hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大うつ病におけるアリピプラゾールによる増強療法の分子機序

1慢性ストレス負荷後の動物に、生食、SSRIあるいはアリピプラゾールを慢性投与した後、側坐核の興奮性シナプス関連タンパク質に対する影響について検討したところ、2つの薬剤は全く異なる作用を有することが確認された。2対照動物のドパミン依存性行動の個体差を知る目的にて、意欲ならびにコスト/利益バランスに応じた意思決定の個体差に基づく亜群分けを試みたところ、大きく4つの亜群に分けられた。さらに慢性ストレス負荷後にそれぞれの亜群が異なるストレス誘導性の表現型を示した。従って、ストレス負荷後のうつ病様表現型の発現は、病前の個体差に大きく依存し、そこからストレス負荷後の反応も予測できることが示唆された。平成25年度は、まず対照動物群内の亜群の同定とその認知行動学的特徴の決定を前年度に引き続き行った。その結果、これまで3群に分けられると考えられていた対照動物群内の亜群は、4群に分けた方がより各群間の区分が明らかになり、かつ様々なストレスを与えた場合の表現型においても違いが区別できることが明らかになった(投稿準備中)。この解析に当初の予定より時間を要したためSSRIあるいはアリピプラゾールに対する治療反応性を検証する実験の開始が予定より遅れた。上記の結果に基づき、対照動物群を予め行動認知学的指標に基づいて4つの亜群に分けた上で、予期不能の慢性ストレス負荷を4週間に渡って行い、さらにその後に各亜群を対照群とSSRI投与群の二つに分け、うつ病様行動のSSRIに対する反応性が各亜群でどのように異なるのかの検討を開始した。また、SSRIで改善を示さなかった群/行動指標に関しては、急性ケタミン投与を行い、その後に行動指標の改善が見られるか検討を開始した。上記実験は一回のセッションで40匹以上の動物を数ヶ月に渡って訓練及びテストをし、さらに各亜群を対照群と抗うつ剤投与群の二つに分けて解析する必要上、統計学的に処理するNを確保するために同じ実験を数回繰り返す必要がある。現在第1回がまもなく終了予定となっているが、今後同様の実験をさらに繰り返して各亜群の、それぞれの行動認知指標におけるSSRIに対する反応性を決定する必要がある。SSRIに対して治療抵抗性を示す亜群/行動指標が同定されたら、SSRI+アリピプラゾールの増強療法に関する検討を開始する予定である。大うつ病に対する効果的な薬物療法においては、近年SSRIにドパミン部分作動薬であるアリププラゾールを併用する増強療法が臨床効果の点で注目されているが、その詳しい分子機序は不明である。そこで、アリピプラゾールによる増強療法の分子レベルでの作用機序と、その作用部位として想定される側坐核の大うつ病病態への関与機序について解明を目指す。平成24年度は予備実験として、対照動物のドパミン依存性行動のベースラインを知る目的にてレバー押し訓練による食餌獲得課題を行ったところ、総計80匹以上の動物のうち、約1/4でドパミン系が予め機能的に低下しているサブグループの存在が示唆された。残った動物では訓練は予想通り成立したが、さらにその約1/3で、残りの動物より早く訓練が成立し、かつレバー押し行動が習慣化されたように見えるサブグループが確認された。すなわち、動物のドパミン依存性の行動は最初から均一ではなく、大きな個体差が存在し、大きく「低意欲群」「高意欲群(=習慣化群)および「中意欲群(=目的指向性行動群)」の3つのサブグループに分類可能と予測された。血清コルチゾールの基礎値についても、低意欲群で有意に低く、かつ急性ストレスに対する反応性が同群のみ有意に高いことが確認され、生化学的にも異質性が強く示唆された。以上の結果よりアリピプラゾールの効果も、この3つのサブグループでそれぞれ異なることが予想された。そこで上記3群それぞれの特異性について、認知機能についてさらに詳細な検討を行い、またストレスを負荷してその後の反応性の違いを確認した。この結果は間もなく投稿の予定である。一方、BDNFの関与に関しては、同シグナル伝達系の下流であるp-TrkB, p-mTOR等について側坐核でタンパク質レベルの検討を行ったが、対照群と慢性ストレス負荷群との間で有意な違いを認めなかった。平成24年度は、当初の予定では1慢性ストレス負荷後の動物に、SSRIとアリピプラゾールを同時に投与し、対照群および単剤投与群とシナプスタンパク質のプロファイルを比較する、2BDNFシグナル伝達系の関与について側坐核および腹側被蓋野において生化学的に検討し、BDNF系の関与が強く疑われた場合は、同シグナル伝達系を阻害し、うつ病様の行動表現型への影響を検証する、の以上2点を予定した。

しかしなから上記のように、対照動物群内に機能的に異なる複数のサブグループの存在が同定されるにいたり、当初の予定のように単純にドパミン作動薬であるアリピプラゾールを動物に投与する、とする実験パラダイムでは、データの解釈に大きな間違いを招く危険性が示唆された。そこで、対照動物群内のサブグループ間の異質性を検証する実験にさらに時間を費やしたため、当初予定していた慢性ストレス後のアリピプラゾール投与による反応の変化の検討は、予定年度内には実施できなかった。しかし、予備検討でさらに興味深い可能性が浮上したため、次年度に上記3群に対して投与し、行動への影響の違いをこの3群間で複数の行動実験の指標を用いて観察を予定している。今年度は、昨年度に明らかになった対照動物群内の3つのサブグループ間の違いについて、さらに検討を進める。具体的には、前頭葉や線条体機能を反映するreversal learningやset shifting課題、衝動性課題などを行い、3群間の違いを検討する。各行動実験の予備検討は既に前年度に終了している。また、動物に小量のドパミン作動薬を急性投与し、その反応性の違いから、ドパミン作動薬に対する各群の感受性の違いを検討する。加えて、この3群に予測不能な慢性ストレス(拘束ストレス、強制水泳、侵入者ストレスのいずれかの連日のランダムな暴露)を負荷し、ストレス負荷終了直後よりSSRIであるescitalpramあるいはアリピプラゾール、あるいはvehicleを3週間連日投与し、これまでに確認されたストレス指標(体重、意欲、運動量、reversal learning)などへの影響を各群、各薬剤群で比較検討し、SSRIやアリピプラゾールが、どの群の、どの指標に効果を示したか(あるいは示さなかったか)を検証する。次年度は、物品購入費(試薬、動物購入、飼育費など)に1,100,000円、国内学会出張費に100,000円、謝金に200,000円、印刷費などを含むその他の支出に200,000円、総計1,600,000円を予定している。大型備品の購入は今のところ予定していない。研究費総額の90%を超える支出項目は存在しない。
都市公園における子どもの遊びを主眼とした地域共用公園家具の実践的開発

欧州で始まった「冒険遊び場」は日本で独自の発展を見せ、都市公園の新しい公共的使い方が市民の主体性によって具現化されてきている。しかし、この利用者主体の物理的環境については、まだその発展に追随できてない。本研究では、都市公園のように、公共的な利用が期待される場において、主に子どもを対象として、利用者が主体的に物理的環境を利用するあり方について研究開発を行った。開発のために試作した公園家具は、利用調査から高い可能性があることが明らかになった。本年度は、3年間の継続研究の初年度であることから、研究の目的にある日本全国にある冒険遊び場の基本的情報の整理を行うとともに、継続的に調査対象地として設定している「千葉市子どもたちの森公園」にてフィールドワークを進め、今後の実証実験として検討している遊具設置のための取り組みを進めた。取組では、利用者の中心である子どもに対して、ワークショップを実施し、遊具に求めるイメージを喚起させ、積極的な参加を促すことができた。また運営者との議論に時間をかけ、地域で共用する公園家具としての遊具のあり方について基盤となる認識を共有することができた。また、関東近郊、および東北の先進的な取組を行っている冒険遊び場の運営スタッフを対象としたインタビューを行い、冒険遊び場における遊具の求められる意味についてM-GTA手法を利用した詳細な分析を行った。今後の協力体制も構築し、実証実験の場の提供を得て次年度以降に実施する予定である。さらに、「千葉大学付属特別支援学校小学校部」において、障害がある子どもが、公園などのオープンスペースで遊びを展開するための知見を得るため、仮設の遊具空間を構築し、実証実験を行った。これらでは、公園で地域の様々な立場の利用者が、共に積極的に利用することができる可能性を見いだすことができた。3年間の研究の初年度と言うことで、様々な可能性の幅を広げ、次年度以降につながる手がかりを着実に得ることができた。本年度は、3年間の継続研究の2年目であることから、研究の目的にある日本全国にある冒険遊び場の基本的情報の整理を行うとともに、継続的に調査対象地として設定している「千葉市子どもたちの森公園」を足がかりにほかの冒険遊び場の調査を進めた。特に本研究の目的である冒険遊び場の価値を一般的公園で生かすという観点から、市川市の任意団体でしないで冒険遊び場の常時開設を目指している「市川子どもの外遊びの会」と協同して実行調査を行った。この団体との協同的関わりは継続的に行うことは、日本の冒険遊び場の特徴である常設を目指す仮設的な試行を繰り返す状況に一致するため、非常の有意義な実証調査となると考えている。また、日本国内の冒険遊び場の事例調査を進める中で、特別なニーズがある子供たちが参加しづらい状況が明らかになり、地域で多様な立場の子供が関わることが重要な公園において新しい可能性を見いだすことになった。そこで、高度な福祉国家であるスウェーデンの統合保育園において外遊びという身体的な障害が特に大きなハンディとなる状況下で、多様な立場の子供がどのように協同して遊ぶことができるのかを明らかにする実証的調査を行った。上記2つの試みにおいて、参加する子供が自分の能力の範囲で自分の遊ぶ空間を作るということを遊びの中で行うことが非常に有効であり、これは冒険遊び場の基本理念としてある「自分の責任で自由に遊ぶ」に含まれる強い主体性とも一致することが明らかになりつつある。本年度は、市川市の市民が主体的に動き、冒険遊び場の常時開設を目指している「市川子どもの外遊びの会」と協同して実施調査を行った。この団体との協同的関わりを継続的に行い、都市公園における共有家具のあり方の基本的知見の収集を進めた。また、市民が主体的に公園を利用するあり方として、二つの海外事例の調査を行った。一つは、地域全体を子どもが自由に遊べる場として成り立たせるための活動を行っているロンドンプレイという組織である。いわば、すでにある地域全体を公園化する試みであり、期間を限定することで実現させる工夫が、本研究の研究対象である、地域で共用する公園家具のあり方に示唆に富むものであった。もう一つは、デンマークにおける公園の地域での取り組みについてである。デンマークは公共に対する意識が極めて高い国であり、市民の主体性による公共的な場の使いこなしには多くの実例がある。本研究では、意識が高い市民による公園の活用において、道具として共用家具が生かされることを基本理念として持っているため、こうした意識を基盤に持っている場で調査することは強い意義がある。この調査では、地域の大学と連携し、特定の公園を対象に、調査をした結果を基に共用家具を製作し、利用調査を行った。これまで検討してきた、地域共用家具のあり方の実証調査として位置づけられる調査とすることができた。活動に関わりながら実証実験として開発家具の試作を繰り返していくという性格から、対象とする活動団体との段わりが非常に重要である。この点においては、当初予定していなかった新しく活動を開始した団体と深く関われていることは大きな進展である。

一方、この活動に関わることに時間を割いてしまったことで研究発表のまとめに時間がかかっていることが若干の遅れとなっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初、冒険遊び場について網羅的な情報性を視野に入れていたが、現場の状況から判断し、網羅的な情報はほとんど活用されないことが明らかになってきた。いっそう実践的な知見が必要とされており、これまで蓄積してきた活動諸団体との関係を生かしながら、実践を繰り返すことでその知見をまとめて、発表をしていきたい。
日本人移民の福祉活動と定住に関する基礎的研究-第2次大戦前のカナダ・アメリカ・ブラジルを事例に-

〔平成12年度〕本研究は、平成12年秋に採択されたため、当初予定していた夏季海外調査を延期し、国内での文献収集に努めた。特にカナダに渡った日本人移民関係資料の収集に焦点を絞り、The New Canadianの複写と製本を行なった。またブリティッシュ・コロンビア大学所蔵Japanese Canadian Research Collectionの収集と複写作業をおこなった。日本国内においては、外務省外交史料館所蔵『在外本邦人社会事業関係雑件』、サンパウロ日本人病院関係資料、その他社会事業関係史料を入手した。また本報告書収録論文「日本人会ネットワーク」を執筆した。本論文は拙著『日本人アメリカ移民史』(不二出版、2002年)に収録し、公刊した。〔平成14年度〕アメリカ合衆国ならびにカナダにおいて夏季資料調査を行なった。また前年度に引き続き日本人移民の福祉活動、定住活動を推進した諸団体の実態解明に尽力し、その成果を「The New Canadianに見る戦中・戦後の日系カナダ人団体-19421967-」としてまとめた。なお、当初の年次計画では平成14年度にブラジルでの現地調査を実施する予定であったが、本補助金の採択時期が初年度の秋であったことから、計画をほぼ一年分繰り下げざるを得なくなり、そのため当初予定していたブラジル現地調査も見送ることとした。ブラジルにおける日本人移民の福祉活動については、現在も資料収集を続けている。本年度は、上記研究課題に照らして、日本人移民の福祉活動、定住に向けた諸活動を推進した諸団体の実態解明に尽力した。論文「日本人会ネットワークー北米日本人会の組織と活動を中心に-」では、これまでその存在は知られていたが,基礎的研究の乏しかった「北米日本人会」を実証的に考察したもので、その社会事業活動の歴史的意義も明らかにした。論文「帰米二世をめぐる断章-シアトル帰米日系市民協会の組織を活動を中心に-」では、1930年代の帰米二世の思想と行動について分析を加え,シアトル帰米日系市民協会の実態を解明した。また基本文献,基礎史料の収集にも努め,特に今年度はカナダの日本人移民に焦点を絞り、日系紙The New Canadianの複写・製本,ブリティッシュ、コロンビア大学所蔵Japanese Canadian Research Collection所収史料の複写をおこなった。これらの史料を用いた考察は、次年度以降の課題である。本年度は、上記研究課題に照らして日本人移民の福祉活動、定住に向けた諸活動を推進した諸活動の実態解明を前年度に引き続きおこなった。本年度の研究成果は、『日本人アメリカ移民史』(不二出版、2001年)である。本書では昨年度の成果である「日本人会ネットワーク」を大幅に加筆し、北米聯絡日本人会、太平洋沿岸日本人会協議会の実証的研究をおこなった。また、本年度は海外調査を実施し、以下の成果を得た。1)カナダのヴァンクーヴァーにおいてゴートン・カドタ氏(もと日系カナダ市民協会会長)所蔵「日系カナダ市民協会関係資料」の閲覧と複写のための借用。文献収集においては外務省記録『在サンパウロ日本人病院関係図書』を入手した。本年度は、上記研究課題に照らして前年度に引き続き、日本人移民の福祉活動、定住活動を推進した諸団体の実態解明をおこなった。本年度の成果は「The New Canadianに見る戦中・戦後の日系カナダ人団体-19421967-」としてまとめた。太平洋戦争の勃発によって強制立退きをしいられた日系カナダ人が自らの権利を回復すべくカナダ各地の再定住地域に設立した日系団体について実証したものである。本成果は『戦後日系カナダ人の社会と文化』(仮題、2003年、不二出版より刊行予定)に収録される。また本年度も海外調査を実施し、以下の成果を得た。(1)ロサンゼルスにおいて全米日系人博物館を訪問し、アメリカ仏教会関係資料を閲覧した。(2)フィラデルフィアにおいて第2次大戦下、日系人学生の東部移動を促したクエーカー教徒の活動に関する諸記録を閲覧した。
鎮静法が味覚刺激に及ぼす影響-苦味刺激を中心にして-

代表的な局所麻酔薬であるキシロカインを用いて味覚刺激の種類を測定した。成人を対象に1%、2%、4%のキシロカインを刺激溶液とした。測定は基本4味覚と痺れ感の5項目について判定した。また、麻酔効果が現れはじめる5分間を判定時間とした。測定開始直後は苦味、塩味、酸味刺激が認められた。これらの刺激の強さは時間経過とともに減少した。また痺れ感は約3分後より強くなる傾向が見られた。痺れ感の増加にともない味覚刺激強さに減少が認められた。苦味刺激の強さは刺激溶液である局所麻酔薬の濃度に依存して強くなる傾向が見られた。しかし塩味刺激は4%のに較べ1%の低濃度で強く見られた。局所麻酔作用は麻酔薬の濃度に依存して強くなることが知られている。苦味刺激は局所麻酔薬であるキシロカインの味覚刺激として知られていたが、今回の測定から苦味刺激の他に塩味、酸味刺激もあることが示唆された。また、キシロカインの麻酔作用は麻酔薬溶液の濃度に依存して強くなることが知られている。味覚刺激の強さはキシロカインの濃度に依存して強くなる傾向が見られたが、塩味刺激は低濃度の溶液で味覚刺激が強よく見られた。今回の測定で認められた苦味や塩味の味覚刺激については,その代表的な味覚刺激物質であるキニーネや塩化ナトリウムを用いての研究が多くあり、味覚閾値などについて明らかにされている。しかし、今回のように時間経過による味覚刺激の変化を測定した報告は見あたらない。そのため苦味刺激物質や塩味刺激物質の経時的味覚刺激の変化を測定する予定である。また、キシロカインの持つ味覚刺激から苦味や塩味刺激の作用と局所麻酔薬の作用に何らかの関連があると考えられる。そのため免疫染色法により味覚受容部の味蕾、味細胞におけるこうした味覚刺激物質およびキシロカインの局在部位について検討する予定である。味覚閾値の測定方法の検討。味覚閾値の測定方法でははろ紙ディスク法が簡易であり臨床でも広く用いられている。ろ紙を用いるため実際の測定でも測定部位を限定し精度の高い測定が可能であった。特に舌後方部や軟口蓋といった口腔内後方でも目的とする部位での測定が可能であった。また,リック法はスプーンを用いて試薬を含むため口腔内全体の味覚閾値を測定できるが、部位別の測定は困難である。そのため口腔内の各所に味覚刺激試薬の滴下方法を試みた。この方法は滴下を調整することで試薬量を任意に設定できるものの、口腔内では試薬が流動しやすかった。そのため試薬量などさらに検討が必要である。測定時の試薬量は味覚刺激の強度に関連するとの報告がある。ろ紙ディスク法では試薬の量に差が見られたため、測定に用いる試薬量についての検討が必要と考えられる。また測定には苦味刺激の塩酸キニーネ、酸味刺激の酒石酸を試薬として用いた。口腔内の局所麻酔薬のキシロカインは浸潤麻酔時に口腔内に漏れるとしばし不快な苦味刺激となる。そのためキシロカインについて苦味刺激の試料として検討を試みた。測定はろ紙ディスク法で行った。キシロカイン溶液は舌表面で苦味刺激をともなうが測定にはその麻酔作用が問題となると考えられた。味覚の刺激を評価するには苦味刺激と麻酔による麻痺感覚を区別して評価する必要があり、また麻酔作用が持続するため同じ部位での測定には麻酔作用が消失するまでの間隔を空ける必要があった。こうした点から味覚刺激に用いた酒石酸、塩酸キニーネなどの試料と同様の測定・評価方法では味覚刺激の評価は困難であり、他の評価方法の検討が必要である。今後の計画。キシロカインの味覚刺激試料としての測定方法を検討し、鎖静による味覚閾値への影響に打ついて検討する。

しかし、今回のように時間経過による味覚刺激の変化を測定した報告は見あたらない。そのため苦味刺激物質や塩味刺激物質の経時的味覚刺激の変化を測定する予定である。また、キシロカインの持つ味覚刺激から苦味や塩味刺激の作用と局所麻酔薬の作用に何らかの関連があると考えられる。そのため免疫染色法により味覚受容部の味蕾、味細胞におけるこうした味覚刺激物質およびキシロカインの局在部位について検討する予定である。
ATP合成酵素をモデルとする蛋白質分子の集合と機能発現に必須な構造の解明

生体内エネルギーとして必須なATPを合成するATP合成酵素をモデルとして複数サブユニットからなる酵素の機能発現と構造形成の機構を明らかにする目的で、以下の3つのアプローチを行い、新しい知見を得ることができた。これらの成果は5編の国際誌に論文として発表し、高い評価を得ることもできた。(1)ATP合成酵素の機能欠損変異株からの機能回復もどり変異の解析:触媒部位を有するβサブユニットの174残基がセリンからフェニールアラニンに変異すると機能が失われる。この失われた変異の機能を回復させる第2の変異を解析したところ、295残基のアラニンがプロリンに変化する事が見いだされた。この第2変異単独でも機能が失われる。今回この295がプロリンに変異したものから、機能戻り変異を分離し解析したところ140,159,166,171,172残基に第二変異が認められた。これらの事実は、174残基近傍と295残基近傍の酵素機能発現における構造的機能的連携が存在することを示唆している(発表論文;BBA,(1994)、1187,p67-72)。(2)モノクローナル抗体をもちいた一次構造と立体構造の相関解明;αとβサブユニットに対するモノクローナル抗体を分離した。これらの抗体のエピトープとなる残基を新しい方法を開発して、決定できた。βのアミノ端41から45残基目付近を認識する2種の抗体は、本酵素の試験管内分子集合を阻害する。またエピトープ残基の変異により酵素分子集合が異常になる。この変異の戻り変異も併せて解析しこのアミノ端側と機能的に近傍するβ218残基およびα111残基を同定した(発表論文;JBC,(1994)269,4227-4232,FEBS Lett.,(1994)344,187-190,ABB,(1994)312,317-325)。また、αサブユニットに対する抗体2種について、ATPase活性を上昇させることが明らかとなった。このエピトープ残基はこのサブユニットのカルボキシ末端に位置する。このエピトープ残基のうち456番目のロイシンがプロリンになった場合、抗体が存在しなくても活性の上昇が認められた。この残基を含むアルファヘリックスの重要性が指摘された(発表論文;ABB,(1995)印刷中)。(3)試験管内再構成系を用いた解析:試験管内でαβγサブユニットを混ぜATPase活性を再構成させる系を用いて、この系にαおよびβサブユニットの部分ベプチドを導入し、分子集合を阻害する断片を同定した。この結果ベータの中央部分に分子集合に必須な部分が存在することを突き止めた。以上の知見は、ATP合成酵素の分子集合と機能発現に必須な構造を明らかにするのみではなく、新たに開発したこれらの方法自体が、他の高次構造を有する酵素の構造と機能の相関解明に役立つものと考えられる。

(3)試験管内再構成系を用いた解析:試験管内でαβγサブユニットを混ぜATPase活性を再構成させる系を用いて、この系にαおよびβサブユニットの部分ベプチドを導入し、分子集合を阻害する断片を同定した。この結果ベータの中央部分に分子集合に必須な部分が存在することを突き止めた。以上の知見は、ATP合成酵素の分子集合と機能発現に必須な構造を明らかにするのみではなく、新たに開発したこれらの方法自体が、他の高次構造を有する酵素の構造と機能の相関解明に役立つものと考えられる。
分子時計による体内リズムの統合機構の解明

1997年哺乳類時計遺伝子のクローニングにより生体リズム研究は新しい時代に入り、最初の10年間で発振の分子機構が解明された。その次の世代である本研究では、時計遺伝子の生体における生理的・病理的役割解明に注力した。時計中枢の視交叉上核では、G蛋白質シグナル伝達が細胞リズムの同期に関わる分子機構を解明した。また、時計遺伝子プロモーター結合の人工転写因子を創成し、概日リズムの位相変位に成功した。臓器の時計の研究では、肝臓代謝、膀胱排尿のリズム機構を分子レベル解明し、副腎ではアルドステロン生合成を担う時計に制御される新酵素を同定し、この異常が高血圧に至る機構を解明した。研究の概要: 24時間活動する人工的な社会になった現在、食事、睡眠などの生活リズムは崩壊の危機に瀕しており、これに起因するさまざまな社会問題や、生活習慣病等の健康問題が緊急の解決すべき課題になりつつある。今回我々は、ヒトや動物モデルを用いて、体内リズムを生み出す機構を分子レベルで解明し、リズム異常に起因する病態に迫る。研究の目的: 10年前時計遺伝子が発見されて以来、生体時計の基本的仕組み(分子時計)は解明が進んだが、それが生理的な生体リズムにまで至る過程は未だ不明のままである。この分子レベルの解明なくしては、具体的な疾病に至る過程を説明できないと考え、今回我々は、分子時計のシグナルが、細胞内シグナル伝達から個体レベルまでどのように伝達・統合されていくのか、その全貌を解明する。特に注目するのは、体全体の時計を統括する視床下部視交叉上核(suprachiasmatic nucleus : SCN)とその時間情報をホルモンシグナルに変換する副腎である。究極的には、種々の生活習慣病と生体リズムの関係を分子レベルで解明することも視野に入れる。研究の方法:以下が具体的な研究項目である。(1)哺乳類の分子時計の中心的な振動子PER2の作用機構の解明、(2)細胞外から細胞内の分子時計への細胞内シグナル伝達機構の解明、(3)リズム産生(時計)に特化した神経核であるSCNの細胞時計、細胞間同調機構の分子レベルでの同定、(4)SCNからの時間シグナル出力、および時間シグナルをホルモンシグナルに転換する副腎での分子機構の解明、(5)末梢時計と生理機能・疾病との関連の追及。分子時計に関し、以下の知見を得た。1)新規時計遺伝子mPER2に結合する蛋白質の同定Tet-OFFで誘導されるFlag-mPer2が発現するリズムのある細胞株に血清刺激でリズムを起こし、抗Flag抗体カラムで物質を回収して得られた150KDaの蛋白質をMS/MS法にて検定し、Flightlessと同定した。結合実験、時計遺伝子の転写制御能、Chromatin immunoprecipitation (ChIP)アッセイにより、新しい時計遺伝子と検定した。この物質は生体時計の中枢である視交叉上核に強く発現しており、この物質のノックダウンでリズム周期が変動することを明らかにした。また、Smith-Magenis症候群の重要な候補遺伝子であることを示した。さらに、現在、このバンド以外の100kDa,80kDaの新規転写因子を同定した。この転写修飾因子は時計遺伝子転写へ作用することが想定される。2)G蛋白を介する細胞内シグナル伝達系と時計視交叉上核に大量に発現しているRGCの一種を同定し、ノックアウトマウスで確認しその機能がMAP kinaseを介してリズムを制御することを明らかにした。3)視交叉上核の数理解析数理解析の結果、背内側部に24時間の最も主要なオッシレ一夕ーは背内側の細胞群の内にあり、背内側から腹側へのリズム伝達を確認した。4)視交叉上核による呼吸器系の時間制御システムの解明呼吸器系には時計遺伝子のリズムがあり、迷走神経切断でと時計遺伝子の変動が消失し、粘液放出の減退が認められることを明らかにした。また、呼吸器系のアセチルコリン受容体のM2,M3,M4が著明なサーカディアンリズムを引き起こした。我々は、時計遺伝子に結合する蛋白質の解析から、新規転写修飾因子を見つけた。また生体リズムの中枢であるマウス視交叉上核の網羅的解析から、GPCRを介する伝達反応に関与する遺伝子を採取し、ノックアウトマウスを作成し、新しい時計関連酵素を発見した。視交叉上核の細胞の一個一個を時間素子とみなす時間的空間的解析より、背内側部の細胞では周期が短く位相が早く周期や振幅にも位置依存性が見つかり、ヘテロな細胞集団であることを明らかにした。視交叉上核では多くの蛋白質の日内変動が見られるが、今回シャペロンとして知られるhsp90蛋白であるhsp86, hsp84が夜高の著明な日周リズムを示すことを明らかにした。

視交叉上核の出力解析では、以前、光に対して副腎皮質ステロイドが反応して血中に放出されることを報告したが、今回細胞系を使い、末梢血中のステロイドホルモンは全身の細胞に到達し、ステロイド受容体を介してリズムを伝達することを明らかにした。また、実際体で時計が働いている臓器(呼吸、循環、消化器系)では迷走神経の支配が強いと言われているが、今回、交感神経系をすべて除神経しても臓器のリズムは持続したが、迷走神経を頚部で片側切断すると、対側(健常側)では24時間リズムが見られるものの、切断側(患側)では、粘液を含むリズムが消失することを明らかにした。以上の結果は、昼夜分かたず活動する現代で社会問題化している睡眠覚醒障害の解明や日内変動する症状を示す喘息機構に時計遺伝子が関与する機構の一端を示したものと考えられる。視交叉上核は体内リズムの中枢であり、ここには約一万個の神経細胞がリズムを調律している。視交叉上核の発生では、視交叉上核の腹側部のVIP細胞が背側部のAVP細胞よりも早く神経分化することを明らかにし、神経発生の面からも視交叉上核は2種の細胞系に分かれることが明らかとなった。次に視交叉上核細胞内の時計遺伝子リズムの数学的解析にて、時計遺伝子のリズムが従来のモデルであるself-sustainedシステムか、末梢時計と同じdamping oscillator(減衰振動子)の集合体モデルかを検討し、両者とも可能であることを理論上推測した(共同研究)。次に、この視交叉上核の網羅的解析から、GPCRを介する伝達反応に関与する遺伝子を採取し、そのシグナルが、サイクリックAMPを介して、時計遺伝子の遺伝子制御を行い、調律を早めることが、その遺伝子のノックアウトマウス解析から明らかとなった。なおこの遺伝子は、視交叉上核の背側細胞にしか発現していないので、このタイプの調律は背側細胞でしか起こらないことが明らかとなった。では、視交叉上核の別々のリズムで調律された背側と腹側の細胞はどのようにして同期しているのであろうか?我々は、背側部から腹側部に投射しているペプチド性神経細胞を同定し、そのノックアウトマウスが睡眠相後退症候群(DSPS)のモデルになることを示した。次に、視交叉上核から時間シグナルを受ける末梢臓器のうち、排泄の中心である腎臓の尿細管の全長で時計遺伝子がリズミックに発現していることをLazer microdissecdon法にて明らかにした。Na+とH+を交換輸送することで細胞内pH調節やNa+イオン,水分輸送を行う重要な膜蛋白であるNHE3が、時計遺伝子により近位尿細管と遠位尿細管で部位特異的にリズミックに発現する、ことを明らかにした。生体リズムを分子レベルで解析し、マウスにおいて、生体時計の中枢である視交叉上核の神経細胞における時計遺伝子の振動原理と、末梢臓器の細胞の振動原理が非常に似ていることを、数理解析にして明らかにした。ヒトにおいては、皮膚細胞からの活性酸素からの微弱フォトンと思われる発光が生体リズムを示すことを報告した。これらの正常の生理条件下における24時間リズムに加えて、病的条件下で、時計遺伝子がどのような働きをするのかを検索した。そのため、我々は時計遺伝子であるCry1とCry2を失った遺伝子改変マウス(以降Cry-nullマウスと呼ぶ)を用いてリズム異常に関連する病態を検索した。
内臓中胚葉で発現するHOX遺伝子群は内胚葉の部域分化を支配す るか?

研究計画の目的は、ショウジョウバエ胚の中腸内臓筋で発現するHOX遺伝子群の機能の解明である。本研究によって(1)胚中腸の4つのチェンバーで部域特異的な発現を示す分化マーカー遺伝子を多数同定した(2)これらの遺伝子の発現を指標として、HOX遺伝子であるAntp, Ubx, abd-Aそれぞれの突然変異胚と強制発現胚における各チェンバーの分化に及ぼす影響を明らかにした(3)HOX遺伝子の機能は上皮の細胞分化誘導、および、パターン制御である。ことが明らかになった。ショウジョウバエの中腸は内胚葉性の上皮と,それを裏打ちする内臓中胚葉から構成され,上皮は部域ごとに固有の細胞型へと分化する.内臓中胚葉ではHOX遺伝子群が体節部と類似したパターンで発現している.HOX遺伝子群が内胚葉の細胞分化の制御にどのように関わるかの解明が本研究計画の目的である.平成22年度は,内胚葉の部域特異的分化マーカー遺伝子の探索と,それらの遺伝子のHOX遺伝子に対する応答性の解析を中心に研究を行った.その結果,1.胚中腸で生じる4つの区画(チェンバー)の分化の指標となる特異的マーカー遺伝子を10同定した.2.第2第4チェンバーの分化マーカー遺伝子は,対応する領域の内臓筋で発現するHOX遺伝子Ubx(第2)とabd-A(第3,第4)の機能喪失突然変異胚では,発現を消失する.3.abd-A変異胚では第2チェンバーのマーカー遺伝子が,第3,第4チェンバーの位置まで発現を拡大した.4.Ubxによって内臓筋で転写される分泌性シグナル因子Dppが,第2チェンバー上皮の遺伝子発現を誘導するとともに,後方の上皮分化マーカー遺伝子の発現を抑制することが明らかとなった.これらの結果から,ショウジョウバエの中腸では,内胚葉の部域分化が,内臓筋で発現するHOX遺伝子で制御されていること,及び,中腸の体表部の分節構造で知られている,HOX遺伝子の後方優位性が,中腸上皮でも共通に見られること.さらに,内臓筋で働くHOX遺伝子の作用を,隣接する内胚葉に伝えるシグナル因子の候補であるDppが、分化マーカー遺伝子によって,活性化と抑制という異なる作用を及ぼすことによって中腸上皮のパターン形成を制御する,という新しいメカニズムが示唆された.平成23年度の研究実績としては、中腸の後端部で発現しているOddファミリー遺伝子'dmが、HOXの支配を受けておらず、この遺伝子の支配下にあるシグナルによって後腸前端の区画であるsmall intestineが誘導されているととを明らかにしたことがあげられる。この成果は国内国外の学会で発表するとともに、発生生物学の専門誌に掲載された。この研究は、HOX遺伝子に直接関わっていはいないものの、同じ変異胚の中腸の分化が異常になることが同時に判明しており、この遺伝子とHOXの作用の関係が新たな解析の対象とすることができた。HOXの中腸における機能に関する新たな知見としては、中腸後半部で発現するabd-Aの機能が失われると、その領域の上皮の分化形質発現が生じないこと、さらに、その代わりに、中腸中央部のUbx支配化で発煙する分化マーカーが後半まで拡大することがわかった。この結果は、HOX遺伝子群で知られている「後方優位」の性質に沿ったものと、理解されたが、Ubx abd-Aの2重変異胚では、予想外にも、中腸後半部の分化マーカーの発現が消失しないことがわかった。Ubxは分泌性シグナル因子であるDppの発現を引き起こすことが知られているが、このDppを中腸後半部で強制発現すると、中腸後半部の分化マーカー発現が強く抑制されることがわかった。以上の結果から、中腸後半部の内臓筋で発現するabd-Aは、より前方で発現するUbx発現の後方への拡大を抑制することによって、中腸の分化パターンを制御している、という結論が得られた。この成果は、中腸の部域分化における、HOX遺伝子の役割を理解する上で、非常に重要な発見であると思われる22年度までの研究によって、ショウジョウバエ中腸の内臓中胚葉で発現するHOX遺伝子群の働きについて、Ubxについては、以前から指摘されていたように、分泌性シグナル因子Dppを介して、中腸上皮(内胚葉)に作用し、第2チェンバー特異的な細胞分化を引き起こすことが確認されたが、後部中腸で発現するabd-Aについては、abd-A単独の突然変異では、後部中腸特異的な上皮の細胞分化が阻害されて、第2チェンバータイプの細胞へと分化するものの、Ubxとabd-Aの二重変異胚では、形態的奇形にも関わらず、後部中腸特異的な細胞分化が生じていた。内臓中胚葉のHOX遺伝子間には、遺伝子相互の複雑な制御関係があると考えられたことから、この問題を解決するため、HOX遺伝子群が発現する内臓中胚葉そのものを欠損する胚を、突然変異およびアポトーシスの誘導により作製し、中腸上皮の部域特異的細胞分化を調べた。

その結果は以下の通りである。1第2チェンバー特異的細胞分化は、内臓中胚葉の存在を必要としており、これは、Ubxの作用で作られるDppによって分化誘導がなされていることによる。2第1、第3、第4チェンバーの部域特異的細胞分化は内臓中胚葉の欠損化でも生じており、中腸内の相対的位置も、強い奇形にも関わらず、保たれていた。以上の結果は、中腸内臓中胚葉で発現するHOX遺伝子群の、中腸上皮の部域分化における役割は、遺伝子によって違いがあり、Ubx以外のHOX遺伝子は、部域分化の誘導そのものには関与しない、という意外な結果が得られた。これらの結果は論文として公表する予定で、現在執筆中である。今年度の目標の一つであった、中腸の4つのチェンバーの部域分化の指標となるマーカー遺伝子を、どのチェンバーについても複数同定できた。HOXの支配下で分泌されるシグナル因子は、従来から知られていたDppとWg以外には、まだ突き止めるに至っていないが、内臓筋内で、Dppに支配されている遺伝子がいくつか見つかり、これを手がかりとして、内臓筋の作用を調べている。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初予想していた、「内臓筋で発現するHOX遺伝子群が、内胚葉の部域分化を誘導・支配する」という考えは、Ubxについては当てはまるが、他のHOX遺伝子には当てはまらない、という重要な示唆が得られた。また、HOX遺伝子間相互作用の原則とされてきた「後方優位性」も、必ずしも共通の原理とはいえない、という証拠も得られた。これらの知見は内臓筋のHOX遺伝子の作用の本質に関わるものと考えられるので、今後は、HOX遺伝子の支配下で内臓筋が放出するシグナル因子の同定に加え、HOX遺伝子の、組織レベルでの具体的な機能(内胚葉の細胞分裂制御など)を追及していく予定である。
プロスタグランジンI_2産生能とRSウイルス感染症の重症度との関連

病院受診者のうちRSV感染症が疑われる小児に対して、RSV抗原検出キットを用いRSV感染症の確定診断し、本研究を理解し、協力の承諾を得られた対象者のみより血液および尿を採取した。研究期間中200人分のRSV感染症患者検体(全血、尿、血清)、および健康成人98人から全血を収集した。体内でのPGI_2産生を検討するためのコントロール尿は乳児検診で受診した児の尿を収集した。RSV感染者については、重症度の点数化をすると共に臨床情報を収集しデータベース化した。血液検体よりDNAを精製し、PCRにてPGI_2合成酵素プロモーターの5'末端側上流の目的の領域を増幅し、GENESCAN^【○!R】を用いマイクロサテライト解析にて転写因子(Sp1、AP-2)の結合塩基配列のVNTR(遺伝子多型)を決定した。また、RSV非感染者においても同様にして一般の遺伝子多型を決定した。さらに、対象者のPGI_2TXA_2の産生状態を調べるためRSV感染時、非感染時(回復期)に、PGI_2およびTXA_2の尿中代謝物である6-keto PGF_<1α>、TXB_2をELISA法で測定した。(結果)月齢12ヶ月未満において、1)RSV感染症入院患児と健康成人のVNTRの遺伝子型の分布に差はなかった。2)VNTRの増加に伴い入院時尿中6-keto PGF_<1α>は高値であった。(結論)月齢12ヶ月未満の健常乳幼児において、RSV感染時の体内でのPGI_2の産生量がRSV感染症の重症度を決定し、PGI_2の産生はPGISのVNTRの遺伝子多型に依存することが示された。昨年度に引き続き、RSV感染症による入院患児から初年度より計200検体(全血、尿、血清)を収集し、一方VNTRの遺伝子多型の一般コントロールとして全血60検体を収集した。入院患児についてはRodriguezらの方法(Rodriguez WJ, et al. Pediatrics 100(6) 937-942 1997)を参考にRSV感染症の重症度を点数化し、また各臨床情報をデータベース化した。GENESCAN^<【○!R】>を用いRSV感染患児160人、コントロール60人についてVNTRの遺伝子多型を解析した。VNTR遺伝子多型の分布は、RSV感染患児では7/6(4.9%)、7/4(0.7%)、6/6(69.7%)、6/5(3.5%)、6/4(16.9%)、6/3(1.4%)、4/5(0.7%)、4/4(2.1%)であった。一般コントロールでは7/6(10.2%)、7/5(3.4%)、6/6(61.0%)、6/5(8.5%)、6/4(15.3%)、6/3(1.7%)であった。RSV感染による入院患児は一般コントロールに比べ低頻度のVNTRの多く、高頻度のVNTRが少ない傾向にあった。RSV感染症は年齢(月齢)因子が重症度に強く関連するため、各月齢層でのRSV感染による重症度と遺伝子多型について詳細に検討中である。また一般コントロールの同領域の遺伝子多型を決定するため200人分を目標に検体を収集中である。さらに、RSV感染症患児20症例についてのPGI_2およびTXA_2の尿中代謝物である6-keto PGF_<1α>、TXB_2を測定した。RSVの重症度に相関して6-keto PGF_<1α>、TXB_2が増加していた。特にTXB_2が有意に増加していた。残りの症例については現在解析中である。また、コントロールの健常乳幼児の尿も収集している。

(結論)月齢12ヶ月未満の健常乳幼児において、RSV感染時の体内でのPGI_2の産生量がRSV感染症の重症度を決定し、PGI_2の産生はPGISのVNTRの遺伝子多型に依存することが示された。
食道癌の治療選択に関わるPI3K/AKTpathway関連遺伝子変異の網羅的検索

習慣的な飲酒、喫煙歴の無い食道扁平上皮癌症例は喫煙歴または飲酒歴のある症例と比べ、女性の割合が有意に高く、食道癌の家族歴を有する割合が多く、食道内多発病変は少なく、高分化型の割合が多かった。飲酒、喫煙歴の無い食道扁平上皮癌は発癌の機序が異なる可能性があり、geneticな変化がある可能性が示唆された。シチジン脱アミノ化酵素であり遺伝子変異に関連を示唆されている酵素APOBEC3Bの発現レベルを評価し、食道扁平上皮癌切除症例においてAPOBEC3Bの発現はPIK3CA遺伝子変異と有意に相関している結果が得られた。発癌の過程においてPI3K/AKTシグナル伝達経路が注目されており、PIK3CAの変異は、臨床的にも極めて重要なジェネティックな変化である。我が国有数の食道癌治療のhigh volumeセンターであるがん研有明病院のデータベースを用いて、食道扁平上皮癌におけるPIK3CA遺伝子の変異をPyrosequencing technologyを用いて評価し、予後、抗癌剤感受性、疫学的因子(喫煙、飲酒)などとの関係を網羅的に解析し、新たなgenetic biomarkerを探索することが本研究の目的である。まず臨床病理学的背景の調査として、2005年1月2013年12月に食道扁平上皮癌に対して切除術を施行した711例を対象とし、習慣的な飲酒、喫煙の無い症例をnon-smoking and non-drinking (NSND)群とし、喫煙歴または飲酒歴のあるsmoking and drinking (SD)群と臨床病理学的因子を比較検討した。NSND群は711例中30例(4.2%)であった。NSND群はSD群と比べ、女性の割合が有意に高く(73.3% vs 12.3% P<0.001)、食道癌の家族歴を有する割合が多かった(20% vs 7.5% P=0.01)。また、食道内多発病変は少なく(3.3% vs 18.8% P=0.03)、高分化型の割合が多かった(53.3% vs 32.6% P<0.027 )。治療前の深達度が深い傾向があり(P=0.05)、Stageは有意に進行していた(P=0.03)。両群間の全生存率に有意な差は認められなかった(P=0.31 log-rank検定)NSND群の食道扁平上皮癌はSD群と発癌の機序が異なる可能性があり、PIK3CA遺伝子を含む、geneticな変化について比較検討をすすめていく。臨床病理学的背景については進んでいるが、遺伝子検索についてはまだ準備段階である。

まず臨床病理学的背景の調査として、2005年1月2013年12月に食道扁平上皮癌に対して切除術を施行した711例を対象とし、習慣的な飲酒、喫煙の無い症例をnon-smoking and non-drinking (NSND)群とし、喫煙歴または飲酒歴のあるsmoking and drinking (SD)群と臨床病理学的因子を比較検討した。NSND群は711例中30例(4.2%)であった。NSND群はSD群と比べ、女性の割合が有意に高く(73.3% vs 12.3% P<0.001)、食道癌の家族歴を有する割合が多かった(20% vs 7.5% P=0.01)。また、食道内多発病変は少なく(3.3% vs 18.8% P=0.03)、高分化型の割合が多かった(53.3% vs 32.6% P<0.027 )。治療前の深達度が深い傾向があり(P=0.05)、Stageは有意に進行していた(P=0.03)。両群間の全生存率に有意な差は認められなかった(P=0.31 log-rank検定)NSND群の食道扁平上皮癌はSD群と発癌の機序が異なる可能性があり、PIK3CA遺伝子を含む、geneticな変化について比較検討をすすめていく。習慣的な飲酒、喫煙歴の無い食道扁平上皮癌症例は喫煙歴または飲酒歴のある症例と比べ、女性の割合が有意に高く、食道癌の家族歴を有する割合が多く、食道内多発病変は少なく、高分化型の割合が多かった。飲酒、喫煙歴の無い食道扁平上皮癌は発癌の機序が異なる可能性があり、geneticな変化がある可能性が示唆された。シチジン脱アミノ化酵素であり遺伝子変異に関連を示唆されている酵素APOBEC3Bの発現レベルを評価し、食道扁平上皮癌切除症例においてAPOBEC3Bの発現はPIK3CA遺伝子変異と有意に相関している結果が得られた。臨床病理学的背景については進んでいるが、遺伝子検索についてはまだ準備段階であるパラフィン包埋切片からのDNA抽出。まず外科的に切除された500例以上の食道癌検体のパラフィン切片からMacro dissectionにより癌部からDNAを抽出し、DNAデータバンクを構築する。また、凍結切片よりDNAを抽出し、Pyrosequensingを用いたPIK3CA遺伝子変異の検出や、エクソンシークエンスを用いた遺伝子変異検索を進めていく。消化器外科学パラフィン包埋切片からのDNA抽出。医局内保管の消耗品を使用することができたため。最も費用がかかる遺伝子解析における研究材料費(消耗品)の必要量の見通しがまだ不確定であるため。次年度は遺伝子検索についての研究を進める予定であり、その消耗品購入費に研究費を当てたいと考える。また、各資料作成や保管等の業務を行ってもらう事務補佐員の人件費としても使用したい。解析対象となるサンプル数の確定をすることで、必要物品、消耗品の必要量とそのコストを決めていく
肝線維化と肝転移の関連性についての検討

食餌性肥満マウスを作製した。それぞれの肝臓の免疫染色を施行し、食餌性肥満マウスでは肝臓の脂肪性変化や線維化、炎症性変化があることを確認し、NASHモデル肝が作製できていることを確認した。脾注肝転移実験では肝転移数が有意に肝線維化群で多かった(1.9±1.8, 0.3±0.5, p=0.01)。抗Ki67抗体免疫染色では、肝線維化群肝転移巣で有意に多くの核が染色され、肝線維化群における癌細胞は増殖能が高いことがわかった。大腸癌細胞株はIL-13共培養下で遊走能・浸潤能の有意な上昇を認め、IL-13の濃度依存性に増殖能が上昇することを確認した。ヒト大腸癌細胞株(HCT116)とヒト星細胞(Li90)の共培養下にIL-13を添加し、wound healing assayを行い、HCT116の浸潤能が上昇することを確認した。興味深いことにこのような環境下ではHCT116およびLi90はともに紡錘型へと形態変化しており、癌細胞に対する上皮間葉転換や線維芽細胞の活性化の関与が示唆された。また、MTT assayにおいて、HCT116の増殖能はヒト星細胞やIL13存在下で上昇することがわかった。以上のことより、炎症や線維化が生じているNASHでは、大腸癌細胞株の浸潤能や増殖能が上昇することが示唆された。SCIDマウスに8週間高脂肪食投与を行うことにより非アルコール性肝線維化モデルマウスを作製することに成功している。肝臓の病理学的形態は、比較的軽度の炎症を背景に中心静脈から始まる線維化の組織像を呈しており、肥満や過栄養から生じる非アルコール性肝線維化モデルとして矛盾しないと考えられた。当研究室では以前よりSCIDマウスに対する脾注肝転移モデルの作製を行っており、すでに肝転移研究に必要な基盤を有しており(Takano, Anticancer Research, 2008)、同法を用いて正常肝と線維化肝の肝転移の違いについて比較を行った。こちらの結果は、現在統計学的処理中である。in vivoの結果も出ており、概ね順調の経過と考える。SCIDマウスに対する脾注肝転移モデルの作製を行い、同法を用いて正常肝と線維化肝の肝転移の違いについて比較を行った。ヒト大腸癌細胞株(HCT116)とヒト星細胞(Li90)の共培養下にIL13を添加し、wound healing aasay, MTT assayを施行したところ、IL13存在下で増殖能、浸潤能が上昇することを確認した。また、このような環境下ではHCT116及びLi90はともに紡錘形へと形態変化しており。がん細胞に対する上皮間葉転換や線維芽細胞の活性化の関与が示唆された。以上のことより、炎症や線維化が生じているNASHでは大腸ガン細胞株の浸潤能や増殖能が上昇することが示唆された。SCIDマウスに高脂肪食投与を行うことにより非アルコール性肝線維化モデルマウスを作成することに成功している。同マウスにHCT116を脾注し、肝転移モデルの作製を行った。高脂肪食投与マウスで優位に肝転移個数が上昇していた。また肝転移巣の組織切片をKi67染色すると優位に高脂肪食投与マウスで増殖能が上昇していることが示された。データが出揃ったところで論文化を目指す予定である。消化器物品費などで使用した端数として455円が残った。455円では、実験に必要な物品の購入額に満たなかったため、翌年度の助成金と合わせて使用したいと考えている。
時空間現象データの統計モデリングと当該現象の定量的把握の研究

時空間現象から得られる種々のデータに対する統計モデルの開発と評価を行い,当該現象の特徴を把握し,モデルの統計科学的性質を研究した.具体的な課題は次の通りである.1)森林被覆率を人口密度や起伏量によって説明する時間的空間的依存性を考慮した回帰モデルを提案した.2)太陽風の種々の物理量に関する時系列観測データを用いて磁気嵐指数を予測するモデルを提案した.3)地震頻度と太陽風との関連を考察し,マグニチュード4以下の全球の地震頻度は,太陽風の影響があることを統計的に示した.4)確率微分方程式で記述されるモデルの母数推定について,漸近理論を考察した.時空間現象から得られる種々のデータに対する統計モデルの開発と評価を行い,当該現象の特徴を把握し,モデルの統計科学的性質を研究した.具体的な課題は次の通りである.1)森林被覆率を人口密度や起伏量によって説明する時間的空間的依存性を考慮した回帰モデルを提案した.2)太陽風の種々の物理量に関する時系列観測データを用いて磁気嵐指数を予測するモデルを提案した.3)地震頻度と太陽風との関連を考察し,マグニチュード4以下の全球の地震頻度は,太陽風の影響があることを統計的に示した.4)確率微分方程式で記述されるモデルの母数推定について,漸近理論を考察した.本研究の目的は実際の時空間現象から得られる種々のデータについて,統計モデルの開発と評価を通して,当該現象の特徴を把握することである.今年度得られた研究成果は次の通りである.1)自己回帰成分を持つ時系列的回帰モデルで,自己回帰の次数,説明変数や時間遅れ次数を選択する問題について,a)重み付き最小2乗法による母数推定によるGIC基準を求め,b)車両運転装置に応用する装置を開発した.2)森林被覆率を人口密度と起伏量で説明する空間依存性をもつ柔軟な非線形回帰モデルを考察した.これは従来のパラメトリックな平均構造で記述されるモデルを大きく改良することがわかった.3)強い太陽風が地磁気に影響を及ぼし,地震のトリガとなっているとの仮説を統計的に検証した.そしてマグニチゴード3-4.9の全球の地震エネルギーを予測する決定係数が50%以上のARXモデルを得た.また太陽風の速度が重要な説明変数であることがわかった(発表準備中).4)離散型非対称分布としての一般化非心負の二項分布の構成と分布の性質について調べた。また、時空間現象としての海面水位の予測のために角度データである風向を取り入れたモデル化、および軸分布の構成について研究した。5)任意次元の確率微分方程式モデルからの高頻度データに基づいた正規型疑似尤度推定について,多項式型大偏差不等式を介し,推定量のモーメントの収束まで導出した.その他,統計モデルの選択法や確率密度のカーネル推定についても研究成果を上げている.(1)森林被覆率をゼロインフレート分布および空間依存するlogistic-normal回帰分析により予測するモデルを提案した.また全球の弱い地震頻度に対する太陽風の影響を,ポアソン回帰や負の2項分布に基づく一般化線形モデルで検出した.(2)カーネル型密度関数推定量のエッジワース展開を求め,その有効性を数学的に示した.またカーネル型分布関数推定量の高次漸近理論を展開した.またその漸近理論を利用して,符号検定の連続化に成功し,有意確率の近似の精密化を求めた.(3)回帰モデルの正則化推定(高次元モデルの疎推定)において,統計的確率場に対する多項式型大偏差評価を導出した.自明な系として推定量の裾確率の多項式型一様評価が従い,特にbridge推定量などの,混合収束率を有する疎推定量の収束速度に関する評価が明らかとなった.(4)推定と変数選択を同時におこなう正則化法として標準ツールとなりつつあるLASSOに対し,その最適な正則化パラメータを与えるためにAIC元来の定義に基づいた情報量規準を導いた.(5)角度を含むデータの解析とモデル化を扱う方向統計学の研究を行った.理論的側面に関しては、ハート型分布の拡張を行うと共に非斉次隠れマルコフモデルを提案し、応用的側面に関しては、環境統計学の立場から地震データや気象データを解析した.本研究の目的は実際の時空間現象から得られる種々のデータについて,統計モデルの開発を行い,当該現象の特徴を把握し,モデルの理論的性質を解明することである.今年度得られた研究成果は次の通りである.(1)人口密度と起伏量を説明変数,森林被覆率を目的変数とするメッシュで観測した格子状のデータに関する回帰モデルについて,近傍画素からの影響をモデル化した空間依存性をもつ0-1インフレート分布を提案した.また巾変換やスプライン関数により,説明変数の影響の非線形性をモデル化した.(2)磁気嵐指数を自己回帰および太陽風の物理量から予測する最適なARXモデルを選択した.また分散も変化するモデルを考察し,新しいモデル評価基準を提案した.(3)高頻度観測されるNormal inverse Gaussian過程の局所漸近正規性を導出した.夜間・昼休みの経済高頻度データへの影響を加味したボラティリティの推定手法を定式化し,実証分析でその安定性を示した.またTempered stable Ornstein-Uhlenbeck過程の遷移確率構造を導出した.