hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
EP4受容体刺激の左室等容性弛緩能および充満期拡張能に対する作用および機序の解析

前年度実施した正常犬で観察された陽性変力作用は慢性心不全モデルでも確認されたが、変弛緩作用には一定の傾向を確認できなかった。慢性心不全に起因する心筋リモデリングを有する心臓ではEP4受容体刺激による細胞内情報伝達系が正常心と変化している可能性がある。腎ラップ法によるHFpEFモデル犬を用いてONO-AE1-329の左室等容性弛緩能および充満期拡張能に対する作用を評価する予定であった。しかし事前に実施した調査において、モデル作成の成功の歩留まり率が20%未満であることが判明した。そこで代替として慢性完全房室ブロック犬を慢性心不全モデルとして使用し、予定していた薬物評価を実施し、当初の到達目標を達成することができた。平成28年度および平成29年度の結果に基づき、平成30年度は、正常ハロセン麻酔犬にcaldaret(0.5, 5, 50 ug/kg/10 min, i.v.)を累積的に投与し電気生理学的作用および心血行動態への作用を検討した(n=5)。Caldaretは筋小胞体Ca2+/ATPase(SERCA)の働きを促進するとともにRyR2受容体からの拡張期Ca2+ leakを抑制する化合物である。今回のcaldaretの用量(0.5, 5および50 ug/kg)は細胞内Ca2+動態の修飾作用を期待できる血中濃度を達成しうると考えられた。低-中用量は左室等容性収縮速度を増加し、等容性弛緩速度も増加傾向を示したが、充満期拡張能には作用せず、拡張不全型心不全(HFpEF)よりも収縮不全型心不全(HFrEF)への有用性が期待された。本研究では正常犬を用いて評価しており拡張能改善効果を過小評価している可能性もあるので、慢性心不全モデル動物での詳細な評価が必要と考えられた。高用量は心拍数を増加し、末梢血管抵抗を増大したので、虚血性心疾患やHFpEF患者ではかえって有害かもしれない。低-中用量は房室結節伝導を促進した。これは僧帽弁/三尖弁閉鎖不全を惹起して心房細動の誘因になる可能性がある。中-高用量は右室有効不応期を延長した。心室内伝導速度や再分極過程には影響を与えなかったので、新規機序の心室不整脈予防薬としての可能性がある。以上のように細胞内Ca2+動態の修飾は、変力/変弛緩作用のみならず種々の電気薬理学的作用を有することが明らかになった。細胞内Ca2+動態の変化が心筋に存在する各イオンチャネルに与える作用に関しては細胞レベルでのさらなる機序の解明が必要である。HFpEFモデル犬を用いて薬理学的EP4受容体刺激の「左室等容性弛緩能」および「充満期拡張能」に対する作用をそれぞれ評価する。さらにiPS細胞由来心筋シート、モーションベクトル法および薬理学的分析手法を用いてEP4受容体刺激の拡張能に対する作用および機序を解析する。HFpEFに対する薬物治療の突破口となる知見を期待できる。しかしHFpEFモデル犬では当初想定したような安定した病態を得られない場合も想定される。そのような際には、慢性房室ブロック犬やモルモットを用いて必要な情報を補填することで対応する。これらのモデル動物を用いて薬物の薬理作用を評価する技術は当研究室で既に確立されている。慢性心不全に起因する心筋リモデリングを有する心臓ではEP4受容体刺激による細胞内情報伝達系が正常心とは異なっている可能性が判明した。
環境変動に対するベーリング海・チャクチ海の海洋生態系の応答

2007年および2008年に実施された現場観測と衛星リモートセンシングデータを利用することにより、海氷が最も後退した2007年には,それ以前よりも小型の植物プランクトンが優占していたこと、地球温暖化が進むとシロザケの現在の分布域は著しく狭まり,海氷が減少した北極海などの北方へ移動せざるを得ないこと、海氷の張り出しに対して底棲魚類の種に大きな変動は認められないことが明らかとなった。季節海氷域である当該海域における海洋環境と海洋生態系の応答を明らかにするべく、2007年7月8月の間、本学練習船「おしょろ丸」により海洋観測および各種トロール等を用いた魚類・底生生物サンプリングを実施した。当年は海氷の張り出しが非常に弱く9月には過去最低を記録した。観測海域には全く海氷を見ることは無かった。さらに物理観測ではアラスカ沿岸において1214°Cの高水温が観測された。これは、海氷の張り出しが過去最小となった原因の一つをいち早く捉えた重要な結果である。一方、このような海洋・海氷環境下において海洋観測を実施できたことにより、基礎生産力や動物プランクトン種組成などが環境の変化に対しどのような応答をするか、過去に無い重要かつ貴重な現象が明らかになると考えられる。また、当該海域は世界有数のトロール漁場である。しかしながら、観測期間中のボトムトロールによる魚類現存量は非常に少なく、海氷後退の影響を受けている可能性も示唆された。衛星リモートセンシングを利用した観測も実施し、アラスカ沿岸の高水温、海氷の後退および植物プランクトンブルームの様子が海洋観測期間中を含めモニタリングできた。さらに、植物プランクトンサイズを海色リモートセンシングデータから推定するアルゴリズムを開発した。上記海洋観測によって検証した結果、推定方法に改良が必要なものの大型/小型の植物プランクトンが優占する海域を判断することができた。海氷後退に伴う植物プランクトン種の遷移および高次生産への影響評価に役立つと期待される。季節海氷域である当該海域における海洋環境と海洋生態系の応答を明らかにすべく, 2008年6月から7月までの間に本学練習船「おしょろ丸」による観測をベーリング海およびチャクチ海において実施した.過去最小の海氷面積となった昨年よりも1ヶ月早い観測時期であったため,北緯70度-71度において海氷縁に達し,オッタートロールを含む各種ネットを用いたプランクトン,魚類,底棲生物サンプリングと海洋観測を行った.船尾オッタートロール調査は計15回行い, 14科34種4未同定種群の魚類を採集した.このうち,ホッキョクダラとアカガレイ属未同定種群は10地点以上で確認された.なお,本調査では過去に比べて小型魚類が多く採集されたが,これは網目のサイズに起因する可能性が高い.衛星リモートセンシングを利用した観測では,太平洋水流入が海氷の挙動に影響を与えていると考えられるバロー沖をモデルとして解析を行ったところ,植物プランクトンブルームの時期と規模が海氷融解と太陽放射増加のタイミングに依存していることが明らかとなった.また,衛星の光学データを利用し大型・小型植物プランクトンの優占率を推定するアルゴリズムを開発し, 67%の確率で推定することが可能となった.海洋生態系と生息魚類との応答として,サケ属魚類の摂餌生態と環境中の餌生物群集との関係を調べた結果,同属でも大量に普遍的に分布する小型の餌生物(e. g., Neocalanusplumcrus)より出現数は少ないものの大型の餌生物(N. cristatus)を選択的に摂餌することが分かった.最終年度の取りまとめとして,2007年の劇的な海氷後退およびそれに関連した海洋の物理的・化学的環境の変化に対する,基礎生産過程,動物プランクトン,底棲生物および魚類のバイオマスや多様性の変動を中心に解析を行った.また,2010年2月には,招聘した海外共同研究者(米国および韓国)および他の海洋調査参加者が参集し,おしょろ丸による北極観測航海成果に関するワークショップを開催し,環境変動に対する海洋生態系の応答過程について議論を行った.衛星リモートセンシングを利用した基礎生産過程の研究では,過去数年間の優占植物プランクトンサイズとクロロフィルaバイオマスの経年変化をまとめ,海氷が最も後退した2007年には,それ以前よりも小型の植物プランクトンが優占していたことが明らかとなった.しかしながら,現場において局所的に基礎生産および種組成を見ると,それぞれの場所で異なる応答をしていることが示された.また,2007年の動物プランクトンのバイオマスと多様性は1991年,1992年,2008年に比べ共に高く,太平洋種のチャクチ海への流入が確認された.

魚類に関しては,採集用具の形式やサイズ等の違いにより比較が困難であるが,底棲魚類の種に大きな変動は認められなかった.以上の成果は,海氷の激減は低次生産過程に短時間のうちに直接的に影響を与えているが,さらに高次の生物はそのような短い時間スケールで明確な応答は示さないことを示唆するものであり,観測・評価方法を改良しつつ今後の長期にわたる当該海域の監視が必要である.
肺アスペルギルス症に関するアレルギー学的診断

Aspergillus fumigatus抗原のimmunoblotting analysisを肺アスペルギルス症由来のヒト血清、レクチンをプローブとして行った。その結果18kdを中心とする低分子量成分が沈降抗体形成に重要であることが判明した。ConAに吸着しないこの成分の解析のためConAによるアフィニティー・クロマトグラフィーを行い、ConAに吸着する成分と吸着しない成分に分離した。さらに、この両成分をSDS-PAGEにかけるとConA非吸着成分の方は54kd、34kd、20kd、18kdの4つの主要バンドに分離が可能であった。immunoblottingの成積でIgG結合のほとんどない20kdを除く54kd,34kd,18kdの3成分が少くとも沈降抗体の形成に重要であることが示唆された。なぜならConA吸着成分と非吸着成分はほぼ同等に沈降抗体形成が可能であるからである。一方アレルギー性肺気管支アスペルギルス症の患者一例につき、急性期と寛解期血清の両者でIgE結合をみると、18kd^の結合が急性期血清で著明であった。このことにより18kd抗原は沈降状体形成のみならず、アレルギー惹起の働きを有する可能性が示された。今後18kd抗原の性状を分析することが、アスペルギルス・アレルギーあるいは侵襲型アスペルギルス症の研究に有用であると考えられた。Aspergillusfumigatus抗原のimmunoblotting analysisを肺アスペルギルス症由来のヒト血清、レクチンをプローブとして行った。
精神疾患と自律神経疾患からみた「心の未来性」に関する認知神経機構の統合的解明

研究プロジェクト全体の目的は,未来性に関わる課題遂行中の脳活動および自律神経活動の測定を通して,「心・脳・身体」という三者関係から,不安障害や抑うつ障害と関係の深い未来思考性について検討することである.これまでの研究では「心の未来性」のメカニズムにおける「心・脳・身体」のダイナミクスの理解を目指し,文章の刺激を用いてポジティブあるいはネガティブ方向への自動思考性を引き出すような状況を作り,未来思考性と過去思考性における処理をターゲットとして,脳波計を用いた検討を行った.そして,心拍誘導電位を指標とした実験結果から,脳活動が身体由来であることを突き止めることができた.本年度はその成果を受け,さらに潜在連想テスト(IAT)を用いた検討を行った.そして,未来思考の特異性を呈する不安障害傾向と,過去思考の特異性を呈するうつ病傾向の違いを,時間方向に依存した思考と概念形成という新しい枠組みで捉えることを試みた.その結果,一部の指標において,仮説を支持する結果が得られ,初年度の成果と整合する結論を導き出すことができた.また,うつや不安とは逆の軸として位置づけられる楽観主義傾向についても行動実験を実施し,楽観傾向の背後にある行動的メカニズムを明らかにすることができた.これらの総合的な成果は,心の時間的な側面に関する基礎的,かつ臨床的な意義を持っており,時間と思考方向性に関する実験的パラダイムの確立に結びつけることができた.これは,心理学的にも神経科学的にも重要な知見であり,さまざまな方向性に発展,展開できる可能性を持つ重要な成果であると判断する.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究プロジェクトの目的は,未来性に関わる課題遂行中の脳活動および自律神経活動の測定を通して,「心・脳・身体」という三者関係から,不安障害や抑うつ障害と関係の深い未来思考性について検討することである.初年度である平成28年度は「心の未来性」のメカニズムにおける「心・脳・身体」のダイナミクスの理解を目指し,未来・過去方向への自動思考性の背後にある機構の理解を深めることを目的とした実験を実施した.主要な実験課題では,文章の刺激を用いてポジティブあるいはネガティブ方向への自動思考性を引き出すような状況を作り,未来思考性と過去思考性における処理をターゲットとして,中枢神経活動の指標として脳波計を,自律神経活動の指標として心電図を用いることで,三者関係についての深い検討を行った.その結果,未来に思いを馳せる瞬間の活動に関連するコンポーネントを取り出すことに成功し,それが精神疾患の傾向性とも関連があること,またその脳活動が身体由来であることなどを心拍誘導電位のデータ解析方法を用いて明らかにすることができた.これまでの研究では,刺激に接した初期の成分でこのような結果が得られることは想定されていなかったため,潜在的な処理を示唆する重要な結果であると位置づけられる.本研究の成果は心の時間的な側面に関する基礎的な知見であると同時に,臨床的な意味合いも多く含んでいる.次年度における課題遂行につながるものであり,本研究の成果を裏付けるような,さまざまな方法論を用いた研究を発展的に実施し,本研究の信頼性を高める方向で今後の研究を推進させる予定である.ほぼ計画通りに遂行している.一部については当初の想定よりも結果が明確に示されたため,追加的な実験および解析を施行している状況である.次年度の計画に十分つながるものと考えている.研究プロジェクト全体の目的は,未来性に関わる課題遂行中の脳活動および自律神経活動の測定を通して,「心・脳・身体」という三者関係から,不安障害や抑うつ障害と関係の深い未来思考性について検討することである.これまでの研究では「心の未来性」のメカニズムにおける「心・脳・身体」のダイナミクスの理解を目指し,文章の刺激を用いてポジティブあるいはネガティブ方向への自動思考性を引き出すような状況を作り,未来思考性と過去思考性における処理をターゲットとして,脳波計を用いた検討を行った.そして,心拍誘導電位を指標とした実験結果から,脳活動が身体由来であることを突き止めることができた.本年度はその成果を受け,さらに潜在連想テスト(IAT)を用いた検討を行った.そして,未来思考の特異性を呈する不安障害傾向と,過去思考の特異性を呈するうつ病傾向の違いを,時間方向に依存した思考と概念形成という新しい枠組みで捉えることを試みた.その結果,一部の指標において,仮説を支持する結果が得られ,初年度の成果と整合する結論を導き出すことができた.また,うつや不安とは逆の軸として位置づけられる楽観主義傾向についても行動実験を実施し,楽観傾向の背後にある行動的メカニズムを明らかにすることができた.これらの総合的な成果は,心の時間的な側面に関する基礎的,かつ臨床的な意義を持っており,時間と思考方向性に関する実験的パラダイムの確立に結びつけることができた.これは,心理学的にも神経科学的にも重要な知見であり,さまざまな方向性に発展,展開できる可能性を持つ重要な成果であると判断する.現在までの進捗状況でも示した通り,初年度の成果として,想定以上に明確な結果が得られたため,それを裏づける臨床研究を実施する予定で進めている.既に研究倫理申請の承諾も得られており,計画通りに実施できる予定である.また多くの成果が得られるように,今年度も柔軟な計画の見直し,およびそれに伴う実験の遂行を実施する.29年度が最終年度であるため、記入しない。
基底膜に会合するIV型コラーゲン分子とそれをコードする遺伝子発現の特性

本年度施行した研究によって、当初掲げた研究目的の大半を達成することができた.1)ヒトα4(IV)鎖のアミノ酸一次構造を決定することができた.α4(IV)鎖をコードするcDNAの重複クローンを単離し、ヒトα4(IV)鎖のアミノ酸一次構造を決定することができた.2)α6(IV)鎖をコードする遺伝子の上流域の構造決定とα5(IV)遺伝子との関係を明かにした.ヒトα6(IV)鎖のアミノ酸一次構造を決定し報告した.さらにこれらのcDNAをもとに遺伝子DNAの構造を決定しつつある.私どもはα6(IV)鎖をコードする遺伝子の上流域にα5(IV)鎖をコードする遺伝子が存在しており、しかもこれらの遺伝子が反対向きに並んでいることをつきとめた.さらに興味あることは、α6(IV)鎖をコードする遺伝子の発現は通常の遺伝子発現と異なって、二つのRNA転写産物が存在することがわかった.このことはおそらくは二つのプロモーターが存在しこれらが組織特異的な発現に関係しているであろうことが想像される.3)α(IV)鎖特異的抗体の作製を行いIV型コラーゲン6遺伝子の発現様式を明かにした.上述のα4(IV)鎖およびα6(IV)鎖の一次構造より推定される特異抗体を作製に適する部位を同定し合成ペプチドを作製、このペプチドに対するモノクローン抗体を作製した.抗体は各々特異的であり、ウェスタンブロット、各組織の免疫染色法でこれらの特異的なα(IV)鎖の存在部位を特定することができた.その結果α1(IV)およびα2(IV)鎖はすべての基底膜に存在すること、α3(IV)およびα4(IV)鎖は限定された部位にしか発現されないが常にこの二つの遺伝子は同時に発現することがわかった.さらにα5(IV)およびα6(IV)鎖は限定された部位に必ずしも同時には発現しないことがわかった.この部位特異的発現が上述の二プロモーターの存在と関連があることが想像される.本年度施行した研究によって、当初掲げた研究目的の大半を達成することができた.1)ヒトα4(IV)鎖のアミノ酸一次構造を決定することができた.α4(IV)鎖をコードするcDNAの重複クローンを単離し、ヒトα4(IV)鎖のアミノ酸一次構造を決定することができた.2)α6(IV)鎖をコードする遺伝子の上流域の構造決定とα5(IV)遺伝子との関係を明かにした.ヒトα6(IV)鎖のアミノ酸一次構造を決定し報告した.さらにこれらのcDNAをもとに遺伝子DNAの構造を決定しつつある.私どもはα6(IV)鎖をコードする遺伝子の上流域にα5(IV)鎖をコードする遺伝子が存在しており、しかもこれらの遺伝子が反対向きに並んでいることをつきとめた.さらに興味あることは、α6(IV)鎖をコードする遺伝子の発現は通常の遺伝子発現と異なって、二つのRNA転写産物が存在することがわかった.このことはおそらくは二つのプロモーターが存在しこれらが組織特異的な発現に関係しているであろうことが想像される.3)α(IV)鎖特異的抗体の作製を行いIV型コラーゲン6遺伝子の発現様式を明かにした.上述のα4(IV)鎖およびα6(IV)鎖の一次構造より推定される特異抗体を作製に適する部位を同定し合成ペプチドを作製、このペプチドに対するモノクローン抗体を作製した.抗体は各々特異的であり、ウェスタンブロット、各組織の免疫染色法でこれらの特異的なα(IV)鎖の存在部位を特定することができた.その結果α1(IV)およびα2(IV)鎖はすべての基底膜に存在すること、α3(IV)およびα4(IV)鎖は限定された部位にしか発現されないが常にこの二つの遺伝子は同時に発現することがわかった.さらにα5(IV)およびα6(IV)鎖は限定された部位に必ずしも同時には発現しないことがわかった.この部位特異的発現が上述の二プロモーターの存在と関連があることが想像される.
ロシアの国際収支表と国民所得統計の整合性に関する理論的・数量的分析

1.本研究の前提となるロシアの体外経済活動に関するデータの収集・整理・検証を行った。とくに、ロシアの貿易統計の検討については、その成果を米国スラブ研究促進学会(AAASS)で報告し、米国の雑誌に発表した。1991年以降のロシアの貿易統計は、ソ連の崩壊、為替管理制度の変化、貿易制度の変化などの影響を受けて、混乱を極めている。本研究では、貿易額の評価方法、商品別貿易データおよび地域別貿易データの特殊性、通関統計への移行問題などを検討し、さらに、1980年代後半以降のロシアの貿易動向の分析を行った。本研究の成果は、今後、この時期のロシアの貿易統計データを処理する際の拠り所を与えるものである。2.作成され始めたばかりのロシアの国際収支表のデータの収集・整理・検証を行い、国際収支表作成の方法論についても考察した。貿易統計データとの突き合わせを行ったほか、ロシアの対外債務、その返済、ロシアへの外国投資、ロシアからの資本逃避などのデータが国際収支表にどのように把握されているのかについて検討した。3.貿易統計、国際収支統計と国民所得統計との関係に関して方法論的な考察を深めた。国民所得統計についても、物的生産を中心とする従来の統計に加えて、SNA方式の統計が作成され始めており、これらの統計相互の関係を完全に解明するには至らなかったが、基本的な枠組みを把握し、方法論上、データ上の問題点を抽出することができた。この成果は、平成7年度に実施予定の重点領域研究のなかで共同研究としてさらに発展させる予定である。
初期胚表面に存在する巨大糖鎖の機能とその分子機構の解明

初期胚表層にどうして巨大糖鎖が存在するのかという疑問の解決を目指して研究を行って、新しい知見を得た。まず、巨大糖鎖をもつ糖タンパク質LeX-gpについて、その精製に成功、その糖鎖が細胞接着性に関わるLeX構造のタンデム反復構造という新規構造をもつことを明らかにした。つぎに、受精時に卵から囲卵腔中に分泌されるhyosophorinについて、そのペプチド部分が細胞表面の特異的な受容体を介して細胞増殖促進活性を示すこと、糖鎖部分は受精時の卵表層反応の進行に重要であることを明らかにした。本研究成果を通じて、巨大糖鎖は細胞表面と相互作用して細胞表層の性質を変化させ、細胞の命運を決定するという仮説を提唱したい。1. Le^X-gpの細胞接着機能とその分子機構の解明:我々がメダカ初期胚表面に発見した巨大糖鎖をもつ糖タンパク質Le^X-gpは、原腸胚形成期に細胞接着分子E-cadherinと共同して胚細胞同士の接着を担う。その巨大糖鎖の細胞接着への関わり、特にE-cadherinとそのシグナル経路との関わりは不明である。その解明を目的として、今年度は、まず、メダカ原腸胚からLe^X-gpを精製し、質量分析を行った。構造決定にはさらなる解析を必要とするが、糖鎖については、Le^X糖鎖がタンデムに8回反復するような新奇構造を持つことが判明した。また、巨大糖鎖生合成に関わる糖転移酵素群について、候補遺伝子のひとつフコース転移酵素の発現をリアルタイムPCRによって解析した。複数の酵素が関与することから、今後、他の酵素の特定も必要である。2. hyosophorinの細胞増殖促進とその分子機構の解明:hyosophorinは、卵の分泌顆粒成分であり、受精と同時に囲卵腔中に分泌される。その際に巨大糖鎖(10kDa程度)をもつ糖ペプチドへとプロセスされる。今年度は、まずこのhyosophorin糖ペプチドが細胞増殖促進因子であることを確認した。次に、メダカhyosophorin糖ペプチドを調製し、その細胞増殖促進活性を確認した。糖鎖を持たないペプチド、N-型糖鎖を調製し構造機能相関を解析したところ、ペプチド部分が重要であることが判明した。また、メダカhyosophorinに特異的なモノクローナル抗体を調製した。さらに、hyosophorin糖ペプチド添加時に動く増殖シグナルをシグナル伝達関連分子について調べた。しかしメダカに特異的なタンパク質に対する抗体が必要であり、その抗体を準備中である。1.Le^X-gpの細胞接着機能とその分子機構の解明:まず、メダカLe^X-gpのタンパク質部分およびその遺伝子の決定を行うために、メダカ胚を採取し、Le^X-gpの精製を行った。次に、そのアミノ酸配列解析をEdman分解と質量分析によって徹底的に行ったが年度内では同定に至らなかった。おそらく糖鎖含有量が高く、糖鎖が密集しているために、タンパク質部分の情報が隠れてしまっている空であると考えられる。次に、Le^X関連糖鎖合成プローブの初期胚へ投与実験を行ったところ、きわだった効果は観察されなかった。Le^X関連糖鎖の合成プローブ上の多価性、反復性問題で効果が見えなかったと推定している。一方、フコース転移酵素のノックダウン実験を行い、後者では発生異常を示す結果も得られ再現性を調査中である。また、種を超えたLe^X-gpの存在を調べるために、ゼブラフィッシュLe^X-gpの探索を行ったところ、Le^X構造はもたないものの高分子領域に特徴的な糖タンパク質の存在が示唆された。糖鎖構造は異なるものの、種を超えて初期胚に存在する可能性が高いと考えられる。2.hyosophorinの細胞増殖促進とその分子機構の解明:hyosophorinの細胞増殖シグナルを解明するために、hyosophorin添加時の細胞増殖促進を阻害する種々のリン酸化酵素阻害剤の探索を開始したが、年度内には特定分子の同定に至らなかった。また、hyosophorin糖鎖に作用して糖鎖構造を改変する酵素を選び、それを囲卵腔注入して個体レベルの効果を調べたところ、囲卵腔注入によって発生異常を起こすものを見いだした。現在、これがhyosophorin特異的であるかどうかを検討中である。ゼブラフィッシュhyosophorinの同定のために材料を収集し、その精製を開始した。本研究は、初期胚表面に存在し、通常の糖鎖の510倍大きな巨大糖鎖で修飾された2種類の糖タンパク質、LeX-gpとhyosophorinに着目して、機能探索とその分子機構の解明を目的としている。今年度の研究成果は次に示すとおりである。

1. LeX-gpの細胞接着機能とその分子機構の解明について:メダカLeX-gpの接着機能における糖鎖の重要性を調べる目的で、LeX構造の合成に関与すると思われる3種類のフコース転移酵素遺伝子の発現抑制胚の作製を試みた。遺伝子抑制が十分でなくはっきりとした表現型は得られなかった。次に、メダカLeX-gpに相当する分子をゼブラフィッシュで探索した。その結果、ゼブラフィッシュにはLeXエピトープをもつ糖タンパク質の存在は見出されず、種特異的な糖鎖構造をもつ分子であることが示唆された。さらに、LeX構造とE-cadherinを併せもつF9細胞からマイクロドメインを調製し、その自己接着能を調べた。その結果、E-cadherin依存的接着は観測されたが、糖鎖依存的接着は観察されず、メダカ初期胚で観察されるような接着における糖鎖機能の普遍性ははっきりしなかった。2. hyosophorinの細胞増殖促進とその分子機構の解明について:hyosophorinの細胞増殖活性については、種々の試薬を直接胚の外空間に投与する囲卵腔注入法を確立し、抗hyosophorin糖鎖抗体の注入効果を調べた。その結果、胚発生過程へのきわだった効果は観察されなかった。しかし、この抗体は受精阻害効果をもつことが判明し、hyosophorinが胚発生過程よりも受精時に重要な分子である可能性が示唆された。さらに、ゼブラフィッシュhyosophorin(zhyo)の精製と構造決定については、候補分子の精製とその組成分析までは行うことができ、今後の機能解析の基盤を確立することができた。まず、Le^X-gpについては、構造決定には至らなかったものの未知な性質をもつ糖タンパク質Le^X-gpに対する基礎的知見がえられたため。次に、hyosphorinについては、今回初めて試みたノックダウン動物を使用した結果から、糖鎖の重要性を示す結果が得られつつあるから。24年度が最終年度であるため、記入しない。まず、Le^X-gpについては、Le^X関連糖鎖合成プローブ、フコース転移酵素ノックダウンメダカを用いて、機能解析を昨年度に引き続き継続する。新しい試みとして、Le^X構造とE-cadherinの関連性をLe^X-gpとE-cadherinを単独あるいは同時に発現する細胞を入手して明らかにすることによって、Le^X-gpの構造と機能の普遍性と特殊性を解明する。次に、hyosophorinについては、その細胞増殖シグナルの解析を引き続き行う。また、最近確立した囲卵腔注入法(種々の試薬を直接胚胎外の空間に注入する方法)をもちいて、hyosophorin糖鎖特異的抗体の受精時および発生に及ぼす効果を個体レベルで評価する。あらたに、ゼブラフィッシュhyosophorin(zhyo)の精製とそのメダカにおける機能補完の有無を調べる。これらから、貴重な情報が得られると考えている。
蛋白質立体構造ダイナミックス情報をX線結晶解析及びNMRの実験から引き出す

蛋白質の機能発現の仕組みを理解するためには、立体構造のダイナミックスに関する知見が必須である。本研究は、X線結晶解析およびNMRの実験データからこれに関する情報を引き出す解析法を開発し、さらにそれを実際の系に適用してダイナミックスに関する情報を得ることを目的としている。第一に、蛋白工学研究所の木寺博士と協力して開発した規準振動概念に基づく新しい蛋白質X線結晶解析を、実際の蛋白質ヒト・リゾチームとその部位特異的変異体に適用し、蛋白質分子中の各原子の非等方的な温度因子や分子の恊奏的運動に関する情報を実際的に引き出し得ることを実証した。さらに、変異に伴う構造と揺らぎの変化に関する情報を得ることによって、構造変化と揺らぎの変化の相関や酵素作用発現の仕組みに関する重要な知見を得た。第二に、X線結晶解析において測定される散漫散乱のデータから構造揺らぎ、特に分子の恊奏的揺らぎに関する新しい情報を得る方法を開発した。第三に、規準振動概念に基づく立体構造ダイナミックス解析法をNMRデータの解析にも適応できるように拡張するために、まず、分子内の二面角の一次の微分小変化に対する分子中の原子のデカルト座標の変化を二次の微分小まで求める表式を導き、これを用いてLipari-Szaboのオーダーパラメターを規準振動から求める方法を開発した。これを用いることにより、NMRデータから蛋白質の平均構造と共に構造揺らぎに関する情報を引き出す実用的な方法を開発するのが次の残された課題である。タンパク質の機能発現の仕組みを理解するためには立体構造のダイナミックスに関する知見が必須である。第一に、蛋白工学研究所の木寺博士と協力して開発した新しいタンパク質X線結晶解析法を、実際のタンパク質ヒト・リゾチームに適用した。その結果この方法によってタンパク質分子中の協奏的運動に関する情報を実験的に引き出し得ることを実証した。この方法を現在、同じヒト・リゾチームの部位特異的アミノ酸置換体に適用し、変異に伴う構造と揺らぎの変化を明らかにし、物性・機能の変化との相関を考察することを目指している。第二に、X線結晶解析において測定される散漫散乱のデータから構造揺らぎに関する新しい情報を得る方法の開発を目指し、そのために有効な一連の解析法を開発した。第三に、基準振動概念に基づく立体構造ダイナミックス解析法をNMRデータの解析にも適用できるように拡張することを目指して、Lipari-Szaboのオーダーパラメターを基準振動から求める方法を開発した。そのためには、分子内の二面角の一次の微分小変化に対する分子中の原子のデカルト座標の変化を二次の微分小まで求める必要があることが判った。そこでそのための標識を導いた。次にこれを用いてNMRデータの解析法を開発する予定である。第一に、蛋白工学研究所の木寺博士と協力して開発した規準振動概念に基づく新しい蛋白質X線結晶解析を、実際の蛋白質ヒト・リゾチームとその部位特異的変異体に適用し、蛋白質分子中の各原子の非等方的な温度因子や分子の恊奏的運動に関する情報を実験的に引き出し得ることを実証した。

第三に、規準振動概念に基づく立体構造ダイナミックス解析法をNMRデータの解析にも適用できるように拡張するために、まず、分子内の二面角の一次の微分小変化に対する分子中の原子のデカルト座標の変化を二次の微分小まで求める表式を導き、これを用いてLipari-Szaboのオーダーパラメターを規準振動から求める方法を開発した。これを用いることにより、NMRデータから蛋白質の平均構造と共に構造揺らぎに関する情報を引き出す実用的な方法を開発するのが次の残された課題である。
「ストレス生成モデル」に関する実証的研究

本研究の目的は,Hammen(1991)により提唱された「ストレス生成モデル」(「抑うつ脆弱性をもつ者は,客観的なストレッサーを自ら引き起こしてしまう」とする仮説)を検討することと,この「従来型ストレス生成モデル」を拡張した「拡張型ストレス生成モデル」(「抑うつ脆弱性をもつ者は,客観的なストレッサーが存在しないところで,主観的にストレスを作り出してしまう」とする仮説)を検討することである。平成19年度の成果は以下の通りである。従来型ストレス生成モデルの検討においては,ストレス生成要因として,対人コンピテンスに注目し,さらに,ネガティブなストレッサーだけでなくポジティブなストレッサーにも注目して,大学生を対象として質問紙調査を行った。その結果,対人関係で感情を制御できないとネガティブな対人出来事を経験しやすい傾向にあることと,非言語的コミュニケーションがうまくできたり関係づくりのスキルがあったりするとポジティブな対人出来事を経験しやすいことが示された(日本教育心理学会第50回大会と日本心理臨床学会第27回大会にて発表予定)。拡張型ストレス生成モデルに関しては2つの研究を行った。第1に,現代において問題となっている社会人の職場・仕事ストレスを,拡張型モデルの観点から検討した。その結果,抑うつスキーマ(非合理的な信念)が主観的な仕事ストレスと関係していることが示された(日本心理学会第70回大会にて発表予定)。第2に,約2ヶ月の期間を設けた2時点(2007年11月,2008年1月)の縦断調査を大学生に行った。その結果,1回目の抑うつを統制しても,1回目の抑うつスキーマが2回目の主観的ストレスと関係することが示された。この結果は,1時点の調査の結果では判断できない因果関係を確認できる意義ある結果であり,現在,学会誌に論文投稿するための準備を進めている。本研究の目的は,Hammen(1991,2006)により提唱された「ストレス生成モデル」(「抑うつのリスクのある者は,客観的なストレッサーを自ら引き起こし,抑うつを発症ないし悪化させる」とする仮説)を本邦において検討することと,この「従来型ストレス生成モデル」を拡張した「拡張型ストレス生成モデル」(「抑うつのリスクのある者は,客観的なストレッサーが存在しないにも関わらず,主観的なストレッサー知覚を高めて,自らの主観的環境を自らストレスフルにすることで抑うつを発症ないし悪化させる」とする仮説)を検討することである。平成18年度の研究成果は次の通りである。まず,従来型ストレス生成モデルを検討した。その結果,友人との関係を避けようとする回避行動は友人関係でネガティブな出来事の頻度を高めて抑うつを強めること,友人関係で親切にするなどの向社会的行動は友人関係でポジティブな出来事の頻度を高め抑うつを低めることなどが示された。この成果は,日本心理学会第68回大会において発表された。次に,拡張型ストレス生成モデルを検討した。主要な成果は,次の3つである。第1に,抑うつ的な対人スキーマが中立的な対人状況に対するストレッサー知覚を高めることと,ストレッサー知覚が抑うつと関係することが示された。この成果は,Association for Psychological Science 19th Annual Conventionで発表される(採択済み)。第2に,対人状況に対するストレッサー知覚は,対人領域の抑うつスキーマと関係するが,達成領域の抑うつスキーマとは関係しないこと(ストレス生成の領域特異性)が示された(日本教育心理学会第49回大会で発表予定)。第3に,両極的な愛着スタイルと不安定的な愛着スタイルはストレッサー知覚を高めることが見いだされた(日本心理学会第69回大会で発表予定)。
ゴナドトロピンレセプターの構造と機能及びその調節について

LH/hCGレセプターの構造に関する検討では、以下の結果を得た。このレセプターcDNAを一時的に発現させた細胞を用いてホルモンに対する特異性を検討すると、このレセプターがLH,TSH両方のホルモンに結合しさらに、cAMP,PI turn overの上昇が観察された。一方TSHレセプターはLH/hCGとは結合せずTSHと結合してcANP,PI turn overの上昇が見られた。この事実は、卵巣に於けるホルモン分泌に対してTSHが関与する可能性を示唆するものであり、更にLH/hCGレセプターのセカンドメッセンジャーとしてPKCも関与することを示している。これらの事実は、現在までの報告と大きく異なり今後の更なる検討が必要である。LH/hCGレセプターの構造に関しては、思春期早発症をしめす家族性遺伝子異常を発見しレセプターの第3番目の細胞内部分のただ一つのアミノ酸の突然変異により恒常的にホルモン非存在下でテストステロンの合成が上昇する病態を報告した。これは、この分野に於けるレセプター異常症の存在と、レセプターの構造と機能の関連で重要な意味を持ち、今後検討する予定である。FSHレセプターに関してはCHO細胞に導入する事により恒常的に細胞膜上に発現し細胞系を確立し患者血清中のFSHの生物学的活性の測定に応用する事を検討した。測定感度は従来の測定法より改善されるものの正常範囲の検体の測定には、困難があり今後の工夫が要求される。卵胞内の局所生理活性物質の検討からは、Activinはゴナドトロピンレセプターに対して強い誘導作用を持つがこれはcAMPを介さない経路で情報伝達が行われる事を示した。顆粒膜細胞からのRNA抽出の分析から、この細胞にアクチビンのレセプターが存在する事も示した。
リン酸化定量プロテオミクスによるTGF-βシグナル伝達機構の解明

これまでTGFβの下流として知られているcalcineurinの基質候補をプロテオミクス解析により多数同定したこれらのcalcineurinの新規基質候補のより生理的刺激下でのリン酸化の変動を明らかにるため抗原刺激のリン酸化プロテオミクス解析との統合を行った。この解祈によりcalcineurinの基質候補分子の中には抗原刺激後脱リン酸化されず、変動しないものやリン酸化されるものが存在することが分かった。これはおそらくカルシウム刺激より複雑なリン酸化経路の活性化が抗原刺激により起こっており、基質候補がcalcineurin以外のリン酸化制御を受けることを示唆した。そこでこのリン酸化制御を行う分子を同定ために新規基質候補の一つであるItpkbに着目した解析を行った。詳細な解析によりItpkbは抗原刺激により脱強くリン酸化されることが明らかとなった。そこでこのリン酸化酵素の同定を試みた。配列情報よりErkがリン酸化を担っている可能性が示唆され、阻害剤を用いた検証を行ったところErkによりやはりリン酸化されていた。さらにErkとcalcineurinは抗原刺激時に同時に活性化することよリン酸化と脱リン酸化を拮抗的に行っているのではないかと考え抗原刺激時に阻害剤を加えることで検証を行った。予想通りErkとcalcineurinはItpkbのリン酸化を拮抗的に制御していた。最後に我々はこの拮抗的な制御がItpkbに特異的な現象なのか、それともたくさんの基質候補で起こっている現象なのかを検証すべくリン酸化プロテオミクスを用いて網羅的に検証した。おどろいたことに多くの基質候補がErkとcalcineurinに拮抗的に制御されていた。以上よりErkとcalcineurinが細胞内で拮抗的に制御するリン酸化のネットワークをプロテオミクス解析を複数重ねることで同定した。新規のリン酸化ネットワーク構造が同定されるとは考えておらずその検証に時間がかかってしまった。本研究は現段階で充分に検証できていると考えるため論文として投稿する。今後はこのネットワークモチーフがincoherent feedfoward loopとしてリン酸化のpulse generatorとして機能するのかどうかを検証する。TGFβ刺激による細胞内でのリン酸化の変化を経時的に解析するためにLC-MSを用いたリン酸化定量プロテオミクス解析の技術習得(試料調整・LC-MSのセットアップ・データ解析)を行った。・細胞内で起こるリン酸化は細胞および刺激により量・質的に異なることが知られている。当研究室ではこれまでHeLa細胞を対象にリン酸化プロテオミクスを行っており、比較的細胞内のリン酸化量が多い実験系を用いて解析を行ってきた。条件検討に際しこれまで使用してきたHeLa細胞に加え、細胞内リン酸化量の少ないことが予想されるマウス胸腺細胞を用いてリン酸化定量プロテオミクスを行うことで低リン酸化状態において今回使用するリン酸化プロテオミクスが測定可能であるかを確認した。・定量的リン酸化プロテオミクスに適したLC-MSとしてAB Sciex社製のQstar eliteのセットアップを行った。LCの取扱い・MSの取扱い・スプレーチップの作製法およびそれぞれの機械のメンテナンス法を習得し試料の測定を行った。HeLa細胞およびマウスの胸腺細胞においてリン酸化プロテオーム解析を行った結果、両細胞において多数のリン酸化ペプチドの同定を行うことに成功した。・リン酸化定量プロテオミクスにより10,000近いリン酸化ペプチドのデータが得られることが予想される。意味のあるリン酸化を膨大なデータより抽出する方法を学ぶため、これまで当研究室で取っていたHeLa細胞にEGF・Insulin・TNFα刺激を加えたリン酸化定量プロテオミクスのデータを用いてデータマイニングを行った。k-means法によるリン酸化ペプチドのクラスタリングおよび各刺激間の比較を行い、TNFα特異的に変動するリン酸化タンパクの抽出を行った。これによりTNFα刺激では刺激5分後に細胞骨格関連のタンパク質群のリン酸化が顕著に増加していることが明らかになった。本研究で解析に用いる細胞のMCF-10AとMCF-10AにRAS/ErbB2を発現させた細胞ではタンパク質およびRNAの発現パターンが大きく異なり、定常状態のリン酸化も大きく変化していることが予想された。よってそれぞれの変動が何に起因しているのかまたどのような結果に結びつくのかを明らかとすることは難しいことが考えられたため、TGF-βの下流に脱リン酸化酵素であるCalcineurinが報告されていることよりCalcineurinの基質を明らかにすることでTGF-βのシグナル伝達機構を明らかにできると考えた。基質同定を行うためにカルシウムイオノフォアであるionomycinとCalcineurinの選択的阻害剤であるcyclosporinA処理した細胞を作成し、それぞれのリン酸化状態を定量的リン酸化フロテオミクスを用いて比較した。このときionomycin刺激により減少し、cyclosporin Aをさらに処理することによりその減少がキャンセルされるヘアチドに含まれるリン酸化部位はCalcineurinにより制御されると考えた。このような方法を用いて基質候補タンパク質を38個を同定した。この中にはCalcilleurinの基質としてすでに報告のあるNFATが含まれていることより今回同定された基質候補には芯の基質が含まれている可能性が高いことが示唆された。またこれまでのCalcineurinの機能はNFATを介した転写制御がほとんどであったが今回同定された基質候補の中には転写以外にもさまざまな生命現象に関与する分子が含まれていた.これらの発見はこれまでに報告のあったCalcineurinにより制御される現象の分子機構解明の新たな糸口となりうる。

またTGFβと今回同定された基質との関係性を明らかにすることでよりTGFβシグナルの新たな分子機構の解明が期待できる。これまでTGFβの下流として知られているcalcineurinの基質候補をプロテオミクス解析により多数同定したこれらのcalcineurinの新規基質候補のより生理的刺激下でのリン酸化の変動を明らかにるため抗原刺激のリン酸化プロテオミクス解析との統合を行った。この解祈によりcalcineurinの基質候補分子の中には抗原刺激後脱リン酸化されず、変動しないものやリン酸化されるものが存在することが分かった。これはおそらくカルシウム刺激より複雑なリン酸化経路の活性化が抗原刺激により起こっており、基質候補がcalcineurin以外のリン酸化制御を受けることを示唆した。そこでこのリン酸化制御を行う分子を同定ために新規基質候補の一つであるItpkbに着目した解析を行った。詳細な解析によりItpkbは抗原刺激により脱強くリン酸化されることが明らかとなった。そこでこのリン酸化酵素の同定を試みた。配列情報よりErkがリン酸化を担っている可能性が示唆され、阻害剤を用いた検証を行ったところErkによりやはりリン酸化されていた。さらにErkとcalcineurinは抗原刺激時に同時に活性化することよリン酸化と脱リン酸化を拮抗的に行っているのではないかと考え抗原刺激時に阻害剤を加えることで検証を行った。予想通りErkとcalcineurinはItpkbのリン酸化を拮抗的に制御していた。最後に我々はこの拮抗的な制御がItpkbに特異的な現象なのか、それともたくさんの基質候補で起こっている現象なのかを検証すべくリン酸化プロテオミクスを用いて網羅的に検証した。おどろいたことに多くの基質候補がErkとcalcineurinに拮抗的に制御されていた。以上よりErkとcalcineurinが細胞内で拮抗的に制御するリン酸化のネットワークをプロテオミクス解析を複数重ねることで同定した。リン酸化定量プロテオミクスを行うにはサンプル調製・LC-MSによる測定・データマイニングを正しくこなすことが必要である。スタートのデータの質が今後の実験全てに影響するため、リン酸化定量プロテオミクスのデータが再現性のあるデータであることは不可欠である。これらの理由より実験条件の決定には時間がかかっている。定量的リン酸化プロテオミクスのデータを取得したことによりこれまで明らかとされていなかったCalcineurinの基質候補を多数同定できた点に関しては大変満足している。今後は個別解析を行いこれらがどのようにCalcineurinに制御されており、どのような生命現象に関わっているかを明らかとする。新規のリン酸化ネットワーク構造が同定されるとは考えておらずその検証に時間がかかってしまった。
サプライチェーンネットワークにおいて生じる均衡問題の分析

今年度は、サプライチェインに関する数理モデルの徹底した文献研究を行うとともに,不確実性を含むサプライチェインネットワーク(SCN)均衡モデルに対して以下のような研究を行った.1.不確実性を含むSCNにおける均衡問題の分析:製造業者、小売、市場からなる3層のSCNにおいて,各プレイヤーが他のプレイヤーの正確な情報が得られない状況において,最悪のケースを想定して行動選択を行うモデル(ロバストSCNモデル)を考え,その中でも市場の需要が不確実である状況を取り扱った.その均衡状態を変分不等式問題としてモデル化し,その均衡点の存在性や唯一性を議論した.数値実験を行い,ほかのプレイヤーの情報の精度が悪くなるにつれ,サプライチェイン全体の効率性が低下することを確認した.定式化された変分不等式問題は二次錐制約を含む複雑な問題となる.それらの問題は微分不可能な非線形方程式系や最適化問題へと再定式化されるため,そのような問題に対する数値解法アルゴリズムに関しても議論を行った.2.サービスを考慮したSCNにおける均衡問題の分析:サービスを含めて製品の稼働時間を売る契約形態であるPower By the Hourのモデル化を検討し,顧客がリーダー,製造業者がフォロワーであるようなマルチリーダー・ワンフォロワーゲームへの定式化を試みた.3.複雑な構造や制約を持つSCNにおける均衡問題の分析:食料品など,商品の劣化や賞味期限が存在するようなSCNをに対する研究を行った.SCNに時間軸を取り入れてネットワークを3次元にすることで,コストに商品の劣化や賞味期限切れによるロスを反映することが可能なSCN上の最小費用流モデルを構築した.3つの項目に対して,それぞれ計画通りに着手している.特に,「不確実性を含むSCNにおける均衡問題の分析」に関しては成果をまとめ,学会などで発表を行っており,学術論文への投稿準備中である.その他の2つの項目に関しては,まだ発表などの段階ではないが,次年度以降に向けた着実な成果が得られている.以上より,おおむね順調であると判断できる.本年度に引き続き,各項目に関する文献研究を進めるとともに,前年度の結果を踏まえて内容を発展させていく.研究成果に関しては国内外の学会等で発表を行うとともに学術論文へ積極的に投稿を行う.1.不確実性を含むSCNにおける均衡問題の分析:今年度は不確実性を性格づける集合として楕円領域を仮定していたが,ほかの不確実性を仮定した状況に関してもモデル化を検討する.また,ネットワークの構造などに関しても,より複雑なモデルに拡張を行う.特に,輸送業者や在庫の有無などをモデルに組み込むことを考える.さらに,ネットワークに時間軸を取り入れ,3次元としたSCNにおける均衡問題のモデル化に関しても検討を始める.また,定式化した問題に対する数値解法アルゴリズムに関しても引き続き議論を進める.2.サービスを考慮したSCNにおける均衡問題の分析:Power By the Hourモデルに対して,前年度の結果を発展させて,より効果的なモデル化を試みる.さらに,モデルの数理的な構造を明らかにすることにより,Power By the Hourを分析する.また,本年度のモデルはリーダーである顧客が複数,フォロワーである製造業者一つだけのモデルを考えたが,どちらも複数存在するモデルや,サプライヤーまで含めた3層のSCNに対するモデル化も検討する.3.複雑な構造や制約を持つSCNにおける均衡問題の分析:前年度のモデルは時間軸を取り入れた最適化モデルであったが,今年度は意思決定者(生産者)が複数いるような均衡モデルの定式化を検討する.提案した最適化モデルはコスト最小化問題であったが,販売価格を考慮したモデルを考えることにより,ベルトラン競争への定式化を試みる.今年度は、サプライチェインに関する数理モデルの徹底した文献研究を行うとともに,不確実性を含むサプライチェインネットワーク(SCN)均衡モデルに対して以下のような研究を行った.1.不確実性を含むSCNにおける均衡問題の分析:製造業者、小売、市場からなる3層のSCNにおいて,各プレイヤーが他のプレイヤーの正確な情報が得られない状況において,最悪のケースを想定して行動選択を行うモデル(ロバストSCNモデル)を考え,その中でも市場の需要が不確実である状況を取り扱った.その均衡状態を変分不等式問題としてモデル化し,その均衡点の存在性や唯一性を議論した.数値実験を行い,ほかのプレイヤーの情報の精度が悪くなるにつれ,サプライチェイン全体の効率性が低下することを確認した.定式化された変分不等式問題は二次錐制約を含む複雑な問題となる.それらの問題は微分不可能な非線形方程式系や最適化問題へと再定式化されるため,そのような問題に対する数値解法アルゴリズムに関しても議論を行った.2.サービスを考慮したSCNにおける均衡問題の分析:サービスを含めて製品の稼働時間を売る契約形態であるPower By the Hourのモデル化を検討し,顧客がリーダー,製造業者がフォロワーであるようなマルチリーダー・ワンフォロワーゲームへの定式化を試みた.3.複雑な構造や制約を持つSCNにおける均衡問題の分析:食料品など,商品の劣化や賞味期限が存在するようなSCNをに対する研究を行った.SCNに時間軸を取り入れてネットワークを3次元にすることで,コストに商品の劣化や賞味期限切れによるロスを反映することが可能なSCN上の最小費用流モデルを構築した.3つの項目に対して,それぞれ計画通りに着手している.

特に,「不確実性を含むSCNにおける均衡問題の分析」に関しては成果をまとめ,学会などで発表を行っており,学術論文への投稿準備中である.その他の2つの項目に関しては,まだ発表などの段階ではないが,次年度以降に向けた着実な成果が得られている.以上より,おおむね順調であると判断できる.本年度に引き続き,各項目に関する文献研究を進めるとともに,前年度の結果を踏まえて内容を発展させていく.研究成果に関しては国内外の学会等で発表を行うとともに学術論文へ積極的に投稿を行う.1.不確実性を含むSCNにおける均衡問題の分析:今年度は不確実性を性格づける集合として楕円領域を仮定していたが,ほかの不確実性を仮定した状況に関してもモデル化を検討する.また,ネットワークの構造などに関しても,より複雑なモデルに拡張を行う.特に,輸送業者や在庫の有無などをモデルに組み込むことを考える.さらに,ネットワークに時間軸を取り入れ,3次元としたSCNにおける均衡問題のモデル化に関しても検討を始める.また,定式化した問題に対する数値解法アルゴリズムに関しても引き続き議論を進める.2.サービスを考慮したSCNにおける均衡問題の分析:Power By the Hourモデルに対して,前年度の結果を発展させて,より効果的なモデル化を試みる.さらに,モデルの数理的な構造を明らかにすることにより,Power By the Hourを分析する.また,本年度のモデルはリーダーである顧客が複数,フォロワーである製造業者一つだけのモデルを考えたが,どちらも複数存在するモデルや,サプライヤーまで含めた3層のSCNに対するモデル化も検討する.3.複雑な構造や制約を持つSCNにおける均衡問題の分析:前年度のモデルは時間軸を取り入れた最適化モデルであったが,今年度は意思決定者(生産者)が複数いるような均衡モデルの定式化を検討する.提案した最適化モデルはコスト最小化問題であったが,販売価格を考慮したモデルを考えることにより,ベルトラン競争への定式化を試みる.本研究費の申請と同時に申請していた学内競争的資金で国際会議旅費を一部充当したため,その分の金額が未使用となった.研究機関の異動に伴い,科研費研究のための環境整備が必要となるため,それに使用する.
農業教育における「きのこ栽培とその利用」の教材開発に関する研究

農業高校では、林業科を中心に食品科、園芸科が教育課程の中で、きのこの栽培が取り上げられているが実際のところ、きのこ栽培は授業にはなかなか取り上げられていないのが現状である。以前おこなったアンケート調査によると、施設設備の問題と、教員がきのこ栽培の経験不足の場合が多くみられ、このことが大きな要因となっている。勤務校である東京都立青梅総合高等学校の場合、総合学科であるが教科「グリーンライフ」「生物活用」「発酵学入門」「自然と農業」などでも、きのこ栽培とその加工を取り上げていないのが現状である。よって教科書に掲載されているきのこ栽培の参考資料的な位置づけとなる、生物実験室レベル程度の環境でも行えることに配慮したテキストを作成することと、生徒の実習も可能なきのこの加工方法を開発することを目標とした。初めにきのこ培養・栽培に必要な環境をつくる方法の研究として、簡易栽培室を暖房機、送風機、扇風機を組み合わせ作った。一室の中にビニールで覆う空間を作り空調を行うが、園芸に使われている温室機器が適していた。常に排気を行わなければCO2濃度の上昇と共にきのこの生育が悪くなるため、換気が必要である。栽培実験では、きのこ菌培養のための培地の研究をおこなったが、かび用培地では栄養素の不足が問題点であったため、いろいろ添加してはみたものの、コンタミネーションが多く発生して思うような培地作成は道半ばである。現時点では、白アワビタケでは、おから、米ぬか。ヒラタケではコーンミール、おから。ハナビラタケではバナナが比較的よい結果となっている。また植物用無機液体肥料も有効である。シイタケは桜、ならの原木栽培をおこなってみたがコンタミネーションが多く発生し、結果を残せなかった。子実体から一次菌糸の培養方法の研究では、子実体の使用部位、使用培地、培養条件などを変えてみて、一次菌糸から二次菌糸への変換の観察方法の研究と菌糸の観察法、二次菌糸から子実体形成への発生条件、発生後の管理などの比較試験を行いデータを収集することができた。栽培したきのこの加工方法の研究では、加工したきのこを真空包装しても、十分な加熱を行わないと異常発酵が発生しやすく、殺菌の温度、時間の管理が重要であり、製造業者は加圧殺菌で安全性を確保している。この点に留意すれば製品化は可能とわかった。産地への訪問と調査では、きのこの各種製品と製造方法、栽培現場、培地材料等参考になった。