinfi-trationしてTARF遺伝子を-過的に発現上昇させ、ノーザン解析によりTARF遺伝子の発現上昇を確認した。TARF遺伝子の発現上昇が検出された組織にTMVを接種した。ノーザン解析により、TMVRNA蓄積量を調べたところ、TARFの発現上昇に伴いTMV RNAの蓄積量が減少することが明らかになった。次いで、タバコにTMVを接種し、TARF遺伝子の発現量をノーザン解析およびリアルタイムPGRにより経時的に調べた。その結果、TARFはTMV接種後短時間(4時間程度)で発現が上昇することが明らかになった。以上を要するに、今年度はTARFはTMVの感染に伴い発現誘導を受けることを明らかにし、TARFの発現上昇によりTMVの増殖が抑制されることを明らかにした。これらの結果は昨年度の結果と同じくTARFがTMVの感染に対して阻害的に働く因子であることを示しており、本研究を通じてTARFがウイルス抵抗性に関わる新たな因子であることを示した。
脳の発達と腸内細菌

新生児期には膨大な微生物に遭遇するが、腸内細菌との共生は生存や健康のための必須な条件であること、さらには、脳の発達に腸内細菌が重要な役割を果たしている可能性が指摘されている。しかし、ヒトの乳児の発達過程において、脳と腸内細菌の相互作用の実態について不明な点が多い。本研究では、(1)睡眠中の乳児の脳の自発活動と代謝の動的連関を明らかにする。(2)乳児における脳と腸の活動・代謝のクロストーク(脳腸相関)を調べる。(3)乳児の腸内細菌叢を分析し、それらの個体差が脳腸相関や脳の機能的ネットワークの発達に及ぼす影響を調べる。これらより、乳児期初期において、脳が腸内細菌と共発達する原理を追求する。本研究は、(1)睡眠中の乳児の脳の自発活動と代謝の動的連関を明らかにする(2)乳児における脳と腸の活動・代謝のクロストーク(脳腸相関)を調べる(3)乳児の腸内細菌叢を分析し、それらの個体差が脳腸相関や脳の機能的ネットワークの発達に及ぼす影響を調べるという3つを通して、腸内細菌と脳が即時的な相互作用を行う証拠を探索するとともに、脳が生物的環境と共発達する原理を追求するものである。「脳の発達過程において、他の生物との共生が重要な役割を果たす」という着想は、学術的独創性が高い。研究グループは、乳児を対象とする研究に十分な実績を有し、研究を遂行するための環境は整備されている。ヒトの脳の発達を学際的に追及し、発達と進化に新たな視点をもたらす可能性が期待される。
リンパ管・血管新生遺伝子のsiRNAベクター複合によるマウス乳癌転移阻止への試み

【ln vivo study】予備実験:まず初めにBJMC3879乳癌細胞を樹立した同系のBALB/cマウス雌に移植し、腫瘍径が約0.5cm大になった時点で、ルシフェラーゼ遺伝子を腫瘍中に50-g注入し、electrogene transfer(electroporation)いた。導入条件を1パルス20msecで8回繰り返すようにセットし、13125voltの条件で、至適導入条件を検討した。その結果、100 voltで導入効率が高かった。本実験:予備実験と同様にBJMC3879乳癌細胞をBALB/cマウス雌に移植し、腫瘍径が約0.20.3cm大になった時点で、週1回の割合で腫瘍内にベクターであるpsiRNA-vEGF-C1、psiRNA-VEGF-Aまたは両者を混合して注入し、直ちに至適条件下でelectrogene transferを行い、実験終了の8週まで実施した。その結果、経時的な腫瘍体積ではpsiRNA-VEGF-C、psiRNA-VEGF-Aおよび複合治療群で抑制が観察された。リンパ節転移では、全ての治療群で有意な抑制が観察されたが、肺転移では複合治療群においてのみ有意な抑制が示された。腫瘍組織のリンパ管内にしばしば癌細胞が浸潤をしており、定量解析では全ての治療群でその数は有意に抑制されていた。以上、高転移性マウス乳癌モデルにおいて、VEGF-CおよびVEGF-Aに対するsiRNAはリンパ節転移の強い抑制作用を発揮した。興味深いことにVEGF-Aに対するsiRNAにおいてもリンパ節転移を抑制した事実は、VEGF-Aが血管新生のみならず、リンパ管とも関わりを持つことが示唆された。なお、肺転移では、VEGF-CおよびVEGF-Aに対するsiRNAは効果が弱く、複合投与群においてのみ、抑制が示された。【In vivo study】予備実験:まず初めにBJMC3879乳癌細胞を樹立した同系のBALB/cマウス雌に移植し、腫瘍径が約0.5cm大になった時点で、ルシフェラーゼ遺伝子を腫瘍中に50μg注入し、electrogene transfer (electroporation)いた。導入条件を1パルスで20msecで8回繰り返すようにセットし、13125voltの条件で、至適導入条件を検討した。その結果、100voltで導入効率が高かった。本実験:予備実験と同様にBJMC3879乳癌細胞をBALB/cマウス雌に移植し、腫瘍径が約0.20.3cm大になった時点で、週1回の割合で腫瘍内にベクターであるpsiRNA-VEGF-C1、psiRNA-VEGF-Aまたは両者を混合して注入し、直ちに至適条件下でelectrogene transferを行い、実験終了の8週まで実施した。