hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
EXOR論理ゲートを用いた論理合成システムの開発

FPRM(固定極性リ-ド・マラ-論理式),KRO(クロネッカ論理式),PSDKRO(疑似クロネッカ論理式),一般化リ-ド・マラ-論理式(GRM)などの最適化プログラムを開発した[発表論文].論理関数をEXORを用いた決定グラフ(PKDD : Pseudo-Kronecker Decision Diagram)で表現する.PKDDの各節点をEXORを含む論理回路に置き換えると,与えられた論理関数を表現する多段論理回路が生成できる.ただし,そのままでは,冗長な部分が存在するため,局所的回路変換(Local Transformation)を用いて回路を簡単化する.得られた回路は,非常にコンパクトであった.特に,加算器などの演算回路は,従来の方法よりも,ゲート数の少ない回路が合成できた[発表論文].論理回路の構造をAND-OR-EXOR3段とし,最終段のEXORゲートの入力線数を2と制限した場合の設計法を考案した.この場合,論理回路の設計問題は,論理関数を,F1【symmetry】F2の形(EX-SOP)で表現する問題と定式化できる.ここでF1とF2は論理和形(SOP)である.最適回路は,異なる積項数が最小のEX-SOPに対応する.この問題を解決するための,ヒューリスティック法とn=5までの最適解を求めるテーブル参照法を開発した.最終段に二入力のEXORゲートを一つ付加するだけで,必要なゲート数を大幅に削減できることが実証できた[発表論文].FPRM(固定極性リ-ド・マラ-論理式),KRO(クロネッカ論理式),PSDKRO(疑似クロネッカ論理式),一般化リ-ド・マラ-論理式(GRM)などの最適化プログラムを開発した[発表論文].論理関数をEXORを用いた決定グラフ(PKDD : Pseudo-Kronecker Decision Diagram)で表現する.PKDDの各節点をEXORを含む論理回路に置き換えると,与えられた論理関数を表現する多段論理回路が生成できる.ただし,そのままでは,冗長な部分が存在するため,局所的回路変換(Local Transformation)を用いて回路を簡単化する.得られた回路は,非常にコンパクトであった.特に,加算器などの演算回路は,従来の方法よりも,ゲート数の少ない回路が合成できた[発表論文].論理回路の構造をAND-OR-EXOR3段とし,最終段のEXORゲートの入力線数を2と制限した場合の設計法を考案した.この場合,論理回路の設計問題は,論理関数を,F1【symmetry】F2の形(EX-SOP)で表現する問題と定式化できる.ここでF1とF2は論理和形(SOP)である.最適回路は,異なる積項数が最小のEX-SOPに対応する.この問題を解決するための,ヒューリスティック法とn=5までの最適解を求めるテーブル参照法を開発した.最終段に二入力のEXORゲートを一つ付加するだけで,必要なゲート数を大幅に削減できることが実証できた[発表論文].AND-EXOR二段論理式の最小化方法として,規約被覆関数を用いた方法(発表論文)と下界定理を用いる方法(発表論文)を開発した。(2)疑似クロネッカ判定図を用いた多段論理回路の設計アルゴリズムの開発。疑似クロネッカ判定図(PKDD)とは,与えられた論理関数を1)シャノン展開,2)正極性ダビオ展開,3)負極性ダビオ展開の3通りで展開し,最も簡単になる展開を採用した判定図である。本手法は,理論的には既に申請者により考察されていたが,本年度は,実用規模の回路を設計するためにメモリ効率のよいアルゴリズムを開発した(発表論文)。EXOR論理合成に関しては,研究を始めてから7年以上経過した。昨年米国から出版した本には,本研究課題に関する論文を2編掲載した。また,本年ドイツで開催された,EXOR論理合成に関する国際ワークショップで,論理式簡単化の論文を2件発表し,参加者の注目を集めた。当ワークショップで発表された論文26編中,申請者の研究業績を引用したものが19編あった。平成7年には,EXOR論理合成に関する国際ワークショップを日本で開催することに決定し,申請者がその開催責任者に任命された。AND-EXOR形論理式のクラスとして,FPRM(固定極性リ-ド・マラ-論理式),KRO(クロネッカ論理式),PSDKRO(疑似クロネッカ論理式),一般化リ-ドマラ-論理式(GRM),AND-EXOR論理式(ESOP)などが知られている.これらの論理式は,BDDや,EXOR形TDDを用いて最適化できる.ESOP:AND-EXOR形論理式のうち,積項数が最も少ないのがESOPである.入力変数が少ない場合には,網羅的方法で最適解が求まる.入力変数が少ない場合の最小化結果をすべて記憶しておき,論理式最小化の際,そのデータを利用,能率よく簡単化する方法を開発した.また,BDDを用いてESOPを最小化するプログラムも開発した.ただし,ESOPの最小化には,大量のメモリと計算時間が必要であり,現在のところ,n=6程度が限度である.GRM:ESOPの部分クラスである,GRMに基づいて回路を構成すると,故障検査を極めて容易にできる.GRMの最小化法として,BDDを用いた方法と,繰り返し改善法GRMINを開発した.FPRM:GRMの部分クラスである,FPRMは,古くからその最適化アルゴリズムが研究されている.

ここでは,多端子EXOR形TDDを用いることにより入力変数が90以上の固定極性リ-ド・マラ-論理式(FPRM)の最小化に成功した.従来のデータ構造の方法では,16入力までのFPRMが限度であった.PSDKRO:ESOPの部分クラスである,PSDKROに対しては,EXOR形TDDを用いれば,最適論理式が極めて高速に得られることが明らかになった.大規模な論理式の場合,EXMIN2などのキューブを用いた簡単化プログラムに比べ,極めて高速である.これより,EXOR形TDDを用いたESOP簡単化プログラムのアイデアが求まった。FPRM(固定極性リ-ド・マラ-論理式),KRO(クロネッカ論理式),PSDKRO(疑似クロネッカ論理式),一般化リ-ド・マラ-論理式(GRM)などの最適化プログラムを開発した[発表論文].論理関数をEXORを用いた決定グラフ(PKDD : Pseudo-Kronecker Decision Diagram)で表現する.PKDDの各節点をEXORを含む論理回路に置き換えると,与えられた論理関数を表現する多段論理回路が生成できる.ただし,そのままでは,冗長な部分が存在するため,局所的回路変換(Local Transformation)を用いて回路を簡単化する.得られた回路は,非常にコンパクトであった.特に,加算器などの演算回路は,従来の方法よりも,ゲート数の少ない回路が合成できた[発表論文].論理回路の構造をAND-OR-EXOR3段とし,最終段のEXORゲートの入力線数を2と制限した場合の設計法を考案した.この場合,論理回路の設計問題は,論理関数を,F1(+)F2の形(EX-SOP)で表現する問題と定式化できる.ここでF1とF2は論理和形(SOP)である.最適回路は,異なる積項数が最小のEX-SOPに対応する.この問題を解決するための,ヒューリスティック法とn=5までの最適解を求めるテーブル参照法を開発した.最終段に二入力のEXORゲートを一つ付加するだけで,必要なゲート数を大幅に削減できることが実証できた[発表論文].
ビフェロセン-TCNQ系電荷移動錯体の開発:金属相の実現と相制御

本研究では、新しい相転移物性の発現および相制御を目指したビフェロセン系電荷移動錯体の開発を主眼とする。1.前年度までに作成した一価固体・二価固体の相境界図を踏まえて、境界に近い錯体の合成を重点的に行った。その結果、本研究の合成目標である、相境界近傍の一価錯体が3種類得られた。これらは温度変化では価数転移を起こさないことがわかったが、加圧による転移実現・伝導性変化が極めて有望である。この点については継続して検討をおこなっている。2.本研究で得られたDA比1:2型の錯体のうち、価数相図の作成に用いた錯体は全て交互積層錯体であるが、分離積層構造を持つ錯体がほぼ同数得られた。それらの構造について整理した結果、ビフェロセン側の置換基サイズに応じてアクセプターどうしの重なりが変化することがわかった。即ちアクセプターカラムに電気伝導性を担わせるための分子修飾・構造設計に対する指針が得られた。第一に、前年度の継続として、一価固体・二価固体の相境界図の作成を試みた。一連のビフェロセン系錯体の酸化還元電位と原子価状態の相関について、前年おおよその傾向を把握したが、今年度は新しいビフェロセン誘導体(MeO体、MeSe体)を用いた錯体を順次合成することにより、特に相境界近傍の物質の探索を重点的に行った。第二に、分子内に配座自由度を導入し、相転移制御を目指す試みを行った。こうした目的のため、シクロアルケニル基またはシクロアルキル基を導入した一連の新規ビフェロセン誘導体を合成した。いくつかの物質については単体の結晶構造解析を行なった。これらは電荷移動錯体を与えにくい傾向があったが、[1'-cyclohexenylbiferrocene][Ni(mnt)_2]については単結晶が得られた。この錯体はビフェロセンのモノカチオンを含んでおり、アニオンとの静電相互作用によって原子価の局在がおこっていた。シクロヘキセニル基は1'-cyclohexenylbiferroceneの単体の結晶中ではディスオーダーしていたが、[Ni(mnt)_2]塩ではディスオーダーが抑えられていた。これは、クーロン相互作用のために塩では分子がより密にパッキングしていることに起因する。
乳がん患者のうつ・不安・倦怠感に対する新世代認知行動療法の無作為対照比較試験

ステージIIIIの乳がん患者を対象に毎週2時間全8回のマインドフルネス認知療法のランダム化比較試験を行った。介入群(n=38)は待機対照群(n=36)と比較して、介入終了時(8週後)のうつ・不安HADS、がん再発不安CARS、スピリチュアル・ウェルビーイングFACIT-Sp、QOL(FACT-G)、倦怠感BFI、マインドフルネス傾向FFMQのいずれもが有意に良好であった(p<0.01)。これらの優位性は介入終了4週後も維持された。本研究はマインドフルネス認知療法を用いた介入ががん患者の苦痛の軽減に有効であることを、日本で最初に示した研究である。この研究は、慶應義塾大学病院において、stage I-IIIの外来乳がん患者を対象に、毎週1回120分×8回のマインドフルネスに基づく集団認知行動療法の無作為対照試験を実施し、標準化された評価尺度を用いてQOL、精神症状(うつ・不安)、身体症状に対する効果を検証するものである。パイロット試験の結果を参考に、サンプルサイズは介入群・対照群合計88例と見込み、3年間かけて実施する計画である。2015年度は、施設倫理委員会の承認を得て、対象者のリクルートと介入・評価を開始した。2016年3月現在、約50例が登録され、現在も介入と評価を継続中である。3年間の研究計画であり、目標登録症例数88例中50例の登録ができている。この研究は、慶應義塾大学病院において、stage I-IIIの外来乳がん患者を対象に、毎週1回×120分×8回のマインドフルネスに基づく集団認知行動療法の無作為対照試験を実施し、標準化された評価尺度を用いて、QOL、精神症状(うつ・不安)、身体症状に対する効果を検証するものである。パイロット試験の結果を参考に、脱落も含めてサンプルサイズを、介入群・対照群合計88例と見込み、3年間かけて実施する計画である。2015年度は、施設倫理委員会の承認を得て介入・評価を開始し、約50例を登録した。2016年度は、全目標症例を登録修了した。2017年度は、症例の観察・評価を完了し、統計解析、ならびに結果発表を行う。また、介入法の普及を見据えて、研修と普及の方法を検討する。当初の計画通り、3年計画の2年次として、目標数の登録を完了した。慶應義塾大学病院のステージIIIIの乳がん患者さん74名を対象に、毎週2時間全8回のマインドフルネス認知療法のランダム化比較試験を完遂した。本研究は、研究者らの知る限り、マインドフルネス認知療法を用いた介入ががん患者の苦痛の軽減に有効であることを、日本で最初に示した研究であり、不安や抑うつなど精神的な改善だけでなく、主観的な身体機能、がん再発不安、スピリチュアル・ウェルビーイングにも良い影響を及ぼすことが示された。3年間の研究計画の2年目である2016年度は症例の登録を完了する予定である。2017年度に症例の観察期間を終了し、解析を行う予定である。精神医学研究遂行のための人件費を計上していたが、2015年度は無償で助力いただける医療関係者が想定外にできたおかげで、人件費を削減できた。初年度に無償で助力いただける医療関係者が想定外にできたおかげで、人件費を削減できた。研究の運営、ならびに、症例のリクルートのためのさらなる人員確保が必要であり、そのための人件費として使用する。データ・マネジメントや解析、使用した資材の整理のための人件費、研究成果の発表のための学会参加費、論文投稿料、普及のための研修開催費として使用する。
リンカーヒストンシャペロンの検索

真核細胞のゲノムDNAは、塩基性蛋白質ヒストンと結合して核クロマチンの基本構造を形成するが、生理的条件下で、正に荷電したヒストン蛋白質が負に荷電したDNAと適切に結合するには、ヒストンの荷電が中和される必要がある。コアヒストンについては、ヒストンシャペロンと呼ばれる酸性蛋白質が結合し、これによってヌクレオソーム形成が制御さることが示されている。しかしながら、リンカーヒストンについては、これまでにシャペロンの報告はなく、リンカーヒストンの正の荷電がどのように中和されているか、また、DNAへのリンカーヒストンの結合がどのように制御されているかについては、全く分かっていない。本研究では、コアヒストンのシャペロンが既に同定されているツメガエル卵をもちいてリンカーヒストンH1Xの結合成分を検索した。ツメガエル卵の超遠心上清を、3種類の生理的条件下のカラムクロマトグラフィーにより分画し、H1X複合体の単離を進めたところ、これまでコアヒストンH2A、H2Bのシャペロンとして記載されてきたNAP-1がH1X結合蛋白質の主要成分であることが判明した。H1XとNAP-1との複合体形成は、抗NAP-1抗体によってH1Xが共沈することによっても確認された。さらに、ヌクレオソーム2量体にリンカーヒストンを加える再構成系を用いた解析では、フリーのH1Xではすぐにヌクレオソーム2量体が凝集してしまうのに対し、XNAP-1/H1X複合体では、ヌクレオソーム2量体の凝集を引き起こすことなく、安定したH1Xの結合がもたらされた。これらの結果は、XNAP-1がツメガエル卵におけるリンカーヒストンシャペロンとして機能することを示している。
位相的場の理論とD-braneの量子化

1.弦理論に基づく宇宙模型の構成を目的とする研究。宇宙がトーラス空間にコンパクト化している場合、弦理論は標的空間双対性、あるいはT-双対性と呼ばれる特性を持つ。この結果、ビッグバンの始点以前に大きな宇宙空間が存在し、それが一旦ブランクサイズに収縮(ビッグクランチ)した後、現在の宇宙になるというシナリオを考えることができる。この模型では古典的な宇宙模型に必ず存在するビッグバン始点時の特異点は回避される。更に興味深いことには、ビッグバン以前の空間は、弦の巻き付き数に共役な空間で、ビッグバン始点時に座標の組換えが起こり、通常の紐の重心運動量に共役な座標空間への遷移が起こる。これらの事情を考慮して、(2+1)次元宇宙の時間発展の具体的な解を求めた。また、一方では26次元臨界次元弦理論において、温度効果を考慮してビッグバンの前後での宇宙遷移と.信号の交換の可能性を検討した。2.超弦理論における双対性の発見、解析により、11次元超重力理論を低エネルギー有効理論に持つ、M-理論と呼ばれる理論の存在が明らかになってきた。BFSS行列模型は、このM-理論の定義、ひいては超弦理論の構成的な定義を与えるものとして非常に有力な模型と考えられている。一方BFSS行列模型は、11次元超膜理論の正則化された定義と見ることもでき、古典的には11次元以外にも4、5、7次元で定義することができる。しかしながら、この定義は無限運動量系あるいは光円錐系で定義されているために、量子論的にこれらの次元におけるローレンツ対称性が保たれるかどうかは必ずしも自明ではない。この問題を解析するために、BFSS行列模型を超膜理論の正則化ととらえて他の次元に拡張し、1ループのポテンシャルを解析した。その結果、11次元の場合以外ではローレンツ対称性が破れており、超弦理論と同様に超膜の理論においても臨界次元が存在することを明らかにした。1.弦理論に基づいて、T-双対性を考慮した宇宙模型を用いて宇宙初期における時空の概念の変更について議論した。弦理論には、運動量に共役な通常の座標xと巻き付き数に共役な座標qの2種類の座標が存在する。両者は非可換なため同時に対角化することはできず、現在のような大きな宇宙ではxのみが座標として認識されている。しかしながら宇宙初期においてプランク長さ程度の大きさの宇宙においては両者は混在し、その間に遷移が起こると考えられる。ここでは有限温度における弦の運動量と巻き付き数の相関を計算し、これを基に宇宙初期における、xとqの間の遷移を議論した。2.I型超弦理論におけるD5-braneの基底状態を記述する。位相的場の理論を構成し、これを用いてD5-braneの第2量子化について考察した。その結果、数学では既に知られていた、インスタントンのモジュライ空間上のハイゼンベルク代数が丁度、D5-braneの生成消滅演算子と解釈できる事を見出し、これによってD5-braneの第2量子化を定義することができる。ことを示した。3.I型超弦理論とT-双対なI'型超弦理論において任意の振幅を求めることができる生成関数を構成した。これを用いて、I型超弦理論においてはディスクと実射影空間という異なるトポロジーの間で実現していた無限大の相殺が、I型超弦理論ではどのように実現されているかを考察した。その結果、I'型理論に特徴的な存在であるorientifold plane上に境界を持つディスク振幅が、正しくTad pole振幅とそれに伴う発散を相殺している事を示した。
ケアのアウトカム評価ツールの地域包括ケアシステムへの活用可能性に関する研究

I.地域包括ケアシステム運営における社会的ケアのアウトカム評価の活用法・インパクトの検討:a)2つの自治体で、地域包括ケアシステム関連部署と協働し、アウトカム指標の抽出・構造化、アウトカム評価における既存行政データの利活用に関する検討を継続的に行なった(各4回)。成果は、学会で報告するとともに(森川・森山他2018)、1自治体では介護保険の事業運営に関する協議会・審議会で紹介され、自治体のケアシステム運営に具体的な影響を及ぼした。b)首都圏の複数の地域包括支援センター、社会福祉法人と研究班を構成員として、「社会的ケア関連QOL尺度ASCOTの臨床活用に関する研究会」を3回開催した。「ケアの質向上に向けたASCOTの臨床活用に関する研修テキスト(ガイドブック)」の素材(活用事例など)を収集・作成した。また、日本語版ASCOTの利用者版および介護者版を活用したケアの質向上に関する共同研究を次年度以降に展開するための基盤を整備した。具体的には、首都圏大規模法人との共同研究の合意形成を進め、その研究推進に対する、日本語版ASCOTの介護者版開発者の協力を取り付けた。自治体との協働、ケア実践の実務家との協働、ケアサービス運営の法人との協働など、フィールドとの協働関係の拡大発展を背景に、ケアのアウトカム評価指標・尺度の導入や活用に関する検討が、極めて順調に進んだ。さらに、社会的ケア関連QoLの評価尺度ASCOTの日本語版開発に関して、昨年度および今年度の研究成果を国内外の学会、シンポジウム、学術雑誌などで積極的に発表することができた。当初の研究計画に即して着実に検討を進める。成果発表、開発した指標の利活用・普及を進める一環として、次年度後半にシンポジウム等を開催することを予定する。今年度発展させた自治体や法人、実務関係者との協働関係をベースに、ケアのアウトカム指標の活用とそのインパクトについて、多様なフィールド(対象者の属性、サービス種別など)を想定し、本研究課題終了後の継続的発展的な研究課題の設定についても検討を進める。本研究では、社会ケアの側面を考慮したケアのアウトカム評価に基づいた効果的・効率的な地域包括ケアシステム運営の方法論の構築を目的とする。第一に、社会ケアのアウトカム指標として社会ケア関連QOLを位置づけ、当該指標によるエビデンスがシステム運営に及ぼす影響を検討する。第二に、社会ケアのアウトカム評価尺度を確定するため、海外で開発された社会ケア関連QOL尺度の日本語版の信頼性・妥当性を検証する。第一の課題に関して、1年次はシステム運営におけるアウトカムデータの活用状況に関するヒアリングと、アウトカム評価尺度の活用・分析に関する自治体との共同体制の構築を行った。自治体ヒアリングからは、ケアのアウトカムの分析や、分析結果の自治体計画・施策への還元のサイクルが必ずしも機能していないことが示唆された。1自治体の全面的な協力が得られ、介護保険サービス利用者への日本語版ASCOTを含む実態調査を計画し、自治体による調査実施、研究班によるデータ二次利用に関する自治体との契約締結など、次年度以降の自治体と研究班との共同体制の環境整備ができた。当初の計画に即して、極めて順調に進んでいる。当初の計画では、自治体をフィールドとしたアウトカム尺度を組み込んだ介護サービス利用者への実態調査を2年次に実施することを予定していたが、自治体の都合もあり1年次末に実施するなど、予定よりも研究計画を前倒しにした部分がある。I.地域包括ケアシステムへの導入。A自治体で実施されたASCOT日本語翻訳版を含む要介護者・要支援者の実態調査データの二次分析により、日本初の社会的ケア関連QOLの測定、多変量解析による関連要因の検討を行った。A自治体に分析結果をフィードバックし、アウトカム評価の活用手法について継続的な意見交換を行うと共に、地域包括ケアシステムのアウトカム指標を事業担当者と本研究班が共同で検討する枠組みを作った。また、B地域の地域包括支援センター職員等で構成される研究会を組織し、ASCOTの臨床での活用可能性を検討し、多職種における支援観の統一やサービスの本人視点での調整という面での有効性を検討した。研究目的・計画に即して着実に実施し、上述の研究実績を積み、その成果発表も国内および国際学会での研究報告としてを複数実施した。また、学術雑誌への論文投稿の手続きも進んでいる(国内雑誌2本投稿査読中、国際雑誌2本投稿準備中)。実務家や自治体の協力も得られており、今後も適切な研究遂行が見込める。

具体的には、首都圏大規模法人との共同研究の合意形成を進め、その研究推進に対する、日本語版ASCOTの介護者版開発者の協力を取り付けた。自治体との協働、ケア実践の実務家との協働、ケアサービス運営の法人との協働など、フィールドとの協働関係の拡大発展を背景に、ケアのアウトカム評価指標・尺度の導入や活用に関する検討が、極めて順調に進んだ。さらに、社会的ケア関連QoLの評価尺度ASCOTの日本語版開発に関して、昨年度および今年度の研究成果を国内外の学会、シンポジウム、学術雑誌などで積極的に発表することができた。当初の計画に即して実施していく。第一の課題については、行政調査の二次データ分析を進め、行政へのフィードバックを行い、それが行政の事業計画運営に及ぼす影響をモニターする。第二の課題については、尺度の妥当性の統計的な検証、各種変数や他指標との関連の検討と合わせ、日本独自の尺度のアルゴリズムや、臨床応用手法のについての検討準備を進める。I.地域包括ケアシステム運営における社会ケアのアウトカム評価のツールの活用法・インパクの検討。a)自治体の地域包括ケアシステムの計画・事業担当部門との協働討議を通じ、地域包括ケアシステムとしてのアウトカム指標の構造化(アウトカム評価の枠組みの設計)、主要事業におけるアウトカム指標の設定、活用する行政統計・データの利活用について具体的な活用方法論を構築する。b)相談・ケアマネジメントの相談実務者と協働しながら、臨床レベルにおけるアウトカム評価指標・尺度の活用手法の検討、臨床活用のための研修テキスト(ガイドブック)の案を作成する。II.社会ケア関連QOLによる社会ケアのアウトカム評価尺度の開発。a) H29年度の成果である「言語的妥当性の担保された日本語版ASCOT SCT4」を用い、SCRQoLの分布と関連要因を分析する。b) ASCOTSCT4の日本語版独自の重み付けを開発する。これらの成果を国内外の学会や論文により発表するとともに、ASCOT原版開発者であるケント大学の研究チームや、日本語版ASC OTの介護者版開発者とも情報交換を進め、共同研究としての展開を探る。当初の研究計画に即して着実に検討を進める。成果発表、開発した指標の利活用・普及を進める一環として、次年度後半にシンポジウム等を開催することを予定する。今年度発展させた自治体や法人、実務関係者との協働関係をベースに、ケアのアウトカム指標の活用とそのインパクトについて、多様なフィールド(対象者の属性、サービス種別など)を想定し、本研究課題終了後の継続的発展的な研究課題の設定についても検討を進める。ページにおいて、日本語翻訳版を本研究班と共同開発したことや、国際プロジェクトとしての本研究の概要が掲載されている。研究班によるASCOT尺度の日本語翻訳及び研究プロジェクトについて、原版開発者の所属機関のホームページにて(英語)国際プロジェクトのページ、及び、尺度翻訳のページで紹介されている。
Cureを可能とする関節リウマチの早期予測バイオマーカーの創出

関節リウマチの病態の把握には触診による関節所見および画像(特に関節超音波)による滑膜炎の評価が広く用いられているが、炎症性マーカーとして用いられるCRP、赤血球沈降速度は特異性が低く、客観的に用いられる血清マーカーが強く望まれている。本研究の研究代表者は一貫してRAの寛解導入と休薬、および、RAの病態ならびに予後を予測するバイオマーカーに関する研究を継続的に行ってきており、本研究は病態把握のみならず、Cureを目指すバイオマーカーを探索する点において、免疫学的異常とその是正に挑むものであり、疾患の理解にインパクトを与える研究成果が得られることが期待される。
精上皮のin vitroにおける形態分化

実験停留精巣を作り、セルトリ細胞と精祖細胞のみからなる精細管を器官培養した。その結果は、精巣細胞は精母細胞の減数分裂前期まで分化するがそれ以上は進行しなかった。今後は2重空培養で、セルトリ細胞の層を上面と下面を別の培地つけて、その腔側に造精細胞をおけば減数分裂後の分化が進行するかも知れない。この場合セルトリ細胞の結合装置は培養中常に保持されていることがわかった。マウス造精細胞を抗原として、単クローン抗体を作った。その抗体は精子細胞と精子中片を認識するほかに、熱ショックタン白と関係があることがわかった。この抗体を使って、精母細胞、精子細胞になってから発現するタン白があることがわかった。マウス突然変異系のうちSl系は、その原子生殖細胞は存在するが、その分化が中断し、無精子症となることがしられている。そのマウスのSlの受精卵でキメラを作り、皮フの色等から明らかにSl/Sl^d←→+/+のマウスを得た。この雄マウスは可妊でありその子マウスもえられた。この精巣は、その精細管が精子形成部と精子無形成部とのモザイクを示した。このことはセルトリ細胞のうちSl由来と+/+由来のものがキメラ状になって混じているが、精細管は明らかに形成部と無形成部とドメインを作っていた。精巣と体通過にともなう精子膜の分布変化とコレステロール分布変化をレプリカ法でしらべ、ラット、ハムスター等で比較研究した。卵細胞と受精の際と融合といわれている先体後部の細胞膜には、コレステロールがほとんどないことがわかった。精細胞器官培養/セルトリ細胞/造精細胞の単クローン抗体/キメラマウスの精子形成/膜のコレステロール分布実験停留精巣を作り、セルトリ細胞と精祖細胞のみからなる精細管を器官培養した。精細胞器官培養/セルトリ細胞/造精細胞の単クローン抗体/キメラマウスの精子形成/膜のコレステロール分布マウスの実験的停留精巣を作り1ケ月以上おくと、精細管はセルトリ細胞と精祖細胞を含む。この精細管を培養して経時的に切片法,凍結割断レプリカ法でしらべた。その計果、精祖細胞は第一次精母細胞の減数分裂の厚糸期まで分化するがそれ以後は変性する。一方セルトリ細胞は、その結合装置を維持している。セルトリ細胞の細胞質は、小胞体,糸粒体,ゴルヂ装置等の細胞小器官はin vitroで2-3週間はその形態は変化しないが、除々に中間径細糸が増加する傾向にある。間質細胞はその細胞質に脂肪滴が多数見られ中間径細糸が増加する。遂には、管状構造は変型して、精細管内の細胞と管外の細胞が混在し、セルトリ細胞と間質細胞の区別は出来にくくなる。この時には精細胞はすべて変性してなくなる。以上の系で、走査型電子顕微鏡によって培養細胞管とその構成細胞の形態を経時的に観察した。In vitroでの精細胞の分化は、現在までは減数分裂を完了させることは出来ない。この実験系は完全に精祖細胞とセルトリ細胞から出来ている。一次的に精母細胞から出発すれば減数分裂の一次分裂ないし二次分裂まではin vitroで可能性はある。しかし、短時間の分化しか行わないと思われる。それは管内と管外との環境の差(セルトリ細胞による関門)が必須と思われ、in vitroではそれが実現出来ない。In vitroであるが、凍結置換固定法によって、精巣間質細胞の滑面小胞体に特異な形態を示すことを見つけた。またチァィニーズハムスターの精子成熟にともなう細胞膜,先体膜の膜内粒子の動態について研究し、その成果は印刷発表される予定である。1.Sl系突然変異型マウス

〔生殖細胞(不妊),メラノサイト,マウス細胞等が分化しない〕とそのSlマイナスマウス受精卵のキメラを作った.このマウスは孕妊であり,その精細管を光顕的に3次元構築し,また電子顕微鏡でしらべた.その結果,精細管は精子形成のない部分,ある部分,その中間型がモザイク状になっていた.このことはSl^+系のセルトリ細胞が管内でモザイク状に分布し,そこでは精細胞の分化が進行しないことが示された.しかし形態的には両者のセルトリ細胞の違いは認められなかった.2.マウス造精細胞より単クローン抗体を作り,それが後期精母細胞から精子細胞を認識し,また熱ショックタン白も認識することがわかった.この抗体が認識するタン白は精子細胞運動に関するエネルギー交換タン白と関係があることが示された.3.急速凍結置換法でマウスLeydig細胞をしらべて,今まで形態学的に報告されていない特殊な滑面小胞体の配列をみつけた.しかしこの機能はまだわかっていない.4.ハムスター,ラットの精子膜内粒子の膜表面粒子の配列を精巣上体通過中,および雌生殖内精子,またin vitroでの先体反応の前後について,その変化を追究し,一部を発表した.5.フィリピンを使用して上記の変化をともなう膜ステロール分布を凍結レプリカ法で研究した.ハムスター精子の先体後部とヒト精子先体後部のステロール分布に大巾なちがいがあり,ハムスターでは先体部にステロールは極めて多いが先体後部には殆んど認められない.一方ヒトでは先体後部にもステロールの分布を認めた.このことは先体反応の開始の時期の違いとの相関を検索中である.実験停留精巣を作り、セルトリ細胞と精祖細胞のみからなる精細管を器官培養した。その結果は、精祖細胞は精母細胞の減数分裂前期まで分化するが、それ以上は進行しなかった。今後は2重室培養で、セルトリ細胞の層を上面と下面を別の培地つけて、3の腔側に造精細胞をおけば減数分裂後の分化が進行するかも知れない。この場合セルトリ細胞の結合装置は培養中常に保持されていることがわかった。マウス造精細胞を抗原として、単クローン抗体を作った。その抗体は精子細胞と精子中庁を認識するほかに、熱ショックタン日と関係があることがわかった。この抗体を使って、精母細胞、精子細胞になってから発現するタン日があることがわかった。マウス突然変異系のうちSl系は、その原始生殖細胞は存在するが、その分化が中断し、無精子症となることがしられている。そのマウスのSlの受精卵でキメラを作り、皮フの色等から明らかにSl/Sl^<c1>←→+/+のマウスを得た。、この雄マウスは可妊でありその子マウスもえられた。この精巣は、その細胞管が精子形成部と精子無形成部とのモザイクを示した。このことはセルトリ細胞のうちSl由来と+/+由来のものがキメラ状になって混じているが、精細管が明らかに形成部と無形成部とドメインを作っていた。精巣上体通過にともなう精子膜の分布変化とコレステロール分布変化をレプリカ法でしらべ、ラット、ハムスター等で比較研究した。卵細胞と受精の際に融合するといわれている先体数部の細胞膜には、コレステロールがほとんどないことがわかった。
陳旧性心房梗塞に伴う心房細動の発生機序解明と治療戦略の確立

心房細動の発生・維持に与える陳旧性心房梗塞の役割を解明し、新たな治療法を模索することを本研究の主題とする。モデル動物の心房上部を灌流する左洞結節動脈を結紮し、陳旧性心房梗塞を作成。心房細動が自然発生する心房梗塞誘発心房細動モデルの確立に成功した。心房梗塞作成8日後に光学マッピングシステムを用いて細動中の興奮様式を観察すると、境界部領域(梗塞部位と健常部位の境界)に投錨する渦巻き型旋回興奮波と湧き出し興奮波によって細動が維持されていることを確認した。悪性高熱の治療薬でもあるダントロレンが、リアノジン受容体内のドメイン連関障害を是正することで心房梗塞誘発心房細動を抑制することが示唆された。超高齢者社会を迎え爆発的に増加しつつある心房細動は、脳梗塞発症や心不全による入院治療、QOL低下をもたらし、大きな社会問題となっている。しかし、心房細動を含む心房性不整脈における不整脈基質としての心房梗塞の重要性に関する知見は極めて乏しい。本研究の目的は、家兎心房梗塞モデルにおいて、心房細動発生・維持の機序を評価し、不整脈発現の基になる陳旧性心房梗塞とリモデリング心房筋を誘因とする心房細動に対する新たな治療法開発への手掛かりを見出すことである。さらに、心臓内視鏡を用いた心房内・外膜同時光学マッピングシステムを用いて心房全体の巨視的興奮伝播現象を細胞膜電位変化として捉え、三次元位相解析や波面解析などの手法による定量的な時空間解析法を用いて、心筋組織における興奮波伝播のダイナミクスを包括的に解明することを目指している。本年度は心臓内膜・外膜光学マッピングシステムを用いて実験動物摘出灌流心における心房細動維持に及ぼす3次元旋回興奮(スクロール)波の役割と局在に関する検討を行い、心臓の解剖学的構造物(心房櫛状筋)に沿って3次元スクロール波が移動することを確認し、日本循環器学会年次集会において報告した。同時に、陳旧性心房梗塞に伴う心房細動モデル作成システムを構築し、モデル作成を開始、同実験を継続している。心房細動の発生・維持に与える陳旧性心房梗塞の役割を解明し、新たな治療法を模索することを本研究の主題としている。前年度までの研究で、1ヒツジ心房上部を灌流する左洞結節動脈を結紮することで陳旧性心房梗塞を作成、心房細動が自然発生する心房梗塞誘発心房細動モデルの確立に成功している。2心房梗塞作成8日後に光学マッピングシステムを用いて細動中の興奮様式を観察すると、境界部領域(梗塞部位と健常部位の境界)に投錨する渦巻き型旋回興奮波と湧き出し興奮波によって細動が維持されていることが確認された。当年度は、1)細胞内Ca2+と活動電位の二重光学マッピング実験を施行し、境界部領域(梗塞部位と健常部位の境界)から発生する湧き出し興奮波が、心筋層内に局在する3次元の渦巻型旋回興奮波の表現系として観察されたものではないことを証明した(巣状興奮波であることを証明)。2)心房梗塞境界領域において、リアノジン受容体(心筋型:RYR2)内のドメイン連関障害の結果、リアノジン受容体からのCa2+漏出が引き起こされること、更に、悪性高熱の治療薬でもあるダントロレンが、リアノジン受容体内のドメイン連関障害を是正することで心房梗塞誘発心房細動を抑制することが示唆された。3)心房梗塞誘発心房細動を維持する機序の一つである渦巻き型旋回興奮波の停止を目指して、急性圧負荷心房細動モデルを作成し、同モデルにおいて観察される3次元渦巻き型興奮波に対する高周波通電の効果を判定した。2例で心房細動の停止が得られているが、今後より詳細な解析が必要であり、本研究で確立した心房梗塞誘発心房細動モデルの治療法としての適応の検討も必要である。26年度が最終年度であるため、記入しない。循環器内科26年度が最終年度であるため、記入しない。当年度は陳旧性心房梗塞がない群における心房細動発生・維持における3次元旋回興奮(スクロール)波の果たす役割の解明を行い報告した。さらに、陳旧性心房梗塞モデル作成のためのシステムを構築し、予備実験も順調に開始されている。「陳旧性心房梗塞誘発心房細動は虚血境界領域に定在化する3次元旋回興奮(スクロール)

波によって維持され、定在化の解除によって細動が停止する」という仮説を証明するために、活動電位光学マッピング画像から得られた心房細動画像を詳細に解析し、旋回中心の高集積部位を容易に描出する解析法を確立した。同解析法を用いて陳旧性心房梗塞誘発心房細動を停止に導く新規の治療法を模索することができると考える。申請者は、「心房細動の発生・維持機構に与える陳旧性心房梗塞の役割を解明し、新たな治療法を模索する」ことを本研究の目的とし、昨年度中は陳旧性心房梗塞誘発心房細動モデル作成のためのシステムを構築し、同モデルの作成を開始した。さらに、比較対照群としての心房梗塞がない群における心房細動発生・維持に及ぼす3次元旋回興奮(スクロール)波の動態解明に成功している。おおむね順調に研究は進展しているが、いまだ陳旧性心房梗塞誘発心房細動モデルの作成数は少数であり、心房梗塞誘発心房細動モデルにおける特殊な興奮様式とその発生頻度、持続時間、解剖学的構造物と興奮波の位置関係の評価は不十分である。つまり、陳旧性心房梗塞誘発心房細動を早期停止に導く条件を決定し、3次元コンピューターシミュレーションを用いて高周波通電のための領域、部位を決定する段階に至っていない。当年度は1心房梗塞誘発心房細動モデル作成数を増やすことに重点を置く、2同時に、比較対照群も含めて、心筋に対する高周波通電による電気生理学的特性変化(静止膜電位の上昇、活動電位持続時間の短縮等)に関する評価を行う。3上記の結果を踏まえて新規の治療法を模索する。
食品由来低分子ペプチドの腸管吸収機構解明と新規生理作用探索

これまで我々は、食餌性タンパク質を摂取した際に腸管で生成するペプチドの中から抗ストレス作用を示す新規ペプチドを見出すことを目的とし、様々な食餌性タンパク質の分解物の抗ストレス作用を調べた。抗ストレス作用を示した分解物を分画し、活性ペプチド画分を絞り込み、最終的に活性ペプチドを同定する従来法を用いてきた。昨年度までに、魚肉タンパク質や枝豆など5種類の分解物を胃内投与したマウスにおいて、動物行動学的手法である強制水泳試験を用いて、うつ様行動が減少することを見出した。in situ門脈灌流システムを用いてタンパク質摂取時に実際に吸収される消化吸収ペプチドのアミノ酸配列をLCMSMSで同定し、それらの合成ペプチドのうつ様行動に対する影響を調べる方法を試みた。門脈灌流液のLCMSMS解析による消化吸収ペプチド同定法を確立し、魚肉タンパク質を胃内投与した時に回収した門脈灌流液に含まれる消化吸収ペプチドを2つ同定した。そこで、本年度、それらのペプチドを経口投与し、うつ様行動に対する効果を調べたところ、いずれも抗うつ作用を示さなかった。魚肉タンパク質の消化吸収ペプチドを同定したが、抗うつペプチドの同定には至らなかった。次に、我々は、コラーゲン分解物が抗うつ作用を示すことを見出した。また、コラーゲン由来の消化吸収ペプチドであるPro-HypおよびHyp-Glyを経口投与したところ、Pro-Hyp投与により抗うつ作用を示したが、Hyp-Glyによるうつ様行動の変化は見られないことを明らかにした。本研究により、腸管吸収されるコラーゲン由来ジペプチドの中から新規な抗うつ活性を示すペプチドを見出すことができた。今後は、コラーゲン由来ペプチドの抗うつ作用メカニズムを生理学や生化学の観点から明らかにすべきと考えている。これまで我々は、食品由来ペプチドの中に医薬品に匹敵する低用量で抗ストレス作用を示すものが存在することを見出し、潜在的な食品成分と神経系の相互作用を明らかにしてきた。シンプルな構造のジペプチドやトリペプチドが経口摂取で有効で強力な抗不安作用や抗うつ作用を示すことを見出した。しかしながら、それら低分子ペプチドのほとんどは体内動態や作用点が不明である。そこで本研究では、新たな抗ストレス作用を示し神経系に作用する低分子ペプチドを探索するとともに、それらの腸管吸収や体内循環などの体内動態、標的分子、および細胞内情報伝達機構を解明することを目的とする。今年度は、畜肉、魚肉、大豆、卵、牛乳など11種類の食品試料を用い、ペプシンなどの酵素による分解物を作製した。それらのうつ様行動に対する作用を調べるため、マウスにそれら分解物を経口投与し、動物行動学的手法である強制水泳試験を実施した。その結果、魚肉タンパク質、枝豆など5種類の試料を投与したマウスにおいて、それぞれうつ様行動が減少し、抗うつ作用を示すことを新規に見出した。また、本研究では、ラットを用いたin situ門脈灌流システムで腸管吸収されるペプチドを同定し、低分子ペプチドの体内動態と生理機能との関係を明らかにすることを目指している。今年度は、各種食品タンパク質をラットに経口投与し、その後門脈灌流液を採取した。来年度は、さらに抗うつ作用を示す食品由来分解物を探索する。また、抗うつ作用を示した試料については、高速クロマトグラフィーを用いた活性画分の絞り込みを行い、最終的に活性ペプチドの同定を目指す。さらに、各種食品タンパク質を経口摂取したときの腸管吸収ペプチドの同定を目指す。平成28年度は、11種類の食品タンパク質の分解物を作製し、そのうち5種類の分解物において抗うつ作用を示すことが明らかになった。来年度、抗うつ作用を示した分解物を分画し、活性ペプチドの同定に向けて検討を進める予定である。また、in situ門脈灌流システムを用いた腸管吸収ペプチド解析を進めており、それらの試料採取を今年度行った。各種食品タンパク質を経口投与したときの門脈灌流液を回収した。来年度、これらの試料に存在するペプチド解析を進めていく予定である。このように、研究計画通りに順調に研究は進展している。昨年度までに、畜肉、魚肉、大豆、卵、牛乳など11種類の食餌性タンパク質素材のペプシン分解物をマウスに胃内投与し、うつ様行動に対する作用を調べたところ、魚肉タンパク質や枝豆など5種類の分解物を胃内投与したマウスにおいて、動物行動学的手法である強制水泳試験を用いて、うつ様行動が減少することを見出した。そこで、本年度は、魚肉タンパク質分解物をHPLCで分画し、それぞれの画分をマウスに胃内投与し、うつ様行動を調べた。その結果、いずれの画分においても、うつ様行動の変化は見られなかった。このことから、2成分以上の複合的な作用であることが示唆された。来年度は引き続き、画分を作成し、ペプチドを同定する検討を行う予定である。また、新たな方法として、in situ門脈灌流システムを用いてタンパク質摂取時に実際に吸収される消化吸収ペプチドのアミノ酸配列をLCMSMSで同定し、それらの合成ペプチドのうつ様行動に対する影響を調べる方法を試みた。昨年度までに、いくつかのタンパク質の門脈灌流液を回収した。

本年度、LCMSMSを用いたアミノ酸配列同定方法の確立を進めた。その中で、魚肉タンパク質胃内投与時の門脈灌流液を用いて解析したところ、トリペプチドやジペプチドなど消化吸収ペプチドのアミノ酸配列を同定した。来年度は、同定されたペプチドを合成し、うつ様行動に及ぼす影響を検討する予定である。また、他の食品タンパク質の解析を進める予定である。平成29年度は、食餌性タンパク質分解物の分画を行い、それらの画分のうつ様行動に対する作用を調べたが、分画後の試料においては、抗うつ作用が見られなかった。2種類以上の成分の作用であることが示唆された。来年度、引き続き、活性ペプチドの同定を試みる予定である。また、平成29年度は、食品タンパク質由来の消化吸収ペプチドを検出する実験系を確立し、ペプチド配列を決定した。来年度は、同定されたペプチドが灌流液に存在することを確認するとともに、抗うつ作用を示すか調べる予定である。このように、消化吸収過程を確認したペプチドの中から新規抗ストレスペプチドを見出せる可能性があり、研究計画通りに順調に研究は進展していると考えている。これまで我々は、食餌性タンパク質を摂取した際に腸管で生成するペプチドの中から抗ストレス作用を示す新規ペプチドを見出すことを目的とし、様々な食餌性タンパク質の分解物の抗ストレス作用を調べた。抗ストレス作用を示した分解物を分画し、活性ペプチド画分を絞り込み、最終的に活性ペプチドを同定する従来法を用いてきた。昨年度までに、魚肉タンパク質や枝豆など5種類の分解物を胃内投与したマウスにおいて、動物行動学的手法である強制水泳試験を用いて、うつ様行動が減少することを見出した。in situ門脈灌流システムを用いてタンパク質摂取時に実際に吸収される消化吸収ペプチドのアミノ酸配列をLCMSMSで同定し、それらの合成ペプチドのうつ様行動に対する影響を調べる方法を試みた。門脈灌流液のLCMSMS解析による消化吸収ペプチド同定法を確立し、魚肉タンパク質を胃内投与した時に回収した門脈灌流液に含まれる消化吸収ペプチドを2つ同定した。そこで、本年度、それらのペプチドを経口投与し、うつ様行動に対する効果を調べたところ、いずれも抗うつ作用を示さなかった。魚肉タンパク質の消化吸収ペプチドを同定したが、抗うつペプチドの同定には至らなかった。次に、我々は、コラーゲン分解物が抗うつ作用を示すことを見出した。また、コラーゲン由来の消化吸収ペプチドであるPro-HypおよびHyp-Glyを経口投与したところ、Pro-Hyp投与により抗うつ作用を示したが、Hyp-Glyによるうつ様行動の変化は見られないことを明らかにした。本研究により、腸管吸収されるコラーゲン由来ジペプチドの中から新規な抗うつ活性を示すペプチドを見出すことができた。今後は、コラーゲン由来ペプチドの抗うつ作用メカニズムを生理学や生化学の観点から明らかにすべきと考えている。
線虫の生殖巣形成における上皮と基底膜のクロストーク

線虫のU字型の生殖巣を形成するリーダー細胞DTCの移動は、細胞外マトリックスと細胞骨格の両方により制御される。本研究ではマトリックスメタロプロテアーゼGON-1と細胞外マトリックス分子fibulin-1が拮抗的に働きIV型コラーゲンの代謝を調節すること、ならびに細胞骨格リンカータンパク質VAB-10が微小管の極性成長を制御することにより、DTCとその核の移動を調節することを明らかにした。また、核タンパク質であるMIG-39がRhoファミリーGTPaseと協調的に働き、DTCの停止に機能することが分かった。1.生殖巣リーダー細胞DTCの細胞骨格の詳細な挙動解析:Moesin(ABD)-EGFPおよびVAB-10(MTBD)-Venusを発現するトランスジェニック株を用いて、DTCのアクチンおよび微小管の挙動を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて解析した。アクチン繊維は細胞表層に沿ったネットワークが見られ、z-slice画像を3次元で再構築すると、DTCは背側に移動する際に表皮と消化管の間に大きな葉状仮足を伸ばしていることが分かった。移動過程でのDTCの形態変化を初めて明かにした。抗VAB-10抗体はDTCの微小管全体を染色したが、VAB-10(MTBD)-VenusはDTCの後端の微小管に強く局在し、微小管のマーカーとしてはあまり適切ではないと思われる。2.基底膜の制御に関わるADAMTSプロテアーゼGON-1の解析:GON-1分子のC-末端のGONドメインに対するポリクローナル抗体を作成した。免疫組織染色ではシグナルを検出できなかったが、IPウエスタンでは期待される250kDaの位置にバンドが検出された。goη-1変異体は生殖巣形成不全のため不妊となる。gon-1変異体に野生型gon-1遺伝子を染色体外アレイとして導入すると、生殖巣形成不全がレスキューされ、ホモで増殖可能となる。このようなトランスジェニック株を変異原EMSで処理することにより、染色体外アレイが脱落してもホモで増殖可能となった抑圧変異体16株を分離した。これらのうち4株は強い抑圧変異であり、今後これらを中心に解析を進めて行きたい。1。生殖巣リーダー細胞DTCの細胞骨格の詳細な挙動解析:EGFP-tba-2(α-tubulin)を作成し、DTCで発現させることにより、微小管の可視化に成功した。また、GFP-ebp-2(EB1)(微小管+端結合タンパク質)を用いて標識することにより、DTC内での微小管+端の挙動をタイムラプスムービーで撮影を行った。微小管はDTCの後方から先導端に向かって常に極性成長を行っていることが分かった。vab-10(spectraplakin)の変異体では微小管の極性成長が著しく阻害されており、このために核の移動が起こらないと考えられる。さらにkinesinのRNAiでも核の移動が阻害されることが分かった。DTCの核は、VAB-10により極性成長を行う微小管の+端に向かってキネシン依存的に運ばれることで、先導端に維持されていると考えられる。2.基底膜の制御に関わるADAMTSプロテァーゼGON-1の解析:gon-1変異体は生殖巣形成不全のため不妊となる。gon-1変異体の不稔性を抑圧するサプレッサー変異tk109は劣性であり、遺伝的マッピングの結果、IV番染色体のgon-1遺伝子の近傍に存在することが分かった。この領域にはその欠失変異が部分的にgon-1をサプレスすることが知られているfbl-1遺伝子(基底膜分子5bulinをコードする)が存在する。そこでtk109変異体においてfbl-1遺伝子の塩基配列を調べたところ、2つ目のEFG-like motif内にアミノ酸置換があることが分かった。tk109はgon-1の強いサプレッサーであり、このmotifの機能に興味が持たれる。また抗IV型collagen抗体を用いた組織染色から、gon-1変異体では基底膜VI型collagenが減少していることも突き止めた。IV型collagenがGON-1の基質である可能性も考えられる。1.生殖巣リーダー細胞DTCの細胞骨格の挙動解析:UNC-5::GFPはDTC内で小胞状に存在し、特に核膜周辺に強く局在する。kinesin-1のRNAiではUNC-5::GFPは細胞表層に蓄積するようになることから、kinesin-1はUNC-5小胞を核膜に繋ぎ止め、別のkinesinが細胞膜への輸送を担っている可能性が考えられた。そこでC. elegansに存在する15種類の全てのkinesin遺伝子についてRNAi解析を行った。しかしながら、kinesin-1以外ではDTC移動やUNC-5::

GFPの局在に異常は見られなかった。UNC-5の細胞表層への輸送はアクチン線維を介している可能性もあると考えたが、Latrunculin Bによってアクチン線維を破壊してもUNC-5::GFPの局在に影響がなかった。以上の結果から、UNC-5小胞は微小管依存的に細胞表層に運ばれると考えられるが、現在のところ関与するモーター蛋白質は不明であり、UNC-5小胞が微小管重合により力学的に移動する可能性も考えられる。2.基底膜の制御に関わるADAMTSプロテアーゼGON-1の解析:DTC移動におけるFBL-1/fibulin-1とGON-1の拮抗的な相互作用を探るために、EMB-9::Dendraを用いて基底膜collagen IVの量とその代謝速度を検討した。gon-1変異体ではcollagen IVの蓄積速度が野生型に比べて増加しており、また分解速度が低下していた。fbl-1変異体では蓄積速度が減少していたが、分解速度は野生型と変わらなかった。fbl-1 gon-1二重変異体では蓄積、分解ともに速度が低下しており、collagen IVの蓄積量は野生型に近い値であった。以上の結果から、DTCの移動速度にはcollagen IVの蓄積と分解の釣り合いによる適切な蓄積量が重要であると考えられた。1.生殖巣リーダー細胞DTCの細胞骨格の挙動解析:UNC-5::GFPはDTC内で小胞状に存在し、特に核膜周辺に強く局在する。kinesin-1のRNAiではUNC-5::GFPは核膜周辺から消失し、細胞表層に蓄積するようになる。そこでC. elegansに存在する18種類の全てのkinesin遺伝子についてkinesin-1との二重RNAi解析を行った。その結果、kinesin-3 familyに属するklp-4のRNAiを行うと、UNC-5::GFPの局在が核膜の周辺に回復することが分かった。klp-4単独のRNAiではUNC-5::GFPの局在に変化はなかった。また、mCherryタグを用いた解析から、kinesin-1とkinesin-3はどちらもUNC-5::GFPと共局在することが分かった。これらの結果は、kinesin-1とkinesin-3が共同してUNC-5を核膜周辺から細胞表層へ輸送していることを示唆する。2.DTC移動の停止を制御するmig-39遺伝子の解析:生殖巣リーダー細胞DTCは1齢幼虫期に腹側体壁筋上に形成される生殖巣原基の前後両端に生じ、成虫期までにU字型の移動をすることにより、生殖巣の形態形成をリードする。DTCは成虫期に背側体壁筋の中央付近で移動を停止する。我々はDTCの移動停止機構を明らかにするために、移動停止異常変異体mig-39の分離を行った。本変異体の遺伝的マッピングとクローニングの結果、MIG-39タンパク質はBED finger domainをもつDNA結合タンパク質であることが分かった。MIG-39はDTCで細胞自律的に機能し、DTCの適切な減速に必要であることを示した。BED fingerタンパク質は転写やDNAの複製に働くとの報告があるが、細胞移動停止への関与は最初の発見である。