hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高温高圧水中バイオマス部分酸化による低温水素製造プロセスの開発

このことは酸化亜鉛触媒に硫黄などのヘテロ原子が吸着することにより触媒活性が低下した可能性を示しており、触媒種として新規物質の適用の必要性が示唆された。また、酸素量に関しては、バイオマスが含有する酸素原子量に対して加えた酸化剤由来の酸素量の比によりガス化効率を予測できることを見出した。プロセス開発にはその反応機構が重要となり、次年度における重要な懸案事項が提示された。このことを受け本年度は、酸化亜鉛以外の触媒の有効性を探るべく、亜鉛に銅を添加した多種金属酸化物触媒および塩基性が期待されるMgOを用いて検討した。その結果、いずれも水素製造には有効でないことが明らかとなった。高温高圧水中での部分酸化反応機構を探るべく、メタノールを出発原料としたモデル実験を行った。その結果、低温領域ではギ酸などの水素前駆体の生成が比較的多く、水性ガスシフト反応以外の経路からの水素製造についても考慮する必要があることが示された。バイオマス処理溶媒に有用な高温高圧水を利用して、水素を効率よく生成するための新しい方法について研究している。申請者は水素製造法として、エネルギー生産の観点から熱化学的変換の中でも低温の200-400°Cにおいて、高温高圧水中でバイオマスを部分酸化させてCOやギ酸などの水素前駆体を選択的に生成させ、その後前駆体の水素生成反応を促進させることにより選択的に水素に転換する手法に着目している。従来、低温でバイオマスから水素を生成させる反応では、水素化活性金属触媒などを用いるため化学平衡的に有利なメタンの生成も進行してしまう。それに対し、申請者が提案する方法では、水性ガスシフト反応などに活性な触媒でCOやギ酸から水素を生成させる方法を採用するためメタンの生成が抑制でき、選択的に水素を生成させることができる。本研究では、回分式および流通式反応装置を用いて、高温高圧水中でのバイオマス(セルロースとリグニン、およびそれらのモデル化合物)の部分酸化・水素製造について、温度(200-400°C)、圧力(2-40MPa)、反応時間(10秒-60分)、酸素量、バイオマス濃度、金属酸化物触媒を様々変化させて、反応機構の解明と最適条件の決定を行う。最終的にはバイオマスからの連続水素製造装置を開発し、連続的にバイオマスを処理し高収率で水素を回収するプロセスを提案したい。これまで、触媒種やバイオマス種について温度、時間、酸素濃度を操作変数として検討した結果、グルコースのような単糖類からギ酸が選択的に生成でき、さらにギ酸であれば300°C以下でも短時間で完全に水素と二酸化炭素に分解でき、副生成物は皆無であることを見出した。これは、水素貯蔵媒体として液体であるギ酸を想定した場合、廃熱によりグルコースを予めギ酸に転換しておき、必要に応じてギ酸を水素に分解する新たな水素貯蔵・生成プロセス開発が可能であることを示している。今後は、小型分散型のグルコース改質装置ならびにギ酸分解装置を開発し、水素経済発展に貢献したい。
鳥類の記憶形成（刻印付け）における最初期遺伝子群の機能と神経微細構造変化

ある種の学習には、その時期にしか習得できない臨界期、または感受性期と呼ばれるものが存在する。なかでも、巣を持たない鳥類のヒナが、孵化してから数日の間に親を記憶して追いかける刷り込み学習はその典型例である。刷り込みの臨界期の時期を決定する因子については不明であったが、ニワトリにおける臨界期を開始させる因子が、学習と同時に脳内に流入する甲状腺ホルモンであり、最初期遺伝子の活性化や神経の微細構造の変化をもたらすことで、その後の学習効率を向上させるプライミング能力を持つことを示した。刷り込みの学習臨界期は、予めプログラムされて開始されるのではなく、後天的な学習経験によって開始されると考えられる。ある種の学習には、その時期にしか習得できない臨界期、あるいは感受性期と呼ばれるものが存在する。刷り込みの臨界期の生化学的な分子機構、特に時期を決定する因子は140年間不明であったが、ニワトリにおける臨界期を開始させる因子が、学習を始めると同時に脳内に流入する甲状腺ホルモンであることを発見した。cDNAマイクロアレイとRT-PCRを組み合わせた網羅的な解析によって、視覚刷り込みのトレーニングの開始1時間後に発現上昇する18個の遺伝子を同定した。その中にDio2(ヨードチロニン脱ヨウ素酵素タイプ2)が含まれていた。Dio2は、甲状腺ホルモンの前駆体チロキシン(T4)から活性型トリヨードチロニン(T3)への脱ヨウ素化を触媒する。発現上昇の速さから、Dio2も最初期遺伝子群に含まれると考えられる。甲状腺ホルモンは甲状腺でT4として合成され、血管中を循環し脳毛細血管の内皮細胞に到達するが、T4は脳血管内皮細胞に存在するDio2によってT3へと変換され、変換されたT3は脳内に流入し、神経細胞に作用することを示した。大脳のIMM領域は刷り込みに必要な領域であるが、刷り込みは各種甲状腺ホルモンシグナリングの阻害剤(IOP:Dio2阻害剤、bromosulphtalein: BSP,モノカルボン酸トランスポーター8阻害剤、NH-3:甲状腺ホルモン受容体アンタゴニスト)をIMMへ注入することにより阻害された。脳内へ流入したT3は、神経細胞またはグリア細胞に存在するモノカルボン酸トランスポーターにより細胞内に取り込まれたのち、細胞質に存在する甲状腺ホルモン(T3)受容体と結合すると考えられた。これらの結果は、甲状腺ホルモンが刷り込みの学習臨界期の扉を開くホルモンであることを示す。刻印付け(刷り込み)は、孵化直後の鳥類ヒナが視覚学習によって親鳥を記憶し追従する行動であり、臨界期を有する記憶のメカニズムを解析するモデルとなっているが、この早期学習の臨界期を決定する因子は不明であった。代表者らは、ニワトリヒナを用いて、甲状腺ホルモン(T3)が、脳内へ急速流入し、臨界期を開く決定因子となることを示してきた。今回、T3は神経細胞に30分以内のnongenomicな作用を引き起こすことで記憶獲得に至ることを示した。またT3が一過的に作用するとその後行う他の強化学習の習得効率が顕著に向上することを示した(メモリープライミングと命名)。さらにT3を脳内に局所的に注入することで一度閉じた臨界期を再び開けることも可能であることを発見した。また、大脳神経細胞を蛍光標識し、2光子励起レーザ走査型顕微鏡にて神経細胞の棘突起、樹状突起の形態変化を観察したところ、T3を投与されたヒナの棘突起が形態変化する起こすことを見出した。刻印付けは、ローレンツによる論文(1935)が有名だが、その現象の発見はスパルディングによる1872年の報告と言われている。その問題提起以来140年以上不明であった臨界期を開始させる決定因子としての甲状腺ホルモンの発見、早期の学習記憶のプライマー(導火薬)として働きの解明など、学術的にも高い独創性を含有する。また、特殊な記憶と考えられていた刻印付けが、T3を介して後の学習をプライミングするという考えは、これまで報告のない新しい概念の提唱である。臨界期は学習自身(刻印付け)によって開始され、さらに次の学習の臨界期の扉を開いていくという学習記憶の階層性が予想される。刻印付けに関与する分子群を利用することで、幼児期の臨界期を過ぎた学習能力の回復、脳の発達障害や記憶障害の治療、加齢による脳機能の回復を目指す研究にも新たな視点を与えることができると考えられる。鳥類刻印付けは、孵化後間もないヒナが近くで繰り返し曝された視覚刺激を覚え、追従する現象である。

この記憶はニワトリヒナにおいても、数時間のトレーニングによって獲得させることが可能である。しかし、どのような大脳遺伝子群の発現の変化が記憶獲得に重要であるかはほとんど明らかにされていない。平成23年度の研究業績として、最初期遺伝子の一つであるBDNF(脳由来神経栄養因子)の機能解析がある。申請者らは、cDNAマイクロアレイ解析により刻印付け直後に最も高い発現がみられた脳由来神経栄養因子BDNFに着目した。in situ hybridization法とイムノブロット法によりBDNFと刻印付けの関わりについて調べた。その結果、刻印付けに必要とされる大脳領域(IMHA, intermediate medial hyperpallium apicale)でBDNFの発現が刻印付けの直後に高まることを見出した。さらに、BDNF受容体TrkBやその下流のAktのリン酸化が促進されることを見出した(NeuroReport, 2011)。これらのことは、刻印付けの過程でBDNFの受容体TrkBが活性化され、さらに下流のPI3KーAkt経路が活性化されていることを示している。鳥類は哺乳類と異なる進化の過程で、高等哺乳類と同等の高度に発達した大脳を獲得した。特に本研究で着目した大脳領域IMHAは哺乳類の視覚連合野と相同と考えられている領域である。従って、本研究により哺乳類と共通する学習の分子メカニズムが明らかになることも期待される。従来の哺乳類の研究により、神経栄養因子BDNFは発生過程で神経細胞の分化誘導や生存維持に関わるだけでなく、シナプス伝達や神経回路の可塑性に関わっていることが知られている。本研究により、社会性の発達に伴う記憶形成に関わる遺伝子の機能が明らかとなる。刷り込みの研究は、ノーベル医学生理学賞(1973年)を受賞したコンラート・ローレンツによるものが有名だが、さらに100年前の1872年のダグラス・スポルディングによる報告にまで遡ることができる。以来、行動学的、心理学的、生化学的な多くの考察がなされてきたが、刷り込みの臨界期の生化学的な分子機構、特に時期を決定する因子については未同定のままで、“最大の謎"と評されることもあった。研究代表者はニワトリの場合、孵化後数日間に限定されている臨界期の開始を決定する因子が、甲状腺ホルモンであることを発見した。すなわち刷り込みが成立するためには、学習を開始後甲状腺ホルモンが急速に脳内へ流入し、臨界期の扉を開く生化学反応を引き起こすことが必要だったのである。この反応は急速で、2030分間の生化学反応(non-genomicな反応)で充分なものであった。学習臨界期は、予め特定の発生時期にプログラムされて開始されるのではなく、後天的な学習(経験)によって開始されることがわかったのである。また臨界期を過ぎ、学習させても刷り込みが成立しなくなった鳥であっても、人為的に甲状腺ホルモンを注射することで刷り込みが可能となることも示した。ヒトにおいても、言語の習得、絶対音感、社会性やストレスへの適切な対応能力の獲得など、幼若期で習得することが不可欠な学習が存在する。今回の研究代表者の研究成果は、臨界期の分子基盤を明らかにするとともに、学習の臨界期を逃しても、再び臨界期を人為的にもたらすことが可能であることを示した。以上の結果は、刷り込み研究におけるブレークスルーであるばかりでなく、学習や記憶の生化学的な脳内の分子基盤を明らかにした点で価値があり、その達成度は高いと考えられる。
球状荷電粒子分散液の粘性発現の機構

鎖状高分子電解質の無添加塩溶液の還元粘度-濃度曲線は、極低濃度で常に単一の極大を示す。これは、非電解質高分子溶液の場合の様に濃度増大と共に一次関数的に単調増加するのとは異なり、高分子電解質溶液の大きな特徴であり、近年まで大きな未解決問題の一つでもあった。この間題は、最近になってようやく高分子イオン間の静電相互作用でおおむね説明がつくことが分かってきた。しかし、同じく解離基を有するポリスチレンラテックスなどの荷電球状粒子分散液の粘性に関する実験報告例を見ると、その還元粘度-濃度曲線は、鎖状高分子電解質と同様に単一の極大を示す場合もあれば、単調に増加する場合もあり、さらに極大と極小の両方を示す場合など大変複雑な挙動を示す。そのため、荷電鎖と荷電球状粒子の粘性発現の原因を統一的に分子(粒子)間の静電相互作用として理解できるかどうか疑問が残る。本研究では、構造的にはより単純で鎖状高分子電解質のようには形態変化を伴わない荷電球状粒子が、なぜ鎖状高分子電解質より複雑な粘性挙動を示すのかを明らかにし上述の疑問にこたえるのが目的である。実験報告例および今回行った実験を整理してみると、一粒子あたりの電荷数Zにも若干依存するが、概ね、粒径Dが小さい場合に鎖状高分子電解質と同様の傾向となり、粒径Dが大きくなるにつれて極大と極小の両方を持ち、さらに粒径Dを大きくすると単調に増加するようになる。このことは、粒径Dをパラメーターとして粒子間の静電ポテンシャルから計算した還元粘度η_<inter>/C_pの粒子数濃度C_p依存静でも確かめられた。すなわち、荷電球状粒子分散系の還元粘度挙動が非常に複雑である原因は、粒径すなわち粒子が大きさを持つことによるが、本質は鎖状高分子電解質の場合と同様に分子(粒子)間の静電相互作用によると結論できる。
ラジアレン骨格を有する有機超電導体および有機強磁性体の研究

1.ラジアレン骨格を有する新規酸化還元系として3種の化合物を合成した。Iに関してはその酸化還元電位および立体化学について調べ、他の2種の系についてはメタル還元することによりジアニオンIIおよびIIIとして、そのNMRスペクトルからこれらのジアニオンの性質について調べた。これらの結果、Iは非平面分子で2種の配座異性体の混合物として存在することがわかった。また、ジアニオンIIおよびIIIは非常に安定であり、さらにIIは中央シクロプロパン部が幾分力チオン性を帯び、周辺部がトリアニオン構造を取った特異なアニオンとしての性質を示すこともわかった。現在、これらの結果をもとにして、導電性および磁性を示すラジアレンの合成を進めている。2.ラジアレン類の効果的な合成法として、新たに活性金属ニッケルを作用させることにより発生させた二ッケルカルベノイドの環状多量化反応を用いる一段階合成法を開発した。この反応は遷移金属カルベノイドの新しい環化反応であり、活性種を用いる選択的合成反応として有用であるばかりでなく、これまで合成の難しかったπ電子系化合物の合成法に新しい道を開くものである。例えば、1,1ージブロモエチレン類IVに活性金属ニッケルを作用させると、Vが2958%の収率で得られ、また、VTが27%の収率で得られた。さらに、RとR′がメチル基の場合には[4]および[5]ラジアレンが生成し、種々の化合物を合成することが可能である。
Linked Open Dataを用いた社会問題の構造化・共有化基盤の開発

社会課題やその解決目標のLODを編纂・共有するWebシステム「ゴオルシェア」を開発し,2回のシビックハッカソンで試運用した上で,各ハッカソンで入力されたLODの性質の違いを詳細に分析した.ゴオルシェアに関する成果を国際会議IFIP ePart 2016,Springerの国際論文誌Applied Intelligence,人工知能学会論文誌で発表した.さらに,社会問題タグの自動付与やゴオルシェアの後継システムについて,国際会議ECOSE 2017に論文が採択され,発表予定である.JST CRESTの研究課題(伊藤孝行代表)とも相補的に連携し,議論ファシリテータの質問生成に関する研究を行った.住民参画を通じた社会問題解決を支援するという大目標の下,初年度は地域の社会問題とその解決目標に関するを構造化し共有できるようにするためのLOD (Linked Open Data)を設計し,これに基づき協働促進のためのWebアプリケーションを開発した.また,このような公的目標のLODを誰でも公開できるようにするためのWebアプリケーション「ゴオルシェア」を試作し,http://radish.ics.nitech.ac.jp/goalshare/?lang=jaにて公開した.本アプリケーションは,目標間の類似度を計算することで,似た目標を持つ主体を潜在的協力者として推薦する目標マッチング機構を有する.また,本アプリケーションの実社会応用に向けて問題点を洗い出すため,2013年12月19日,岐阜県大垣市で株式会社CCLが主催する「オープンデータカフェin大垣」にて市民向けの体験イベントを開催した.これにより,本アプリケーションの有効性と問題点を明らかにした.社会問題の構造を共有化するため,前年度に設計したドメインオントロジーを発展させ,社会課題とその解決目標のLODを編纂するシステムをWebサービス化し,外部公開した.社会課題の多くは複雑に絡み合い,利害関係者が多様であることから,住民,行政,企業,専門家,技術者など幅広い層の組織横断的な協働が必要となる.従来のSNSやソーシャルメディアはリアルタイム性に重点が置かれ,「誰がどの課題をどのようなアプローチで解決しようとしているか」を共有する機能を持たなかったため,潜在的な協力者の探索が困難であった.本年度は,社会課題とその解決目標をLinked Open Data (LOD)として公開・共有することにより,似た目標を持つ他主体を検索可能にし,公共圏での協働による問題解決を促進するWebサービス「ゴオルシェア」を開発し,http://radish.ics.nitech.ac.jp/goalshare/?lang=jaにて外部公開した.方向性の似た主体を検索可能にするために,目標間の類似度計算を精緻化した.具体的には,目標階層構造における上位目標や部分目標のコンテキストを考慮した類似度計算手法を開発した.協働促進に適したパラメータ設定を求めるため,上位目標と下位目標のバランスを変えて評価実験を行った.これにより,上位目標の重みを大きくした方が,より協働の可能性ある結果が提示できることを明らかにした.また,シビックテック分野への実応用を目指し,Code for Nagoyaが開催した2回のシビックハッカソンでゴオルシェアを試運用した.さらに,バックキャスティングに基づく課題解決シナリオとの関連性を調査し,ゴオルシェアの拡張を検討した.社会課題やその解決目標のLinked Open Dataを編纂・共有するWebシステム「ゴオルシェア」の実社会での試運用について分析を行い,ユーザインタフェースに関する改善点を明らかにした.特に,Code for Nagoyaが主催した2回のシビックハッカソンでの試運用の方針の違いと,それぞれのハッカソンで入力されたLODの性質の違いについて詳細な分析を行い,その結果,使用方法の教示が必要ないユーザインタフェースの必要性が明らかになった.この結果を,国際会議IFIP ePart 2016等で発表した.また,ゴオルシェアの開発から今後の展望までを含めた成果を,Springerの国際論文誌Applied Intelligenceや,人工知能学会論文誌等で発表した.また,2015年10月から開始したJST/CRESTの研究プロジェクト「エージェント技術に基づく大規模合意形成支援システムの創成」(伊藤孝行代表)とも相補的に連携し,社会問題に関するWeb上での建設的な合意形成を可能にする技術の研究を行った.具体的には,公的討議のコーパスに含まれるファシリテータの発言を統計的に分析することで,ファシリテータが実際にどのような言語表現を用いて議論を円滑化しているかを明らかにした.その結果,議論の発散フェーズにおいては特にファシリテータの問いかけ表現が重要な役割を果たしていることが明らかになった.さらに,市民協働や合意形成の初期段階で人間関係の円滑化を図るアイスブレイクのための技術として,演奏未経験者のための即興合奏支援システムの研究にも取り組んだ.この成果は,国際会議SCM 2015等で発表した.他にも,情報技術に基づく社会問題解決の実事例として,徘徊高齢者の捜索支援技術に関する研究にも取り組んだ.社会課題とその解決目標を共有するWebシステム「ゴオルシェア」の試運用を継続し,得られた結果から実社会応用に向けた課題が明らかになった.短期間での市民参加型開発イベントというシビックハッカソンの性質上,イベント終了後に目標の階層構造を残すことは,継続的な取り組みのために有意義である.

しかしその反面,イベント中に使用方法を教示する時間を確保することは時間的制約から困難であり,教示が必要ないユーザインタフェースの重要性が明らかになった.さらに,公的討議におけるファシリテーションや,徘徊高齢者の問題など,より観点を広げた研究の方向性が得られている.実社会応用に向けた知見も蓄積しつつあり,その成果を英文論文誌,国内論文誌,国際会議,国内会議で発表しているため,おおむね順調に進展していると考える.社会課題やその解決目標のLODを編纂・共有するWebシステム「ゴオルシェア」の実社会運用について分析を行い,ユーザインタフェースに関する改善点を明らかにした.特に,Code for Nagoyaが主催した2回のハッカソンでの試運用の方針の違いと,各ハッカソンで入力されたLODの性質の違いについて詳細な分析を行い,その結果,使用方法の教示が必要ないユーザインタフェースの必要性が明らかになった.この結果を,国際会議IFIP ePart 2016等で発表した.また,ゴオルシェアの開発から今後の展望までを含めた成果を,Springerの国際論文誌Applied Intelligenceや,人工知能学会論文誌等で発表した.さらに,DBpediaからの社会問題オントロジー抽出やゴオルシェアの後継システムについて,国際会議ECOSE 2017に論文が採択され,発表予定である.また,2015年10月から開始したJST/CRESTの研究プロジェクト「エージェント技術に基づく大規模合意形成支援システムの創成」(伊藤孝行代表)とも相補的に連携し,社会問題に関するWeb上での建設的な合意形成を可能にする技術の研究を行った.具体的には,公的討議のコーパスに含まれるファシリテータの発言を統計的に分析することで,ファシリテータが実際にどのような言語表現を用いて議論を円滑化しているかを明らかにした.その結果,特にファシリテータの問いかけ表現の重要さが示唆された.このことから,ファシリテータによる掘り下げ質問に焦点を当て、質問生成手法を試作した.さらに,市民参加型イベントでのアイスブレイク支援技術として,演奏未経験者のための即興合奏支援システムの研究にも取り組んだ.この成果は,国際会議SCM 2015等で発表した.他にも,人工知能学会市民共創知研究会にて,研究シーズと市民のアイデアを繋げる試みを行った.社会課題やその解決目標のLODを編纂・共有するWebシステム「ゴオルシェア」を開発し,2回のシビックハッカソンで試運用した上で,各ハッカソンで入力されたLODの性質の違いを詳細に分析した.ゴオルシェアに関する成果を国際会議IFIP ePart 2016,Springerの国際論文誌Applied Intelligence,人工知能学会論文誌で発表した.さらに,社会問題タグの自動付与やゴオルシェアの後継システムについて,国際会議ECOSE 2017に論文が採択され,発表予定である.JST CRESTの研究課題(伊藤孝行代表)とも相補的に連携し,議論ファシリテータの質問生成に関する研究を行った.試作段階ではあるがWebアプリケーション「ゴオルシェア」を公開し,Code for Nagoyaが主催する2回のシビックハッカソンで実社会の課題についての開発目標を構造化する試運用を行った.Facebook等のSNSと紐付いたアカウントでの入力と,ログインせず匿名での入力を選択可能にすることで,住民がクラウドソーシング的に社会問題を構造化するための機構を整備できた.
職位間比較による起業家能力の解明

調査をする上で、起業家を確定することは必ずしも容易ではないため、起業家と連続するように調査対象を設定した。中小企業経営者、管理者、従業員、非正規従業員に対するweb調査を行い、比較し、ベンチャー企業経営者に対しても郵送法のアンケート調査からその傾向を確認した。調査の結果から曖昧性や新規性の高い仕事に対応する人材の特性として、以下のような傾向が見られた。1.成功体験を繰り返しており、自己効力感を高めているのではないか。2.自己の能力を高く評価する傾向がある。3.高い目的を達成するために環境や習慣を意図的に再設定している。これからの起業家教育は、暗黙知に焦点をおいた教育が求められる。平成24年度には予備的なweb調査を実施する予定であったが、経営環境の変化が大きいことが予測できたため、これを平成25年度に実施することとした。実際に、円安となり、輸出産業を中心に業績が向上していること新聞等で報道されている。企業業績の向上により、回収率が高まってくれることを期待したい。一方で、研究を進めていく中で理論的枠組みについて、一歩踏み込んだ調査になる予定である。web調査によって、経営者、管理職、従業員、非正規従業員の資質の差異を、起業家の資質と比較し、これまで以上に明確に示したい。質問項目では、コンピテンシー論の方法論的特性に注目し、曖昧な仕事に対応する技能・知識だけでなく、価値観や経験等を含めて設計する予定である。具体的には、組織で仕事をする人に求められる資質(従業員と非正規従業員の差)、管理者に求められる資質(管理職と従業員の差)、経営者に求められる資質(経営者と管理職の差)という資質の階段を明らかにした上で、起業家に求められる資質、起業家であるための必要条件を明らかにすることを予定している。コンピテンシー論の考察を深めていくと、新規性や曖昧性の高い職務を担う人材は、これまで以上の目的を達成するために経験や習慣を積極的に構築している可能性がある。この点を含めて調査を実施できることは大きな前進となろう。平成25年度の研究実施上の目標は、ベンチャー企業経営者への郵送法アンケート調査とweb調査の二つの調査を実施することである。いわゆるアベノミクスによる景気回復が期待されたため、回収率の向上を期待してアンケートの実施時期を計画よりも遅らせることととした。ベンチャー企業経営者への郵送法アンケート調査については、関係団体からの協力を得ることができ、分析可能な回答を得ることができた。web調査については、30・40歳代男性の3000サンプルから回答が得られた。また、ベンチャー企業経営者への郵送法アンケート調査の実施時期とweb調査の実施時期の時間差は、計画よりも小さくする事ができた点でも良好に研究計画を実施できたと考えられる。調査の実施が予定よりも遅れたため、十分な統計分析とこれに伴う情報の発信が送れているが、これらの課題は平成26年に実施される。「職位間比較による起業家能力の解明」と題された本研究において、曖昧性や新規性の高さに注目し、これらとストレスとの関係を調査した。web調査では、経営者など曖昧性や新規性の高い仕事を担う人材は、管理者・従業員・非正規労働者よりも、成功体験をより多く経験しており、有能感が高い傾向が見られた。文献研究から、成功体験を繰り返すことで有能感が高まることが示されている。これらの事実は、曖昧性や新規性の高い仕事を担う人材を育成するためにはある種の経験や価値観の醸成が求められると考えられる。本研究の目的は、起業家教育に資するため起業家の能力を明らかにすることである。特に、本研究では起業家の「曖昧な仕事に対応する能力」に注目する。曖昧な仕事はストレス源であり、起業家はそのストレスに耐えつつ能力を高め、巧みに曖昧な仕事に対応することが求められる。こうした人材をいかに育成するのか、単に知識や技能の視点からだけではなく、コンピテンシー論の視点から実証的調査を行い、解明していく事を本研究の中心的課題としている。こうした研究目標にしたがって、平成23年度は、大きく二つの目標を持って研究を進めてきた。第一に、これまでの研究成果を発表し、より多くの研究者から有意義な指摘を得た。具体的には、日本経営学会全国大会、日本中小企業学会全国大会、日本ベンチャー学会全国大会で発表を行い、有意義な指摘を得た。本研究に隣接する研究として「起業家の心理」に関する研究蓄積があることや、その文献を紹介していただいた。その結果として、こうした研究分野が学問的意義だけでなく今日の日本において実践的な意義が非常に大きいことが確認できた。

第二に、発表の機会を得ることができて多くの指摘を受けることができ、コンピテンシーに関する理解をより深める指摘を得ることができた。一例を挙げると、本研究では、既存研究を基にして、大きな成功がある種のコンピテンシーを形成する大きな要因であると考えているが、多くの経営者は成功よりも失敗を多く経験しているとの指摘を得た。こうした指摘を受けて、成功を主体的認識することの意味を捉え、今後の調査に役立つ概念の整理への糸口を得ることができた。こうした理論的枠組みの進展は、今後実施される調査に活かされ、より良い調査の実施につながるであろう。起業家には大きなストレスがともなうと考えるが、そのために難しい課題に対する自身が求められる。大きなストレスは鬱病などのメンタルヘルス上の問題を引き起こす反面、人間の能力向上にストレスは欠かせないものだと言える。起業家は、過大なストレスをやり過ごしながら、ストレスを自己成長につなげているように感じられる。我々は、こうした起業家の特性をデシの有能感として想定していたが、バンディユーラの自己効力感概念がより適切である事が分かった。ただ、効力感概念が想定する背景の範囲は、比較的狭く限定されており、曖昧性や新規性に対する効力感を想定した場合、これを向上することは容易ではない。障害における社会モデルが想定するように、人間の能力発揮には環境や習慣が大きな影響を与えている。高い目的を達成するために環境や習慣を再設定するとすれば、曖昧性や新規性に対する効力感と捉えることもできるであろう。こうした理論的洗練に基づいて、web調査やアンケート調査の結果を国際経営学会連合(IFSAM)日本大会で発表した。そのために、英語発表原稿・資料の作成や英語での発表に関して指導を受けた。英語雑誌での論文掲載に向け、英語原稿を作成している。また、現代の起業家教育の最前線を学ぶため、Stanford大学の見学やソルトレイクのBrigham Young大学で行われたInternational Business Model Competitionに参加した。スタンフォード大学では、d.schoolの概要や現状について説明を受け、ブレインストーミングを行っている様子等を見学した。Brigham Young大学で行われたIBMCは、ビジネスモデルを作成中に顧客と接触してビジネスモデルを修正する過程を含めて審査を行っている。そのメンタリングは、非常に実践的であり、その後への研究のヒントを与えてくれた。ベンチャー企業の経営平成25年度に起業家向けのアンケート調査に加えて中書企業経営者、役職のある従業員、役職なし従業員に対するweb調査を実施することとした。同時期に二つの調査を実施することのメリットが、予備的調査を行うことのメリットよりも大きいと判断している。コンピテンシー論について理論的な思考実験を繰り返し、調査企画時以上の調査を実施する予定である。調査結果が予測通りであるとすれば、起業家教育のみならず実践的な職業教育への示唆は小さくはないと予測できる。より良い調査実施のために、調査の時期を調整せざるを得なかったため、調査結果の分析や結果の公表が遅れてしまった。しかしながら、こうした時間が理論的考察を進め、調査計画よりも一歩進んだ仮説に基づく調査を実施できた。
古代・ルネサンス期の宇宙観とモダニズム期四重奏文学開花との関係性の分析

これまでの研究成果を海外の査読付き出版物を通して発表し続けている。最終稿を提出し、出版契約書にサインした以下の2つが近々出版される。また、Vladimir Nabokovの短篇小説を軸に彼とNathaniel HawthorneとT. S. Eliotとを関連付ける研究書用chapterのabstractと、T. S. EliotのFour Quartetsに関する研究書用chapterのabstractの2つを提出し、前者は査読の結果待ちだが、後者は執筆許可を得ている。昨年度から取り組んできた研究書のchapterが2つ、海外の査読に合格して近々出版されるなど、本研究は順調に進んでいる。また、この他にも研究書用chapterのabstractを海外に2つ提出し、片方は既に執筆許可を得ており、もう片方は査読の結果待ちという状況なので、今後も研究は順調に進んでいくと思われる。これらの研究成果は、大学・大学院で担当している授業でも取り扱い、公開に努めている。Abstractの審査を経て執筆許可の出ているT. S. EliotのFour Quartetsに関する研究書用chapterに取り組み、最終審査に合格できるよう努力する。もう1つの審査中のabstractも合格した場合は、Vladimir Nabokovの短篇小説を軸に彼とNathaniel HawthorneとT. S. Eliotとを関連付ける研究書用chapterの執筆にも取り組む。執筆許可が出なかった場合は、他の発表の場を探して執筆に取り組む。さらにその先の研究の準備として、Thomas MannのDoctor Faustusとquartetとの関係性を分析するための資料の読み込みや原稿の下書きを進めていく。
北陸地方と関東地方の在宅高齢者における季節による生活リズムの比較

(目的)高齢者の生活リズムは対象者が生活する地域の外環境に大きく影響を受ける。そこで、本研究では気象条件の異なる北陸地方と関東地方の在宅高齢者の生活リズム(特に睡眠状況)について検討したのでここに報告する。(方法)北陸地方の在宅高齢者12名(男性6名、女性6名、平均年齢78.3±1.9歳)と関東地方の在宅高齢者14名(男性6名、女性8名、平均年齢73.8±1.3歳)を対象に、季節ごとにアクチグラフを1週間装着しその睡眠状況について比較検討した。睡眠状況の指標としては睡眠時間、睡眠効率、入眠潜時、睡眠中の中途覚醒回数とし、各地域の季節差(両地域で雪など一番環境条件が異なると考える冬期を基準)、各季節の地域差について検討した。統計的有意の検定(p<0.05)は季節差については対応あるt検定、地域差についてはt検定を用いた。(結果・考察)北陸地方の在宅高齢者で有意な差が得られた項目は、冬季と春季の睡眠効率、冬季と秋季の睡眠効率であった。関東地方の在宅高齢者では冬季と春季の中途覚醒回数と冬季と夏季の睡眠時間であった。一般的に冬季と夏季は外気温の変化からその他の季節に比べ睡眠環境が大きく影響を受ける事が知られており、このことが今回の結果に影響を及ぼしたと考える。地域による比較では、北陸地方と関東地方の在宅高齢者で有意な差が得られた項目は夏の睡眠効率であった。気象条件の異なる冬に地域差が得られず、夏季にのみ有意な差が得られたことから、今後は対象者の睡眠環境が季節ごとに実際にどのように変化していたのかなどとあわせた検討が必要である。(まとめ)在宅高齢者の睡眠状況に季節差、地域差があることが明らかになった。本年度は研究実施の1年目となるため、先行文献の収集、検討と測定機器のプレテストをおこなった。先行研究は「高齢者」「生活リズム」のキーワードに様々な関連要因を組み合わせ検索し、要約などのその内容を確認した上で文献の収集をおこなった。高齢者は加齢などによって生活リズム自体が乱れてくることが明らかになっており、先行研究から加齢以外に高齢者の生活リズムに影響を及ぼすと考えられる要因を整理した。これらの要因は今回われわれが調査する上で関連要因として含めるか、もしくはコントロール要因と考慮すべき項目と考えられる。また、様々な統計資料を入手し地域の特性についても検討をおこなうことで、研究対象地域の絞込みもおこなった。今後は検討に用いた指標に優先順位をつけ調査対象地域の決定を具体的に行っていきたいと考える。次に測定備品についての整備、確認、プレテストの実施をおこない、高齢者の生活リズムを測定する方法について検討をおこなった。研究代表者に身近な高齢者、調査協力の得られた学生を対象に様々な状況で測定機器をつけてもらってその差異についての検討をおこなった。また、この測定機器が対象者に与える負荷について検討し、負荷に対しては多くの対象者で研究実施可能であるとの評価が得られた。生活リズムの測定については先行文献、プレテストの結果からある程度の有効性は確認できた。今後はこの測定値の補足的なものとして何を加えるのか、本研究の最終的な関連因子としてどの要因を取り上げて、研究を実施するのかの検討を行い、実際の研究へとつなげる予定である。今年度は、研究期間(3年間:平成15年度17年度)の2年目となる。本研究の目的は気象条件の異なる2地区の在宅高齢者における季節ごとの生活リズムの相違について比較することである。まず始めに昨年度に続き、本研究に関する文献検討を進めると共に、北陸地方と関東地方での調査対象地区の地域特性についての検討を行った。過去の気温、湿度、日照時間、降水量のデータを基に、対象地区の気象条件について検討を行った。その結果、北陸地方と関東地方の生活リズムに影響を及ぼすと考えられる気象面での相違として以下のことが明らかになった。なお気象データの測定ポイントとしては金沢、横浜を選定した。この理由としては、本研究の対象地区と考えている場所と同一県で距離があまり離れておらず、気象庁の観測所(気温、降水量、日照時間、降雪)があるためである。1.冬北陸地方の方が平均気温が低く、平均相対湿度は高い。日照時間は、関東地方の約半分で、降水量は約10倍である。2.春北陸地方の降水量は、関東地方の降水量の約2倍。その他の項目はほぼ同等の値である。3.夏北陸地方の方が若干日照時間が多く、降水量は若干少ないが全てほぼ同等の値である。4.秋北陸地方の方が若干日照時間が多く、降水量は多い。また、今年度は実際に1年間継続して本研究に協力の意思表明が得られた石川県(北陸地方)のT地区の在宅高齢者12名に関し、季節ごとの生活リズムの測定及び、行動意欲を評価するための簡単なアンケートなどの調査を縦断的に実施した。その結果、全ての対象者に対してデータ収集を1年間継続することができた。この結果については、現在分析中である。(方法)北陸地方の在宅高齢者12名(男性6名、女性6名、平均年齢78.3±1.9歳)と関東地方の在宅

高齢者14名(男性6名、女性8名、平均年齢73.8±1.3歳)を対象に、季節ごとにアクチグラフを1週間装着しその睡眠状況について比較検討した。睡眠状況の指標としては睡眠時間、睡眠効率、入眠潜時、睡眠中の中途覚醒回数とし、各地域の季節差(両地域で雪など一番環境条件が異なると考える冬期を基準)、各季節の地域差について検討した。統計的有意の検定(p<0.05)は季節差については対応あるt検定、地域差についてはt検定を用いた。(結果・考察)北陸地方の在宅高齢者で有意な差が得られた項目は、冬季と春季の睡眠効率、冬季と秋季の睡眠効率であった。関東地方の在宅高齢者では冬季と春季の中途覚醒回数と冬季と夏季の睡眠時間であった。一般的に冬季と夏季は外気温の変化からその他の季節に比べ睡眠環境が大きく影響を受ける事が知られており、このことが今回の結果に影響を及ぼしたと考える。地域による比較では、北陸地方と関東地方の在宅高齢者で有意な差が得られた項目は夏の睡眠効率であった。気象条件の異なる冬に地域差が得られず、夏季にのみ有意な差が得られたことから、今後は対象者の睡眠環境が季節ごとに実際にどのように変化していたのかなどとあわせた検討が必要である。(まとめ)在宅高齢者の睡眠状況に季節差、地域差があることが明らかになった。
脳腫瘍における幹細胞維持機構の解明

我々はTGF-βファミリーシグナルが脳腫瘍幹細胞に与える影響について検討した。その結果、骨形成因子4(Bone morphogenetic protein 4: BMP4)による脳腫瘍幹細胞の未分化性維持の阻害に関与することが確認できた。次に、マイクロアレイとRNA-Seqを用いて、脳腫瘍幹細胞における新たなBMP4の応答遺伝子を同定した。同定した遺伝子について強制発現やノックダウンを行うと、脳腫瘍幹細胞の分化や浸潤性獲得に関与することが明らかになった。同定した新規BMP4標的遺伝子をターゲットにした治療薬が脳腫瘍に対する新たな治療法になると期待される。前年度の検討で、BMP-4が脳腫瘍幹細胞(TGS-01)の未分化性やいくつかの癌幹細胞マーカーの発現を阻害することが分かった。この結果をもとに、数種類の脳腫瘍幹細胞を用いてBMPシグナルが脳腫瘍幹細胞の維持を抑制するか検討した。その結果、BMP4が癌幹細胞の性質(癌幹細胞マーカーの発現低下やSphere形成能の低下など)の阻害、アポトーシスを誘導することを明らかにし、いくつかの脳腫瘍幹細胞に共通して起こる現象であることを見出した。このことからBMP-4が脳腫瘍幹細胞においてTGF-βとは相反する作用を持つことが示唆された。BMPシグナルがどのように脳腫瘍幹細胞の未分化性や腫瘍形成能を阻害するかを検討するために、DNA microarrayやRNA-seqを行った。その結果、BMPの新たな標的因子の同定に成功した。さらに、脳腫瘍幹細胞の分化や浸潤性獲得に関わると考えられる数種類の候補遺伝子を同定した。そこでこれらの候補遺伝子をノックダウンしてBMP下流での役割について検討を行い、この遺伝子を制御することの有用性を示唆する結果を得た。いくつかの候補因子は数種類の脳腫瘍幹細胞においても同様に、分化や浸潤性獲得に関与することも分かった。現在、解析候補となった遺伝子を新たな分子標的治療のターゲットとして引き続き検討を行っている。脳腫瘍の中でも最も悪性度の高い膠芽腫は、がんの進行にTGF-βが重要な役割を果たしていることが報告されている。当研究室から脳腫瘍幹細胞の未分化性の維持にTGF-βシグナルが関与していることを明らかにした(Ikushima et al. 2009)。一方で、TGF-βシグナルファミリー因子であるBMP (Bone Morphogenetic Protein)が脳腫瘍幹細胞の維持を抑制するという報告がある(Piccirillo SG. et al. 2006)。しかし、その後は研究が進んでおらず詳細なメカニズムは未だ不明なままであった。我々はBMPシグナルが脳腫瘍幹細胞(TGS-01)に与える影響を検討した。その結果、BMP-4が脳腫瘍幹細胞の未分化性やいくつかの癌幹細胞マーカーの発現を阻害し、TGF-βとは相反する作用を持つことが確認できた。しかし、マウス頭蓋内移植モデルにおいて、BMP-4処理をしたTGS-01を移植しただけでは劇的な延命効果は得られなかった。そこで、さらにBMPシグナルを増強する目的で、BMPシグナル抑制因子をノックダウンした結果、脳腫瘍幹細胞を移植したマウスの生存率が上昇することが明らかとなった。BMPシグナルがどのように脳腫瘍幹細胞の未分化性や腫瘍形成能を阻害するかを検討するために、DNA microarrayやRNA-seqを行いBMPの新たな標的因子の同定に成功した。これまでもBMPによる脳腫瘍幹細胞の未分化性を阻害することは報告されていたものの、治療への応用は進んでいないのが現状である。今回の結果は脳腫瘍幹細胞を標的とした新たな治療法の確立として期待される。本研究の目的は脳腫瘍幹細胞の未分化性の制御を明らかにすることである。我々はTGF-βファミリー因子の一つであるBMPが脳腫瘍幹細胞(TGS-01)の腫瘍形成能を抑制的に作用することをSphere形成の阻害や幹細胞マーカーの発現低下によって確認した。特にBMPのアイソフォームのうちBMP-4が顕著にCD133やOlig2などの発現を抑制していた。しかし、マウス脳腫瘍移植モデルにおいて、BMP-4処理したTGS-01では移植マウスの生存を有意に延長するには至らなかった。そこでBMP抑制因子の発現を調べたところTGS-01においてBMP-4により発現が顕著に誘導されていることを見出した。このことから、いくつかのBMP抑制因子の発現誘導が、BMPシグナルを減弱させ、治療効果を阻害していることが考えられた。そこでこれらのBMP抑制因子の発現を特異的なsiRNAによってノックダウンしたところ、in vitroにおいてはSphere形成を顕著に阻害し、癌幹細胞マーカーの発現を劇的に抑制した。さらに、in vivoにおいての検討でも、BMP-4とBMP抑制因子のsiRNAを併用処理したTGS-01では、脳腫瘍幹細胞移植マウスの生存率を上昇させることが分かった。

BMPシグナルがいかなる機序によって腫瘍形成能を抑えているかを検討するために、BMP-4処理をしたTGS-01でDNA microarray、およびRNA-seqを行った。その結果、BMPシグナル関連因子、転写因子、増殖因子、ケモカインなど、様々な関連因子や新たなBMPの標的因子を同定することに成功した。BMP-4処理をした脳腫瘍幹細胞TGS-01を用いて、DNA microarray、およびRNA-seqを行った。この結果の発現解析から様々なBMP標的因子を同定した。今後はBMP-4によって発現上昇、または発現低下する因子について抽出する。当研究室には脳腫瘍幹細胞TGS-04も所有しており、TGS-01とTGS-04において、BMP-4によって共通して発現変動がみられる因子について絞り込む。発現上昇する因子については脳腫瘍幹細胞に強制発現を行い、発現低下する因子については特異的なsiRNAによってノックダウンを行う。強制発現やノックダウンによって脳腫瘍幹細胞への腫瘍形成能に与える影響を、in vitroにおいてはSphere形成阻害や幹細胞マーカーの発現低下をもとに絞り込む。さらに、in vivoにおいても影響がある因子についてマウス頭蓋内移植モデルを用いて検討し、腫瘍形成能を抑制する因子を同定する。候補因子については、どのような機序によって腫瘍形成能を低下させるか、特異的なsiRNAでのノックダウンや阻害剤を用いて明らかにする。特に、転写因子、サイトカイン、ケモカイン、受容体などを中心に検討を進める。BMP-4はすでに骨や軟骨の誘導因子として臨床応用されている。脳腫瘍への応用が可能となれば、その臨床的有用性は極めて高いと考えられる。今後は投与法などを工夫し治療効果が得られるか検討してゆく。今回の結果でBMPシグナル抑制因子をノックダウンした際に脳腫瘍移植マウスで治療効果が得られたことは大きな成果であった。今後は脳腫瘍幹細胞においてのDNA microarrayやRNA-seqで得られたBMPシグナル経路や標的遺伝子について明確にし、それらをターゲットにした治療法の開発を目指してゆく。該当なし
アルツハイマー病発症分子機構の解明

アルツハイマー病(AD)発症の物質的基盤であるアミロイドβ蛋白(Aβ)の脳内における重合には、GM1ガングリオシド(GM1)結合型Aβ(GAβ)がseedとして働いていると考えられている。本研究者らは、昨年度までの結果で、脳領域に特異的に発現しているガングリオシド分子種が、脳内における部位特異的なAβ変異体の重合と蓄積に決定的に重要な役割を果たしていることが示唆した。また、GAβは前シナプス膜において形成されること、さらに、この揚におけるGAβ形成は弧発性Ad脳神経細胞で確認されているエンドサイトーシス障害によって著しく誘導されることを報告した。以上の結果を踏まえて、本年度は、年齢の異なるマウス(1週齢、1年齢、2年齢)の大脳を海馬と海馬を除く全大脳に分け、それらより前シナプス膜(SPS)と非前シナプス膜(nSPS)を調整し、これらの細胞膜試料の脂質組成、methyl-β-cyclodextrin(MβCD)感受性、可溶性Aβ重合誘導能を検討した。その結果、nSPSにおけるGM1量は、MβCD処理することによって顕著に減少するのに対して、SPSにおけるGM1集積はMβCDに抵抗性を示した。この傾向は加齢により増強された。また、MβCD抵抗性GM1集積の本体が、SPS内の界面活性剤抵抗性マイクロドメイン(DRM)に存在することを確認した。このSPSから単離されたDRMには、GAβを介したAβ重合誘導能があることを確認した。さらに、GM1の高密度な集積を特異的に認識する新規ペプチドp3(Matsubara, et. al., Langmuir, 2007)が、老齢マウス脳から調整したSPSに高い結合を示した。最後に、これらのMβCD抵抗性の高密度GM1集積が誘導される背景について、細胞膜主要脂質を定量的に解析した結果、スフィンゴミエリン量が加齢依存的にSPS内で増加することを確認した。これらの研究結果によって、前シナプス膜におけるGM1集積がGAβ形成の基盤である可能性をより支持するものとなった。さらにGAβ形成の局所環境を分子レベルで解明する手がかりを得ることができた(現在J. Biol. Chem.に投稿中)。アルツハイマー病(AD)発症の物質的基盤であるアミロイドβ蛋白(Aβ)の様々な変異が、ADや遺伝性アミロイドアンギオパチーの発症に関与しているという報告がなされている。これらのことから、本研究者らは、脳内におけるAβの蓄積には、Aβ変異体に特有の重合を促進する環境因子が存在すると考え、様々な病理学的特徴を有するAβ変異体[Dutch型、Italian型、Flemish型、Arctic型]の重合を促進する環境因子について検討を開始した。その結果、脳実質で蓄積するArctic型AβはガングリオシドGM1(GM1)存在下で、頭蓋内血管で蓄積するDutch型及びItalian型AβはGM3存在下で、また、脳血管周囲から蓄積するFlemish型AβはGD3存在下で重合が促進されることを明らかにした。さらに、Dutch型Aβが重合促進される培養ヒト脳血管平滑筋細胞においてGM3が発現していること、また、Flemish型Aβが蓄積する脳血管基底膜を形成するヒト脳毛細血管内皮細胞とヒトアストロサイトの共培養下で、アストロサイトの足突起にGD3が発現していることを確認した(Yamamoto et al. FEBS Lett. 2005,569;135-139)。本年度、本研究者らは、Aβ変異体が、個々のAβ変異体に特有のガングリオシドに結合することによって、異なる型のAβの重合を促進することを確認した。さらには、Aβ重合を促進する「種」として働いているGM1結合型Aβ(GAβ)を認識する抗体によって、重合促進ガングリオシドの存在下におけるAβ変異体の重合が抑制されることを明らかにした。これらのことから、アミノ酸配列の異なる野生型と変異体とは、お互いに重合の「種」として働くことを報告した(Yamamoto et al. J.Neurochem.2005,95;1167-1176)。脳内におけるAβの蓄積には、Aβ変異体に特有の重合を促進する環境因子が存在すると考え、様々な病理学的特徴を有するAB変異体の重合を促進する環境因子について検討した。本年度、Dutch型並びにItalian型(E22K)Aβと同様に脳血管壁にAβが蓄積するIowa型(D23N)が、GM3並びにGM2の存在下で顕著な重合並びにアミロイド線維化を示すことを確認した(Yamamoto et al. Neuroreport 2006)。この結果は、Dutch型Aβの結果と一致しており、脳領域特異的発現ガングリオシド分子種が、脳内における部位特異的なAβ変異体の重合と蓄積に重要な役割を果たしていることが示唆された。次に、Aβが、GM1存在下で非常に強い神経細胞毒性を有するAβ重合体(TAB)を形成することを確認した。また、老齢マウスのシナプス膜でTAβ形成が促進されることも確認され、AD発症の危険因子である老化が、神経細胞膜のGM1発現様式に変化を与え、TAβ形成を誘導している可能性が考えられた。(Yamamoto et al. J.Biol.Chem.2007)。

さらに、GMIがAβに対してどのように病的なアミロイド線維形成に向かわせるのかを明らかにするために、細胞表面におけるGM1の発現に細胞特異性があるのかどうかを検討した。その結果、GM1が、NGFで処理したラット褐色腫由来(PC12)細胞の細胞表面で発現していることを確認した。このNGF処理PC12細胞表面に発現しているGM1は、可溶性Aβの重合を促進した。さらに、初代培養神経細胞のシナプス表面からGAβを介してAβ重合が始まっていることを確認され、脳実質におけるAβ重合開始の"場"として、前シナプス膜が関わっていることが示唆された(Yamamoto et al. Biochim.Biophys.Acta 2007)。アルツハイマー病(AD)発症の物質的基盤であるアミロイドβ蛋白(Aβ)の脳内における重合には、GM1ガングリオシド(GM1)結合型Aβ(GAβ)がseedとして働いていると考えられている。本研究者らは、昨年度までの結果で、脳領域に特異的に発現しているガングリオシド分子種が、脳内における部位特異的なAβ変異体の重合と蓄積に決定的に重要な役割を果たしていることが示唆した。また、GAβは前シナプス膜において形成されること、さらに、この揚におけるGAβ形成は弧発性Ad脳神経細胞で確認されているエンドサイトーシス障害によって著しく誘導されることを報告した。以上の結果を踏まえて、本年度は、年齢の異なるマウス(1週齢、1年齢、2年齢)の大脳を海馬と海馬を除く全大脳に分け、それらより前シナプス膜(SPS)と非前シナプス膜(nSPS)を調整し、これらの細胞膜試料の脂質組成、methyl-β-cyclodextrin(MβCD)感受性、可溶性Aβ重合誘導能を検討した。その結果、nSPSにおけるGM1量は、MβCD処理することによって顕著に減少するのに対して、SPSにおけるGM1集積はMβCDに抵抗性を示した。この傾向は加齢により増強された。また、MβCD抵抗性GM1集積の本体が、SPS内の界面活性剤抵抗性マイクロドメイン(DRM)に存在することを確認した。このSPSから単離されたDRMには、GAβを介したAβ重合誘導能があることを確認した。さらに、GM1の高密度な集積を特異的に認識する新規ペプチドp3(Matsubara, et. al., Langmuir, 2007)が、老齢マウス脳から調整したSPSに高い結合を示した。最後に、これらのMβCD抵抗性の高密度GM1集積が誘導される背景について、細胞膜主要脂質を定量的に解析した結果、スフィンゴミエリン量が加齢依存的にSPS内で増加することを確認した。これらの研究結果によって、前シナプス膜におけるGM1集積がGAβ形成の基盤である可能性をより支持するものとなった。さらにGAβ形成の局所環境を分子レベルで解明する手がかりを得ることができた(現在J. Biol. Chem.に投稿中)。