hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経ネットワーク形成におけるRhoファミリーG蛋白質の機能解析

神経軸索は、セマフォリン、エフリン、ネトリンなど、様々な軸索ガイダンス分子により導かれて正確に目的のターゲット細胞に投射し、その結果、複雑な神経回路が形成される。この神経軸索誘導は、神経回路形成の重要なステップである。これらの軸索ガイダンス分子のうち、セマフォリンはその特異的な受容体、Plexinを介して軸索に反発作用を引き起こすが、その神経細胞内での情報伝達機構は不明であった。Plexinは膜1回貫通型の受容体で、細胞内領域には種類及び種を超えてよく保存されている領域(C1、C2)が存在する。我々は以前、semaphorin 4D (Sema4D)の受容体、Plexin-B1の細胞内領域のC1とC2の間の領域に、低分子量G蛋白質、Rhoファミリーの1つで脳に主要に発現している常時活性型のG蛋白質、Rnd1が結合していることを見いだした。そこで、Rnd1の結合したPlexin-B1の情報伝達機構を解析した結果、Plexin-B1の細胞内領域のC1とC2がR-RasGAPをコードしており、R-Rasの活性を直接抑制し、神経軸索の反発作用を引き起こすことを明らかにした。Plexin-B1-Rnd1複合体はリガンドのSema4Dの刺激を受けてPC12細胞の神経突起の退縮を引き起こし、従って、Plexinは細胞膜受容体としてR-RasGAPを直接コードする全く新しいタイプの受容体であり、そのR-RasGAP活性により神経軸索の反発作用を発揮すると考えられる。一方、神経突起の伸長や、神経細胞の移動にはRac1の活性化が必要であることが知られている。我々は、神経突起の伸展に、RhoG-ELMO-Dock180の新規の情報伝達経路が必須であることがわかった。RhoGの細胞運動における役割を解析するため、RhoGを欠損した細胞を作成し、細胞運動脳を解析した結果、RhoGがELMO-Dock180を介して細胞の接着、運動を制御していることを見いだした。神経回路は、特異な極性を示す神経細胞がその神経突起を介した接着により形作る複雑なネットワークシステムである。神経回路形成の基本は、神経細胞が軸索と樹状突起という2種類の性質の異なる極性を持つ神経突起の形成にある。通常、神経細胞は複数の神経突起をのばし、その中の1本だけが軸索となり伸長していく。その後、残りの神経突起が伸長し、分枝化を引き起こし、樹状突起となり、成熟した神経細胞になる。近年の研究により、この軸索形成に係わる様々な分子や、極性形成の分子機構が徐々に明らかにされつつある。軸索形成は、チューブリン結合タンパク質であるCRMP-2が複数ある神経突起のうち、1本だけに局在化し、そこで、チューブリンの運搬と微小管の重合を促進し、軸索形成と伸長を促進する。CRMP-2はGSK3によりリン酸化され、その微小管重合促進作用が阻害される。そして、軸索形成時にGSK3のリン酸化によるGSK3の活性低下が軸索形成に必要であることがわかっていたが、GSK3の上流でどのような分子機構が軸索の極性形成に係わっているのかは不明であった。我々は、このGSK3の上流のシグナル伝達経路を解析した。
高血圧ラットを用いた特発性正常圧水頭症の発症機序の解明

水頭症でくも膜下腔が拡大せず、脳室だけが拡大する理由として、「脳室内の動脈の拍動が脳室を拡大させる」という仮説を証明した。自然発症高血圧ラット(SHR)(n=10)と正常血圧ラット(Wistar rat)(n=10)、雄、生後10週を用いた。25%カオリンを大槽に注入し、2週間後に脳冠状断面の脳室幅を測定した。SHRの脳室幅は脳幅の48±12%で、これはWistar ratの39±12%より有意に大きかった(p = 0.04)。高血圧ラットは正常血圧ラットに比し有意な脳室拡大を認めた。脳室内動脈の強い拍動が脳室を拡大させる原因の一つと考えられた。特発性正常圧水頭症(iNPH)の原因仮説として、従来の髄液吸収障害説に代わり、脳室内髄液拍動増強説がある。脈絡叢の拍動が脳室を拡大させるならば、高血圧と高脂血症が水頭症のリスクファクターになると考えられる。この証明のため、当科で2002年から2013年に治療を行った特発性正常圧水頭症患者25名(平均年齢71.9歳、男性12名、女性13名)の既往歴を調べた。高血圧保有者は12名(48%)、高脂血症保有者は5名(20%)、両者を保有していたのは4名(16%)であった。これは同年齢における高血圧と高脂血症の平均有病率57.673.1%および10.517.4%と比較して高くはない割合である。高血圧の有病率と特発性正常圧水頭症の有病率は解離しており、これらの結果からは、特発性正常圧水頭症と高血圧の因果関係は見出せなかった。頭蓋内圧の脈動と水頭症発生の関係を調べるため、二次性水頭症患者2名(51歳女性、くも膜下出血後および38歳女性、視床神経膠腫)の側脳室圧、第四脳室圧、脊髄くも膜下腔圧を測定した。症例1:側脳室、第四脳室とも平均圧は9.0 mmHg、脈圧は2.5 mmHgであった。位相差を認めなかった。症例2:側脳室、脊髄くも膜下腔とも平均圧は14.0 mmHg、脈圧は3.0 mmHgであった。くも膜下腔の圧波形は側脳室の圧波形よりも80 msec.遅れていた。心収縮期早期に急上昇する圧波形は脳室に特有のものであり、くも膜下腔には認められなかった。これは動脈の拍動を反映したものと思われ、脳室を拡大させる候補として有力である。ただし脳動脈は脳室内だけでなくくも膜下腔にも存在し、その直径はくも膜下腔にある血管の方が太いことから、動脈の拍動のみではこの現象は生じないともいえ、さらなる検討が必要である。結果:VWIではWistar ratが39±12%となり、SHRで48±12%となった。P=0.04となりVWIに有意な差が見られた。VHIではWistar ratが26±11%となり、SHRで35±10%となった。P=0.08となり有意な差は見られなかった。ロータロッド試験:水頭症作成後の平均悪化率はwistar ratで25.4±20.8%、SHRで14.3%±61.6%となった。両群間の平均悪化率での比較はP=0.63となり有位な差は見られなかった。受動的回避学習試験ではWistar rat、SHRともに水頭症作成後の記憶力低下は観察できなかった。変化率にはwistar ratとSHR間に有位な差は見られなかった。結論:収縮期血圧、拡張期血圧のいずれもがWistar ratよりも約1.5倍高かったSHRにおいて有意に大きな脳室拡大が観察され、高血圧が脳室拡大に影響することが証明された。ただし、水頭症自体はカオリンの注入によって形成されたので、高血圧が水頭症の原因であるとすることはできない。水頭症は頻度の低い疾患なので、高血圧以外の誘引を与えず水頭症の発生率を比較するには多数の実験動物を必要とする。雄Wistar ratを高張食塩水または高コレステロール食で飼育し、高血圧ラットおよび高脂血症ラットを作成する試みを開始した。その中で水頭症を呈する個体の割合を求める予定であった。

設定した条件(8% NaCl、1%コレステロール+1%コール酸、それぞれ12週間)で飼育したラットのうち高血圧を呈した個体がなく、飼育期間、食餌内容を再検討する必要があると判断した。Wistar ratに高血圧と白質傷害を作成して水頭症を発生させる。これまでの検討では高血圧および高脂血症のみで水頭症を呈する個体は稀であることが予想される。何らかの白質傷害を伴う必要があると考えられる。白質傷害を加える方法として、計画調書では放射線照射を提案していた。白質傷害作成法として最もよく行われている頚動脈結紮法では、その後の脈絡叢拍動を強くすることができないからである。26年度は、この考えを改め、まずは頚動脈一時遮断を行って白質傷害の作成を試みる。頚動脈を再開通させれば、脈圧を保ったまま飼育が可能である。白質傷害により脳コンプライアンスが低下した状態で脳室形態の測定を行う。高血圧、高脂血症作成にはさらに長期の飼育が必要である。特発性正常圧水頭症の発生にもさらに長期を要すると考えられる。飼育期間延長による成果に期待する。ラットを使用する実験が予定通り進まず、計画を変更する必要が生じた。新しい計画が完成するまで購入できないものがあるため、それらを次年度に購入する予定にした。実験動物およびその飼育に関する消耗品に充てる。
シロダモシロカイガラムシの個体群生態と生活史戦略

本研究で、シロダモシロカイガラムシは、1世代に64日-77日が必要で、福岡では3世代あることがわかった。シロダモシロカイガラムシの繁殖は、シロダモの新芽の展開の時期をあわせてはおらず、展開したての新しい葉および古い葉に産卵した。第一世代は、4-7月、第二世代は6月-9月上旬、第三世代は8月に出現する。成虫と成熟幼虫だけが越冬した。小型幼虫では死亡率は低いが、中型-大型幼虫に高い死亡率が見られた。1雌当たりの産卵生涯産卵数は60卵、85%以上がふ化した。天敵として、雲、アリ、テントウムシが多く観察された。寄生蜂は観察されなかった。天敵排除実験では、処理区の個体数が対照区より有意に多く、捕食者がカイガラムシの個体数に大きな影響を与えていることが示唆された。葉の大きさ、古さ、着いている枝による個体数の違いはなく、カイガラムシは特に若い葉や大きな葉を好むわけではなかった。また、葉の固着する位置についても調査したが、葉脈や葉の淵を好むという結果も得られなかった。以上の結果から、これまで報告されている常緑広葉樹に寄生するカイガラムシのように年に1回展開する新しい葉を利用し、生活史をそれに同調しておらず、新しい葉および古い葉を利用して春から秋にかけて連続的に繁殖し、年最大3世代を持つというユニークな生活史を持つ事がわかった。また、このカイガラムシは西日本に分布しているが、シロダモがあってもカイガラムシがいる樹といない樹がはっきりしており、移動分散性がとても低いことが示唆された。天敵、特に捕食者が個体群動態に及ぼす影響も無視できないが、移動分賛成の低いカイガラムシがどのように捕食を逃れ繁殖成功度を高めているのかについては今後の研究の課題である。成果は、2008年7月に南アフリカダーバンで開催された国際昆虫学会において、Life history strategies of the armored Rambutan scale insect,Aulacaspis alisiana(Hemiptera:Diaspididae)on the Japanese silver tree in Fukuoka,Japanを発表した。シロダモシロカイガラムシは常緑広葉樹シロダモを加害する害虫である。シロダモは年1回しか新葉を展開させるが、カイガラムシは年数回発生し、多くの常緑広葉樹のカイガラムシのように新葉を利用するように生活史を同調させておらず、どのようにシロダモシロカイガラムシが植物を利用しているのか、その生活史戦略は未知である。そこで、本研究では、シロダモシロカイガラムシの生活史戦略を明らかにするとともに、個体群動態について調べる。まず、個体群動態と生活史戦略を明らかにするため、まず福岡県にあるシロダモ群落2箇所を調査場所として選定した。地点1は毎週調査、地点2は隔週調査を行い、カイガラムシの有無、カイガラムシの発育ステージ、寄生の有無を平成19年6月から調査した。その結果、シロダモシロカイガラムシは、発育ステージがそろっておらず、春から秋にかけて繁殖が続くこと、年2-3世代あること、12-2月の冬期にはすべてのステージが存在したが、小さな個体は死亡している事が確認された。また、寄生者はこれまでの調査で確認されていない。さらに、捕食者が個体群動態に及ぼす影響を明らかにするために、調査木の幹にタングルフットを付けた捕食者除去区と処理しない区を設け、カイガラムシの個体数の変動も調査を現在行っている。平成19年9月に行われたヨーロッパ捕食寄生昆虫ワークショップに高須が、20年3月に行われた日本応用動物昆虫学会大会ではミデガが内容の一部を発表した。

天敵、特に捕食者が個体群動態に及ぼす影響も無視できないが、移動分賛成の低いカイガラムシがどのように捕食を逃れ繁殖成功度を高めているのかについては今後の研究の課題である。成果は、2008年7月に南アフリカダーバンで開催された国際昆虫学会において、Life history strategies of the armored Rambutan scale insect,Aulacaspis alisiana(Hemiptera:Diaspididae)on the Japanese silver tree in Fukuoka,Japanを発表した。
ジェネラリスト・ソーシャルワークにおけるエンパワメント実践方法とツール開発の研究

本研究では、利用者をめぐる複合的課題の解決を目標に、利用者の生活に立脚した支援を起点とするジェネラル・ソーシャルワークというわが国独自の理論に基づく方法論の重要性を指摘した。そのなかでエンパワメントは、過程展開と方法、それに基づく成果に影響を与える志向性を備えた概念であることを見出した。またジェネラル・ソーシャルワークは、生活実体をビジュアル化できる固有な支援ツールを備えており、それを介して利用者自身の主体的な力を促進するエンパワメント実践を展開できると考えられる。そこで、支援ツール活用の具体化に向けたアセスメント指標の検討を、地域包括支援センターに特化して実施した。平成26年度の研究実績については、まず先行研究の整理・検討を行った。具体的には、1.ソーシャルワーク理論(ジェネラリスト・ソーシャルワーク、エコシステム視座、社会構成主義、エンパワメントなど)、2.各領域におけるソーシャルワークの研究・実践動向(高齢者、子ども、障害のある人などの領域でエンパワメントやストレングスに関わる内容)、3.コンピュータ支援ツールに関連する情報科学(数量化とシミュレーション方法への知識獲得)などについて、幅広く渉猟し、整理・検討を行った。特に研究目的に即して、ジェネラリスト・ソーシャルワークの具体的展開については、エンパワメント実践過程の考察が重要であることから、1.ジェネラル・ソーシャルワークの概念、2.エンパワメント実践の理論的背景(エコシステム視座と社会構成主義など)、3.エンパワメント実践過程について整理を行った。そのなかでもエンパワメント実践過程を明確にするために、それに関連する概念(ストレングスとパワー)の特性を中心に明らかにすることができた。また協働アセスメント方法と支援ツールの開発については、支援ツールの基礎開発を行っている研究会への継続的な参加により、1.情報科学の知識の獲得、2.支援ツールに導入する生活支援に関わる情報項目(質問内容)の検討を行った。具体的には、地域包括支援センターのアセスメント項目を中心に、アセスメント構造と具体的な質問項目を整理・検討した。そして1.利用者の生活状況をデータ化するための情報項目の精緻化に向けた調査研究デザインの作成、2.協働アセスメント方法と支援ツールの開発の方向性の検討、なども現場ワーカーへのインタビューを通じて段階的に検討した。平成27年度の研究実績については、まず昨年度に引き続き先行研究の整理・検討を行った。具体的には、1.ソーシャルワーク理論(ジェネラリスト・ソーシャルワーク、ジェネラル・ソーシャルワーク、エンパワメントなど)、2.各領域におけるソーシャルワークの研究・実践動向(高齢者、地域などの領域で特にエンパワメントに関わる内容)、3.コンピュータ支援ツールに関連する情報科学(支援ツール開発への知識獲得)などについて、幅広く渉猟し、整理・検討を行った。特に研究目的に即して、ジェネラリスト・ソーシャルワークの具体的展開については、わが国独自の専門的な支援方法を精緻する必要性から、わが国での適用が進められているジェネラル・ソーシャルワーク概念の整理と、そこでの利用者自身の力を促進するエンパワメント実践過程の考察が重要であることを把握した。そこでジェネラル・ソーシャルワークの特性を整理し、そのなかでのエンパワメント概念の位置づけについて検討を行い、エンパワメントが過程や方法を規定する志向性を備えた概念として位置づくことを明らかにした。そして協働アセスメント方法と支援ツールの開発についても昨年度に引き続き、支援ツールの基礎開発を行っている研究会への継続的な参加により、1.情報科学と支援ツール開発に関する知識の獲得、2.支援ツールに導入する生活支援に関わる情報項目(質問内容)の検討を行った。特に2については、まず一方でジェネラリスト・ソーシャルワークやジェネラル・ソーシャルワーク導入の必要性が高い地域包括支援センターを起点として取り上げ、そのアセスメント項目の作成についてアセスメント構造と具体的な質問項目を整理・検討した。そこでは利用者へのインタビューも行い、その項目の妥当性について検討した。また他方では、領域別ではなく利用者の生活という観点から、アセスメント項目の作成の検討を行った。ソーシャルワーク方法論確立のためには、理論的枠組みの構築がまず求められる。そのため海外文献なども検討し時間がかかっているが、おおむね順調に進展していると考えている。また支援ツール開発については、基盤となる支援ツールの開発が遅れているが、地域包括支援センターに特化して、アセスメント構造の分析を行った。そのうえで利用者へのインタビューをとおしてその妥当性を検討することができた。平成28年度の研究実績については、まず昨年度に引き続き先行研究の整理・検討を行った。具体的には、1.ソーシャルワーク理論(ジェネラル・ソーシャルワーク、エコシステム視座と構想、エンパワメントなど)、2.各領域におけるソーシャルワークの研究・実践動向(高齢者、地域、障害などの領域で特にエンパワメントに関わる内容)、3.コンピュータ支援ツールに関連する情報科学(支援ツール開発への知識獲得)などについて、幅広く渉猟し、整理・検討を行った。特に研究目的に即して、わが国での適用が進められているジェネラル・ソーシャルワーク概念の整理と、そこでの利用者自身の力を促進するエンパワメント実践過程の考察が重要であることを把握した。そこでジェネラル・ソーシャルワークの概要と枠組みを整理しながら、利用者の営む固有な生活を捉える視座についての検討を行った。そのなかでは、エコシステム視座が中核的な視座として位置づけられ、その具体化を中範囲概念によって図ることの重要性と支援ツールへの期待が明らかとなった。

特に2については、まず一方でジェネラル・ソーシャルワーク導入の必要性が高い地域包括支援センターを起点として取り上げ、そのアセスメント項目の作成についてアセスメント構造と具体的な質問項目を整理・検討した。そこでは前年度までの成果をふまえ、その項目の信頼性と妥当性を検討するために量的調査を実施した。ソーシャルワーク方法論確立のためには、理論的枠組みの構築がまず求められる。そのため海外文献なども検討し時間がかかっているが、おおむね順調に進展していると考えている。しかし支援ツール開発については、基盤となる支援ツールの開発が遅れており、旧盤支援ツールで対応することを検討している。またその支援ツールについては、多領域のアセスメント項目を一度に展開することの困難さがあるため、ジェネラル・ソーシャルワークにおけるエンパワメント実践の具体化が期待される地域包括支援センターでのソーシャルワーク実践に特化して、アセスメント構造や質問項目の分析を進めている。その際に本年度は、量的調査を実施したが、回収率の低さから計画を見直し、再実施をしたため時間がかかっている。最終年度の研究実績については、まず昨年度に引き続き先行研究の整理・検討を行った。具体的には、1.ソーシャルワーク理論(ジェネラル・ソーシャルワーク、エコシステム視座と構想、社会構成主義など)、2.エンパワメント実践過程(個人的、対人的、政治的な次元や対話・発見・発達の展開など)、3.コンピュータ支援ツールに関連する情報科学(支援ツール開発への知識獲得など)について、幅広く渉猟し、整理・検討を行った。特に研究目的に即して、わが国での適用が進められているジェネラル・ソーシャルワークにおける利用者自身の力を促進するエンパワメント実践過程の考察を深化した。そこではまず、理論的視座として、エコシステム視座やポストモダンの潮流下にある社会構成主義に着目し、エンパワメントとの関連からその意義を提示した。そのうえで利用者の生活を肯定的な側面から捉えなおし、ミクロからマクロを見通して協働展開するエンパワメント実践過程を先行研究より考察した。そして協働アセスメント方法と支援ツールの開発についても昨年度に引き続き、支援ツールの基礎開発を行っている研究会へ継続的に参加した。そこでは、1.エコシステム構想と支援ツール開発に関する知識の獲得、2.支援ツールに導入する生活支援に関わる情報項目(質問内容)の検討を行った。特に2については、ジェネラル・ソーシャルワーク導入の必要性が高い地域包括支援センターを取り上げ、そのアセスメント項目の作成についてアセスメント構造と具体的な質問項目を整理・検討した。そこでは前年度に実施したアセスメント構造と項目に関する量的調査の結果を分析し、アセスメント指標について検討した。
ラーニング・コモンズを利用したＰＢＬ型ＥＡＰ教育としての模擬国際会議開催の試み

本研究では、「模擬国際会議(Mock International Conference:以下MICと省略)開催」というProject-Based Learningの実践を通じて、各学生の専門分野における英語での発表のスキルを高めることが主目的であったが、MIC参加学生には、図書館のラーニング・コモンズをMICの準備学習の場にすることを求め、ラーニング・コモンズの積極的利用を促すことも副次的効果として狙った。成果は、MICの運営手順以外に、教材・教育方法・PBL教員・運営学生育成方法を含むPBL型のEnglish for Academic Purposesの教授法として、教育パッケージ化した。また、各大学図書館では、ラーニング・コモンズという共同学習スペースの設置が進んでいるが、単なる自習スペースになっていて有効利用されていない現状が散見される。本研究では、ラーニング・コモンズを、MICに向かっての学生の準備学習の場にすることによって、図書館のラーニング・コモンズの積極的有効利用を促すということも副次的効果として狙っている。25年度は、24年度に行った第1回模擬国際会議(MIC Trial 2013)の実績を元に、今後継続してMICを行える体制を整えるとともに、工学部だけでなく、知的財産学部にも対象者を広げ第2回目の模擬国際会議を開催した。口頭発表に加え、ポスター発表も充実させ、学内で恒例で行われる行事としても認知された。学生の自律学習としてラーニング・コモンズは有効活用されていたが、MIC開催の場として、整備されていなかったこともあり、開催場所は一般教室を利用してきた。しかし、平成25年度に文部科学省の私立大学等改革総合支援事業において、大阪工業大学がラーニング・コモンズ整備の助成金を獲得できたことから、ラーニング・コモンズがプレゼンテーションに適した備品や空間を備えることとなった。従って、本空間をMIC開催の会場にすることを視野に入れ現在計画の練り直しを行っているところである。本年度は、実際の工学分野の国際会議(土木工学会のシンポジウム)に参加し、ディスコース・コミュニティーにおける英語使用の場を観察、特に、学会登録・口頭発表・ポスターセッション・学会後の研究者間のネットワーキングなどの英語のジャンル分析を行った。同時に、MIC運営のフレームワークを作成し、MIC開催当日の構成、発表人員、またラーニング・コモンズのスペース利用の構想など、MICに関連して各段階の綿密な作業計画を作成した。そして、手始めとして、MIC Trial 2012を開催し、MIC運営のパイロット版を完成させた。MICTrial 2012は、次年度外部公開予定の本格的MICの予行演習となるものである。これらの体験に基づき、現在、MIC運営のためのフレームワークの再検討を行い、MIC 2013の準備段階へと進んでいる。本研究では、「模擬国際会議(Mock International Conference:以下MICと省略する)開催」というプロジェクトを目標に、単なる英語プレゼンテーションスキルの訓練を行うのではなく、学生を疑似専門家集団とすることによって、それぞれの専門分野における学術発表に伴う問題発見や問題解決のスキルを実践を通じて学習させることを主な目的とした。また、昨今、大学図書館を中心としてラーニング・コモンズという協同学習スペースの設置が急速に進んでいるが、それらのスペースは単なる自習スペースになっていて有効利用されていない現状がある。そこで、本研究では、図書館と協力し、ラーニング・コモンズをMICに向かっての学生の準備学習の場にすることで、ラーニング・コモンズの積極的利用を促すことも副次的効果として狙った。さらに、EAP (English for Academic Purposes)のPBL例として、MIC開催というプロジェクトを教育パッケージ化することも目指した。パッケージの中には、MICの運営手順以外に、教材・教育方法・PBL教員・運営学生育成方法が含まれるが、本研究で明らかになった効果的PBL教授法は、今後広く他の教育現場で生かしてもらうことも期待できる。初年度は教員に強制された大学院生のみで模擬国際会議を開催したが、科研最終年度にあたるMIC 2014は、大学院の英語プレゼンテーション科目との連動もスムーズに行えるようになり、それが発表者のレベル向上に非常に役立った。MIC 2014では、発表47件(口頭発表25件、ポスター発表22件、当日キャンセル3件)であった。さらに、大学院生だけでなく、学部生の発表が増えた。教員に強制されるのでなく自主的に参加する学生の割合も大幅に増えた。また、他大学の学生も2名エントリーをし、MICに広がりも持たすことができた。24年度は、ディスコース・コミュニティーの英語使用の分析に基づき、模擬国際会議(MIC)のTrialを実施したが、25年度はTrialに基づき継続できる模擬国際会議のフレームワーク作成にフォーカスし、第2回のMICを実施した。

4月10月:図書館のラーニング・コモンズにおいて、MICの運営に当たる学生は自主的に英語学習を行ったり、運営の準備を行ったりした。同時に、Language Learning Center所属の連携研究者の英語ネィティブ教員がLLCにおいて運営学生に対して受付業務や当日の会場運営のための英語のスピーキング訓練を行った。7月9月: MIC運営に携わる学生たちにサーキュラーやポスター作成を任せることによって英語のライティングの機会を提供した。10月11月: MIC 2013において発表を希望する学生を募ったところ、口頭発表11名、ポスター発表21名の学生が参加を表明したので、各学生にProceedings用アブストラクトを提出させライティング指導を行った。同時に、連携研究者のネィティブ教員がプレゼンテーションの訓練をおこなった。12月7日: MIC 2013開催当日には、学内関係者が約100名参加し、参加学生および教員が、国際会議の登録からランチョン・ミーティングまでの疑似体験をした。第2回目のMICは無事終了し、参加学生のアンケートには、「MIC体験が、実際の国際会議の予行演習となって大変役立った」という意見が多く寄せられ、MICが成功裏に終わったと評価することができた。MIC 2014はMIC 2013の体験に基づき、MIC運営のためのフレームワークの再検討を行い、準備を進めている。24・25年度はMIC当日の発表者はほとんど大学院生であったが、最終年度は学部生にも広く参加を呼びかけ、大学の恒例行事として定着させることを目指す。初年度は、ディスコース・コミュニティーの英語使用の分析を終え、MICのTrial版を実施することが第一の目的であった。4月6月:大阪工業大学にラーニング・コモンズがなかったことから、図書館と協力してそのスペースを整備し、学生がMICの準備学習が行えるように、ホワイトボード、デスクトップPCなどをそのスペースに整備した。7月9月: MIC運営に携わる学生の学習支援や、その学生たちにサーキュラーやポスター作成を任せることによって英語のライティングの機会を提供した。10月11月: MIC Trial 2012において発表を希望する学生を募ったところ、口頭発表21名、ポスター発表13名の学生が参加を表明したので、各学生にProceedings用アブストラクトを提出させライティング指導を行った。12月15日: MIC Trial 2012開催当日には、学内関係者が100名参加し、参加学生および教員が、国際会議の登録からランチョン・ミーティングまでの疑似体験をした。
ネットワークDEAによる地域再生政策のモデル化と効果計測手法の研究

本研究では、地域再生対象の新しいモデル化手法および評価手法となりうる、加法型およびレンジ調整型ネットワーク包絡分析法の構築を行った。ネットワーク包絡分析法(Network DEA : Network Data Envelopment Analysis)は、多数の連関する事業部門を包含する事業体などの分析において研究が進められている、最新の数理科学的経営分析手法の1つであるが、上述した2つの型のモデルにより、従来からの地域経済学的な手法の再構築が可能となった。さらに、ネットワークDEAの周辺分野であるネットワーク計画において取り扱う問題の一般化、その一般化された問題として表現できるための条件の導出、およびその問題の解を求めるための解法(アルゴリズム)の開発を行った。これにより、地域再生計画を分析対象にした場合、ネットワーク化やリンケージを考慮するにあたっての問題点を明らかにし、理論・手法の発展の方向性を明確化することが可能となった。本研究は、大きく分けて(1)ネットワークDEAをはじめとする数理計画的経営分析手法の研究、(2)地域経済の連関しあう各DMU間のストリームまで考慮したモデル化手法の開発、(3)現実の地域再生計画の実態調査とモデル化対象の抽出、(4)モデル化された複数の地域再生計画の比較分析実験、(5)ベンチマーク・テスト手法の検討および政策化へのデザイン手法の検討、にブロック化できる。この内、初年度である平成18年度は、理論的予備研究および実態調査の予備調査を中心として行い、(1)に関して、ネットワークDEAをはじめとする数理計画的分析手法に関する予備的研究、(3)に関して、地域再生計画についての予備調査を行った。同手法に関する予備的研究は、研究代表者の来山が担当し、まず数理計画的経営分析手法のサーベイを行った。さらに本研究ではネットワークDEAの現実の地域再生計画への適応可能性を中心とするものであるが、周辺分野である各種計画法についても、地域再生計画を分析対象にした場合の問題点や限界点を明らかにし、理論・手法の発展の方向性を明確化し、データ収集、データベース化、分析ツールの整備などを平行して進めた。地域再生計画についての予備調査は分担者の山口が中心に担当し、特に地域における労働問題に関しては福澤が担当し、産業構造に関する予備的研究は藤田が担当した。研究調査に無理の無い周辺地域からモデル化対象のプロジェクトや計画を探索し、それらの地域を実地調査するのみでなく、分析に用いるため、意思決定主体の抽出や、財・サービス、労働、資本などのフローをデータ化し、データベース化の方法を検討した。平成19年度は、引き続き理論的予備研究および実態調査の予備調査を行った。(1)に関しては、ネットワークDEAをはじめとする数理計画的分析手法に関する予備的研究、(3)に関して、地域再生計画についての予備調査を行った。同手法に関する予備的研究は、研究代表者の丸山が担当し、昨年度に引き続き数理計画的経営分析手法のサーベイを行った。さらに本研究ではネットワークDEAの現実の地域再生計画への適応可能性を中心とするものであるが、周辺分野である各種計画法とくにネットワーク最適化の手法に関して研究を進め、地域再生計画を分析対象にした場合の問題点や限界点を明らかにし、データ収集、分析ツールの整備などを平行して進めた。

平成20年度は、引き続き理論的予備研究および実態調査の予備調査を行った。(1)に関しては、ネットワークDEAをはじめとする数理計画的分析手法に関する予備的研究、(2)に関しては、DMU間のストリームまで考慮したモデル化手法のサーベイを行い、(3)に関して、引き続き地域再生計画についての予備調査を行った。同手法に関する予備的研究は、研究代表者の丸山が担当し、昨年度に引き続き数理計画的経営分析手法のサーベイを行った。さらに本研究ではネットワークDEAの現実の地域再生計画への適応可能性を中心とするものであるが、周辺分野である各種計画法とくにネットワーク最適化の手法に関して研究を進め、引き続き地域再生計画を分析対象にした場合の問題点や限界点を明らかにし、データ収集、分析ツールの整備などを平行して進めた。地域再生計画についての予備調査は分担者の山口が中心に担当し、特に地域における労働問題に関しては福澤が担当し、産業構造に関する予備的研究は藤田が担当した。本研究は、大きく分けて(1)ネットワークDEAをはじめとする数理計画的経営分析手法の研究、(2)地域経済の連関しあう各DMU間のストリームまで考慮したモデル化手法の開発、(3)現実の地域再生計画の実態調査とモデル化対象の抽出、(4)モデル化された複数の地域再生計画の比較分析実験、(5)ベンチマーク・テスト手法の検討および政策化へのデザイン手法の検討、にブロック化できる。平成21年度は、ネットワークDEAにおける新たなモデルの構築、その地域経済への応用モデル開発のための予備研究、および実態調査の予備調査を行った。(1)に関しては、応用範囲の広いRAMネットワークDEAモデルの構築をはじめとする数理計画的分析手法に関する研究、(2)に関しては、(1)で得られたDEAモデルの応用として地域経済の連関しあうDMU間のストリームまで考慮したモデル化のための手法のサーベイを行い、(3)に関して、引き続き地域再生計画についての予備調査を行った。ネットワークDEAの理論モデルの構築は、研究代表者の丸山が担当し、昨年度に引き続き数理計画的経営分析手法のサーベイを行った。
ガラス転移における誘電α過程の再検討

液体が結晶化せずに固化するガラス転移現象は、ほとんどすべての物質に普遍的にみられる現象であるが、その分子論的メカニズムは未解明であり、物性物理学における最重要課題の一つになっている。一般的な解釈は「液体の分子運動のスローイングダウン」である。この場合、分子運動の速さに対応する誘電α過程(構造緩和)の緩和周波数の温度依存性は、ガラス転移に伴う緩和効果を取り除いた測定を行えば、高温から低温ガラス転移温度付近まで単調な関数で表すことができる。しかし、関数形に変化があれば、低温における遅い分子運動を伴う物質の状態が高温の液体・過冷却液体状態と異なり、ガラスは新しい状態として定義できる可能性がある。
ポリグルタミンによる凝集体形成に関与する因子p97/VCPの機能解析

我々は遺伝性ポリグルタミン病の一つMachado-Joseph病の病因タンパク質と相互作用する因子としてAAA ATPaseファミリーに属するp97/VCPを同定した。私は、ATPase活性を消失させたVCPの点変異体(K524A)が激しく空胞化を伴う細胞死を誘導すること、K524A変異体によって誘導される空胞は、異常に拡張した小胞体(ER)であり、ERストレス応答を伴うことを明らかにしてきた。今年度は、VCPが、神経変性疾患の病変部位に観察される凝集タンパク質(凝集体)と共局在する特徴を持つことから、「何故VCPは凝集体と共局在するのか」という疑問にとりくんだ。「VCPは凝集体を認識し、解体処理する機能を持つ」という可能性に着目して、培養細胞を用いた継続的な顕微鏡観察によるVCPの動態解析を行った結果、VCPは凝集体形成時に巻き込まれるのではなく、既にできあがった凝集体を感知して集まること、凝集体の解体時にもVCPは常に凝集体と共局在し続けることを見いだした。さらに、RNAiを用いたVCPのノックダウンを行い、細胞内でVCPが凝集したタンパク質の分解処理に関与していることを明らかにした。また、ドミナントネガティブ変異体(K524A)を用いても同様の結果が得られた。凝集体に対するVCPの機能をより詳細に調べるために、VCPをノックダウンした細胞に野生型VCPあるいはATPase欠損変異体VCPを入れ戻す実験系を確立し、その結果、VCPのATPase活性は、凝集タンパク質の「解きほぐし」の段階に必須であることを証明した。すなわち、VCPが細胞内の異常蛋白質を認識するセンサーとしての能力と、凝集体を解体・処理するシャペロン様の能力を共に有することを明らかにすることができた。近年、我々は遺伝性ポリグルタミン病の一つMachado-Joseph病の病因タンパク質と遺伝学的・生化学的に相互作用する因子としてp97/VCPを同定した。VCPはAAAファミリーに属するATPaseであり、二つのATPaseドメイン(D1,D2)をもつ。神経変性疾患におけるVCPの役割を明らかにするために、ATPase活性に必須のWalkerモチーフに点変異を持つ各変異体を作成し、それぞれを神経様の分化を示すPC12細胞株に導入した。その結果、D2ドメインの変異体K524Aがもっとも激しく空胞化を伴う細胞死を誘導した。テトラサイクリンの除去により発現誘導が可能なtetsystemを用いてVCPの野生型およびK524A変異体を発現するPC12細胞株を樹立し表現型を詳しく調べた。K524A変異体は、安定に発現・蓄積し、野生型と同様、細胞由来のVCPや補助因子と複合体を形成することができたが、K524A変異体を発現する細胞は空胞を形成し死に至った。精製VCPによるin vitroアッセイの結果、野生型に比べてK524A変異体はほとんどATPase活性を消失していることが明らかとなった。即ち、K524A変異体の発現はドミナントに細胞内VCPのATPase活性を低下させると考えられる。さらに、K524A変異体によって誘導される空胞は、異常に拡張した小胞体(ER)であり、ERストレス応答を伴うことがわかった。また、核・膜画分にポリユビキチン化したタンパクが異常に蓄積し、それらはVCPと結合状態にあった。これらの結果は、VCPがERの異常タンパク質を細胞質に引き出して分解する小胞体関連分解(ERAD)に関与していることを示唆している。ERADにより分解されることが知られているCFTRΔ508を用いて調べたところ、K524A変異体はCFTRΔ508の分解を抑制しCFTRの蓄積と凝集を促進した。以上の結果より、VCPのATPase活性の低下はERADを抑制して小胞体の品質管理機構を乱し、結果として小胞体ストレスと小胞体の異常な拡張を伴う細胞死を引き起こすことが明らかとなった。私は、ATPase活性を消失させたVCPの点変異体(K524A)が激しく空胞化を伴う細胞死を誘導すること、K524A変異体によって誘導される空胞は、異常に拡張した小胞体(ER)であり、ERストレス応答を伴うことを明らかにした。空胞形成の表現型はポリグルタミン病をはじめとする神経変性疾患に共通に見られることから、VCPの機能変化が神経変性疾患の引き金となる可能性が示唆された。また、VCPは、神経変性疾患の病変部位に観察されるタンパク質凝集体と共局在する。私は、「何故VCPはタンパク質凝集体と共局在するのか」という疑問を解決するために、「VCPは凝集体を認識し、解体処理する機能を持つ」という可能性に着目して、培養細胞を用いた継続的な顕微鏡観察によるVCPの動態解析を行った。その結果、VCPは凝集体形成時に巻き込まれるのではなく、既にできあがった凝集体を感知して集まること、凝集体の解体時にもVCPは常に凝集体と共局在し続けることを見いだした。これらの結果は、VCPが細胞内の異常蛋白質を認識するセンサーとしての能力と、凝集体を解体・処理するシャペロン様の能力を共に有することを示唆している。

私は、ATPase活性を消失させたVCPの点変異体(K524A)が激しく空胞化を伴う細胞死を誘導すること、K524A変異体によって誘導される空胞は、異常に拡張した小胞体(ER)であり、ERストレス応答を伴うことを明らかにしてきた。今年度は、VCPが、神経変性疾患の病変部位に観察される凝集タンパク質(凝集体)と共局在する特徴を持つことから、「何故VCPは凝集体と共局在するのか」という疑問にとりくんだ。「VCPは凝集体を認識し、解体処理する機能を持つ」という可能性に着目して、培養細胞を用いた継続的な顕微鏡観察によるVCPの動態解析を行った結果、VCPは凝集体形成時に巻き込まれるのではなく、既にできあがった凝集体を感知して集まること、凝集体の解体時にもVCPは常に凝集体と共局在し続けることを見いだした。さらに、RNAiを用いたVCPのノックダウンを行い、細胞内でVCPが凝集したタンパク質の分解処理に関与していることを明らかにした。また、ドミナントネガティブ変異体(K524A)を用いても同様の結果が得られた。凝集体に対するVCPの機能をより詳細に調べるために、VCPをノックダウンした細胞に野生型VCPあるいはATPase欠損変異体VCPを入れ戻す実験系を確立し、その結果、VCPのATPase活性は、凝集タンパク質の「解きほぐし」の段階に必須であることを証明した。すなわち、VCPが細胞内の異常蛋白質を認識するセンサーとしての能力と、凝集体を解体・処理するシャペロン様の能力を共に有することを明らかにすることができた。
知的な遅れのない発達障害が疑われる児童の人物画描画特徴に関する研究

通常級在籍児童に対して教員からみて「気になる子」と「気になる内容」、男性像・女性像の人物画描画特徴については発達障害児に対しても検討を行った。「気になる子」は性差を認め、自閉症スペクトラム障害および注意欠如多動性障害が多く、半数で複数の障害が疑われた。「気になる子」、「気になる内容」は教員によって評価がまちまちであり、疑われる発達障害、特に自閉症スペクトラム障害の障害特性に対して適切に評価されていない傾向にあった。人物画描画では、特定の項目で特徴的な所見が見られ他、人物画(男性・女性)が「描けない/描きたくない」ことも一つの特徴的な所見と考えられた。1.小学生の学習・行動等に関するアンケート作成および調査用紙配布を実施した。(1)資料収集および学習・社会性・行動等に関するアンケート調査を作成した(平成27年12月)(2)作成したアンケートを公立小学校の全学年の担任(1学年2名×6学年)に配布を行った(平成27年3月)。アンケート回収は平成27年5月頃を予定している。2.小学生(気になる子を含む)を対象に人物画描画を実施した(平成27年2月26日)1.で調査を行う小学生の在籍する小学校の16年生(323名)を対象に人物画描画(男子像、女子像)を実施し、同時に担任からみた「気になる内容(学習面・社会性・行動面)」についてアンケート調査を実施した。3.発達障害児の人物描画検査の実施(平成26年12月継続中)発達外来に通院している児童のうち、自閉症スペクトラム障害、AD/HD、学習障害、精神遅滞の診断を受けている小学校在籍(普通級・特別支援級)の児童6名に対し人物画描画を平成27年4月3日時点で実施済であり、今後28年3月までに20名を予定している。尚、アンケートおよび描画研究の実施にあたって、追跡調査および各データとの照合が可能となるように、描画を記名式とし、番号を割り当てた後アンケートは割り当てた番号で記入するようにした。また、実施にあたっては、保護者・学校責任者および対象者・児童に対し、研究の目的と内容、個人情報の保護について説明、同意が得られた場合にのみ調査、検査を行った。1.小学生の学習・行動等に関するアンケートの実施・調査用紙配布・回収を実施した。(1)昨年度に作成した学習・社会性・行動等に関するアンケート調査を小学校36年の児童対象に実施した。(平成28年2月25日実施)(2)昨年度小学校担任に配布したアンケート用紙の回収を行った。(平成27年5月)再度、小学校担任に対し「気になる子」に関するアンケート用紙(気になる内容・詳細に関するチェックシート)配布および回収を行った。(平成28年2月25日)(3)「気になる子」の人物画描画の推移、「気になる子」の「気になる内容」の推移について検討を行った。2.小学生(気になる子を含む315名)を対象に人物画描画(男子像・女子像)を実施した(平成28年2月25日)3.発達障碍児の人物画検査の実施(平成26年12月継続中)発達外来に通院している児童のうち、自閉症スペクトラム障害、注意欠如多動性障害、学習障害、精神遅滞の診断を受けている小学校在籍(普通級・支援級)の児童に対して、人物画描画実施した。(保護者の同意が得られたものの対象児の同意が得られなかったケースと対象児が描けなかったケースを除く計3例)なお、アンケートおよび人物画描画の実施にあたっては、追跡調査およびデータの照合が可能となるように記名式とした。データ処理する際に通し番号を用いた。また、実施にあたっては保護者・学校責任者および対象者・児童に対し研究目的と内容・個人情報の保護について説明、同意が得られた場合のみに調査・検査を行った。(1)前年度に配布した小学校担任対象のアンケート(担任クラスの全児童を対象とした行動・学習等の評価シート)を回収したが、白紙回答もしくは未回収であり、実質回収率0%であった。そのため、28年2月に人物画描画検査を実施した際に再度アンケート用紙を担任に直接手渡しし、その場で「気になる子」の聞き取りおよび対象児に関する調査用紙記入を行ってもらい回収率を挙げることを試みた。再実施したため、人物画描画と担任の評価とのマッチング作業が遅れている。(2)診断を受けている発達障害児の描画検査実施を行ったが、想定以上に人物画を描けない子が多く、予定していた数に到達できなかった。1.平成26、27年度に実施した人物画描画データ、児童による学習・社会性・行動等に関するアンケート調査、教員による「気になる子」への評価の詳細な解析を行った。1「気になる子」について担任が行った詳細な評価シートをもとに疑われる発達障害と「気になる内容」の一致について検討を行った。また、同一児童に対して複数の教員による評価の相違も含め、「気になる内容」の妥当性についても検討を行った。2「気になる子」、疑われる発達障害、児童による自己評価(学習・社会性・行動等)との関連について検討を行った。3人物画描画の項目(顔、衣類、手、体に分類)について男性像、女性像とその差も含め、「気になる子」もしくは発達障害の疑われる児童について項目を選定し傾向の検討を行った。対象となった児童数に性差、学年差があったため、人数の多かった男児、1年生を中心特に統計的な検討を行った。

2.発達障害児の人物画描画、発達検査データの追加収集を行った。10名の保護者からの了解は得られたが、児童の協力が難しく前年度同様データ収集が難航した。児童の協力が得られなかった理由は、全例で「(好きな絵は描けるが人物画は)描けない」、もしくは「(絵は苦手なので)描きたくない」であった。また、検査を実施する上で具体的な指示は出さないため、抽象的で曖昧な指示がさらに「描けない/描かない」理由になっていると考えられた。このことも発達障害児の人物画描画所見の一つであると考えられた。なお、人物画検査は今年度は実施しなかった。その理由として、実施予定校からて教員(担任)サイドから検査実施日程の変更に関して強い申し入れがあり、急遽、検査助手の人員確保、準備等調整を試みたが学校側との調整がつかなかったことから、予備調査を含む前年度までのデータを用いた解析で検討可能であると判断したためである。通常級在籍児童に対して教員からみて「気になる子」と「気になる内容」、男性像・女性像の人物画描画特徴については発達障害児に対しても検討を行った。「気になる子」は性差を認め、自閉症スペクトラム障害および注意欠如多動性障害が多く、半数で複数の障害が疑われた。「気になる子」、「気になる内容」は教員によって評価がまちまちであり、疑われる発達障害、特に自閉症スペクトラム障害の障害特性に対して適切に評価されていない傾向にあった。人物画描画では、特定の項目で特徴的な所見が見られ他、人物画(男性・女性)が「描けない/描きたくない」ことも一つの特徴的な所見と考えられた。当初、発達障害児の人物描画検査の実施にあたっては、画用紙を自宅に郵送し保護者による指導のもとでの自宅での描画実施を計画していたが、保護者の介入による検査結果への影響を考慮し、描画条件を統一するために保護者と児童に個々に面接し口頭と書面で説明、同意を得てからその場で行うことにしたためやや遅れが生じた。また、学校でのアンケート調査は任意であるため、協力の得やすい時期を検討して春休みを含む3月中としたため回収の遅れが生じている。(1)平成28年2月25日に実施した人物画描画および、児童対象アンケート調査、担任対象のチェックシート、アンケート調査にかんするデータ分析を行う。気になる子の描画特徴および教員の評価との関連を行い、描画項目の選定を引き続き行う。(2)小学校の人物画描画実施(平成29年1月末もしくは2月初旬実施予定)を再度行い、その際に、必要に応じて昨年度実施した学習・行動等に関する調査を追加で行う。(3)発達外来に通院している小学校(普通級・支援級)に在籍している児童の人物画描画および行動・学習に関するアンケートを実施し、分析を行い(1)の結果との照合を行う。教育学1平成27年3月に実施した小学生の人物描画の評価を行う。また、5月にアンケートを回収、分析し、知的な遅れのない発達障害児が疑われる児童(気になる子)の行動、社会性の特徴と人物画描画との関連性について検討を行う平成27年3月に実施したアンケート用紙の回収を平成27年5月に予定している。回収率および結果分析内容により、項目の追加を含む追加調査を検討し、必要であれ年度内に再実施する。2発達障害児の描画データの収集、発達検査を行う。発達障害児の描画データ収集および発達検査は学休期間(夏・冬・春休み期間)に集中して実施を行うよう心掛ける。
チンパンジーiPS細胞を用いた神経発生の「ヒト化」責任遺伝子の機能的同定

申請者が開発したダイレクトニューロスフェア(dNS)形成法では、培養1週間でiPS細胞から神経幹細胞を分化誘導することができる。そこで、dNS形成1、3、5、7日目の遺伝子発現についてRNA-seqによるトランスクリプトーム解析を実施した。結果、各細胞は1iPS細胞とdNS(1日目)、2dNS(3、5、7日目)の2つに分岐し(1st shift)、次に3dNS(3日目)と4dNS(5、7日目)に分岐する(2nd shift)ことが判明した。また、iPS細胞とdNS(1日目)がグループ1、dNS(5日目)とdNS(7日目)がグループ3として比較的近い関係にあり、dNS(3日目)は中間状態(グループ2)に位置付けられた。そこで、1st shiftと2nd shiftにおける細胞運命について精査したところ、1st shiftでは多能性遺伝子の発現消失と神経発生遺伝子の発現開始が認められ、多能性から神経発生へのコミットメントが誘発されていることが示された。一方、各dNSを用いてニューロン分化誘導を行ったところ、dNS(3日目)まではニューロン分化が乏しいものの、dNS(5日目)以降は高効率のニューロン分化が観察され、2nd shiftではニューロン分化能が獲得されることが判明した。また、dNS形成過程で発現変化量の大きい遺伝子には、神経発生では報告例のないシグナル伝達関連遺伝子が含まれていた。これらの遺伝子はチンパンジーとヒトで発現パターンが異なり、なかでもJAK/STATおよびEGF経路に関わるある因子は、チンパンジーでは対称分裂期の神経上皮細胞で一過的に発現するのに対し、ヒトでは発現時期が延長されていることを特定した。この因子がヒト神経幹細胞の対称分裂を亢進し、大脳進化とグリオーマリスクに寄与していることが推測されることから、今後は機能解析やグリオーマでの発現解析を行う。申請者は神経分化誘導可能なチンパンジーiPS細胞を既に樹立していたが、クオリティの高い最適株を得るために雌雄3個体のチンパンジーの皮膚線維芽細胞からiPS細胞の再樹立を行った。得られたiPS細胞に対して未分化状態での各種性状解析(核型、遺伝子発現)や分化多能性の検証(胚様体形成、ニューロスフェア(NS)形成)を行い、最もクオリティの高いiPS細胞株を選定し、以降の実験に使用することとした。神経分化誘導実験としては、NS形成培養にて神経幹細胞への分化を行った。申請者が確立した手法ではiPS細胞から直接NSを形成させることができ、2週間ごとの継代によって持続的に維持することもできた(少なくとも8継代目まで維持可能)。本NS培養において1次NS(1週間目)、1次NS(2週間目)、2次NS、3次NSの遺伝子発現解析を行ったところ、NESTINは培養を通して一定の発現を示すのに対し、ZNF521やPAX6などの遺伝子は1次NS(1週間目)において最大の発現量を示し、以降は減少した一定の発現量を維持していた。一方、MUSASHI1の発現は3次NSに向けて培養経過とともに発現は上昇していた。さらに、NSにおける神経幹細胞遺伝子の発現動態の変化に伴い、成熟分化誘導条件で産生される分化細胞の種別も変化した。NS培養期間の延長に伴ってニューロン産生の効率が上がり、より成熟した形態を示した。反対に、CTIP2陽性の大脳皮質深層型ニューロンは、培養経過に伴い産生頻度が低下した。以上のことから、NS培養の経過に伴って神経幹細胞のポテンシャルが変化し、同時に産生されるニューロンが深層型から上層型に推移することが示唆された。特定遺伝子の機能解析としては、p57Kip2に注目し、shRNAによるノックダウンを行った。p57Kip2抑制NSは成長が早く、大きくなり、分化傾向を示すことが観察された。本研究課題の目的に最適なiPS細胞株の樹立と選別、神経分化誘導系の確立と動態解析、特定遺伝子の機能解析など、順当に研究計画を進めることが出来ている。平成28年度までの研究成果として、クオリティの高いチンパンジーiPS細胞株の選別とニューロスフェア(NS)形成培養による神経幹細胞およびニューロンへの分化誘導と維持を達成していた。そこで平成29年度には、iPS細胞から神経幹細胞へと至る分化過程に注目し、初期神経発生動態の分子基盤の解明を試みた。申請者が利用しているNS形成培養では、培養開始から1週間でiPS細胞から神経幹細胞へと分化する。そこで、その過程における神経発生関連の遺伝子発現変化を継時的(Day 0, 1, 3, 5, 7)に解析したところ、iPS細胞(Day 0)から後期前方エピブラスト(Day 1)、神経版神経上皮細胞(Day 3)、神経管神経上皮(Day 5)、脳胞ラジアルグリア(Day 7)へと段階的に分化していくことが示唆された。さらに、各NSにおけるニューロン分化能についても解析したところ、Day 1 NSではまだ神経系譜へと完全にコミットメントしておらず中胚葉系の細胞の分化が認められるのに対し、Day 3、5では神経系譜へと完全にコミットメントしているもののニューロン分化能は限定的で、Day 7においてニューロン分化能が獲得されることが明らかとなり、遺伝子発現と分化能獲得の変遷の一致が示された。上記の初期神経発生動態についてより詳細に解析するために、共同研究を介してトランスクリプトームやエピゲノムの解析に着手している。