hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒューマノイド系列による行為観察と対人反復に基づく身体・道具環境・行動様式の獲得

本年度は,一人称視点に加えた力情報空間の獲得研究機構を展開し,ヒューマノイド系列のそれぞれにおける身体・道具環境・行動様式を対象に,一人称・二人称・三人称の行為観察と評価自体の獲得を伴う対人反復を含む獲得機構を備えた研究全体の関係を見渡し,統一的な基盤機構を構築し,以下の検証評価項目を掲げて,全体研究の総括を行った.1.身体・道具環境・行動様式の各モデルを人が与える従来型システム構成を備えた各ヒューマノイド系列,人とロボットとの関係,ロボットと環境との関係,ロボットとロボットとの関係などの観点から行為観察と対人反復の獲得がどのようになされるかの整理を行った.2.身体像・身体操作モデル獲得,物体・道具・環境モデル獲得,操作行動・行動様式獲得の各獲得において,獲得の内容と方式に関する全体を整理し,統一的な獲得方式として一般化可能な機構についての体系を明らかにすることを行った.3.自己の身体像を獲得可能なヒューマノイドが,道具を扱う行動の獲得,環境の状況と人に対するふるまい方を獲得する総合的な獲得知能を備えたヒューマノイドをとりあげ,身体・道具環境・行動様式が変わっても適切に順応対応してゆくようにする仕組みの構成と評価を行った.4.既存のシステムを備えたヒューマノイド系列により可能となっていた多様な行動が新しい獲得型システムにおいてどのように統一的に可能となるか,既存のシステムではできなかったどのような行動がどのような環境でどのようになされるのかを示すことを行った.5.身体・道具環境・行動様式の獲得の機構がどのような統一性をもち,そのために何が必要となり,どのように獲得が可能となったを明らかとし,本研究ができたことにより次に可能となる新たな研究の方向性と分野がどのようになるか,その上での課題と解決の見通しに対する考察をまとめ本研究全体の総括を行った.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は,1.身体モデル獲得のための体内SLAM基礎技術,2.作用推定に基づく物体・道具・環境モデル獲得・行動範囲拡張応用,3.行動様式獲得のための実行・観察基盤システムの構築,の三つの項目に取り組んだ.1.身体モデル獲得のための体内SLAM基礎技術では,ロボット身体や身体割り込み注意基盤の構築に取り組んだ.身体構造・運動観測では,腱駆動ロボットのバランス制御のための高速制御システムを構築し,身体制御のサンプリングレートを10Hzから100Hzまで高速化を行った.自己身体マッピングでは,部位ごとの非線形体内SLAMについての理論を構築した.2.作用推定に基づく物体・道具・環境モデル獲得・行動範囲拡張応用では,道具操作制御獲得において,可動構造を持つ道具操作にむけて,クランクのような拘束つき構造について,身体構造の異なる軸駆動,腱駆動ロボットそれぞれでの自転車ペダルこぎ基本動作を実現することができた.3.行動様式獲得のための実行・観察基盤システムの構築では,対人割り込み注意基盤や観察用デバイスの構築に取り組んだ.装着型センサによる行動観察では,一人称行動観察のための新しい装着型デバイスの構築を行った.観測による行動プラン生成では,人間からの道具の受け渡しを題材とした手渡し動作における把持部位教示プランニングに取り組んだ.対人割込注意基盤では,人間との自然なやりとりを行うためのロボットの発話やジェスチャ行動について取り組んだ.また昨年度はこれらの成果と,全体の研究目的に対する5年間を通しての全体の流れを踏まえ,ロボット改造費の前借をしたが,これまでのロボットとの互換性と年度内までに確実に納入できない状況であったため,本年度以降に準備する予定の計算機環境等を調達し,本年度以降に改造依頼をするか自前のシステムで研究を進めるかを判断してゆく.H27年度は,初年度となるH26年度の取り組みに基づいて,1.身体モデル獲得のための体内SLAM基礎技術,2.作用推定に基づく物体・道具・環境モデル獲得・行動範囲拡張応用3.行動様式獲得のための実行・観察基盤システムの構築,の三項目での展開を行った.1.身体モデル獲得では,非線形体内SLAMを頸部・四肢の関節ごとに関節と筋空間の相互関係を獲得し,立脚時バランス,環境利用踏出動作等を行い,筋張力・関節トルク関係の獲得も同様に行うモデルとした.張力制御のため電流制御駆動ユニットを開発し,全身の安定な筋張力制御を行い,頸部における筋張力関節トルク関係から頸部関節剛性を変化させる運動制御が可能となった.身体割込みとして,壁・地面に手をついて移動する行動の生成を実時間で行うことで外界への柔軟な身体構造と接触検知手法の構築を行った.2.物体・道具・環境モデル獲得・行動範囲拡張応用では,等身大ヒューマノイドHRP2により三輪車運転として,脚ペダル漕ぎ操作,双腕ハンドル操作,座り直し全身操作を実現した.ペダル・ハンドル・車体構造を腕・脚・体幹の行動拡張ととらえ,移動行動拡張において視覚に基づく環境情報から求められた行動可能範囲の計算に拡張身体像を得る方式として被操作対象の認識に基づく一般化可能な獲得法として他の搭乗機器へ展開する基礎を作った.

3.行動様式獲得では,物の手渡し方の基軸となる軸アフォーダンスを導入し相手が持てるように手渡しするための行動生成系を実現した.包丁などの道具に対してその利用状況の観察からその物を使う形態を考慮できる方法へ発展させ,危険個所を避ける手渡し方などは手渡し方を対人割込み注意,接触などと統合して教示できる仕組みと,把持物を考慮した動作生成系と連動させる行動獲得系とする.装着型観察系では視覚と手先足先情報との統合法の可能性評価を行った.今年度は,基本となる実験システムと研究内容を多くの研究協力者の学位論文の中で進めることができ,まとまった成果を示すことができた年となった.1.身体像獲得:大久保壮一修士論文「筋骨格写像を学習する全身力制御型腱駆動ューマノイドの実現に関する研究」,浅野悠紀博士論文「人体模倣筋骨格ヒューマノイドにおける脚構造の構成法と動作実現」,上月豊隆博士論文「筋骨格ヒューマノイドの関節駆動構造における機能統合構成法に関する研究」,川村将矢卒業論文「腱駆動ヒューマノイドにおける剛性制御による環境接触適応行動の実現に関する研究」2.道具利用身体拡張:木村航平修士論文「ヒューマノイドにおける接触可変反応を含んだ三輪車操作の制御戦略獲得に関する研究」,稲垣祐人修士論文「タスクイベント変化認識機能に基づくロボット行動獲得システムに関する研究」,植田亮平博士論文「認識計画実行機能の評価制御機構を備えた等身大ヒューマノイド統合システムの研究」H28年度は,本研究の柱となる1.身体モデル獲得のための体内SLAM基礎技術,2.作用推定に基づく物体・道具・環境モデル獲得・行動範囲拡張応用,3.行動様式獲得のための実行・観察基盤システムの構築,の三つの項目についてそれぞれ以下のような研究実績となった.1の身体モデル獲得では,腱駆動ヒューマノイド腱悟郎において,環境操作に必須な前腕・ハンド系の開発を進めた.ハンドは,環境保持とそれを利用した運動実現を目指し,身体負荷を支持可能な5指ハンドとし,自身の身体筋拮抗関係に基づき拮抗内力を緩和する拮抗抑制制御を提案し,肩甲骨,肩関節の適用による上腕の直上挙上によってぶら下がり動作を実現した.2の物体・道具・環境モデル獲得では,物体の物理特性の獲得に取り組み,物体操作中の力覚センサ情報を用い,物理特性が逐次的に推定されていく手法を提案した.また,深層学習を用いたばら積み物体認識を,ロボットの身体形態によらず実現する枠組みを提案した.環境モデルの獲得では,防水スーツを着せたことによる力センサオフセット補償や水中内浮力推定に基づく制御手法を提案し,ヒューマノイドの水中内歩行を実現した.また,環境の幾何情報や物体意味情報を内包するセマンティックマップにおいて,現在の環境情報とロボットの記憶情報とを深層学習によって照合し,物体位置が変わっていてもタスクを遂行可能な手法を提案した.3の行動様式獲得では,人の行動模倣獲得構造に着目し箒掃き動作の獲得に取り組んだ.ヒューマノイドに箒掃きを観察させ,箒掃き時の姿勢,力センサ値を複数回とり学習させることで,異なる長さの箒であっても箒掃きが可能となる枠組みを提案した.運動様式獲得では,ヒューマノイドのダイナミック動作に取り組み,手先末端速度を最速にする最適化計算を行い,自動的に振りかぶり動作が生成されるラケットスイングを実現した.研究室全体で共通のソフトウェア基盤を30年にわたり構築してきている土台の上に,予算の前倒しによる加速と,本研究での以下の新しい成果を積み上げ,複数系列の統合を行ってゆく準備が着々とできてきていると考えているからである.
自由エネルギー地形計算による蛋白質のフォールド予測とフォールディング過程の解析

蛋白質の天然状態は自由エネルギーの低い構造をとることから、蛋白質分子の主要な自由エネルギー地形を算出して自由エネルギーの低い複数の蛋白質の立体構造を選択することによって、そのフォールドを高精度に予測し、フォールディング過程の解析も合わせて行うことを目的とする。まず、本研究の計算対象として、水溶液中でランダムコイル状となるものとβ-ヘアピン状となるものの、10残基程度のペプチドを二種類選択し、自由エネルギー地形を描いたところ、CDやNMRの実験結果との良い整合性が得られた。さらに、力場パラメータによって自由エネルギー地形が大きく異なる問題を見い出し、その解決に努力を注いだ。例えば、水溶液中でランダムコイル状となるペプチドでは、AMBER parm96という力場を用いたシミュレーションの結果では、確かにランダムコイル構造がアンサンブル全体の90%以上を占める。一方、AMBER parm94という力場を用いると、α-ヘリックス構造ばかりとなってしまうことがわかった。どのような力場パラメータを使えば良いかを判断するため、自由エネルギーを量子化学計算によるエネルギー・ポテンシャルを用いて補正する手法を考案し実施し、CHARMm22力場も含めて、様々な力場による自由エネルギー地形を、ほぼ同様に補正されることを確認した。また、自由エネルギー地形をマルチカノニカル分子動力学法よりもさらに効率良く得るため、Tsallis統計におけるパラメータqを運動方程式の一変数として扱うことによって、分布関数を比較的容易に求められ、広いエネルギー空間をカバーできる新たなシミュレーション手法を考案し、真空中の5残基のペプチドという単純な系において成功した。本研究の申請者である中村および中島は、マルチカノニカル分子動力学法のアルゴリズムを開発し、水溶液中の2量体ほどの非常に短いペプチドの自由エネルギー地形を計算機シミュレーションによって既に得ていた。平成12年度には、1本のβ-ヘアピンとランダムコイルをそれぞれ水溶液中で形成することが確認されている10残基程度の長さの2本のペプチド鎖を蛋白質のモデルとして選択し、リアルな水分子を溶媒分子として、Cell Multipole Method(CMM)法によって静電力をカットオフしない手法で計算を行った。長時間の構造サンプリング後、得られたマルチカノニカル・アンサンプルから常温でのカノニカル・アンサンプルを再構築した。その結果、(1)円偏光二色性実験でランダムコイル様のCDスペクトルが観測されたペプチドは、シミュレーションにおいては、90%以上の圧倒的に多い存在確率をもつものは、分子内水素結合がない不規則性構造ばかりであった。(2)β-ヘアピンが実験で観測されるペプチドに対しては、59%程度が分子内水素結合のない不規則構造であったが、約35%ほどの存在確率で、β-ヘアピン様の構造が観測された。(3)以上のように、ほぼ同じ長さのアミノ酸配列でも、配列の違いによってその二次構造傾向性に大きな違いがでることがわかった。本研究の申請者である中村および中島は、マルチカノニカル分子動力学法のアルゴリズムを開発して種々のペプチドに対する自由エネルギー地形を得ていた。本年度は、特に、力場パラメータによって自由エネルギー地形が大きく異なる問題を見い出し、その解決に努力を注いだ。例えば、水溶液中でランダムコイル状となる10残基程度のペプチドでは、AMBER parm96という力場を用いたシミュレーションの結果では、確かにランダムコイル構造がアンサンブル全体の90%以上を占める。

どのような力場パラメータを使えば良いかを判断するため、自由エネルギーを量子化学計算によるエネルギー・ポテンシャルを用いて補正する手法を考案し実施し、CHARMm22力場も含めて、様々な力場による自由エネルギー地形を、ほぼ同様に補正されることを確認した。また、自由エネルギー地形をマルチカノニカル分子動力学法よりもさらに効率良く得るため、Tsallis統計におけるパラメータqを一つの変数として加え、広いエネルギー空間をカバーできる新たなシミュレーション手法を考案し、真空中の5残基のペプチドという単純な系において成功した。
日本近世の定期市と在方の商人集団に関する研究

現在の長野県北部には江戸時代多くの小都市がみられ、市場が開かれていた。この科研では、1市場における具体的な商品売買のあり方と江戸時代を通じたその変化、2農村に数多く存在した商人の具体的な活動形態と彼らによって形成されていた集団の内部構造、3彼らと市場との関係及び彼ら相互の関係、4山間地帯から薪をもたらす人々や沿岸部(現在の新潟県)から塩や肴をもたらす人々の具体的な姿、以上について歴史資料情報の収集を行い、解明することができた。あわせて資料にみられる「市場衰微」という語が従来言われたように定期市の常設店舗化ではなく、市場外部における商人どうしの取引であることを確定することができた。歴史資料の所在調査と収集については、在方市を中核とする近世の小布施村における社会構造の様相について、小布施町文書館において調査・研究を行った。特に平松快典氏所蔵文書及び関谷文彦氏所蔵文書について、歴史資料の現状記録調査、目録作成、写真撮影による資料データ収集を行った。後者は今回の調査であらたに見出したものであり、多湿環境のもとで保存状況が憂慮されたため、中性紙封筒への入れ替えを行うなど保存措置を講じた。小布施に出入りしたさまざまな品種の商人集団にかんする歴史資料情報の所在調査にかんして、薪売集団については、高山村役場に『高山村誌』編さん時のデータが残されていることが判明した。香具師集団については、中野市歴史民俗資料館に照会した結果、長野県立歴史館及び東京国文学研究資料館に所蔵されていることが初めて確認できた。肴売集団については、特定の所蔵館の所在は確認できなかったが、『上越市史』を購入し検討することで、上越市域に当該歴史資料が残されていることがあらためて判明した。また、18世紀から19世紀にかけての小布施市における売買構造の変容について研究を進めた。とくに18世紀前半期、小布施市においてそれまで商人集団の世話をすることを主な目的としていた商人宿が、市日に路上に仮設された様々な商品の売場を店舗内に取り込む動きがあらゆる商品についてみられ、みずから売買に直接関与していく様相があきらかになった。その成果は平成27年度中に論文として公表されることが決定している。既に作成した歴史資料目録のデジタル入力については、年度内に一部進めることができた。既収集歴史資料の翻字作業については、小布施町小山洋史家文書、同平松快典家文書、同久保田英雄家文書、同市村卓美家文書について、商品の生産及び流通を示す資料情報の翻字を進めることができた。本年度の重要な実績の1つは、雑誌論文1を公表し、18世紀前半期を通じた小布施市における商人宿の勢力の伸長及びそれに影響を受けた路上から商人宿の店舗内部への売場の移動の具体的な姿について、確定することができたことである。在方市におけるこうした変化は一見局所的なものではあるが、周辺の農山村や遠方の都市、漁村も含めた広域レベルでの社会変容の実相を探るうえで決定的な意味を持つし、1719世紀といった近世全体を通じた変化をみるためにも不可欠な視点であって、公表の意味は大きい。上記の立場に基づき、今年度はかねてからの課題であった、小布施市に商品ももたらす側の地域における歴史資料の調査・収集を進めることができた。とくに上越市公文書センター及び新潟県立文書館において、小布施を含む北信地方に塩と肴をもたらした高田城下町の問屋商人、越後の浜方における漁民、及び上信国境を越えて移動する運輸業者らの実相を伝えてくれる資料が豊富に残されていることを見出し、これを収集した。あわせてそのための関連書籍(当該地域の自治体史)も多く購入した。いっぽう、小布施に薪をもたらした山間村の様相を探るため、長野県上高井郡高山村役場を訪問し、村民と山とのかかわりを示す近世史料が大量に残されていることを確認し、これらを多く収集した。このように、ひとつの小さな在方市に流入するそれぞれの商品に関して、生産地まで含めた資料調査を行うことは学術上重要な意義を持つ。小布施周辺の香具師集団については幕末期に作成された名簿が残されており、1400人を超える彼らの人名、居所、肩書などについてデジタル入力を行うことができた。小布施町文書館における歴史資料調査・収集も引き続き行ったが、本年度はそれとあわせてこれまでの歴史資料目録のデジタル入力を昨年度よりも重点的に進めることができた。平成26年度(研究計画の初年度)に行うことが計画されていたが、果たせず積み残しになっていた資料調査(香具師集団の調査及び高山村における調査)について、27年度はほぼ達成することができた。あわせて当初から本年度に行うことが計画されていた上越市公文書センター及び新潟県立文書館での調査についても、予定どおり行うことができた。上越市と新潟県において見出した資料は、高田城下町あるいは越後の浜方から小布施を含む北信地方に流入する塩と肴の移動ルートが当初予想していたよりも複雑(複線的)であり、それらのルート間においてさまざまな矛盾・相克が絶えず発生してことが明らかとなった。このことは、小布施などの北信地方における市場に到来する商人の性格や、北信地方の商人と越後の商人との関係について考察するうえできわめて重要な示唆を与えるものである。小布施市をとりまく世界は、当初計画書を作成する段階で予想していたよりも豊かであることを示すものだということができる。この点を見出すことができた点で、本年度の成果は当初の計画以上に進展しているということができる。

本年度の重要な成果は、昨年度までの重点的な検討対象であった小布施村の定期市とは別に、小布施村に近接する中野村(幕領中野代官所の陣屋元村)における定期市の形態とそれをとりまく商人集団の動向について検討を加えることができたことである。中野村の定期市自体の様相を詳細に明らかにする歴史資料の残存量は、必ずしも多いとはいえない。しかし、昨年度までに小布施村の定期市の構造とそこに出入りする商人集団の動向を可能な限り解明できたことによって、中野村の定期市について残された史料の検討を本格的に進めることが可能となった。かかる前提に基づき、本年度は中野村をとりまく商人集団の動向を記した文久3年(1863)「中野組商人名前帳」の解読を進め、1彼らが実質上町場化を遂げている中野村の内部と周辺の40以上の農村にわたって1400人以上の集団を形成していたこと、2その集団が中野の有力商人を中心に彼らが複雑な階梯構造を持っていたこと、3実際の業態は古着屋、荒物屋、菓子屋などさまざまな品目を取り扱う商業であったことを明らかにした。あわせて4彼らの存在意義は中野村において定期市が開催されていることと密接な関連を持つこと、5町方の市場と周辺数十か村の商人集団という組み合わせは小布施、善光寺、須坂、飯山など信濃国北部に散在する小都市ごとにみられたと考えられること、以上について明らかにした。そのうえで、近世後期の歴史資料に頻出する「市場衰微」という言葉が、従来言われたように定期市の常設店舗化を意味するのではなく、定期市が常設店舗化してもそこは「市場」と呼ばれること、「市場」外のエリアで市場を介在しない売買が行われることを「衰微」と称することについても明らかにすることができた。現在の長野県北部には江戸時代多くの小都市がみられ、市場が開かれていた。この科研では、1市場における具体的な商品売買のあり方と江戸時代を通じたその変化、2農村に数多く存在した商人の具体的な活動形態と彼らによって形成されていた集団の内部構造、3彼らと市場との関係及び彼ら相互の関係、4山間地帯から薪をもたらす人々や沿岸部(現在の新潟県)から塩や肴をもたらす人々の具体的な姿、以上について歴史資料情報の収集を行い、解明することができた。あわせて資料にみられる「市場衰微」という語が従来言われたように定期市の常設店舗化ではなく、市場外部における商人どうしの取引であることを確定することができた。研究計画に詳細に分け入ってみた場合、進展度合に差はみられるが、小布施市をとりまく商人集団の所在調査については、電話、電子メールなどでの照会により所在状況の概要把握を済ませたところがあり、歴史資料の実見自体については平成27年度に持ち越されている。ただし、小布施町文書館への出張を中心としたそれ以外の研究計画についてはすべて計画どおり進めることができた。特に歴史資料の内容分析については、在地社会を自由に移動してまわる多様な商人集団と、それを招くことによって利益を得る小布施市の商人宿とが交錯することによって市場社会が成熟を遂げていく見通しを明確化できるという、当初予想していなかった成果を得ることができた。平成28年度は本計画の最終年度である。平成27年度までに収集した、肴商人、塩商人、山間村の人びと、香具師集団などについての歴史資料の翻字作業を一層すすめることを重要課題とする。あわせてこれらを素材とした研究を進展させ、論文の執筆に取り組む。
アンジオテンシン受容体制御による虚血性神経細胞死抑制のメカニズムに関する研究

成熟雄性Sprague-Dawleyラットに7日間candesartan(0.1, 0.5, 1, 10 mg/kg/day)またはvehicleを経口投与し,前述のSmith法により全脳虚血(5分間, 31-35 mmHg)を行った.虚血後もcandesartanまたはvehicleの投与継続し,虚血後5日に経心的に潅流固定し,海馬CA1領域の生存神経細胞を評価した.Vehicle群では殆どの神経細胞が細胞質の変形や好酸性変化,核の濃縮像を起こして死滅し,生存する細胞はわずかに5%以下であったが, candesartan 0.5-1mg/kg/day投与群では生存細胞数は30%と増加した.Hydroethidine法による全脳虚血1時間後のsuperoxide産生評価(confocal microscopeを用いた蛍光染色法)を行った.Vehicle投与群では海馬CA1錐体細胞の細胞質にsuperoxideの著しい産生がみられたのに対し,ARB投与群では産生が抑制されていた.Ethidiumシグナルを定量すると有意差が検出された(P>0.05).成熟雄性Sprague-Dawleyラットに7日間candesartan(0.1, 0.5, 1, 10 mg/kg/day)またはvehicleを経口投与し,前述のSmith法により全脳虚血(5分間, 31-35 mmHg)を行った.虚血後もcandesartanまたはvehicleの投与継続し,虚血後5日に経心的に潅流固定し,海馬CA1領域の生存神経細胞を評価した.Vehicle群では殆どの神経細胞が細胞質の変形や好酸性変化,核の濃縮像を起こして死滅し,生存する細胞はわずかに5%以下であったが, candesartan 0.5-1mg/kg/day投与群では生存細胞数は30%と増加した.Hydroethidine法による全脳虚血1時間後のsuperoxide産生評価(confocal microscopeを用いた蛍光染色法)を行った.Vehicle投与群では海馬CA1錐体細胞の細胞質にsuperoxideの著しい産生がみられたのに対し,ARB投与群では産生が抑制されていた.Ethidiumシグナルを定量すると有意差が検出された(P>0.05).成熟雄性Sprague-Dawleyラットに7日間candesartan(0.1,0.5,1,10mg/kg/day)またはvehicleを経口投与し,前述のSmith法により全脳虚血(5分間,31-35mmHg)を行った.虚血後もcandesartanまたはvehicleの投与継続し,虚血後5日に経心的に潅流固定し,海馬CA1領域の生存神経細胞を評価した.Vehicle群では殆どの神経細胞が細胞質の変形や好酸性変化,核の濃縮像を起こして死滅し,生存する細胞はわずかに5%以下であったが,candesartan 0.5-1mg/kg/day投与群では生存細胞数は30%と増加した.Hydroethidine法による全脳虚血1時間後のsuperoxide産生評価(confocal microscopeを用いた蛍光染色法)を行った.Vehicle投与群では海馬CA1錐体細胞の細胞質にsuperoxideの著しい産生がみられたのに対し,ARB投与群では産生が抑制されていた.Ethidiumシグナルを定量すると有意差が検出された(P>0.05).神経細胞上のARBを阻害することにより虚血後のsuperoxide産生が減少し,それによって虚血性神経障害が軽減される可能性が示唆された.現在、これらの細胞がアポトーシスを起こしているのかどうかを分子生物学的に検討中である.成熟雄性Sprague-Dawleyラットに7日間candesartan(0.1,0.5,1,10mg/kg/day)またはvehicleを経口投与し,前述のSmith法により全脳虚血(5分間,31-35mmHg)を行った.虚血後もcandesartanまたはvehicleの投与継続し,虚血後5日に経心的に潅流固定し,海馬CA1領域の生存神経細胞を評価した.Vehicle群では殆どの神経細胞が細胞質の変形や好酸性変化,核の濃縮像を起こして死滅し,生存する細胞はわずかに5%以下であったが,candesartan 0.5-1mg/kg/day投与群では生存細胞数は30%と増加した.Hydroethidine法による全脳虚血1時間後のsuperoxide産生評価(confocal microscopeを用いた蛍光染色法)を行った.Vehicle投与群では海馬CA1錐体細胞の細胞質にsuperoxideの著しい産生がみられたのに対し,ARB投与群では産生か抑制されていた.Ethidiumシグナルを定量すると有意差が検出された(P>0.05).
Emulating a Large-Scale Quantum Internet

量子インターネットの開発と実現のため、最重要となる基幹技術が異なったネットワーク同士の接続方法を開発し、シミュレーションによって挙動を確認した。必要となる全ての関連技術をデザインし、再帰的経路セットアップアルゴリズム及び分散量子状態のソフトウェアによる管理手法を開発した。量子インターネット全体のシミュレータは現在開発中となる。また、「量子スニーカーネット」の概念を開発し、シミュレーションを行った。これにより例えばコンテナ船で量子ビットを移送し海を越える量子もつれが作成可能である。さらに、混合状態を用いた量子ネットワークコーディングを開発し、シミュレーションにより使用可能な状況を確認した。1。量子ネットワーキングの本を出版した。内容は存在の研究のレビューだけではなく、新しい結果、量子リピーターの分析方法を開発して執筆した。梯形のタイミング図を利用して、複数のリピーターの提案を評価した。分散型の密度行列管理の概念を開発した。さらに、量子ネットワークのアプリケーションのニーズを評価した。複数のキュービットは別の場所に保存していると、量子状態の密度行列を分散管理は必要がある。これについて、四つのルールを開発した:アリスとボブは、(1)作ったキュービットの状態について合意しなければならない。(2)作った時間を共有しなければならない。(3)一貫性を保証するために、量子状態の時間発展(特に、メモリーのデコヘレンスとオペラーターのフィデリティ)について十分な精度で共有しなければならない。(4)量子もつれペア(Bell pair)へのオペラーションを実行する場合、同じ量子もつれをシミューレートしていなければならず、シミュレーション中の同じタイミングで実行しなければならない。この四つのルールをまもれば、分散管理プロトコルは正しく動く。4種類のリアルタイム管理方法を開発した:(A)すべての装置で守るべき最低限の品質を決めておく手法(B)一つのノードは全てのノードのオペレーションを決める集中型管理手法(C)個別のノードで計算と決定を行う分散型手法(D)分散で量子トモグラフィーを利用して、動的に状況をモニターする手法。(D)のみが実用的に動作すると考えている。2。「クアンタムスニーカーネット」とのあたらしい概念を開発し、評価した。論文は投稿中。コンテナ船を利用して、もつれ状況である量子ビットを運んでいく。海底ケーブルの量子リピーターは可能になる前に、大陸間に量子ネットワークをできるようになる一つの方法である。ネットワーク間の通信概念を開発するのは、議論は意外と深かった。命令を交換するか、現在の状況を述べるか、または共同で状況を確認するか、との候補があった。共同トモグラフィーすると決定した。今年度にそのほうに実装する。27年度が最終年度であるため、記入しない。量子ネットワークシミュレーターの実装をする。基本の量子ビットの演算、リピーター装置の設定、通信プロトコル、ネットワークのトポロジーなどのソフトウエアを開発する。平成26年度はソフトウエア開発などにかかる人件費があまりかからなかったため27年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度に行うソフトウエア開発にかかる人件費にしようする予定である。
石炭スラリーの調製・輸送技術の開発

本研究の実績は次の三項目[(1)石炭スラリーの調製技術、(2)石炭スラリーの輸送技術、(3)石炭スラリー中の添加剤挙動とスラリー化機能]に分けられるので、以下において各項目別に概要を述べる。(1)石炭スラリーの調整技術石炭スラリーの調整技術は粉砕による最適粉度分布の調整、添加剤の開発によるスラリーの低粘度化と安定化などにより、高濃度の石油代替燃料を製造することにある。本研究においても粘度分布の調整に関する議論をBattacharya教授が微細粒子中に懸濁された粗粒子の挙動と関連させて議論し、スラリーの調整と輸送に関して有益な結果を得た。薄井は粒子分散系のチキソトロピーモデルを新たに提案し、石炭スラリーの調整時におけるスラリーの物性評価を簡便なレオロジー測定のみで行うことが出来る事を示した。提案された方法によりスラリーの時間依存流動性のみならずスラリーの安定性まで評価できる事が明らかにされた。Boger教授は鉱物質の微小粒子懸濁スラリー系におけるレオロジーを詳細に検討し、安定性に大きく寄与する降伏値と調整条件(pH、添加剤濃度等)の分散系レオロジーに及ぼす影響を明らかにした。以上の様な石炭スラリーの調整技術における諸問題を解決するために、各研究者が連絡を取り合い研究を進めてきたが、石炭スラリー製造技術に関する有益な結果を得ると共に、両国のスラリー関連の研究者の相互理解をはかることが出来た。(2)石炭スラリーの輸送技術石炭スラリーの輸送技術中、特に問題となるのは輸送中の石炭の沈降によるトラブルである。石炭粒子の沈降は適当な安定化剤を添加する事によって防止する事が検討されており、商業プラントでも各種の安定化剤が使用されている。薄井らは微生物由来の天然多糖類中、特殊な分子構造を持ったものが石炭・水スラリーの沈降防止用安定化剤として優れている事を発見し、その安定化機構を検討した。又、石炭粒子の沈降は粒子間結合の破壊によって引き起こされると考えられるが、タンカー船倉内又は貯蔵タンク内の流れによる剪断破壊の効果を定量的に評価することが重要である。Tiuは剪断場の下での濃厚シリカサスペンジョンの沈降を検討した。Chambersらはフライアッシュの水スラリーをパイプライン輸送する事によって火力発電所の石炭灰の処理を行う事を検討しており、また中倉との共同研究によってフライアッシュの捕集に関する研究も行っている。Battacharyaは石炭-液体二酸化炭素スラリーの調整と輸送に関する研究を行い、石炭輸送プロセスに対する新しい提案を行った。以上の様に石炭スラリーの輸送に関して、多面的な検討を行い、各種石炭スラリーの輸送に関する新しい技術提案を行った。(3)石炭スラリー中の添加剤挙動とスラリー化性能石炭スラリーは、その燃料としての効率上、石炭粉末を65-70%含み,これを媒体である水中に効果的に分散させなければならない。この為、強力な固体分散能をもつ界面活性剤の添加が必須となる。このような添加剤としては、ポリスチレンスルホン酸塩のようなポリアニオン系の高分子電解質がよく用いられるが、水溶液中に微量に存在するポリアニオン化合物の分析法が確立していないため、添加剤の石炭スラリー中での吸着挙動はこれまでにほとんど検討されていなかった。前田、大木らは特殊なイオン選択性電極を用いることによりこの様なポリアニオン化合物を水溶液中で簡便迅速に測定する方法を開発した。このイオン選択性電極を用いて石炭スラリー水相中の添加剤濃度を測定し、添加剤のスラリー中での吸着挙動を明らかにした。Tiuらは、水溶性ポリマーや高分子電解質のレオロジーを研究しており、高分子鎮の会合状態が粘度等スラリーのレオロジーに大きく影響する事を明らかにした。以上のような石炭スラリー中の添加剤の挙動とスラリー化性の検討における諸問題を解決するために、各研究者が連絡を取り合い研究を進め、お互いの得意分野を効率的に活用し有意義な結果を得ることができた。(2)石炭スラリーの輸送技術

石炭スラリーの輸送技術中、特に問題となるのは輸送中の石炭の沈降によるトラブルである。石炭粒子の沈降は適当な安定化剤を添加する事によって防止する事が検討されており、商業プラントでも各種の安定化剤が使用されている。薄井らは微生物由来の天然多糖類中、特殊な分子構造を持ったものが石炭・水スラリーの沈降防止用安定化剤として優れている事を発見し、その安定化機構を検討した。又、石炭粒子の沈降は粒子間結合の破壊によって引き起こされると考えられるが、タンカー船倉内又は貯蔵タンク内の流れによる剪断破壊の効果を定量的に評価することが重要である。Tiuは剪断場の下での濃厚シリカサスペンジョンの沈降を検討した。Chambersらはフライアッシュの水スラリーをパイプライン輸送する事によって火力発電所の石炭灰の処理を行う事を検討しており、また中倉との共同研究によってフライアッシュの捕集に関する研究も行っている。Battacharyaは石炭-液体二酸化炭素スラリーの調整と輸送に関する研究を行い、石炭輸送プロセスに対する新しい提案を行った。以上の様に石炭スラリーの輸送に関して、多面的な検討を行い、各種石炭スラリーの輸送に関する新しい技術提案を行った。(3)石炭スラリー中の添加剤挙動とスラリー化性能石炭スラリーは、その燃料としての効率上、石炭粉末を65-70%含み,これを媒体である水中に効果的に分散させなければならない。この為、強力な固体分散能をもつ界面活性剤の添加が必須となる。このような添加剤としては、ポリスチレンスルホン酸塩のようなポリアニオン系の高分子電解質がよく用いられるが、水溶液中に微量に存在するポリアニオン化合物の分析法が確立していないため、添加剤の石炭スラリー中での吸着挙動はこれまでにほとんど検討されていなかった。前田、大木らは特殊なイオン選択性電極を用いることによりこの様なポリアニオン化合物を水溶液中で簡便迅速に測定する方法を開発した。このイオン選択性電極を用いて石炭スラリー水相中の添加剤濃度を測定し、添加剤のスラリー中での吸着挙動を明らかにした。Tiuらは、水溶性ポリマーや高分子電解質のレオロジーを研究しており、高分子鎮の会合状態が粘度等スラリーのレオロジーに大きく影響する事を明らかにした。以上のような石炭スラリー中の添加剤の挙動とスラリー化性の検討における諸問題を解決するために、各研究者が連絡を取り合い研究を進め、お互いの得意分野を効率的に活用し有意義な結果を得ることができた。各分担研究者の研究実績は以下の様に要約される。(1)薄井はある種のバイオ系天然多糖類がCWMの沈降防止に非常に有効であることを発見し、この種のCWM安定化剤を用いた安定化技術の開発と、安定性予測方法の開発を進めている。中倉はフライアッシュの濾過集塵装置に関してニューカッスル大学と共同研究を行い、本装置の設計指針を得た。(2)前田・大木はISE(ion-selective electrode)によりCWM中の液相中に残存する分散剤濃度を定量化する方法を開発した。本方法により各種添加剤の吸着量を測定し、CWMの分散性・安定性と吸着の関係を明らかにした。
環状ジヌクレオチドの生理活性探索・免疫機能発現機構の解明と新規免疫賦活剤の開発

ビス(3'-5')環状ジグアニル酸(c-di-GMP)および類似の構造をもつ環状ジヌクレオチドの生理活性探索を行い、c-di-GMPが乳がん転移抑制作用、実験的自己免疫性脳骨髄炎減弱作用などの重要な活性をもつことを発見した。また細胞質DNAに対する免疫応答として、これまで考えられていたcyclic-GMP-AMP (cGAMP)ではなく、天然では珍しい(2'-5')インターヌクレオチド結合をもつ2',3'-cGAMPがSTINGを活性化し、I型インターフェロン産生が誘導されることを明らかにした。これらは、今後の研究の発展と最終目的「有用な免疫賦活剤の創製」に向けて大いに役立つ成果である。本年度は主に以下の(1)(3)の成果を得た(いずれも論文発表済み)。(2)生体は、リステリア菌が感染すると免疫応答を引き起こし、この菌を排除するよう働くが、この生体反応のメカニズムを知る事は重要な課題である。今回、本メカニズム解明の一助と成る事柄として、リステリア菌が哺乳細胞に感染すると細胞外に放出されるDNAおよびRNAが、細胞内においてRIG-I,MDA5,STING等に認識され、インターフェロン産生を誘起し、このことが免疫応答誘起に重要であること見出した。(3)未解決で、重要な課題である"バクテリアが光を感知するメカニズム"について、研究代表者らは以前、バクテリアに光を照射すると、PapAタンパク質とPapBタンパク質が相互に作用し、セカンドメッセンジャーであるc-di-GMPを分解することを見出し、この事が上記メカニズムに何らかの関係がある事を示唆した。今回本メカニズム解明の更なる研究として、PixD-PapB融合タンパク質を創製し、その機能を調べた。その結果PapBのC末端側のタンパク質が光を感受し、PapAの活性を制御していることを発見した。12013年にChenらにより発見された「細胞質に侵入したDNAを認識して免疫応答を行う際にシグナル伝達を担い、STINGに結合する新規小分子核酸化合物」について、発見当初はc[G(3'-5')pA(3'-5')p]であると考えられていたこの化合物の構造は間違いであり、天然には珍しい2'-5'-インターヌクレオチド結合をもつc[G(2'-5')pA(3'-5')p]であることを明らかにした(発表文献(1))。さらに、c[G(2'-5')pA(3'-5')p]がヒト由来のSTINGタンパク質に結合することも明らかにした。この結果と、これまで報告した研究成果(Nature, 2011, 478, 515-519)を考え合わせ、これまで不明であったDNAによる免疫応答のメカニズム、すなわち、細胞内へ外来DNAが侵入すると、それがcGASタンパク質に認識され、同細胞でc[G(2'-5')pA(3'-5')p]が生合成され、このc[G(2'-5')pA(3'-5')p]がSTINGに結合することによりTBK1-IRF3経路を介して1型インターフェロンを誘導するというメカニズムを解明した(発表論文1)。この研究成果は、重要な成果として、全国紙日本経済新聞のほか中日新聞を始めとする多数の地方新聞に掲載され、また、ネット上でも広く紹介され、一般社会への発信ができた。2近年、大きな興味がもたれている細胞質におけるDNAの免疫応答に関して、これまで知られていたSTINGにより産生される1型インターフェロンが大きく関わることにより誘起される免疫応答とは異なり、インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ(IDO)が細胞質のDNAを認識することにより誘起される免疫抑制があることを明らかにした。さらにc-di-GMPなどの環状ジヌクレオチドによるSTINGの活性化において1型インターフェロンの誘導だけでなくTh1経路の抑制も起こっていることを明らかにした。これらのことにより、環状ジヌクレオチドが、DNA sensingにおいて重要な役割を果たしている可能性があることを示唆した(発表論文2)。昨年度に得た主な研究成果を以下に示す。1c-di-GMPのレセプターとして我々が本研究の一環として共同研究で発見したSTINGは、細胞質に流れ込んだDNAを検知し、自然免疫を活性化させてインターフェロンを誘導することをこれまでの研究で明らかにしていたが、昨年度は、STINGの新しい機能として実験的自己免疫性脳骨髄炎を減弱させる効果をもつことを明らかにした(J. Immunology, 2014, 192, 5571-5578)。実験的自己免疫性脳骨髄炎は多発性硬化症のモデルとして実験室で使用されている疾病モデルであり、これを減弱させるということはc-di-GMPによるSTINGへの活性化が多発性硬化症の治療法として使用できる可能性を示しただけでなく、様々な自己免疫性疾患に対する治療法として有望な成果であると言える。3このほかにも、近年細胞質DNAセンシングの核心物質である2',3'-cGAMPの合成法、さらにc-di-GMPの誘導体の合成法を独自に開発した。これによって、今後の環状ジヌクレオチドの医学的、薬学的、生物学的研究の発展がさらに進むものと期待されている。平成27年度に得た主な研究成果を以下に示す。1細菌感染に対する免疫応答において、造血幹細胞/前駆細胞(HSPCs)の活性化は重要な鍵となる。

これまでにHSPCsの活性化に病原体由来分子が関わっていることは知られていたが、詳細な機構は不明であった。我々は共同研究の成果として、細菌のセカンドメッセンジャーであるc-di-GMPがSTINGを介してHSPCやそのニッチの調節に関わることを示した(Cell Rep., 2015, 11, 71-84)。c-di-GMPはHSPCsの細胞周期開始や移動を促進する一方、長期造血幹細胞(LT-HSCs)の数や再増殖性を減少させる。これらの知見から、c-di-GMPが細菌感染時において必須のHSPCs調節因子であることが示された。2c-di-GMPは免疫療法における新しいアジュバントとしての効果が期待されているが、細胞膜を透過しにくいため、効率よく細胞質に到達させる技術が必要となる。我々は共同研究として開発したYSK05 lipidを含むリポソームにc-di-GMPを封入することで(c-di-GMP/YSK05-Lip)、NK細胞を効率よく活性化し、悪性メラノーマに対する抗腫瘍活性を得られることを示した(J. Control. Release, 2015, 216, 149-157)。c-di-GMP/YSK05-Lipのマウスへの投与により、I型インターフェロンの産生とNK細胞の活性化が誘導され、悪性メラノーマにおいても抗腫瘍活性が得られた。これは、c-di-GMPがNK細胞の活性化を介してMHC-I非依存的に悪性メラノーマに対する抗腫瘍活性を発揮することを示した初めての報告である。このことから、c-di-GMP/YSK05-Lipはがん免疫療法においてMHC-I依存的・非依存的に抗腫瘍活性を示すアジュバントとして期待される。ビス(3'-5')環状ジグアニル酸(c-di-GMP)および類似の構造をもつ環状ジヌクレオチドの生理活性探索を行い、c-di-GMPが乳がん転移抑制作用、実験的自己免疫性脳骨髄炎減弱作用などの重要な活性をもつことを発見した。また細胞質DNAに対する免疫応答として、これまで考えられていたcyclic-GMP-AMP (cGAMP)ではなく、天然では珍しい(2'-5')インターヌクレオチド結合をもつ2',3'-cGAMPがSTINGを活性化し、I型インターフェロン産生が誘導されることを明らかにした。これらは、今後の研究の発展と最終目的「有用な免疫賦活剤の創製」に向けて大いに役立つ成果である。主目的の一つであるc-di-GMPと、そのレセプターである、免疫誘起機能を持つタンパク質STINGとの複合体を単離し、その結合様式を分子レベルで解析する事は意外と難しく、実現に至っていない点を除けば、研究の進行状況は順調である。とくに新規環状ジヌクレオチドの発見と生理活性探索研究においては、所期に予想した以上の成果が得られている。なかでも米国カリフォルニア大学バークレー校R.E.Vanceとの共同研究による、哺乳動物によって生合成される2',3'-c-GAMPの発見は大きな発見である。その理由は、この新規環状ジヌクレオチドはこれまで発見された細菌によって生合成されるいくつかの環状ジヌクレオチドに比べて、哺乳動物中のSTINGと結合し易く、その結果免疫誘起機能も高いため、医薬品としてのポテンシャリティーが高いからである。その他、米国エール大学のR.R.Breakerとの共同研究でc-di-GMPがリボスイッチの働きを持つ事も発見し、環状ジヌクレオチドの今後の新しい研究課題の扉を開いた。27年度が最終年度であるため、記入しない。
46,XY性分化疾患新規遺伝子の同定

46,XYの核型を持つヒトでの、組織学的に精巣成分を認めず、卵巣成分(卵胞)が存在する現在まで報告のない症例に関する研究である。この症例では既知の主要な性分化疾患の責任遺伝子変異は次世代シークエンサーを用いた包括的変異解析から否定され、卵巣成分を持つことは組織免疫学的検討、精巣のマーカーであるSOX9が陰性、卵巣のマーカーであるFOXL2が陽性であることからも確認された。この児、および両親の3名のExome解析の結果を、マウス胎仔Sry発現のデータとともに解釈して原因遺伝子を特定する研究を平成28年度から行ってきた。すなわち、野生型マウス胎仔Sry発現のピークである胎齢10.511.5と共に、胎齢13.5のgonadal ridge (fetal gonad)に発現があること、卵巣発生がみられる上述したSryノックアウトマウスで発現が胎齢13.5において野生型オスと比べ50%以上に低下すること、あるいは野生型メスに比べて200%以上に増加することを指標とし、上記3名のExome解析でのヴァリエーションの中から、遺伝子3つを我々の症例での疾患候補遺伝子として抽出した。この3つの遺伝子については、現在まで、ヒト疾患、ノックアウトマウスでの報告はなく、性分化に関係した研究も行われていないため、ノックアウトマウスの作成を行った。このマウスモデルでは、いずれも性分化に関係する表現型が見られないことを確認し、その段階で(1)これらの3つの遺伝子は我々の46,XY DSD症例の原因遺伝子ではない、(2)マウスの原始性腺を利用する我々の手法は、ヒト疾患の解析に妥当な方法ではないと考えた。我々はヒト症例で46,XY核型を持ち卵巣成分をもつ性分化症例に遭遇した。この症例については既知の性分化疾患の原因遺伝子24種類の異常がないことを次世代シークエンサーでの解析で確認した。その後、この症例のエクソーム解析の結果を、マウス野生型46,XX, 46,XY個体、卵巣発生がみられるSryノックアウトマウス個体の胎生11-15週の性腺での網羅的発現解析と比較し、本症例での疾患責任遺伝子の候補を抽出した。すなわち、胎児期の性腺で発現があり、46,XY個体に比べ、46,XX個体、Sryノックアウト個体でその発現が1.5倍以上、あるいは0.7倍以下になっているもののうち、患児で多型サイトには登録されていない塩基バリエーションをもつ遺伝子を抽出した。今年度は抽出された遺伝子のなかで、患児で両アリル性にナンセンス変異を認めている遺伝子(A)について注目した。この遺伝子のノックアウトマウス、遺伝子・タンパク質レベルでの機能の報告はない。まず、はじめに患児で同定している変異候補を有するマウスの作製をゲノム編集により試みた。変異候補周辺配列のオリゴDNAとsgRNAとCas9をマウス受精卵に顕微注入し、偽妊娠マウスに胚移植した。生まれたマウス124頭中1頭で目的の塩基置換が確認された。また同時に変異候補周辺を欠損しているマウスも得ることができた。ホモに変異を持つマウスを掛け合わせにより得て、表現型解析を行った。マウス個体での外性器の観察では、46,XX, 46,XY共に、また、両アリル性の患児と同一の変異を持つマウス、両アリルの欠失マウスともに異常がなかった。申請の計画書で記載したもっとも可能性の高いと思われた遺伝子(A)の変異導入マウス、欠損マウス個体の作成まで進展した。当初のほぼ予定通りであり、現在、この遺伝子改変マウスの性腺での解析まで行えている。この組織レベルの解析の結果により、今後の研究の方向性が決定する。作出した遺伝子AおよびBの両アリル欠失マウス、両アリル変異マウスを成獣期において、肛門ー生殖間距離および精巣重量の測定を行った。両アリル欠失マウスおよび両アリル変異を持つマウスは、A、Bともに野生型との間に明瞭な差は見られなかった。遺伝子Bにおいては精巣、精巣上体のHE染色を行った。遺伝子B両アリル欠失マウスでは、野生型との差は認められず、性分化は正常に行われていた。一方、遺伝子B両アリル変異マウスにおいては、1頭で精巣において形成異常と思われる構造が認められた。1頭のみでは構造異常の原因が遺伝子B変異によるものか不明である。そのため、遺伝子B変異マウスにおいては今後10頭解析し、今回の構造異常が遺伝子Bの変異によるものかを検討していく。また遺伝子AおよびBの両アリル欠失マウス、両アリル変異マウスにおいて、胎生期の性腺での組織学的、免疫学的解析を行うために必要な頭数が得られた。今後これらのマウスを用いて、胎生期の性腺での解析を行っていく。なお、平成30年度に入り、発端者の家系のなかにもう一名の罹患者が存在していることが判明している。この1名を加え、罹患者2名、非罹患者6名のExome解析を計画している。詳細については後述の「研究の今後の推進方策」を参照いただきたい。研究計画書に記載した候補の二つの遺伝子についてマウスの表現型、組織レベルでの解析がほぼ予定通り行われている。平成30年度の最終年度については最終的な確認として、遺伝子AおよびBの両アリル欠失マウス、両アリル変異マウスにおいて、成獣での組織学的な検討を完了し、胎生期の性腺での組織学的、免疫学的解析を行う予定である。

46,XYの核型を持つヒトでの、組織学的に精巣成分を認めず、卵巣成分(卵胞)が存在する現在まで報告のない症例に関する研究である。この症例では既知の主要な性分化疾患の責任遺伝子変異は次世代シークエンサーを用いた包括的変異解析から否定され、卵巣成分を持つことは組織免疫学的検討、精巣のマーカーであるSOX9が陰性、卵巣のマーカーであるFOXL2が陽性であることからも確認された。この児、および両親の3名のExome解析の結果を、マウス胎仔Sry発現のデータとともに解釈して原因遺伝子を特定する研究を平成28年度から行ってきた。すなわち、野生型マウス胎仔Sry発現のピークである胎齢10.511.5と共に、胎齢13.5のgonadal ridge (fetal gonad)に発現があること、卵巣発生がみられる上述したSryノックアウトマウスで発現が胎齢13.5において野生型オスと比べ50%以上に低下すること、あるいは野生型メスに比べて200%以上に増加することを指標とし、上記3名のExome解析でのヴァリエーションの中から、遺伝子3つを我々の症例での疾患候補遺伝子として抽出した。この3つの遺伝子については、現在まで、ヒト疾患、ノックアウトマウスでの報告はなく、性分化に関係した研究も行われていないため、ノックアウトマウスの作成を行った。このマウスモデルでは、いずれも性分化に関係する表現型が見られないことを確認し、その段階で(1)これらの3つの遺伝子は我々の46,XY DSD症例の原因遺伝子ではない、(2)マウスの原始性腺を利用する我々の手法は、ヒト疾患の解析に妥当な方法ではないと考えた。申請の計画書で記載したもっとも可能性の高いと思われた遺伝子(A)の変異導入マウス、欠損マウス個体の性腺での解析まで行えている。この組織レベルの解析の結果により、今後の研究の方向性は大きく二つに分かれる。すなわち、この解析になんらかの異常があるようであれば、in vitroでのこのタンパク質の機能の解析を行う予定である。一方、この解析に異常がなければ、すでに申請書に記載しているもう一つの疾患責任候補遺伝子(B)のノックアウトマウス作成を行う予定である。遺伝子AおよびBの両アリル欠失マウス、両アリル変異マウスにおいて、成獣での組織学的な検討、胎生期の性腺での組織学的、免疫学的解析のすべてに異常が見つからなかった場合、当初の計画書には述べていない以下の家系を利用した解析を行う予定である。平成30年度に入り、発端者の家系のなかにもう一名の罹患者が存在していることが判明している。この1名を加え、罹患者2名、非罹患者6名のExome解析を予定している。これまでは、すでに研究計画書に説明したように、罹患者1名とその両親のトリオのExome解析を行い、その結果と野生型およびSryノックアウトマウスでの胎生期性腺の発現の雌雄差との比較から、候補遺伝子としてもっとも可能性の高いもの二つを選択してきた。ヒト家系で二人目の罹患者が出たことから、ヒトExome解析の結果のみからもより可能性が高いものの候補を検討できる可能性があり、家系の解析は倫理委員会が申請後に行いたい。2016年度購入したものの、年度末で手続きが遅れ、実質の請求が2017年度に回るものが多くあったためです。遺伝子解析、ライブラリー作成費用は20万以上を要したが、まさに年度をまたぐ研究であったことと、この金額に相当する残額がないことから平成30年度の予算を使用する予定とした、2017年度早々に使用させていただきます。ご理解くださいませ。