hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
問合せ最適化を考慮したＸＭＬデータ交換に関する研究

この意味でややバランスが悪い状態ではあるものの,バランスの悪さは最終年度でリカバー可能な範囲であると考えている.以上のことより,全体としてはおおむね順調に進展していると判断するものである.必ずしも当初計画通りの手順で研究が進んでいるわけではないが,ワイルドカードを含むXPath問合せクラスという実用的に意味のあるクラスに関して知見を得たという点により,おおむね順調に進展していると判断するものである.極大な確定解かどうかを判定する問題について,今年度に得た見通しを整理し,対外発表する予定である.それと同時に,XMLスキーママッピングの整合性判定やXPath式の充足可能性判定が効率よく解けるDTDのクラスについても整理し,確定解判定問題への応用を検討する.さらに実証実験を行うことで,本研究の理論的成果が問合せ最適化にどの程度寄与するか調査する.XPath確定解判定問題については,兄弟軸や上方向の軸を含んだより広いクラスについて検討を始めている.これと並行して,XPath充足可能性問題やXMLスキーママッピングの整合性問題など,関連の深い問題についても検討を続ける.さらに,determinacyやsubsumptionといった,新しいタイプの問合せ静的解析問題についての調査・研究にも手を広げ,本研究課題との関わりについて考察する.約85万円を翌年度に繰り越したが,うち約45万円は翌年度早々に予定している国際会議発表に充てる予定である.また,今年度は実証実験を行うための人的資源の確保にめどが立たなかったため,陳腐化を避けるために計算機購入を見送った.翌年度は,実証実験用の計算機を早急に購入して体制を整えるとともに,今年度見通しが得られた成果を至急まとめて,翌年度中に対外発表できることを目指す.23年度は比較的多くの研究成果を得ることができた一方で,発表論文の形にまとめるための時間を十分に確保できず,結果として研究費の一部を次年度に繰り越すこととなった.その反省をふまえ,24年度は成果発表に少し比重を移す予定である.なお,現在,国際会議に投稿中が1編,投稿準備中が1編あるという状況である.
韓国・台湾・日本・アメリカにおける米需給予測と米政策のあり方に関する研究

ガット・ウルグアイ・ラウンドの農業合意の実施や主要米生産国の農業政策の変更の影響を受けて世界の米生産・消費・貿易は新たな動きを見せている。日本と韓国では、1995年から米市場の部分的な開放を実施し、年々徐々に増加する量の米を輸入している。台湾はWTOへの参加を目指して農業保護の削減を検討している。また、米国は、ウルグアイ・ラウンドの農業合意の実施ならびに1996年農業法の導入により農業保護を削減したので、今後、米生産や貿易が減少傾向を辿ると予想される。日本・韓国・台湾・米国のこれまでの米需給は以下のように要約できる。日本では1960年代前半、台湾では1970年代中頃、韓国では1980年代中頃に米は劣等財となり、米需要は減少傾向に転じた。この三国では、一人当たり米消費量は農家世帯の方が非農家世帯よりも高い水準にある。一人当たり米消費量の相対的に多い農家世帯が工業化の過程で減少したことが、米の総消費量を減少させた重要な要因であった。一方、米国では米消費は増加傾向にあり、今後もこの傾向は継続すると予想される。アジア系、ヒスパニック系等の米を多く消費するアメリカ人の増加率が高いこと、米は健康食品として評価されていること、スーパーマーケット等で容易に米が購入できる等の理由でその消費が近年増加してきた。米の生産は日本・韓国・台湾では近年減少傾向を辿っている。米過剰問題に直面して、日本では1960年代末に、台湾では1970年代後半に生産調製が開始され、米生産が政策的に削減された。韓国では1980年代末に米過剰問題に直面したが生産調整政策は導入されなかった。生産調整の結果、日本では1970年頃以降、台湾では1970年代半ば頃以降米生産は減少傾向に転じた。韓国では生産調整は行われなかったが、稲作の相対的な収益性が低下したため、1980年代末以降米生産は減少傾向に転じた。1995年2010年間の米の生産と需要の計量経済学的な予測結果によれば、日本では中期的にも構造的な米過剰が継続するので、需給バランスを維持するためには生産調整面積を一層増加することが必要になると思われる。米の援助輸出や加工用需要等の新規需要の開発が減反面積の増加を緩和する方策と考えられる。韓国では、1990年代前半に米の需要と生産は共に減少傾向を辿っているが、生産の減少速度の方がより早いので、近い将来ミニマム・アクセスを越える量の米輸入の必要性が生じる可能性が高い。台湾は、現在は米を輸出しているが、今後稲作面積が縮小して生産量が減少し、将来は米輸入国に転ずると予想される。米国は、1996年農業法の導入により減反や不足払い制度は廃止され、直接所得補償が7年間実施されることになった。輸出補助金の削減により価格競争力が低下するので米輸出量は今後減少傾向を辿ると予想される。国内の米需要は増加傾向を辿り、米輸入も増加すると予想される。一方、世界の米需要は1995年2010年間に年率1.05%で増加すると予想される。米を主食とするアジアの国々で、人口成長率が低下すること、所得の増加につれ食料消費の多様化が進行する等の理由で、米需要の増加率は過去20年間と比べ将来低下すると予想される。米生産は、主として単収の増加により、年率1.07%で増加すると予想される。生産の伸びが需要の伸びを多少上回るので世界の米在庫は今後多少増加すると予想される。米貿易は年率0.55%で増加し、2010年に2千万トンに達する。しかし、米の貿易量は総消費量の5%前後にとどまるので、世界米市場は相変わらず薄い市場という特徴をもち続ける。米の総貿易量に占めるジャポニカ米の比率は約10%で推移すると思われる。国際米価は名目価格では上昇するが、実質価格は低下傾向を辿ると予想される。

米過剰問題に直面して、日本では1960年代末に、台湾では1970年代後半に生産調製が開始され、米生産が政策的に削減された。韓国では1980年代末に米過剰問題に直面したが生産調整政策は導入されなかった。生産調整の結果、日本では1970年頃以降、台湾では1970年代半ば頃以降米生産は減少傾向に転じた。韓国では生産調整は行われなかったが、稲作の相対的な収益性が低下したため、1980年代末以降米生産は減少傾向に転じた。1995年2010年間の米の生産と需要の計量経済学的な予測結果によれば、日本では中期的にも構造的な米過剰が継続するので、需給バランスを維持するためには生産調整面積を一層増加することが必要になると思われる。米の援助輸出や加工用需要等の新規需要の開発が減反面積の増加を緩和する方策と考えられる。韓国では、1990年代前半に米の需要と生産は共に減少傾向を辿っているが、生産の減少速度の方がより早いので、近い将来ミニマム・アクセスを越える量の米輸入の必要性が生じる可能性が高い。台湾は、現在は米を輸出しているが、今後稲作面積が縮小して生産量が減少し、将来は米輸入国に転ずると予想される。米国は、1996年農業法の導入により減反や不足払い制度は廃止され、直接所得補償が7年間実施されることになった。輸出補助金の削減により価格競争力が低下するので米輸出量は今後減少傾向を辿ると予想される。国内の米需要は増加傾向を辿り、米輸入も増加すると予想される。一方、世界の米需要は1995年2010年間に年率1.05%で増加すると予想される。米を主食とするアジアの国々で、人口成長率が低下すること、所得の増加につれ食料消費の多様化が進行する等の理由で、米需要の増加率は過去20年間と比べ将来低下すると予想される。米生産は、主として単収の増加により、年率1.07%で増加すると予想される。生産の伸びが需要の伸びを多少上回るので世界の米在庫は今後多少増加すると予想される。米貿易は年率0.55%で増加し、2010年に2千万トンに達する。しかし、米の貿易量は総消費量の5%前後にとどまるので、世界米市場は相変わらず薄い市場という特徴をもち続ける。米の総貿易量に占めるジャポニカ米の比率は約10%で推移すると思われる。国際米価は名目価格では上昇するが、実質価格は低下傾向を辿ると予想される。韓国と米国で農業研究機関、大学、農協、農務省(農林水産部)、農業試験場、稲作農家等で聞き取り調査と資料収集を実施するとともに、台湾と日本でもコメ需給及びコメ政策に関する資料収集を行った。また、韓国、台湾から各1名研究分担者を招へいし研究会を開催した。韓国、台湾、日本のコメ需給について、いくつかのシナリオに基づくシュミレーションを行い、中長期的なコメ需給バランスを予測した。その結果、韓国では短期的にはコメ不足に直面するが、中期的にはコメの供給過剰が予想された。日本は中期的にも構造的なコメ過剰が続き、需給バランスを維持するために減反政策を継続することが必要と思われる。台湾は今後急速に稲作面積が減少するため、コメ輸入が増加することが予想される。一方、米国では、1994年の日本のコメの緊急輸入を契機に、日本への継続的なコメ輸出の期待感が急速に高まり、高品質中粒種の栽培面積が拡大するとともに、あきたこまち、コシヒカリ等日本で育成された品種の栽培も始まっている。また、高品質ジャポニカ米の品種改良もカリフォルニア州ビッグス稲作試験場で推進されている。
NALP3およびIPAFのリガンドの探索・同定

NALP3タンパク質とIPAFタンパク質はそれぞれ炎症を誘導する因子である。これらの因子により炎症が開始される機構を明らかにするために、NALP3およびIPAFを直接働かせる因子=リガンドを探索した。結果として研究期間中にリガンドに到達することはできなかったが、リガンドを探索する過程でNALP3が機能するための条件を見出すことができ、今後さらにリガンドを探索するためのヒントを得ることができた。基盤CNALP3タンパク質とIPAFタンパク質はそれぞれ炎症を誘導する因子である。本研究では、ふたつのカスパーゼ1制御性NLRタンパク質、NALP3(NLRP3)とIPAF(NLRC4)のリガンドを探索・同定するために、ふたつの方法を計画している。いずれの計画においても、平成20年度は、21年度以降に計画している標的分子の分離のための準備作業を行った。「計画1.NALP3およびIPAFに結合するタンパク質の探索」のために、マウス由来マクロファージ様細胞RAW264.7細胞に遺伝子を導入するための条件を検討し、(1)RAW264.7細胞がカスパーゼ1活性化に必要な補助タンパク質ASCを発現していないこと、(2)しかし人為的にASC遺伝子を導入することでNALP3およびIPAFによるカスパーゼ1活性化能を付与できること、(3)遺伝子の導入にはプラスミドのトランスフェクションの他、レトロウイルスベクターによる遺伝子導入も可能なことを発見、確認した。現在、プロテインAタグを付加したNALP3およびIPAFタンパク質が哺乳動物細胞内で機能するかどうかを確認しており、これらを確認できれば、この細胞株からのNALP3/IPAF複合体の抽出を試みることができる。「計画2.無細胞系によるNALP3およびIPAF経路の再構成」のために、NALP3、IPAF、カスパーゼ1およびASCの組換えタンパク質の大腸菌による合成を試みたが、これらのタンパク質の可溶化は困難であった。そこで、哺乳動物細胞株を用いたタンパク質発現系に切り換え、これらのタンパク質を恒常的に発現するヒト胎児腎細胞293細胞株を樹立した。今後、これらの細胞から目的タンパク質を抽出し、それらを混合することによってシグナル伝達系を再構成することを目指す。本研究では、ふたつのカスパーゼ1制御性NLRタンパク質、NALP3とIPAFのリガンドを探索・同定するために、ふたつの方法を計画した。平成21年度の進展を下に記す。計画(1)「NALP3およびIPAFに結合するタンパク質の探索」のために、RAW264.7細胞にASCタンパク質(NALP3とIPAFの補助タンパク質、RAW264.7細胞では欠損している)と、プロテインAタグを付加したNALP3あるいはIPAFタンパク質を恒常的に発現させ、この細胞からNALP3/IPAF複合体を抽出する予定であった。しかし度重なるマイコプラズマの混入により、実験の進行が妨げられている。マイコプラズマ対策を立て、細胞の樹立を急いでいるところである。本研究に並行して、プロテインAタグ付加ASCタンパク質のRAW264.7細胞への導入に成功した。ASCタンパク質を介してMLP3/IPAF複合体を分離する可能性も検討している。計画(2)「無細胞系によるNALP3およびIPAF経路の再構成」のために、NALP3、IPAF、カスパーゼ1、ASCの組換えタンパク質の純化を試みたが、これらの純化は困難であることが判明し、断念した。そこで、粗抽出タンパク質の混合によるシグナル伝達系の再構成を考え、試行的実験を行なった。その結果、溶媒中のイオン組成、そして細胞の構造がある程度保たれていることがNALP3依存的なASCタンパク質の重合(カスパーゼ1の活性化に必須な過程とされている)に重要であることがわかった。そこで、細胞を完全に破壊せず、いわゆるセミインタクト細胞化(細胞膜を膜穿孔性物質や界面活性剤などで穿孔し、膜の透過性を上げること)してNALP3/IPAF>ASC>カスパーゼ1経路を再構成させる方針を立て、適切な条件を探し始めた。また、このシグナル伝達経路が細胞内微小構造と密接に関連することが示唆されたので、これらの分子の細胞内局在を、電子顕微鏡を用いて検討し始めた。平成22年度の進展を下に記す。計画(1)「NALP3およびIPAFに結合するタンパク質の探索」:リガンドがタンパク質である可能性を考え、共役沈降法によるインフラマソーム結合タンパク質の探索を試みたが、リガンドの候補となるタンパク質分子を見出すことはできなかった。計画(2)「無細胞系によるNALP3およびIPAF経路の再構成」:細胞の破砕液中でのシグナル伝達経路の再構成を目指し、条件決定のための試行を繰り返したが、溶液中でのNALP3あるいはIPAFの活性化を示す証拠は得られなかった。

しかし、NALP3およびIPAFによるシグナル伝達の下流因子であるASCタンパク質の活性化=重合体形成が細胞破砕液中で進行することが確認され、ASCの重合はカリウム濃度、カルシウム濃度、細胞破砕の方法に影響されることが確認された。細胞の破砕法がASCの重合に影響することから、ASCの重合には何らかの細胞内構造が保持される必要があると考えられ、ASC重合体の細胞内局在を免疫電顕法および免疫蛍光染色法により検討したところ、(1)ASC重合体は細胞質に存在し、(2)特定の膜構造と関連するようには観察されないこと、(3)オスミウム/ウランに染色されない繊維状の構造物に支持されているように観察されることが判明した。現在、この繊維状の構造物の特定を試みている。またNALP3の活性化への塩素イオン濃度の影響を検討したところ、塩素イオンに強く影響を受ける細胞とそうではない細胞があることが見出された。現在、無細胞における塩素イオンの影響を検討し、また塩素イオンへの感受性を決める因子を明らかにすることを計画している。基盤C
糖尿病濃厚家系の遺伝因子解明と治療への応用

全エクソームシークエンス解析法を用いて、インスリン分泌低下型の若年発症重症糖尿病家系の原因がインスリン遺伝子のエクソン3との境界から上流31bpのイントロン2に位置する変異であることを明らかにした。変異により新たなスプライシングサイトが生じ、異常なインスリン蛋白が合成されることによりERストレスによるアポトーシスが生じ膵β細胞数が減少する結果、インスリン分泌低下型の重症糖尿病が発症しているものと考えられた(J Diabetes Investig誌で発表)。膵β細胞では、血糖値に比例して細胞内グルコース量およびその代謝により産生されるATP量が増加することで、細胞膜に存在するATP感受性Kチャネル(KATPチャネル)が閉鎖しインスリン分泌反応が生じる。ABCC8遺伝子はKATPチャネルを構成する蛋白の一つであるスルホニル尿素受容体(SUR)1をコードする遺伝子で、機能亢進型遺伝子変異の場合は、KATPチャネルの閉鎖障害によりインスリン分泌障害が生じ糖尿病を発症する。一方、機能低下型変異の場合は、一般にインスリン分泌過剰により低血糖症を生じることが知られているが、機能低下型変異が糖尿病の原因と考えられる家系を2家系同定した。第一家系では、変異はヘテロ接合体状態で遺伝しており、発端者とその父親は、各々、39歳、55歳時に糖尿病と診断、一方、発端者の息子および娘は新生児低血糖症を発症するも薬物治療で改善、治癒、その後、逆に耐糖能障害が出現していた。第二家系では耐糖能正常の両親から各々を受け継ぎ複合ヘテロ接合体状態で変異を有する若年発症糖尿病の兄弟例であった。これらの結果は、ABCC8遺伝子異常は機能低下型変異もまた日常臨床において糖尿病の原因となることを示唆している。さらに、機能低下型変異による糖尿病症例ではインクレチン関連薬が有効であることを示唆する知見も認められた。インスリン遺伝子のイントロンに位置する遺伝子変異による若年発症重症糖尿病家系の存在、機能亢進型に加え機能低下型ABCC8遺伝子変異による糖尿病家系の存在などを明らかにすることができおおむね順調に進捗していると考えている。現在、原因遺伝子が明らかとなっていない糖尿病濃厚家系を対象に全エクソームシークエンス解析法などを用いその遺伝因子の解明に取り組んでいるが、20172018年度に一定の成果が得られたことから2019年度においても同様の方法で研究を続行する。さらに、2018年度より糖尿病学会の「単一遺伝子異常による糖尿病の成因、診断、治療に関する調査研究」に関する委員会メンバーとして活動を開始しており、他施設とのデータと突合することで研究の推進を図る予定である。糖尿病濃厚家系を対象に全エクソームシークエンス解析法などを用いその遺伝因子の解明に取り組んでおり以下の成果を得ている。膵β細胞のATP感受性Kチャネルを構成するABCC8遺伝子異常は、機能亢進型遺伝子変異の場合はインスリン分泌障害による糖尿病を機能低下型変異の場合はインスリン分泌過剰による新生児低血糖症を生じることが知られているが、機能低下型変異(p.K1384Q変異)が糖尿病発症の原因と考えられる家系を同定した。同家系では、発端者およびその父親は思春期以降に食前に軽い低血糖症状を自覚していたがその後消失、各々、39歳、55歳時に糖尿病と診断、一方、発端者の息子および娘は新生児低血糖症を発症するもジアゾキサイド治療で改善後、治癒、その後、耐糖能障害を認めていた。さらに、同様に機能低下型変異が糖尿病発症の原因と考えられる若年発症(15歳と18歳時診断)の兄弟例も同定している。二人ともp.R168C変異およびp.R1420C変異の複合ヘテロ変異を有しており、各々を耐糖能正常の両親から受け継いでいた。兄はこれまで低血糖を自覚したことはなかったが、弟は出生後に一過性に低血糖が認められていた。これらの結果は、ABCC8遺伝子異常は機能亢進型だけでなく機能低下型変異もまた糖尿病の原因となること、低血糖症状の既往のある糖尿病においては同遺伝子異常の関与の可能性を考えるべきであることを示唆している。さらに、HNF1A遺伝子変異による糖尿病では血清CRP値が低値であることが特徴の一つであるが、GCK遺伝子変異による糖尿病などにおいても低値であることが多い。今回、それらの遺伝子変異を有する糖尿病患者を経時的に観察することでHNF1A遺伝子変異による糖尿病では白血球が上昇するような炎症状態においても血清CRP値は上昇せず、白血球数との対比が鑑別診断にとって有用であることを明らかにした。ABCC8遺伝子異常は機能亢進型だけでなく機能低下型変異もまた糖尿病の原因となること、低血糖症状の既往のある糖尿病においては同遺伝子異常の関与の可能性を考えるべきであること、血清CRP値と白血球数との対比がHNF1A遺伝子異常による糖尿病の鑑別診断にとって有用であることなどを明らかにすることができ、おおむね順調に進展していると考えている。

膵β細胞では、血糖値に比例して細胞内グルコース量およびその代謝により産生されるATP量が増加することで、細胞膜に存在するATP感受性Kチャネル(KATPチャネル)が閉鎖しインスリン分泌反応が生じる。ABCC8遺伝子はKATPチャネルを構成する蛋白の一つであるスルホニル尿素受容体(SUR)1をコードする遺伝子で、機能亢進型遺伝子変異の場合は、KATPチャネルの閉鎖障害によりインスリン分泌障害が生じ糖尿病を発症する。一方、機能低下型変異の場合は、一般にインスリン分泌過剰により低血糖症を生じることが知られているが、機能低下型変異が糖尿病の原因と考えられる家系を2家系同定した。第一家系では、変異はヘテロ接合体状態で遺伝しており、発端者とその父親は、各々、39歳、55歳時に糖尿病と診断、一方、発端者の息子および娘は新生児低血糖症を発症するも薬物治療で改善、治癒、その後、逆に耐糖能障害が出現していた。第二家系では耐糖能正常の両親から各々を受け継ぎ複合ヘテロ接合体状態で変異を有する若年発症糖尿病の兄弟例であった。これらの結果は、ABCC8遺伝子異常は機能低下型変異もまた日常臨床において糖尿病の原因となることを示唆している。さらに、機能低下型変異による糖尿病症例ではインクレチン関連薬が有効であることを示唆する知見も認められた。インスリン遺伝子のイントロンに位置する遺伝子変異による若年発症重症糖尿病家系の存在、機能亢進型に加え機能低下型ABCC8遺伝子変異による糖尿病家系の存在などを明らかにすることができおおむね順調に進捗していると考えている。現在、原因遺伝子が明らかとなっていない糖尿病濃厚家系を対象に全エクソームシークエンス解析法などを用いその遺伝因子の解明に取り組んでいるが、平成29年度に一定の成果が得られたことから平成30年度においても同様の方法で研究を続行する。さらに、今年度より糖尿病学会の「単一遺伝子異常による糖尿病の成因、診断、治療に関する調査研究」に関する委員会メンバーとして活動を開始することから、他施設とのデータと突合することで研究の推進を図る予定である。現在、原因遺伝子が明らかとなっていない糖尿病濃厚家系を対象に全エクソームシークエンス解析法などを用いその遺伝因子の解明に取り組んでいるが、20172018年度に一定の成果が得られたことから2019年度においても同様の方法で研究を続行する。さらに、2018年度より糖尿病学会の「単一遺伝子異常による糖尿病の成因、診断、治療に関する調査研究」に関する委員会メンバーとして活動を開始しており、他施設とのデータと突合することで研究の推進を図る予定である。当初の計画の時点よりも価格が低下し概算よりも少ない費用で研究が可能であった。平成30年度においては、当初の計画よりも対象とする家系数を増やすことが可能になったことから、さらに、精力的に糖尿病の遺伝因子の解明に取り組みたいと考えている。当初の計画時点の概算よりも少ない費用で解析が可能であった。2019年度においては、当初の計画よりも対象とする家系数を増やすことが可能になったことから、さらに、精力的に糖尿病の遺伝因子の解明に取り組みたい。
磁気急始(SC)による磁気圏内プラズマ擾乱の発達過程の研究

磁気急始(SC)やそれに続く磁気嵐に伴って引き起こされる内部磁気圏・プラズマ圏内の電流、電場や磁気擾乱の発生並びに発達過程でのプラズマの応答、擾乱の伝播、エネルギーや物質の輸送機構ついては、現在、未発達の分野として残されている。本研究では、内部磁気圏・プラズマ圏におけるSC、その後の磁気嵐の発達過程に呼応した擾乱の発生、エネルギーの伝達や物質の輸送機構について解明することを目的としている。本年度は1989年3月から2003年12月に至るまでの約15年間という長期間のあけぼの衛星の電場並びにプラズマ波動観測データを用いて、磁気嵐における内部磁気圏電場の形成過程とプラズマダイナミクスの解明に向けた解析を行った。その結果、各磁気嵐の主相時においてこれまで存在していなかった空間的に不均質な大電場がL=2.0-7.0の地球近傍の朝側領域と夕方側の内部磁気圏内に形成されていることが判明し、その最大強度は、数10mV/mにまで達していた。また、この電場の最大強度は、磁気嵐の規模に呼応して強くなる傾向を示し、その最大強度をとる位置も地球側へ接近してくるという様相が明らかとなった。特に、この不均質な大電場が主に動径方向を向いているという特徴に本研究では着目し、夜側のプラズマシートから内部磁気圏に注入された環電流粒子の局所的な電荷分離によって形成されるという新たな内部磁気圏電場モデルを提案した。一方、プラズマ圏のプラズマ密度構造と磁気嵐時の電場構造との比較を行った結果、プラズマ密度が局所的に周囲よりも減少している領域にほぼ対応して背景電場が局所的に増加していることが見出され、この局所電場がプラズマ圏構造とダイナミクスに重要な役割を演じていることが明らかとなった。本年度は1989年3月から2003年12月に至るまでの約15年間という長期間のあけぼの衛星の電場観測データを用いて、SCの発生前後における内部磁気圏・プラズマ圏内の電場変動の様相に主眼においた解析を行った。その結果、SCの発生にほぼ1対1対応を持って磁気流体波の通過に伴う数十mV/mに上る大振幅の電場が内部磁気圏・プラズマ圏内に出現し、粒子を地球方向へ輸送させる西向きの方向を向いていた。さらに、その電場変動の直後に全磁気地方時ならびにL=1.8-10.0の領域において朝-夕方向の電場の直流成分の増大が見受けられた。このことは、大規模な磁気圏対流電場が内部磁気圏・プラズマ圏深部にまで侵入していることを示しており、本研究においてプラズマ圏深部へは磁気圏対流電場の侵入を許さないという古典的なプラズマ圏・磁気圏ダイナミクスの概念の書き換えにせまるという地球物理学上重要な事実を明らかにした。そして、その電場強度は、顕著な磁気地方時並びにL値依存性を示さなかったが、地上のSCの振幅、すなわち磁気圏の圧縮の割合に比例してその対流電場強度が大きくなるという傾向が見出された。この結果は、SC時に発生する磁気圏対流電場が従来の太陽風-磁気圏相互作用(磁気再結合過程、K-H型の運動量輸送過程)とは異なる過程、つまり磁気圏の圧縮によって生成されることを示しており、磁気圏対流電場の生成機構に関する新たな知見を得た。

一方、プラズマ圏のプラズマ密度構造と磁気嵐時の電場構造との比較を行った結果、プラズマ密度が局所的に周囲よりも減少している領域にほぼ対応して背景電場が局所的に増加していることが見出され、この局所電場がプラズマ圏構造とダイナミクスに重要な役割を演じていることが明らかとなった。
暗黒エネルギーの理論的・観測的検証

本研究は、宇宙の加速膨張を引き起こす原因である暗黒エネルギーとは何かということを観測的な事実を踏まえ理論的に検証することを目的としてきた。この暗黒エネルギーを説明する模型は数多くあるが、アインシュタイン方程式に宇宙項(A)を加えたものが現在最も受け入れられている仮説である。しかしながら、この宇宙項の仮説には微調整問題と呼ばれる困難などがあるため、そのほかの模型を考えることも重要である。本研究ではF(R)重力理論と呼ばれる、重力の修正により有効的に暗黒エネルギーを説明する模型に焦点を当てて調べてきた。背景宇宙の発展の情報だけでは、F(R)重力理論と宇宙項との違いを明らかにすることは必ずしもできないことは以前の研究で明らかとなっていたので、ここでは宇宙の発展め摂動的な側面として物質の密度揺らぎや重力レンズ効果を考えてきた。しかしながら研究の結果、物質の密度揺らぎや重力レンズ効果を見てもF(R)重力理論と宇宙項の模型の差異を明らかにできない場合があることが分かった。それは、宇宙項の模型が真実であった場合であり、そのときにはどんなに観測データが集まってもF(R)重力理論を棄却できないことを意味していた。現在提出されている多くの論文が、F(R)重力理論が宇宙項の模型と異なる発展を記述できることに注目しているのに対し、本研究では今までの方法では観測的に模型の区別化ができない場合があることを示した。このことにより、現在広く受け入れられている研究方針の問題点を指摘したともいえる。(抄録なし)宇宙の加速膨張を引き起こす原因である、暗黒エネルギーが何かということを解明、もしくはその手がかりを得ていくことが本研究の目的である。本研究では特に、修正重力理論の模型の一つであるF(R)重力理論について調べてきた。現在有力と見られているF(R)重力理論の模型は、地球近傍の重力実験結果を満たすためにそのパラメータが強く制限されており、背景時空の時間発展からだけでは、宇宙論の標準模型であるΛCDM模型と見分けがつかなくなってしまっている。そのため、背景時空からの摂動として、物質の密度揺らぎの発展について今年度は調べてきた。F(R)重力理論における物質の密度揺らぎの発展はいままでにも多くの人々によって調べられてきたが、計算をする際の近似を使う順番によって結果が変わりうるので、模型の性質を考慮した慎重な取り扱いが必要となる。本研究では、ある場合わけを行いながら議論を進めることでそのような失敗を取り除くだけでなく、今まで見落とされていた振動解の性質についても深く調べた。その結果、よく知られたF(R)重力の模型で、背景時空の発展を観測結果に合うようにパラメータを決めたものは、物質の密度揺らぎの進化を見てもΛCDM模型と区別がつかないことが分かった。それは、物質の密度揺らぎの解のうち、準静的な解はΛCDM模型とほぼ一致し、振動解は減衰解であることが明らかとなったためである。この準静的な解がΛCDM模型とほぼ一致するという結果は、地球近傍の重力実験結果を満たすようにつくられたF(R)重力理論の模型ではほぼ当てはまることである。また、振動解が減衰解であるための条件などは解析的に求めることができた。そのため、どのようなF(R)重力理論の模型の場合に特徴的な振る舞いが見られ得るかなどを数値計算をすることなしに調べることができるようになった。F(R)重力理論における物質の密度揺らぎの発展を一般的に調べ、どのようなときに他の暗黒エネルギーの模型と差異が現れうるかということを具体的に示すことができたため。未だある特定のF(R)重力の模型については、他の修正重力もしくは暗黒エネルギーの模型との差異を明らかにする方法を考案できてはいない。そのため引き続き、計画に沿って重力レンズなどの摂動的な効果を調べていく予定である。(抄録なし)
核酸の構造と機能研究のための新しい糖骨格をもつタクレオシドの合成

抗ウイルス活性、特に抗エイズ活性を求めて、これまでに非常に多くの糖部修飾ヌクレオシドの合成研究が行なわれ、活性のあるものも見いだされて実際に治療に用いられているものもあるが、それらは二つの重大な欠点をもっている。その一つは天然のヌクレオシド類に非常に類似しているために激しい副作用を避けられないことであり、他は酸または酵素に対して不安定ですぐに活性を失ってしまうことである。申請者はこれらの欠点を克服すべく新しい概念「目的とするヌクレオシドは、(1)酸及び酵素に不安定なグリコシル結合を持たず、安定なC-N結合を持つこと、(2)核酸塩基と一級水酸基の相対立体配座は重要と考えられるから、それらは天然ヌクレオシドと似た配座を取り得るが、酵素が識別可能な程度は構造上相違点をもつこと」を提唱し、この概念に基ずいて新しいヌクレオシド類の合成を行なった(B.B.B.に投稿中)。すでにより低毒性でAZT同様の活性をもつものも見いだしている。一方、天然ヌクレオシドに構造上より似ているが、これまでに研究例の少ないC-4'メチルヌクレオシド類の合成研究も同時に行った。生理活性試験の結果リボ一体は全く活性を示さず、2'-デキオシ体は若干の抗エイズ活性を示し、2'、3'-ジデオキシ-ジデヒドロ一体は強い活性を示したが細胞毒性もかなりあった。これらの生理活性は、それぞれのヌクレオシドの立体配座の相異で説明されることをNMRで明らかにした。即ち、リボ一体、2'-デオキシ体は3'-exoをとり、リボ一体は天然ヌクレオシドの3'-endoと異なり2'-デオキシ一体は同じであり、2'3'-不飽和体はdd一体と同じであるため酵素による認識の相異が生じた為と説明される。新しい概念とそれに基ずくデザイン、合成、生理活性試験の結果をふまえて、抗ウイルス-ヌクレオシド開発の新しい道を拓いたと思われる。
経頭蓋磁気刺激誘発脳波を応用した薬物治療抵抗性うつ病の神経生理学的病態の解明

まずはじめに本研究プロトコルの修正申請を行い、倫理員会から承認を得た。その後速やかに経頭蓋磁気刺激-高精度脳波同時計測(TMS-EEG)実験システムおよびMRIガイド下ニューロナビゲーションシステムの構築を行い、さらに、TMS-EEG実験を円滑に実施できるようにスタッフの実地訓練を行ってきた。また、関連医療機関と連携しながら、被験者のリクルート体制の確立も同時並行で進めていった。現在、健常被験者9名及びうつ病患者10名を本研究に組み入れ、MRI撮像、TMS-EEG実験、研究採血、包括的臨床評価・認知機能検査を行い、同時期に左背外側前頭前野におけるコリン作動性神経生理機能(SAI)・GABAA作動性神経生理機能(SICI)・グルタミン酸作動性神経生理機能(ICF)・神経可塑性神経生理機能(PAS)パラダイムの生理実験を実施した。健常被験者に対するプレリミナリー解析では、コリン作動性神経生理指標(SAI)において刺激部位においてTMS誘発脳波成分(TEP)の中のN100成分の減弱を認め、我々の先行研究結果(Noda et al., 2016)を再現する結果が示された。TMS後100ms時点でのトポグラフィでも、TMS誘発脳波結果と同様に、SAIパラダイムではテスト刺激条件と比べ、左背側前頭前野の電位低下が小さいことが示された。さらに、GABA(A)受容体作動性神経生理指標(SICI)およびグルタミン酸NMDA受容体作動性神経生理指標(ICF)に関するプレリミナリー解析では、SICIではP60成分の減弱を認め、ICFでは早期成分の増強が起きている可能性が示された。目標人数のうつ病群30名・健常群30名のうち、各群ともに3分の1までリクルート及び実験が終了しているため、本若手研究の3ヵ年計画としては、概ね順当なペースで進行しているものと考えられる。今後はうつ病患者に対するTEP解析を行い、群間比較や各症状との相関解析等を行っていく予定である。さらに、目標人数のデータが集まり次第、マルチモーダルMRI画像解析や末梢血のメタボロミクス解析等も進めていく予定である。
定時制・通信制高校における学校規模の抑うつ予防プログラムの開発と効果検討

近年,定時制高校には,心理的問題を抱える生徒が多く所属し,心理的支援が重要視されている。しかし,定時制高校生の心理適応に関する実証的な研究はない。応募者は,これまで、定時制高校生が高い抑うつを抱え,行動面認知面で抑うつのリスク要因を有していることを示した。欧米では,青年期の抑うつに対して認知行動療法による介入の効果が示されおり,応募者も定時制高校において短期的な認知行動療法的介入を実施してきたが,対照群の設定等の問題から十分な効果検討が行えていない。そこで,本研究では,平成30年度に開校する定時制・通信制高校と連携し,生徒の抑うつ予防を目的とした学級規模の認知行動療法的介入プログラムを実施し,その効果を検討する。本年度は,プログラムの開発を行い,介入マニュアルとワークシートの作成を行った。定時制高校においては,全12回(24時間)でプログラムを構成し,9クラスを対象に実施した。通信制高校については全4回(4時間)でプログラムを構成し実施した。両方のプログラムとも,1ソーシャルスキルトレーニング,2認知再構成法,3アンガーマネジメント,4問題解決スキルトレーニングという4つの構成要素から成った。介入効果について,抑うつ等の尺度による変化および生徒の参加度等で検討を行った。また,本年度の介入をもとに次年度に向けて介入内容の改変を行った。加えて,本年度は介入者トレーニングを,13名を対象に8時間実施した。介入プログラムの開発及び実施,また介入者トレーニングの実施を行うことができた。次年度に向けたプログラムの改変も行っている。本年度残された課題としては,介入者トレーニングの効果測定の方法の再検討およびWaiting-list群の設定について学校のカリキュラムに合わせて検討することが挙げられる。今後は,本年度の介入効果および臨床的有用性について分析を行う。また次年度は,プログラムの実施及び介入者トレーニングを引き続き行う。介入者トレーニングの効果検討について,測定指標や方法について再検討を行うこととする。
コモンマーモセットを用いたブドウ球菌エンテロトキシンAの下痢誘導メカニズムの解明

ブドウ球菌エンテロトキシンA (SEA)はブドウ球菌食中毒の原因毒素である。SEAの嘔吐発現機構が明らかになってきた一方で、未だブドウ球菌食中毒における下痢の発症機序は明らかになっていない。ブドウ球菌食中毒における下痢症状は単独ではなく必ず嘔吐と共に発症するため、本研究ではSEAが下痢活性を有すると仮説を立て検証した。1.マーモセットにおけるSEAの下痢誘導活性:小型霊長類マーモセットにSEAを経口投与し観察を行った。マーモセットの下痢便と吐物の差が肉眼観察下では不明瞭であったため、両者を区別するための系を確立した。SEA投与後に嘔吐および水溶性下痢を確認した。また、腹腔内投与によっても同様に嘔吐および下痢が認められた。更に、マーモセット腸管ループ試験を作製し、ループ内にSEAを注入後、腸内に粘液状の内容物の充満を確認し、腸内容重量が増加したことから、SEAの分泌性下痢誘導活性が示唆された。2.下痢発現機序と標的細胞の探索:腸管で発現するSEAの嘔吐活性において重要な役割を果たす肥満細胞が、下痢発現に関わっているかを明らかにするため、脱顆粒阻害剤を用いた。脱顆粒阻害剤前投与により、SEA投与による下痢誘導が抑制された。3.複数変異毒素mSEAを作製・精製:下痢誘導活性に必須部位を探索するため、複数の変異毒素mSEAを精製した。SEAとmSEAを用いて,マーモセットへの投与実験を行った。特定のmSEAにおいて下痢誘導活性が減弱・消失した。計画した実験予定から実施順序は変更したが、阻害剤投与により機序の一端を明らかできたため。脱顆粒の関与が示唆されたため、下痢発現シグナルが中枢神経および迷走神経を介するか検討する。また、SEAにおける下痢誘導活性とスーパー抗原活性・嘔吐活性との関係性の解析を進めていきたい。
空気圧を利用した部分荷重トレッドミル歩行装置の臨床試験

リハビリテーション対象者の中には筋力低下や長期臥床等が原因で,自分自身の体重を支えきれず歩行できない患者がいる.従来はこうした低体力患者には,数週間かけて筋力増強練習等を行い自身の体重を支持可能となってから歩行練習を開始していた.しかし筋力低下状態のままであっても,筋力増強練習と並行し,より早期から歩行練習することが回復を促進させると推察される.また入院の短縮化に繋がり医療コスト削減にも有用であると考える.そこで研究代表者は,低体力者でも低負荷・低荷重で歩行可能な装置の開発に着手し,空気圧による加圧を行って身体を浮き上がらせ,下肢にかかる荷重を減じた状態で歩くという発想から,部分荷重トレッドミル歩行装置(以下,本装置と略す)を作製した.これまで健常被検者の実験により体重の2/3および1/2の荷重で歩行が可能であることを証明した.本研究では,臨床で同意を得た患者で測定するための前段階として,京都大学医学部倫理委員会に諮る書類を作成提出して承認を受け,健常被検者10名において測定を実施した.具体的には,時速4kmで歩行を実施した.歩行には本装置を用い,被検者は下半身以下を空気圧で加圧された状態で歩いた.測定前には概ね5分間の安静を保ち,次に実施前加圧無し立位,実施前加圧状態立位,加圧下歩行中,加圧下歩行後立位および加圧無し歩行後立位の順で測定を行った.測定項目は下肢血流とした.測定には現有のレーザー血流計CDF-2000一式を用いた,その結果,空気圧による部分荷重歩行では下肢表層の皮下血流量はわずかに減少するが,その減少率は少ない.したがって本装置は安全で安心して使用できることが明らかとなった,なお本研究では加圧という特殊な状況を生体に与える事から安全性確認と生体反応に関わる情報を収集する必要があった,そのため国内外の学会等に出席して研究に必要な最新で最先端の情報・研究資料を収集した.リハビリテーション対象者の中には筋力低下や長期臥床等が原因で,自分自身の体重を支えきれず歩行できない患者がいる.従来はこうした低体力患者には,数週間かけて筋力増強練習を行い自重を支持可能となってから歩行練習を開始していた.しかし筋力低下状態のままであっても,筋力増強練習と並行し,より早期から歩行練習することが回復を促進させると推察される.また入院の短縮化に繋がり医療コスト削減にも有用であると考える.そこで研究代表者は,低体力者でも低負荷・低荷重で歩行可能な装置の開発に着手し,空気圧による加圧を行って身体を浮き上がらせ,下肢にかかる荷重を減じた状態で歩くという発想から,部分荷重トレッドミル歩行装置を作製した.これまで健常被検者の実験により体重の2/3および1/2の荷重で歩行が可能であることを証明した.本研究では,1)同意を得た患者で測定するため京都大学医学部倫理委員会に諮る書類を作成して提出し,2)同意を得た患者で測定を行うことを計画した.計画通り部分荷重トレッドミル歩行装置の臨床試験の許可申請書を京都大学医学部倫理委員会に提出たところ,装置の安全性を確認して再申請するよう指示を受けた.そのため本装置の安全率が3.0であり十分に安全基準を満たしていることを証明し,再申請を行った.2008年3月31日現在,審議中である.まだ許可が下りていないので同意を得た患者での測定は行っていない.健常者では本装置を使用して,新たに,体重の1/3の荷重で歩行できることを証明した.また現有のレーザー血流計CDF-2000一式を用いて免荷状態の立位における下肢血流を測定した.研究成果は国際学会(WCPT2007, Vancouver, Canada)で発表した.研究代表者らは,空気圧による加圧を行って身体を浮き上がらせ下肢にかかる荷重を減じた状態で歩くという発想から,低体力者でも低負荷・低荷重で歩行可能な部分荷重トレッドミル歩行装置(以下、本装置)を開発・作製した.本装置を用いて臨床試験をするためには,研究計画を医の倫理委員会に諮って承認を得る必要がある.昨年(平成19年)度から同委員会で継続審査中である研究計画に対しては意見が付された.その意見に基づいて平成20年6月2日に修正,および10月11日に再修正した.しかし同委員会からは,加圧という特殊な状況を生体に与える事から安全性確認と生体反応の情報および研究資料を収集する必要があり,まだなお修正が必要であると伝えられた.関連する学会等に出席し研究に必要な最新の情報・研究資料を収集する一方で,抜本的に研究計画書を作成し直すために京都大学探索医療センターの協力を得た.2008年12月28日付で同センターに計画書案を提出,2009年1月9日に同センターから回答書が届き,これに基づいて研究計画書を作成して2009年3月30日付で再度,医の倫理委員会に提出した.3月31日現在,まだ許可が下りていないので本装置を用いた測定は行っていない.研究計画ではレーザー血流計CDF-2000を使用して下肢血流を測定する.同委員会から許可が下りた場合にすぐに研究できるよう,このレーザー血流計の操作方法に習熟した.リハビリテーション対象者の中には筋力低下や長期臥床等が原因で,自分自身の体重を支えきれず歩行できない患者がいる.従来はこうした低体力患者には,数週間かけて筋力増強練習等を行い自身の体重を支持可能となってから歩行練習を開始していた.

しかし筋力低下状態のままであっても,筋力増強練習と並行し,より早期から歩行練習することが回復を促進させると推察される.また入院の短縮化に繋がり医療コスト削減にも有用であると考える.そこで研究代表者は,低体力者でも低負荷・低荷重で歩行可能な装置の開発に着手し,空気圧による加圧を行って身体を浮き上がらせ,下肢にかかる荷重を減じた状態で歩くという発想から,部分荷重トレッドミル歩行装置(以下,本装置と略す)を作製した.これまで健常被検者の実験により体重の2/3および1/2の荷重で歩行が可能であることを証明した.本研究では,臨床で同意を得た患者で測定するための前段階として,京都大学医学部倫理委員会に諮る書類を作成提出して承認を受け,健常被検者10名において測定を実施した.具体的には,時速4kmで歩行を実施した.歩行には本装置を用い,被検者は下半身以下を空気圧で加圧された状態で歩いた.測定前には概ね5分間の安静を保ち,次に実施前加圧無し立位,実施前加圧状態立位,加圧下歩行中,加圧下歩行後立位および加圧無し歩行後立位の順で測定を行った.測定項目は下肢血流とした.測定には現有のレーザー血流計CDF-2000一式を用いた,その結果,空気圧による部分荷重歩行では下肢表層の皮下血流量はわずかに減少するが,その減少率は少ない.したがって本装置は安全で安心して使用できることが明らかとなった,なお本研究では加圧という特殊な状況を生体に与える事から安全性確認と生体反応に関わる情報を収集する必要があった,そのため国内外の学会等に出席して研究に必要な最新で最先端の情報・研究資料を収集した.
環状多分岐高分子のナノ空孔を利用する屈折率制御ポリマーの創製

光学分野において、反射防止膜、光導波路への需要から、低屈折率のポリマーの開発は重要な課題の一つである。高透明性、低屈折、低複屈折、小さい光伝達損失といった物性を有すフッ素系ポリマーがその代表的な材料であるが、環境問題との関係から市場においても脱フッ素化の流れが見られる。工業的な観点からも、フッ素代替物での低屈折率材料の開発は非常に重要な研究課題である。このような背景のもと、新規低屈折ポリマー創製のルートとして、多官能性環状モノマー(ダブルデッカー型シルセスキオキサン、カリックスアレーン、アダマンタン)から得られる多分岐高分子(HBP)により発現するユニークな分子内空隙(小さな密度)に着目した低屈折率化を検討したところ、HBPが対応する直鎖状または環構造を用いないモノマーからなるHBPと比較して低い低屈折率を示すことを明らかにした。本研究の研究成果の概要を以下に記載するが、得られた成果の詳細は以下に記載した学術論文として公表した。本研究課題である低屈折率ポリマーの開発手法として、モノマーの持つ空孔と多分岐骨格による分子内空隙といった分子の構造の利用した、分子の低密度化により低屈折率達成を目指す。ポリマー骨格による効果は、含フッ素ハイパーブランチポリマーを用いて検討を行った。トリエポキシ化合物とジオール類との重付加反応により合成し、その屈折率について対応する直鎖状ポリマーと比較したところ、ハイパーブランチポリマーは高い芳香族含有率を有するにもかかわらず、対応する直鎖状ポリマーよりもわずかではあるが低い屈折率を有することを明らかにした。また、含フッ素量により屈折率の制御が可能であることも併せて確認した。モノマーとして購入または比較的簡便に方法で合成できるものとして、シラン類やダブルデッカー型シルセスキオキサンに着目しポリマー合成を行った。(A_2+B_n)法を用い、シラン誘導体(A_2モノマー)とη^-ビニルシラン化合物(B_nモノマー,n=2,3,4)を白金触媒を用いたヒドロシリル化反応により、分岐度の異なる種々のポリカルボシランを合成した結果、得られたポリマーのガラス転移点は室温以上であり、nの増加に伴い、屈折率の値は減少する傾向を示した。一方ダブルデッカー型シルセスキオキサンの様な嵩高いモノマーを用いた場合、現在までのところおよそ1.49という屈折率が得られている。これらシルセスキオキサンを含むハイパーブランチポリマーは剛直で多くの空隙を持つ構造のため、比較的大きな熱光学係数を示した。大きな空隙を有するハイパーブランチポリマーの合成を目的としてp-tert-ブチルカリックス[8]アレーン(BCA[8])と酢酸クロリドとの反応により部分アセチル化された多官能性モノマー(BCA[8]-OH_<3.5>)を合成し、その後、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(BPGE)とBCA[8]-Acとの重付加反応により、ハイパーブランチポリマーの合成条件について詳細に検討を行った。さらに、得られた重合条件に基づき、末端にメタクリロイル基を有し、主鎖にBCA骨格を有するハイパーブランチポリマーの合成とそれらの光反応性および屈折率特性について評価を行った。得られたポリマーの屈折率特性について評価を行ったところ、対応する直鎖状ポリマーおよびハイパーブランチポリマーと比較してカリックスアレーン骨格由来の環状構造の影響と思われる屈折率の低減を示した。10個の炭素がダイヤモンドの構造と同様に配置され機械的強度に優れているアダマンタン骨格を主鎖に有する含フッ素ハイパーブランチポリマーの合成と、得られたポリマーの熱特性および屈折率特性について検討を行った。得られたポリマー屈折率はn_D=1.47-1.50の範囲で反応溶液濃度の増加に伴い上昇した。また、分子量分布も濃度の増加に伴い増加していたことから、ミクロゲルの生成による、屈折率の上昇を示唆していると考察した。
食道上皮に存在する酸感受性機械受容体イオンチャネルの機能解析

酸感受性イオンチャネル5(ASIC5)は、近年新規胆汁酸センサーとして報告されたが、上部消化管での発現については不明である。我々は、食道における新規酸感受性機械受容チャネル候補としてASIC5の発現について検討した。RT-PCR法ではASIC5遺伝子断片はマウス食道中、下部に発現が多く、全長クローニングにより新規のスプライシングバリアントを認めた。他の候補としてTGR5についてもHET-1Aヒト正常食道上皮細胞株を用いて精査したが、その発現は認められなかった。特異的な抗体がないためタンパクレベルでの発現が未解析であるが、ASIC5が食道で重要な役割を担っている可能性が考えられた。食道上皮での存在が示唆されている、酸感受性の機械受容チャネルの発現と局在を解析することを目的に研究を行っている。すでに我々が発現と局在を明らかにして報告したTRPV4と同様の方法、すなわちマウス食道を摘出し、RT-PCR、ウエスタンブロットを用いて検索し、陽性を示したものについては形態学的解析として、タンパクレベルでの発現様式を免疫組織化学染色、mRNAレベルでの発現様式をDIG-in situハイブリダイゼーションで確認するという方法を用いて、候補となるいくつかのチャネルについて検討した。TRPV1については、RT-PCRでは陽性を呈したが、免疫組織化学染色、in situハイブリダイゼーションではいずれも食道上皮内での発現は認めず、食道上皮での存在は否定的で、おそらく粘膜下等の神経細胞との関連性が示唆される結果であった。ASIC-5については、RT-PCR、ウエスタンブロット、免疫組織化学染色で時に陽性を示す場合があり、その存在の可能性が考えられるもののまだ確定に至らず、現在何回もくりかえし実験を行い、その再現性を確認中である。Piezoに関しては、RT-PCR、ウエスタンブロットで陽性が確認され、これからその発現様式、局在を免疫組織化学染色、in situハイブリダイゼーションで検討する段階にある。当初予想したTRPV1の食道上皮での存在が否定的となったことは、胃食道逆流症の病態において、他の酸感受性機械受容チャネルの関与を考える必要性から、臨床的にも意義深い重要な知見となった。食道上皮での存在が示唆されている、酸感受性の機械受容チャネルの発現とその局在を顔席することも目的に研究を継続中である。昨年度に引き続き、これまでにわれわれが発現と局在を明らかにして報告したTRPV4と同様に、C57B1/6J野生型マウスを用い、その食道を摘出した後、RT-PCR、ウエスタンブロットを用いて検索し、陽性を示したものについては形態学的解析として免疫染色、in situ hybridizationで確認するという方法を用いて、候補となるいくつかのチャネルについて検討をすすめた。TRPV1については、RT-PCRで陽性を呈したが、免疫染色、in situ hybridizationではいずれも食道上皮内での発現は認められず食道上皮での存在は否定的で、可能性としては粘膜下等の神経細胞との関連性が示唆される結果であった。Piezoについても、当初RT-PCR、ウエスタンブロットで陽性をしめしたものの結果の再現性に欠け、また免疫染色でも食道上皮での存在は確認されなかった。この中でASIC-5については、RT-PCRでは、最初は結果が安定せず再現性に欠けていたが、プライマーを変えたところ、コンスタントに食道で遺伝子の断片が確認された。免疫染色でも、食道粘膜上皮に明らかなタンパクの発現を確認できた。並行して免疫染色に用いた抗体にてウエスタンブロットも行っているが、まだ確実なデータを得るに至っていない。さらにin situ hybridizationを実施するためのプローブ作成も行っている。食道上皮における酸感受性の機械受容チャネルの発現とその局在を明らかにすることを目的に研究を継続中である。食道上皮での酸感受性の機械受容チャネルについて、多数の候補について網羅的解析をすすめていたが、昨年度よりこの中で食道上皮での発現がほぼ確認されたASIC5に対象をしぼり、研究をすすめた。マウス食道のASIC5をクローニングするために行ったRT-PCRでは、マウス食道には2つのスプライシングバリアントが存在することが示唆された。さらにASIC5の様々な領域の遺伝子断片の発現を食道の部位別に比較すると、その断片も食道中、下部で発現が多いことがわかった。さらにウエスタンブロットにおいても、PCRと同様の結果を得た。一方、この市販抗体の特異性を別角度から検討し、様々なASIC5のコンストラクトを作製し、これをHEK293T細胞に強制発現させたサンプルをもちいたウエスタンブロット解析も並行して行ったところ、mRNAはきちんと発現しているにもかかわらず、タンパクレベルでは予想と反した結果が得られた。現在この原因を調べているが、食道ではASIC5とともに、ASIC5に類似した塩基配列をもつ別の遺伝子が発現して機能している可能性も示唆された。RT-PCR、免疫組織化学的解析ではマウス食道でのASIC5の発現が十分示唆されていたが、様々なASIC5のコンストラクトをHEK293T細胞に強制発現させたサンプルをもちいたウエスタンブロット解析では、mRNAはきちんと発現しているにもかかわらず、タンパクレベルでは発現は確認できなかった。複数の市販抗体を試してみたが、いずれの場合もこれら既存の抗体が正しくASIC5を認識していないという結果であった。このため、独自にASIC5抗原となるペプチドを設計し、ASIC5に対する抗体を作製し、この抗体を用いて同様の解析を行ったが、新たに作製した抗体も機能しなかった。