hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イネの雑種弱勢遺伝子を利用した有害遺伝子拡散の防止および新品種の育成に関する研究

赤米品種を一般栽培した場合に予想される赤米遺伝子の周辺水田への拡散を防止する方策について検討と実験を行った。1.赤酒としての醸造特性を満たす多数の赤米品種の中から、種々の栽培特性の調査結果から育種母本として有望な2品種を選んだ。2.赤米遺伝子が自然交雑により一般水田に侵入した場合に雑種が弱勢化する遺伝子の利用を考案した。Hwc-1,Hwc-2の2遺伝子を併せ持つ個体が弱勢を発現すること、日本品種の大部分がHwc-2を持つことを利用して、赤米品種にHwc-1を導入することを試みた。現在赤米品種「総社」に戻し交雑を続行中で、間もなく実用系統が完成する見込みである。3.コンピュ-タ-シミュレ-ションによって雑種弱勢遺伝子の有効性を検討したところ、花粉を通じた遺伝子汚染はかなり抑制できること、しかし種子や苗で混入した場合はイネのように自殖性の高い作物ではこの方法の効果が余り期待できないことがわかった。4.赤米花粉と通常品種の花粉の発芽能や競争力を評価する際、異品種の花粉識別をする必要がある。そのための一般的方法として、品種特異的な花粉ポリペプチドに対する抗体が利用できる。台中65号と赤米品種「総社」を用いて、品種特異的タンパク質の同定とその抗体作制を行った。5.雑草的性質の強い品種や赤米品種、およびそれらのF_2集団において、粒の着色と脱粒性・休眠性などの雑草的特性との関係を調べた。非雑草的赤米品種を作ることは容易であるが、赤米の遺伝子が、補足的に働くと考えられる脱粒性遺伝子の近くに連鎖しているので、赤米と通常品種の自然雑種ができると、その後代から雑草的な赤米が生じる危険性はあることが示唆された。1.赤米品種の特性調査、前年度に引きつづき、赤米として優良な形質をもつと思われる10赤米品種の農業特性を調査した。種々の検討の結果、現段階では、「総社」がもっとも優良な形質をもつ品種と判断された。2.「総社」に、補足弱勢遺伝子Hwcー1を導入する戻し交雑は始きつづき継続されている。3.奈良県における通常品種の他殖率を、モチ遺伝子をマーカ遺伝子として推定した。通常品種に不稔性などの欠陥がなく、また開花日が完全にオーバーラップする条件のもとでは、他殖率は0.51.0パーセント程度と推定された。4.弱勢遺伝子を利用した、遺伝子汚染の拡散防止の有効性をシミュレーション法によって検討した。弱勢の程度が極端に弱くない(弱勢個体が充分多量の種子を残すこと)限り、汚染が花粉によってだけ引き起こされるのであればこの拡散防止の方法は有効である。しかし汚染が種子を通じて引き起こされる場合にはあまり有効ではないことがわかった。5.赤米品種のもつ雑草性(種子による汚染拡散の危険性)を生態遺伝学的に調査した。奈良農試でピックアップされた赤米品種は、脱粒性、休眼性などに特徴づけられる雑草性は有していないことがわかった。しかし擬態による雑草性(通常品種と区別がつかず収穫され種子として通常品種を汚染し得る)の可能性は残されているので識別容易なマーカを付与しておくことが望ましいと考えられた。従来は一般栽培されなかった特殊なイネ品種が他用途米として水田に栽培される機会もふえてきた。これらの品種の多くは在来品種で、通常品種に種子あるいは花粉を通して遺伝子が移入した場合有害となり品質低下をもたらすことが心配されている。その対策を考えるために本研究班では、奈良県農試が実際に育種を始めた赤米をとり上げ、遺伝子汗染の機構とその防止策に関する研究を行った。

本年度は最終年であったので、各班員は実験の補充とデ-タのとりまとめを行った。結果の詳細は別にとりまとめた研究成果報書にのせたが、以下に概要を記す。(1)赤酒醸造用の赤米品種育成を目的として、交配母本の選定を行った。多数の赤米品種の農業特性および醸造特性を調査し、品種の評価をした。(2)自然交雑によって花粉を通して遺伝子汗染が起ることを防止するため、雑種が致死あるいは弱くなる雑種弱勢遺伝子を赤米に導入することを計画した。優良な特性を持つ赤米品種『総社』にペル-品種Jamaicaの持つ雑種弱勢遺伝子Hwcー1を房し交雑で導入し、中間母本系統を育成した。(3)品種間交雑の際の花粉間競争のメカニズムを研究するには異品種花粉の識別ができると有用である。その目的で品種特異的な花粉タンパク質に対する抗体の作製を試み成功した。(4)赤米という特性と脱離性・休眠性に代表される雑草性との遺伝的関係を調査した。その結果は赤米性を雑草性は遺伝的には独立であるが、赤米の遺伝子と脱塑性の遺伝子の連鎖が示唆された。(5)雑種弱勢遺伝子を利用して赤米遺伝子の通常品種への混入を防ぐという方法が、どの程度有効であるかをシミュレ-ションによって検討した。
トレードオフな環境負荷とコストの多目的評価による素材決定支援システムの開発

本年度は,多目的最適化手法の線形物理的計画法(Linear Physical Programming; LPP)を習得し,素材決定支援システムのプロトタイプ開発を行った.さらに,低環境負荷の素材選択のためには,素材リサイクルまでを考慮する必要があるため,環境性と経済性の多目的分解生産システム設計を行った.1多目的最適化手法の線形物理的計画法(LPP)の習得日本学術振興会若手研究者海外挑戦プログラムの支援により,LPP開発者のNortheastern Univ. Prof. Guptaに受入れて頂き,昨年度3月から3カ月間にわたり米国・ボストンで滞在研究を行った.LPPにより,目的関数間の重みづけを要することなく,多目的問題の満足解を得ることが可能になった.さらに,国内での同手法普及のために,LPPの紹介と多目的問題への適用例を日本語で著した.2線形物理的計画法(LPP)の素材選択への適用による環境負荷とコスト評価習得したLPPを素材決定支援法に適用し,素材決定支援システムのプロトタイプ開発を行った.これにより,各目的関数における嗜好を複数の範囲として入力するだけで,満足化した素材を製品設計者に提示することが可能になった.3D-CADモデルを製品例に用いた数値実験では,一部の素材変更で環境負荷とコストを同時に削減できるケースを発見した.3環境負荷とコストの多目的分解生産システム設計法の提案低環境負荷の素材選択のためには,素材リサイクルまで考慮する必要がある.そのため,環境負荷とコストの多目的分解生産システム設計を行った.はじめに,使用済み製品に対して,分解してリサイクルする部品と廃棄する部品を決定する分解部品選択における素材回収量の分析をした.次に,リユース部品やリサイクル素材の需要に応じた所要量を決定する受注分解生産システムの分解生産計画をモデル化した.本年度計画のLPPによる素材の環境負荷とコストの同時評価,素材決定支援システムのプロトタイプ開発に加え,多目的分解生産システムのモデル化を行うことができたため.製品設計で決定される素材が組立・分解生産システムに与える影響を明らかにするために,課題1組立と分解の環境負荷とコスト評価による素材決定支援法の提案と,課題2受注分解生産システムにおける素材種類を考慮した生産計画の立案を行う.課題1素材決定支援法のプロトタイプの実用化へ向け,システム利用マニュアルの作成と提案法の妥当性検証を行う.妥当性検証のために,製品設計の研究者にレビューをして頂き,改善点を洗い出し反映させる.課題2製品設計において低環境負荷の素材(リサイクル可能な素材や素材製造時のCO2排出量の低い素材)を選択しても,使用済み製品が分解されずに廃棄されてしまうと本来再生可能な天然資源の消費とCO2排出が生じてしまう.そのため,リユース部品やリサイクル素材の需要に応じた所要量を決定する受注分解生産システムにおいて,素材種類を考慮した生産計画の立案を行う.本年度は,多目的最適化手法の線形物理的計画法(Linear Physical Programming; LPP)を習得し,素材決定支援システムのプロトタイプ開発を行った.さらに,低環境負荷の素材選択のためには,素材リサイクルまでを考慮する必要があるため,環境性と経済性の多目的分解生産システム設計を行った.1多目的最適化手法の線形物理的計画法(LPP)の習得日本学術振興会若手研究者海外挑戦プログラムの支援により,LPP開発者のNortheastern Univ. Prof. Guptaに受入れて頂き,昨年度3月から3カ月間にわたり米国・ボストンで滞在研究を行った.LPPにより,目的関数間の重みづけを要することなく,多目的問題の満足解を得ることが可能になった.さらに,国内での同手法普及のために,LPPの紹介と多目的問題への適用例を日本語で著した.2線形物理的計画法(LPP)の素材選択への適用による環境負荷とコスト評価習得したLPPを素材決定支援法に適用し,素材決定支援システムのプロトタイプ開発を行った.これにより,各目的関数における嗜好を複数の範囲として入力するだけで,満足化した素材を製品設計者に提示することが可能になった.3D-CADモデルを製品例に用いた数値実験では,一部の素材変更で環境負荷とコストを同時に削減できるケースを発見した.3環境負荷とコストの多目的分解生産システム設計法の提案低環境負荷の素材選択のためには,素材リサイクルまで考慮する必要がある.そのため,環境負荷とコストの多目的分解生産システム設計を行った.はじめに,使用済み製品に対して,分解してリサイクルする部品と廃棄する部品を決定する分解部品選択における素材回収量の分析をした.次に,リユース部品やリサイクル素材の需要に応じた所要量を決定する受注分解生産システムの分解生産計画をモデル化した.本年度計画のLPPによる素材の環境負荷とコストの同時評価,素材決定支援システムのプロトタイプ開発に加え,多目的分解生産システムのモデル化を行うことができたため.製品設計で決定される素材が組立・分解生産システムに与える影響を明らかにするために,課題1組立と分解の環境負荷とコスト評価による素材決定支援法の提案と,課題2受注分解生産システムにおける素材種類を考慮した生産計画の立案を行う.課題1素材決定支援法のプロトタイプの実用化へ向け,システム利用マニュアルの作成と提案法の妥当性検証を行う.妥当性検証のために,製品設計の研究者にレビューをして頂き,改善点を洗い出し反映させる.課題2製品設計において低環境負荷の素材(リサイクル可能な素材や素材製造時のCO2排出量の低い素材)を選択しても,使用済み製品が分解されずに廃棄されてしまうと本来再生可能な天然資源の消費とCO2排出が生じてしまう.そのため,リユース部品やリサイクル素材の需要に応じた所要量を決定する受注分解生産システムにおいて,素材種類を考慮した生産計画の立案を行う.
フェミニズム国際法学の構築―女性差別撤廃条約選択議定書の研究―

20世紀最後の四半世紀に、われわれは、国連の主催する一連の国際会議を通じて、国際法秩序のあり方が、ジェンダーを機軸に大きく転換しつつあることを経験した。なかでも、女性差別撤廃条約と女性差別撤廃条約選択議定書は、ジェンダー視点から国際法学を再構築するためのトゥールを提供するものと評価することができる。本研究は、そうした認識の下に、ジェンダー視点を縦軸に、女性差別撤廃条約選択議定書を横軸にして、フェミニズム国際法学の構築を試みたものである。本研究は、研究分担者20名、研究協力者10名、合計30名の2001年度・2002年度の2年間にまたがる共同研究である。第1章では、国際法あるいは国際関係そのものが、フェミニズムの知的・実践的潮流によってどのような変革を迫られているかを明らかにした。第2章では、国際法の構造転換を象徴する存在としての女性差別撤廃条約選択議定書の成立過程、概要、将来の可能性を検討した。第3章では、他の国連人権条約機関や地域的な人権機関の実践の中で、女性の人権視点がどの程度導入されているかを明らかにした。第4章では、世界の各地域の法的現実における、ジェンダー視点を探った。第5章では、女性差別撤廃条約選択議定書の導入にむけて、フェミニズム国際法学の視点から日本の姿勢を分析し、展望を明らかにした。1.20世紀の最後の四半世紀に、われわれは、国連の主催する一連の国際会議を通じて、国際法秩序のあり方が、ジェンダーを機軸に大きく転換しつつあることを経験した。中でも、女性差別撤廃条約選択議定書は国際法の構造転換を象徴するものと評価することができる。本研究では、そうした認識の下に、女性差射撤廃条約選択議定書に焦点をあてつつ、フェミニズム国際法学の構築に迫りたい。2.本研究では、分担者18名、協力者10名、合計28名が、第1章:目際法学におけるジェンダーの主流化、第2章:フェミニズム国際法学の中心-女性差別撤廃条約選択議定書、第3章:関連国際人権条約機関の事例研究、第4章:各国の比較研究、第5章:国際人権条約個人通報制度への日本の姿勢の各章に分かれて研究を進めている。3.2001年度は、5月13日、7月21日、12月22日の3回、合同研究会を開催し、「フェミニズム国際法学の意義」「国際人権保障における女性の人権」について活発な討論を行った。5.また、2002年1月・2月にニューヨーク国連本部で開催された第26会期女性差別撤廃委員会に研究者を派遣し、傍聴と資料収集を行った。以上20世紀最後の四半世紀に、われわれは、国連の主催する一連の国際会議を通じて、国際法秩序のあり方が、ジェンダーを機軸に大きく転換しつつあることを経験した。
「歌声合成ソフト」の教育的活用による音楽イメージの可視化と,それに伴う教材開発

○研究目的頭の中では確固たるイメージで自分の作りたい音楽のイメージができあがっていても,小学生の演奏能力では再現できないことが多い。そこで「歌声合成ソフト」を用いて,創作の手助けができるのではないかと考えた。また本ソフトを用いた歌声と他のシンセサイザーを連動させることで,新たな教材を生み出せることも,これからの音楽教育において魅力的な研究になり得ると考えた。主にこの二点を軸に,授業現場における活用を試みた。○研究方法研究において用いたソフトは主に.「Vocaloid2初音ミク」,タブレット用のソフト「iVocaloid VY1」の二点である。「初音ミク」の画面を電子黒板に投影し,リアルタイムで創作の場面を教室にいるみんなで共有し合ったり,個々の創作作業の際にタブレットを貸し出したりと,創作活動の授業において大いに活躍した。また合唱の授業においては,練習用CDが存在しない新しい合唱曲のパートの歌声CDを作成することができ,パート練習にも大いに役立てることができた。○研究成果と課題電子黒板を用いた・「歌声合成ソフト」の投影は,個々人の中にあるアイデアを共有するツールとして,大いに活用できるアイテムであった。反面,タブレット用のソフトは,大画面投影にまだ対応しておらず,開発を期待したいところである。合唱の授業においても,自分のパートの歌声を,電子黒板に投影されたピアノスクロールの画面で確認することで,音程の高低商を視覚的に捉えることができていた。ただ,もともとの声質が,声優の声をもとにサンプリングされた声質であるため,歌い方までは見本とならず,あくまで正確な音程をとるためのツールとしての活用となる。合唱に適した,様々な声質の商品開発を期待するところである。
発生における遺伝子発現制御機構の研究

本総合研究は、さまざまな動物胚について遺伝子発現調節機構を研究することによって動物発生における遺伝子発現調節パターンの多様性および共通性を明らかにし、発生の多様性の理解に資することをめざして企画された。本研究で扱った動物種は両生類(ウシガエル、アフリカツメガエルおよびアカハライモリ)、魚類(メダカ)、原索動物(マボヤと群体ボヤ)、棘皮動物(バフンウニとムラサキウニ)、甲殻類(アルテミア)および扁形動物(プラナリア)の多種にわたった。発生現象としては、両性類の精子形成(安部と片桐)、受精(片桐)および変態(河原と吉里)、メダカ胚の孵化(山上)、単体ボヤの初期発生(佐藤と西駕)、群体ボヤの出芽(藤原)、ウニの初期発生(嶋田と末光)、アルテミア幼虫の休眠(南部)、プラナリアの発生(阿形)を研究の対象とした。3年間に亘る本研究の成果を以下に要約する。イモリの精子形成については適当な分化マーカー遺伝子が得られなかったが、ツメガエルの精子形成については精子核に特異的に発現する塩基性蛋白質SP5の遺伝子がクローン化されその発現パターンが調べられた。SP5遺伝子は発現特異性が極めて高いので精子形成過程の遺伝子制御を研究する上でよいマーカーになろう。カエルオタマジャクシの肝実質細胞および皮膚から変態期に発現する遺伝子がクローン化されその発現パターンが明らかになった。このうちウシガエルオタマジャクシ皮膚のコラゲナーゼ遺伝子については転写調節に関わるシスエレメントが検索され、甲状腺ホルモン結合部位があることがわかった。メダカ孵化酵素遺伝子がクローン化され、発現パターンがインシツハイブリダイゼーションで詳細に調べられ、形態形成にともなって孵化腺細胞が胚内で移動するパターンが明らかにされた。ウニ胚アリールスルファターゼ遺伝子の発生時期特異的発現に関するシスエレメントとエンハンサーがわかり、また原腸形成に関わる外腸胚誘導ペプチド遺伝子もクローン化された。転写調節機構に関してはアリールスルファターゼ遺伝子が最も進展した。ホヤ胚筋アクチン遺伝子数種がクローン化され、その筋組織特異的発現に関わるシスエレメントが同定された。群体ボヤの出芽時に発現するC型レクチン遺伝子がクローン化された。プラナリアではPouドメイン遺伝子がクローン化され、再生期における発現パターンが研究された。アルテミア幼生の休眠に関わるトレハラーゼについては遺伝子クローン化の準備が整ったところである。本総合研究では発生の遺伝子制御の多様性に関して結論らしいものが得られなかったが、本研究によってこの方面の研究を進める基盤はできたと考える。河原はツメガエル変能期に発現する遺伝子のcDNA40クローンを単離し、その一つが変態最盛期に肝実質細胞で一過的に発現することを見出した。塩基配列を決定したところ、全く新しい遺伝子であった。吉里はウシガエル幼生

コラゲナーゼcDNAと遺伝子をクローン化し、塩基配列を決定した。片桐はカエル成熟精子核にのみ存在する核蛋白質を単離し、そのcDNAをクローン化した。この遺伝子の転写は第一次精母細胞で始まる。安部は器官培養系を用いてイモリ精原細胞から精細胞を分化させるのに成功し、精細胞分化マーカー遺伝子のクローン化に着手した。佐藤はホヤ胚の表皮細胞、筋細胞、脊索細胞にそれぞれ特異的な遺伝子のcDNAクローンを単離し、発生にともなう発現パターンを解析した。山上はメダカ孵化酵素遺伝子をクローン化し、塩基配列を決定した。西駕はPCRによってマボヤゲノム中にアンテナペでィア型ホメオボックス遺伝子を見出した。南部はアルテミアのノープリウス幼生からトレハラーゼを精製しつつある。阿形はプラナリア再生時に新生細胞が特異的に発現する遺伝子3種を同定した。末光はウニ外腸胚形成ペプチドの遺伝子をクローン化し、7個のエクソンからなること及び上流域に特徴的なパリンドローム構造をもつことを見出した。嶋田はウニ胚アリールスルファターゼ遺伝子の発生時期特異的な発現制御に係わるシスエレメントを決定し、シスエレメントに塩基配列特異的に結合する蛋白質因子16種以上を検出し、その単離を開始した。本年度の研究成果は上記のように、一部では発生時期特異的に遺伝子を発現させる機構を分子レベルで解明する段階に達しているが、多くの分担者は遺伝子をクローン化した段階にある。次年度以降は、クローン化した遺伝子の発現調節の研究や、分化方向を決定するマスター遺伝子の解析が発展すると期待される。嶋田はウニ胚アリールスルファターゼ遺伝子の転写調節領域に存在するGストリング配列に結合するタンパク質を単離した他、同遺伝子の5'上流に存在するポリピリミジン領域の形成する特異なDNA構造モデルを提出した。末光はウニ外腸胚形成誘導ペプチドに関連するチロシンキナーゼのcDNAをクローン化し塩基配列を決定した。佐藤はホヤ胚筋肉アクチン遺伝子群がクラスターを形成していることを明らかにした。西駕はマボヤのLIM型ホメオボックス遺伝子Hrlimの転写活性化が原腸形成期に内胚葉と中胚葉系列で起こることを明らかにした。藤原は出芽ホヤ芽体でアルデヒド脱水素酵素遺伝子とホメオボックス遺伝子が発現することをRT-PCRで確認した。山上はメダカ眼胞形成胚で孵化酵素遺伝子の発現パターンを明らかにした。河原はカエルオタマジャクシ変態期に肝実質細胞で発現する遺伝子をクローン化し、その発現が幼生では甲状腺ホルモンによる調節を受けるが、成体では甲状腺ホルモンによる被調節能を失うことを明らかにした。片桐はツメガエル精子核蛋白質SP4遺伝子とSP5遺伝子のゲノム当たりのコピー数を決定し、転写調節シスエレメントを検索した。安部はイモリ精巣から分離した生殖細胞と体細胞を用いて、FSH存在下で体細胞が精原細胞のDNA合成を促進することを見いだした。吉里はウシガエル幼生のコラーゲン遺伝子をクローン化した。阿形はプラナリア再生に関連してHox遺伝子群とPOU遺伝子群をクローン化した。南部はアルテミアのノープリウス幼生から高純度のトレハラーゼ標品を精製した。本年度はウニ、ホヤ、メダカ、カエルオタマジャクシ等で発生段階
看護・人間工学的な視点による高齢者自立支援椅子の開発

I.高齢者用生活支援家具の現状とニーズに関する調査この調査は今後の高齢者用家具の生活支援要素について検討した。その結果、椅子に対する日本人の認識は、住文化様式に大きく影響を受けていた。近年日本人の住スタイルも変化し、生活行為によっては椅座位に変化してきている。今後生活様式の変化に伴って、それらに対応するデザインの展開が望まれる。今後、家具の開発に向けて、高齢者の生活行動の把握はきわめて重要であると考えられる。II.基礎実験1.体位変換前の「声かけ(事前予告)」の効果に関する実験的検討この実験により、体位変換の前に「事前予告」を行うことで、あらかじめ交感神経系の活動が、体位変換後の循環調節を予測して準備状態に入っていることが明らかとなった。自らの意志で主体的に運動の方向性を操作できる人間工学的な配慮は、生体負荷を軽減する重要な要素であることが示唆された。2.能動起立時における被介護者への生体負荷この実験により、老人は若者に比べて能動起立と受動起立ともに起立後の交感神経の反応が鈍いことが明らかとなった。また脳循環の変化は、受動起立は能動起立に比べて有意に脳血流の低下がみられ、老人では若者に比べて脳血流の復帰が遅かった。高齢者への介助起立時には、できるだけ本人の力で立ち上がれるような人間工学的な工夫が求められることが示唆された。III.起立支援椅子の役割と効果この実験により、起立介助時にはできるだけ本人の意思による自力参加での起立が、起立後の循環調節への影響を軽減することが明らかにされた。とくに介助椅子での自力レバー操作は、起立後の循環調節を維持するために効果的な役割を果たすことが示唆された。IV.看護人間工学的視点からみた自立支援機器への提言今後の自立支援機器の開発においては、人間・機械系(Man-Machine System)の考え方に立脚した展開が必要である。とくに個別の事情に応えられる機器の柔軟性などは重要な要素となることが考察された。本年度は、日本の文化・風土の中における高齢者生活支援家具としての椅子の可能性を探るために、高齢者の住生活での姿勢と、それらを前提とした椅子のニーズに関する調査を行った。研究の方法は、日常生活での生活動作・姿勢に関する質問、および椅子の使われ方について、65歳以上の高齢者を対象に、対話形式で行う半構成的な聞き取り調査を行った。対象となった高齢者は男性21名、女性73名、計94名である。調査対象者の日常生活動作の支障の有無は、45.2%の人が何等かの障害を持っている人であった。中でも膝や腰の障害が一番多くみられた。基本的な日常生活行動である「寝る」「排泄する」「食べる」際の様式を聞いたところ、「寝る」際にはベッドの使用者が16.1%、布団が83.9%と布団の使用者が多くみられた。とくに布団使用者に対する聞き取り結果では、布団の上げ下ろしがつらい動作であると答える人が多くみられた。ベッド使用者の聞き取り結果では、布団に比べると動作が随分と楽になったと答える人が多くみられた。「排泄する」をトイレ様式からみてみると、和式が40%、様式が60%と、様式トイレの使用者が多くみられました。「食べる」については、床に座って食べるという人が、26.6%に対して、椅子に座って食べるという人は73.4%であった。

住まいにおいて「くつろいでいるとき」や「テレビを観るとき」の姿勢は、臥位(横になる)が最も多く、ついで床座位(寄り掛かっている)、椅座位は12.1%で、椅座位の多くはソファーに座るであった。「テレビを観るとき」の姿勢は床座位が67%と最も多く、臥位(横になる)は16%、椅座位は17%であった。「食事する」「テレビを観る」場面においては、動作障害の有無と姿勢との間に関連がみられた。「食事する」場面での椅座位の割合は、動作障害のある人の方が、無い人よりもほぼ1割多く、「テレビを観る」場面では約2割多く、動作障害があると椅座位をとる傾向がみられた。生活動作の中で、高齢者がシンドイ動作として挙げたものは「腰を曲げる」「立ち上がる」動作で、ほとんど腰や膝の障害に起因するものであった。高齢者が椅子を使用する場面は、「食事のとき」や「テレビを観るとき」などが多くみられた。椅子が必要だと思う場所とも一致していた。欲しい椅子では、「無し」と答える人が半数以上で椅子に対する要求がきわめて低い結果となった。今回の調査から、動作に障害がある人に臥位や床座位よりは椅子を用いてくつろぐ傾向がみられるのは、臥位や床座位から立位に移行する動作が身体に大きな負担をかけることに起因するからであると考えられた。また今回調査対象とした高齢者は、約半数の人が動作に障害が有ると答えた。老化に伴う動作障害が〈臥位から立位〉、〈座位から立位〉への移行を困難にしていることから推測すると、日本の文化的な背景に伴った生活スタイルや起居様式は、ある意味に於て、高齢者の動作・行動の可能性を阻害しているとも考えられる。今後、住まいの中で、生活動作の支援家具としての椅子の開発と導入は、高齢者の自立を支援していくという側面からも、たいへん重要な役割を担っていると考えられる。1.研究目的超高齢社会を目前に控え、高齢者に対するケア環境の充実が求められている。とくに高齢者は、自律神経機能の低下や心拍出量の低下、骨格筋の収縮能の低下などにより循環調節が障害され、head-upを伴った急激な体位変換や他動的な体位変換の際などには、起立性低血圧に陥りやすい状況にある。本年度の研究は、起立性低血圧に陥りやすい他動的起立時における循環調節への影響について実験を行い、体位変換を伴った介護福祉機器に対する人間工学的検討を行った。2.研究方法1)実験条件実験条件は、(1)半介助(誘導されながらの自立的起立(active standing))(2)全介助(全面的に起立動作を委譲する他動的起立(passive standing))である。さらに起立支援のための椅子((3)起立支援椅子)を使用した場合の変化も比較対照として測定した。使用した椅子は、座面の高さ33cm、起立支援椅子の座面の高さは38cmであった。なお被験者は、本研究の主旨を十分に説明し、同意の得られた健康な大学生6名(男1名,女5名)である。2)実験手順被験者は座面33cmの椅子に着席し、近赤外線脳酸素モニターの測定が安定した時点から5分間の安静座位を保った後「全介助」で起立し、その後3分間立位を保った。「半介助」も同様の手順で行った。また起立支授椅子は、5分間座位を保った後、起立支援機能(右のアーム下のレバ-を操作)を用いて起立した。
カルニチン輸送担体遺伝子のポジショナルクローニングとその欠損による低血糖発症機構

Juvenile Visceral Steatosis(JVS)mouseにはカルニチン輸送担体の活性がない(BBRC223:283,1996)。即ち、ヒトのprimary carnitine deficiencyのanimal modelである。このマウスでは低血糖症状があるので、その原因を検索した。研究実績の概要は以下のとおりである。1.カルニチン輸送活性の分析線維芽細胞を用いた分析では、輸送活性Na^+濃度に依存しており、またHeterozygoteでは正常活性の約50%であった。3.低血糖の分析JVSマウスの血糖値は自由摂取時の値が対象群より低く、絶食を続けると絶食60時間後に有意に低下してきた。血中インスリン濃度に差がなく、絶食により乳酸・ピルビン酸濃度は低く、これら糖新生気質の低下が低血糖の原因の一つと考えられた。Juvenile Visceral Steatosis(JVS)mouseはカルニチン輸送担体の活性がない(BBRC223:283,1996)。このため腎でのカルニチンの再吸収が障害され(BBA1226:25,1994)、血中と全身の組織(肝、心、骨格筋)でのカルニチン濃度が低下する(J Mol Cardiol 30:773,1998)。平成10年度の研究実績の概要は以下のとおりである。1)カルニチン輸送活性の分析線維芽細胞を用いた分析では、輸送活性Na^+濃度に依存しており、またHeterozygoteでは正常活性の約50%であった。2)原因遺伝子の同定3)低血糖の分析JVSマウスの血糖値は自由摂取時の値が対象群より低く、絶食を続けると絶食60時間後に有意に低下してきた。血中インスリン濃度に差がなく、絶食により乳酸・ピルビン酸濃度は低く、これら糖新生基質の低下が低血糖の原因の一つと考えられた。1991年、我々は全身性カルニチン欠乏マウス(JVSマウス)を報告し、1996年にそれがカルニチン輸送担体欠損マウスであること、1998年にはoctn2(Na_+ dependent canitine transpoter)の遺伝子異常であることを証明した。JVSマウスの心臓では、長鎖脂肪酸のβ酸化は強い抑制を受けていると推測されるので、糖の取り込みがどの程度亢進しているか分析した。平成11年度の研究業績の概要は以下の通りである。1.心筋細胞のカルニチン輸送活性:対照心筋細胞のカルニチン輸送活性はsaturable uptakeとlinear uptakeの総和であった。JVSマウスではsaturable uptakeが障害されており、正常血漿遊離カルニチン濃度である25μMでは、正常対照の約20%であった。2.心臓内カルニチン:生後2、4、8週令のJVSマウスの心臓内遊離カルニチン濃度は、対照の1.1%、3.2%、2.4%であった。3.心臓内への2-DGの取り込み率:正常対照では2.4±0.3(μmol/100g心重量/分)であり、JVSマウスでは27.0±7.9であった。これらの成績から遊離カルニチンがほとんど存在しない心臓は、絶食時にはグルコースを正常の11倍程度多く取り込むと考えられ、JVSマウスの低血糖発症機構を考える上での基礎的情報が得られた。
水チャネルアクアポリン2の細胞内輸送を特異的に制御する蛋白の同定と輸送機序の解明

アクアポリン水チャネルAQP2の細胞内輸送(trafficking)は体内水分量調節の根幹を担い厳密に制御されており、膜蛋白輸送のモデルとして注目されている。前期間までに世界に先駆けて独自のアプローチによりAQP2に直接結合しそのtraffickingを制御する蛋白の同定に成功することができた。一つはGTPase activatingproteinであるSPA-1であり、他方は細胞骨格のアクチンであった。さらにラージスケールでのイムノアフィニティクロマトグラフィを施行した結果、AQP2はSPA-1、アクチンを含めた13種類の蛋白と複合体を形成していることが認められた。同定された蛋白はアクチンダイナミクスを制御する能力を有しており、この複合体がAQP2を動かす直接のメカニズムを担っていることが考えられる。膜蛋白全体においてもGAP蛋白とアクチンが結合するという報告は皆無である。さらには膜蛋白が、その蛋白を運ぶ原動力を発生させていると考えられる複合体と直接結合しているという報告も皆無であり、蛋白輸送の新たなメカニズムを示すものである。さらにこの発見は輸送の直接の機序解明に必要な分子プローブを初めて提供することができたという意味でも重要である。このためこの複合体がAQP2を動かす機序について、in vitroおよびin vivoにおいてさらに詳細な機序の解明を試みている。水チャネルアクアポリン2(AQP2)蛋白がバゾプレシン刺激で細胞内プールから管腔膜へ移行(トラフィッキング)することで集合管の水透過性が亢進し尿は濃縮される。その細胞内輸送は体内浸透圧の根幹を成すものであるが、その機序の詳細は不明であった。今回我々は世界に先駆けてAQP2に直接結合し輸送を制御する2つの蛋白を同定した。Rap1のGAPであるSPA-1と細胞骨格のアクチンである。まず、pull down assayでPDZ領域との結合を認めたため、腎乳頭cDNA expression libraryを作成しPDZ抗体でイムノスクリーニングを行ったところSPA-1がクローニングされた。Pull down及び免疫沈降でも結合が確認され、腎臓での発現部位及び細胞内局在も一致した。尿細管由来培養細胞でのAQP2のトラフィッキングはSPA-1のGAP活性欠損体や活性型Rap1で阻害され、不活性型Rap1で促進された。SPA-1ノックアウトマウスでもAQP2のトラフィッキングが阻害され、尿濃縮能は障害された。またイムノアフィニティクロマトグラフィでAQP2結合蛋白を精製し二次元電気泳動を行いMALDI-TOF MSで解析したところ、SPA-1に加えてβ及びγアクチンが同定された。表面プラズモン共鳴による分子間相互作用のカイネティクス解析では強い結合が認められた。膜蛋白全般においてもGAP蛋白とアクチンが直接結合するという事実は全く報告されていなかったものであり、新たな細胞内トラフィッキング機構の解明につながると考えられる。現在さらに詳細なメカニズムの解析を行っている。一つはGTPase activating proteinであるSPA-1であり、他方は細胞骨格のアクチンであった。このことから、AQP2はさらに多くの蛋白と複合体を形成し、AQP2を動かす力を発生させているのではないかと考えられた。このため今年度はさらにラージスケールでのイムノアフィニティクロマトグラフィを施行した。この結果、AQP2はSPA-1、アクチンを含めた13種類の蛋白と複合体を形成していることが認められた。同定された蛋白はアクチンダイナミクスを制御する能力を有しており、この複合体がAQP2を動かす直接のメカニズムを担っていることが考えられた。このためAQP2と各種結合蛋白との分子間相互作用について一分子レベルでの解析を行い、複合体がAQP2を動かす機序についてさらに詳細な機序の解明を試みている。

さらにこの発見は輸送の直接の機序解明に必要な分子プローブを初めて提供することができたという意味でも重要である。このためこの複合体がAQP2を動かす機序について、in vitroおよびin vivoにおいてさらに詳細な機序の解明を試みている。
環境政策の空間分析-空間科学と地理情報システムを用いた研究-

環境問題を引き起こす財が国際的に取引される状況において、各国にとってより効率的な環境政策とは何かを理論的に分析した。第一に、国際貿易・海外直接投資がある経済における環境政策のモデルを新貿易理論の拡張として構築した。本研究では産業内貿易を扱い、さらに企業の生産性に異質性があり、輸出する企業としない企業とが存在する状況を対象とした。この経済における最適な汚染排出税率の特性を求め、貿易自由化が各国の厚生に与える影響を分析した。この最適税率は消費者の財バラエティ消費量における代替の弾力性と生産者の汚染削減技術という二つの要素によって決まる。また、各国がある閾値の税率よりも高い税率を設定している場合には貿易自由化が両国の厚生を改善し、ある税率よりも低い場合には改悪されることが導かれた。第二に、国際的な耐久財のリユースがある経済における廃棄物管理政策についての理論モデルを構築した。これは、国際資源循環と呼ばれる、日本で一度使用されたテレビやパソコンが中古品として中国やフィリピンへ輸出される状況を念頭においている。これらの輸出される中古品が有害物質を含んでおり、輸入国の廃棄物処理技術では適切に管理できない場合における政策を考察した。まず考えられるのは両国において廃棄物排出税を導入する政策であり、これは世界全体の厚生を最大化しうる。次に、現実的に輸入国においては廃棄物排出税を導入することは難しいと考えられるため、それ以外の政策を考えた。そして、輸出国における排出税と輸入国における関税の組み合わせが最適な政策となりうることを示した。また、関税の導入も難しい場合について、輸出国の税・補助金政策のみで世界全体の厚生を最大化しうることがわかった。最後に、中古品が輸入国で寿命を迎えたときに、再度輸出国に戻すことを促進する政策を提示した。平成20年度の研究成果としては、論文4本を作成し、学会発表を3回行い、1本の論文を公表した。リサイクルの経済分析をテーマに理論研究を行い、ごみ処理費用最小化アプローチより、任意の自治体が焼却埋め立て処理・リサイクル・混合処理のいずれを選択するごとが望ましいかを論じた。この成果をまとめて、日本経済学会秋季大会におけるポスターセッション、さらにオーストラリア経済学会年次大会にて発表した。また、リユースが消費者間の厚生に与える影響について理論を構築し、環境経済政策学会年次大会にて発表した。さらに、環境政策の対象どなる範囲が限定されている場合の政策効果について2地域モデルを用いてモデル化した。これは、2地域で環境税の税率が異なる場合、各地域の厚生・生産性がどのように影響を受けるかを論じたものである。これを論文にまとめ、京都サステイナビリティ・イニシアティブ(KSI)より公表した。以上の研究の意義は大きく分けて二つある。第一に、循環型社会の実現に欠かせないリサイクル・リユースという手段を多様な消費者や自治体が存在することを前提として精緻にモデル化したことがある。この多様な主体を対象にした分析は、従来の環境経済学に欠けていながらも、現実の政策論議においでは非常に重要な点である。第二に、リサイクルや環境税を、土地利用や二つの行政区域で異なる政策という空間的な視点から分析したことがある。これもまた、環境経済学に「空間」という新たな分野を開拓したという点で意義のあるものとなった。
硬組織形成に対するビタミンAの作用

マウス頭頂骨および臼歯の器官培養系およびマウス頭頂骨由来の骨芽細胞株であるMC_3T_3E_1細胞の培養系を用いて,ビタミンAの硬組織に対する効果を検討した。頭頂骨の器官培養において、レチノイン酸(1μM)は骨吸収を促進するのみならず骨形成を著明に抑制し、アルカリホスファタ-ゼ活性およびコラ-ゲン合成の抑制を示した。これらの結果は、生後0日令の頭頂骨を用いた際に観察されたが、生後7日令および14日令のマウスより得た頭頂骨におけるレチノイン酸の反応は異なっていた。14日令の頭頂骨においては、骨吸収の促進作用(Nーacetyl β-glucosaminidaseの培養益への遊離促進)は認められたが、アルカリホスフアタ-ゼ活性の抑制は認められなかった。7日令の頭頂骨においては、弱いアルカリホスファタ-ゼ活性の抑制作用が認められた。この結果は、レチノイン酸の骨芽細胞に対する抑制作用にその細胞の骨組織の成熟度および内部環境の変化が影響している可能性を示している。石灰化能を有しているMC_3T_3E_1細胞を10%血清およびβ-glycerophosphate(5mM)で培養した際、その細胞がsubconfluent,confluent,multi-layerおよび石灰化した状態のいずれの場合も、レチノイン酸(1μM)はそのアルカリホスファタ-ゼ活性を抑制した。この結果はレチノイン酸が石灰化能を有している骨芽細胞に対し抑制作用を有していることを示している。17日令マウス胎児より取り出した下顎第一臼歯の歯胚培養の結果は、歯胚の発育段階でレチノイン酸に対する感受性が変化し、それに伴って石灰化も影響を受けていることを示している。即ち、レチノイン酸による歯胚の石灰化抑制は、基底膜が形成されている時期にレチノイン酸を適用した際に認められた。この時期以外では、レチノイン酸の作用は認められなかった。このことより、レチノイン酸は基底膜形成を障害することにより石灰化を抑制したと考えられた。
悪性腫瘍特異的に発現する分子を標的とするDDS型ペプチド創薬と診断薬の開発研究

研究代表者が同定した悪性腫瘍特異的に強発現する新規分子:KS1(特許出願済:杉原他2017. PCT出願2018.)を標的とするペプチド創薬悪性腫瘍特異的に強発現するKS1とエクソソームに着目した血清診断薬と診断法の研究・開発悪性腫瘍新生血管内皮細胞血流側に発現するAnnexin 1(Anxa1)を標的とするペプチド創薬研究代表者が同定した悪性腫瘍特異的に強発現する新規分子:KS1(特許出願済:杉原他2017. PCT出願2018.)を標的とするペプチド創薬悪性腫瘍特異的に強発現するKS1とエクソソームに着目した血清診断薬と診断法の研究・開発悪性腫瘍新生血管内皮細胞血流側に発現するAnnexin 1(Anxa1)を標的とするペプチド創薬
定荷重方式4GPa級高圧NMR装置開発による圧力誘起超伝導体の研究

スピンダラー銅酸化物Sr_2Ca_<12>Cu_<24>O_<41>は3GPa(3万気圧)の圧力下で超伝導になる物質として広く知られている物質である。しかし、この系は高圧をかけて初めて超伝導になるため、今日でさえ物理的特性はあまり良く解っていない。3GPaの高圧下ではキュービックアンビルを用いた抵抗測定等のマクロ測定法が確立している。物質のミクロ測定には核磁気共鳴法(NMR)等共鳴実験手段による高圧下測定が必要である。しかし、上述のキュービックアンビル法は核磁気共鳴(NMR)を含む微視的観点からの計測には使えない。なぜなら多量の試料を必要とするからである。これらの計測には、クランプ方式の圧力セルが有効であるが、通常2.5GPaが限度である。この事実が超伝導状態の詳しい調査を阻害してきた。実際、Ca置換などにより、梯子格子上のキャリアを変えた実験はおこなわれているが、いずれも超伝導状態近傍の周辺的研究に留まっていて、肝心なことは何も解っていないことからも、3GPaの障害が如何に大きいか計り知れる。本研究では、市販されていない極めて特殊なNiCrAlの合金を圧力セルの中に使い、3.5GPaまで出すことに成功した。このことによって1996年に遡る超伝導の発見以来未解決であった微視的視特性を研究が可能となった。我々はナイトシフトと緩和率(1/T_1)の測定を3.5万気圧で行い、フルギャップの開いた超伝導状態が実現していることを明らかにした。この状態はパウリ限界近くの高磁場でさえ極めて安定で、一重項対形成に対応するナイトシフトの現象が転移温度(T_c)前後で観測されていない。このことは三重項対形成の可能性を示唆するものである。さらに超伝導ギャップだけでなくT_c以上のノーマル状態でスピンギャップを観測した。この事実は局在スピン的性質をもった異常な金属状態が実現していることを意味している。スピンギャップと超伝導ギャップは別々の温度領域で観測されたが、これは高温超伝導体の場合と極めて対照的である。スピンダラー銅酸化物Sr_2Ca_<12>Cu_<24>O_<41>は3GPa(3万気圧)の圧力下で超伝導になる物質として1996年以来物性研究者に広く知られている物質である。しかし、この系は3GPaの高圧をかけて初めて超伝導になるため、一時騒がれたことがあるわりには、あまり良く解っていない。一つには、3GPaの高圧ではキュービックアンビルを用いた抵抗測定等のマクロ測定しか確立していないことによる。しかし、NMRでは多量の試料を必要とするため、上述のキュービックアンビル法では行えず、通常2GPaが限度である。圧力をかけたり、Ca置換などにより、梯子格子上のキャリアを変えた実験はおこなわれているが、いずれも超伝導状態近傍の周辺的研究に留まっていて、肝心なことは何も解っていないことからも、3GPaの障害が如何に大きいか計り知れる。

この問題を克服するため、市販されていない極めて特殊なNiCrの合金を使うことにより、我々は液体窒素温度で3.5GPaまで出すことに成功した。超伝導状態の対称性を求めることが一番の急務であるが、準粒子励起に有限のギャップを伴うという意味でs波的であることを、縦緩和率1/T_1の測定から明らかにした。さらに高温でスピンギャップが存在していることを、1/T_1やナイトシフトが高温で活性型温度依存性を示すことから明らかにした。金属であるにもかかわらず局在スピン的な様相を高温で有し、極めて異常な金属状態が梯子系で実現していることがわかった。スピンダラー銅酸化物Sr_2Ca_<12>Cu_<24>O_<41>は3GPa(3万気圧)の圧力下で超伝導になる物質として1996年以来物性研究者に広く知られている物質である。しかし、この系は3GPaの高圧をかけて初めて超伝導になるため、一時騒がれたことがあるわりには、あまり良く解っていない。一つには、3GPaの高圧ではキュービックアンビルを用いた抵抗測定等のマクロ測定しか確立していないことによる。物質のミクロ測定には核磁気共鳴法(NMR)等共鳴実験手段による高圧下測定が必要である。しかし、NMRでは多量の試料を必要とするため、上述のキュービックアンビル法では行えず、通常2GPaが限度である。圧力をかけたり、Ca置換などにより、梯子格子上のキャリアを変えた実験はおこなわれているが、いずれも超伝導状態近傍の周辺的研究に留まっていて、肝心なことは何も解っていないことからも、3GPaの障害が如何に大きいか計り知れる。超伝導状態の対称性は、超伝導が高磁場で極めて安定である点と、準粒子励起に有限のギャップを伴うことからフルギャップの開いたp波であることがわかった。
唾液腺細胞の刺激-分泌応答における生理活性ペプチドの補足機能に関する研究

ピロカルピン(PIL0)によるラット顎下腺からの唾液と蛋白の分泌に対する神経性ペプチドおよびアドレナリン性遮断薬の修飾作用について検討した。この実験では、薬物およびペプチドは、いずれも1回静脈内投与による方法を用いた。1.PIL0(0.2 mg/kg)に対するvasoactive intestinalpeptide(VIP)およびsecretinの作用(1)PIL0による唾液分泌は、3 μg/kgのVIP前投与により有意に増大した。しかし、このような作用は、secretin前投与ではみられなかった。(2)PILOとsecretinの併用投与では、secretinの用量に依存して蛋白濃度の上昇および蛋白総分泌量の増大がみられた。(3)PILOとsecretin(3μg/kg)の併用による蛋白分泌は、初期において著しい増強作用を示した。2.PIL0の低薬量(0.2 mg/kg)と高薬量(10 mg/kg)に対するアドレナリン性遮断薬の作用(1)PIL0による唾液分泌は、いずれの用量ともアドレナリン性α_1遮断薬であるプラゾシン(PLAZ)の100 μg/kg前投与によって有意な抑制を示した。しかし、アドレナリン性β_1遮断薬のメトプロロール(MET0)は1 mg/kgの用量で抑制効果を示さなかった。(2)PIL0の低薬量および高薬量による分泌唾液の蛋白濃度は、いずれもMET0の前投与によって著しく低下し、PLAZの前投与で変わらなかった。(3)PIL0の低薬量および高薬量による蛋白の分泌量は、いずれもMET0前投与によって著しい減少を示した。これらの結果より、(1)ピロカルピンによる顎下腺からの蛋白分泌は、secretinによって著しく増強すること、および(2)ピロカルピンの低薬量による唾液と蛋白の分泌は、高薬量と同じように交感神経節の刺激による終末からのノルアドレナリンのα_1受容体とβ_1受容体の刺激作用が関与していることが示唆された。
老化に伴う免疫病態の分子基盤解明と治療戦略

本年度は、【課題2】胸腺退縮が免疫応答に及ぼす影響の評価、ならびに【課題3】mTORC1シグナルを標的とした免疫老化回復の試み、に取り組んだ。【課題2】に関しては、徳島大学・高濱教授が開発したドキシサイクリン依存性に胸腺上皮細胞特異的にCreを発現するマウス(β5trt-TAtetO-Cre)とRaptorコンディショナルノックアウトマウスの交配によって樹立した、胸腺上皮細胞でのみmTORC1シグナルを欠失可能なマウス(Raptorfl/flβ5trt-TAtetO-Cre)を用いて解析を行った。母体を経由して、発生の初期段階からドキシサイクリンを投与したRaptorfl/flβ5trt-TAtetO-Creマウスにおいて、mTECによって分化が制御されるTregの割合の若干の低下が認められると共に、エフェクターと考えられる細胞の割合の増加が観察された。しかし、調べた範囲の免疫応答において、ドキシサイクリン非投与マウス由来と比べて大きな差異は認められず、また期待された自己免疫疾患様の兆候も確認されなかった。一方、【課題3】に関しては、同じくβ5trt-TAtetO-Creマウスと、mTORC1シグナルの負の調節因子であるTsc1のコンディショナルノックアウトマウスを交配することで、ドキシサイクリン依存性に、胸腺上皮細胞でmTORC1シグナルを活性化可能なマウス(Tsc1fl/flβ5trt-TAtetO-Cre)を樹立して解析に用いた。当該マウスが6ヶ月齢の段階でドキシサイクリンを投与した群と、非投与群とに分け、7ヶ月齢の時点で胸腺サイズ、ならびに胸腺上皮細胞に占めるmTECとcTECの割合の変化の有無を評価したが、両者の間に有意な差異は認められなかった。本年度は【課題1】胸腺退縮の分子機構の解明、ならびに【課題2】胸腺退縮が免疫応答に及ぼす影響の評価、の2課題に重点的に取り組んだ。タモキシフェン誘導性に全身の細胞でmTORC1シグナルを欠失させたところ、胸腺髄質上皮細胞(mTEC)ならびに胸腺皮質上皮細胞(cTEC)の両者において著しい細胞数の低下が観察されると共に、胸腺上皮細胞のマスター制御因子であるFoxn1の発現低下が観察されたことから、mTORC1依存性のFoxn1発現制御が胸腺環境の維持に必須の役割を果たしていることが強く示唆された。一方、【課題2】を実施するにあたり、徳島大学・高濱教授が開発したドキシサイクリン依存性に胸腺上皮細胞特異的にCreを発現するマウス(β5trt-TA;tetO-Cre)を用いて、胸腺上皮細胞でのみmTORC1シグナルを欠失可能なマウス(Raptorfl/f;lβ5trt-TA;tetO-Cre)を樹立した。得られた成獣マウスをドキシサイクリンで処理して胸腺退縮の有無を調べたところ、予想に反して、胸腺退縮が全く観察されなかった。詳細を調べたところ、cTECにおいてmTORC1シグナルが消失していたのに対し、mTECではRaptor遺伝子の欠損が起きていないことが分かった。一方、β5trt-TA;tetO-CreマウスとRaptorfl/flマウスを交配させた上で、妊娠マウスにドキシサイクリンを投与したところ、生まれてきたRaptorfl/fl;β5trt-TA;tetO-Creマウスにおいて、明らかな胸腺サイズの縮小が観察されると共に、mTEC細胞数の減少ならびにmTEC細胞におけるmTORC1シグナルの低下が観察された。すなわち、mTECにおけるmTORC1シグナルが胸腺環境の維持に特に重要であるものと推察された。現在、当該マウスの免疫応答の変容の有無を検証中である。本研究提案の根幹は、成獣において人為的に胸腺退縮を誘導することで個体の免疫応答がどのような影響を受けるかを観察する点にある。しかし、当初予定していたβ5trt-TA;tetO-Creマウスによる誘導的mTORC1シグナル欠失の系は、cTECにおけるmTORC1シグナルの欠失を誘導できる一方で、mTECにおけるmTORC1シグナルに変化を及ぼさず、その結果成獣における「人為的胸腺退縮」を誘導することができなかった。以上の結果は、胸腺環境を構成する上皮細胞の中でも特にmTECが重要な役割を果たすことを強く示唆しており、その点で重要な知見と言える。その一方で、当初予定していた胸腺環境の異常が個体レベルの免疫応答に及ぼす影響を評価する系として、大きな問題を抱えることになったのも事実である。その後の試行錯誤の結果、胎児期のドキシサイクリン投与によって胸腺サイズを縮小しうることが明らかとなったため、現在解析の遅れを挽回すべく、交配数を増やしてRaptorfl/fl;β5trt-TA;tetO-Creマウスの個体レベルでの免疫応答の質的・量的な変容の有無を検討中である。母体を経由して、発生の初期段階からドキシサイクリンを投与したRaptorfl/flβ5trt

-TAtetO-Creマウスにおいて、mTECによって分化が制御されるTregの割合の若干の低下が認められると共に、エフェクターと考えられる細胞の割合の増加が観察された。しかし、調べた範囲の免疫応答において、ドキシサイクリン非投与マウス由来と比べて大きな差異は認められず、また期待された自己免疫疾患様の兆候も確認されなかった。一方、【課題3】に関しては、同じくβ5trt-TAtetO-Creマウスと、mTORC1シグナルの負の調節因子であるTsc1のコンディショナルノックアウトマウスを交配することで、ドキシサイクリン依存性に、胸腺上皮細胞でmTORC1シグナルを活性化可能なマウス(Tsc1fl/flβ5trt-TAtetO-Cre)を樹立して解析に用いた。当該マウスが6ヶ月齢の段階でドキシサイクリンを投与した群と、非投与群とに分け、7ヶ月齢の時点で胸腺サイズ、ならびに胸腺上皮細胞に占めるmTECとcTECの割合の変化の有無を評価したが、両者の間に有意な差異は認められなかった。本年度の取り組みによって確立した、胎児期Raptorfl/fl;β5trt-TA;tetO-Creマウスへのドキシサイクリン投与による胸腺サイズ縮小の系を用いて、胸腺環境の変化が個体レベルの免疫応答に影響を及ぼすか否かの検証を行う。また、並行して、mTORC1シグナルの負の制御因子であるTsc1を同様に胎児期mTECで欠失させることで、免疫老化を遅延させることができるか否か、検証に取り組む。さらに、今回の取り組みで明らかとなったβ5trt-TA;tetO-Creマウスによる誘導系の限界を克服すべく、胸腺上皮のマスター制御因子であるFoxn1の支配下にCreERT2を発現するマウスの樹立にも取り組む予定である。当該マウスを樹立することができれば、Raptorfl/fl;CreERT2マウスと同様に成獣において任意のタイミングで胸腺退縮を誘導しつつ、長期にわたって個体レベルでの免疫応答を評価可能な系が確立できるものと期待される。