hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
消費者責任に基づく日本の環境負荷および資源消費の将来予測とその対策技術評価

近年GHGプロトコルのScope3や国際標準化機構において、製品や企業活動のサプライチェーン全体で発生する温室効果ガス(GHG)排出量を定量化する「見える化」の動きが高まっている。このような考え方に基づく2005年の我が国の国内外温室効果ガス排出量(カーボンフットプリント:CF)のうち、約61%が我々消費者のライフスタイル(家計消費)によって誘発されたことが報告されている(Nansai et al., 2012)ように、家計消費由来の環境負荷排出構造を解析し、その長期的な見通しを明らかにすることは重要である。今年度は、資源消費の観点から低炭素社会の実現にアプローチするために、日本の家計消費が誘引する低炭素技術に重要な金属の採掘量(マテリアルフットプリント:MF)の同定を進めた。昨年度に推定した家計消費由来のCFと同様に、日本の少子高齢化に伴う上記のレアメタルの家計MF構造の変化を世界で初めて明らかにした。さらに、関連する研究として家計消費に伴うCFとネオジム、コバルト、プラチナのMFのトレードオフ構造を解析し、収入から見たライフスタイルの違いによる両者の特性と同時計測の政策的意義について議論した新規性は高い。これらの成果は2本の国際学術誌で報告され、今後の低炭素社会やエネルギー安全保障等の政策立案においても有用な知見を提供するものであると考えられる。また、この間に現在用いているGLIOモデルの国内需要部門を47都道府県間産業連関表の利用により詳細化を図ることで、日本の各地域における需要が国内外のサプライチェーンで誘発する環境負荷量およびレアメタル国際依存度の測定を試みた。このモデルによる解析結果と考察については、今後国際学術誌に投稿することで報告する予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。近年GHGプロトコルのScope3や国際標準化機構(ISO)において、製品や企業活動のサプライチェーン全体で発生する温室効果ガス(GHG)排出量を定量化する「見える化」の動きが高まっている。このような考え方は消費者基準勘定(consumption-based accounting)と呼ばれ、これに基づく2005年の日本の国内外GHG排出量のうち、約61%が我々消費者のライフスタイル(家計消費)によって誘発されたことが報告されている(Nansai et al., 2012)ように、家計消費由来の環境負荷排出構造を解析することは重要である。しかしながらIPCCに代表される従来の生産者基準勘定(production-based accounting)に基づく長期排出シナリオと異なり、上記の消費者基準勘定における国内外の排出を見通した研究は未だに着手されていない。このような背景から本研究課題では、今後ますます深刻化することが予想される少子高齢化に着目し、今後の日本の家計消費に由来する国内外環境負荷量および資源消費の排出構造を初めて明らかにすることを目的としている。今年度の結果からは、2005年から2035年における少子高齢化に伴う消費構成に変化によって、消費者基準GHG排出量は4.2% (58万CO2換算トン/年)減少し、一方同時に誘発される資源国におけるネオジム、コバルト、プラチナの採掘量はそれぞれ10% (33トン/年)、3.2% (144トン/年)、2.8% (0.43トン/年)減少することが明らかとなった。これらの金属資源はGHG排出量の低減を目的とする低炭素化技術に重要とされるレアメタルの一種である。また、それぞれの排出量および採掘量に対して重要な寄与を示す家計消費需要を、約800部門の詳細さで示すことができた。少子高齢化の影響をより詳細に考察するため、世帯数のみならず本研究計画前には考慮できていなかった人口推移もモデルに組込むことで、現状公開されている2035年までの人口動態のデータを反映した家計消費由来の消費者基準GHG排出量および金属資源消費量の構造についてより緻密に推定できた。

一方で初年度に完成を予定していた47都道府県に対応したモデル開発は現在進行中であり、その点を考慮して概ね順調に進展していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。現在用いている環境産業連関分析モデルの国内需要部門を47都道府県別に詳細化を図ることで、日本の各地域における需要が国内外のサプライチェーンで誘発する環境負荷量およびレアメタル資源依存度の測定を可能とする。次に今後の家計消費由来の国内外GHG排出量に重要な要素となる食品需要を軸とする将来シナリオを数パターン設計し、そのシナリオごとに新規モデルを用いて今後の47都道府県別環境負荷量・資源依存度を推計する。最終的には、各シナリオの需要から生じる廃棄物系バイオマスに対して、環境負荷面や地域経済面(地域別GDP、雇用等)を踏まえた静脈サプライチェーンの組合せの提示を目指す。
サーファクタントプロテインDを介した腸内細菌叢制御による胆嚢・消化管の恒常性維持

本研究は、「胆嚢上皮細胞から分泌されるサーファクタントプロテインD(SP-D)が、どのような機構で腸管や胆嚢の恒常性や疾患に関与するのかを明らかにすること、及び、腸内細菌叢を制御する胆嚢由来分子を探索すること」を目的としている。具体的には、1) SP-Dによって制御された腸内細菌叢のどのような因子が、どのように腸管恒常性維持に貢献するのか、2) SP-Dは胆嚢の恒常性や疾患へ関与するか、3) SP-Dが炎症性腸疾患(IBD)や関連する胆嚢疾患の治療標的になるか、4)腸内細菌叢を制御する胆嚢由来分子はSP-D以外にも存在するか、の4項目を研究計画とした。1)について、SP-D遺伝子欠損(SP-D KO)マウスでは野生型(WT)マウスに比較して大腸における大腸粘膜固有層の免疫細胞のIL-22の遺伝子発現が有意に低下していることが明らかになった。IL-22は多様な機構で腸管上皮のバリア機能の維持していることから、SP-Dの欠損により生じたdysbiosisがIL-22誘導を抑制し、大腸炎を悪化させていることが推測された。2)については、胆嚢で産生されるSP-Dが、胆石や自己免疫疾患である原発性硬化性胆管炎(PSC)に関与しているかについて検討を開始しているところである。また、4)について、大腸炎により産生亢進する胆嚢SP-Dと類似の抗菌分子を探索を行ったところ、数種類の抗菌活性を有する分子の発現上昇を見出した。一連の研究結果から、本研究は計画に沿い順調に進捗していると判断する。今後は、SP-D欠損によるdysbiosisにおけるどのような分子機構が、大腸IL-22の産生を低下させるかを明らかにすること、SP-Dの胆嚢疾患への関与を明らかにすること、見出したSP-D以外の胆嚢抗菌分子の候補から、実際に胆嚢疾患や大腸炎に関与している胆嚢抗菌分子を明らかにしていくことを目指す。2018年度は、当初計画した1),2),4)の3項目を中心に課題を進めた。1)について、SP-Dによって制御された腸内細菌叢のどのような因子が、どのように分子機構で腸管恒常性維持に貢献するのかを解明するため、大腸粘膜固有層のT, Bリンパ球、樹状細胞、マクロファージの各細胞群の頻度や活性化について検討したが明らかな差は認めなかった。一方、免疫細胞を採取し炎症性サイトカインや抑制性サイトカインの遺伝子発現を検討した結果、SP-D遺伝子欠損(SP-D KO)マウスでは野生型(WT)マウスに比較して大腸におけるIL-22の発現が有意に低下していることが明らかになった。過去の報告より、大腸におけるIL-22はグループ3自然リンパ球(ILC3)やTh1細胞、γδT細胞から産生されており、多様な機構で腸管上皮のバリア機能の維持していることが明らかにされている。そのため、どのような細胞集団がIL-22を産生しているか検討し、また、大腸上皮のバリア機能を検討するため上皮細胞を採取し網羅的遺伝子解析を、SP-D KOマウスとWTマウスで比較検討を行なっているところである。2)のSP-Dの胆嚢の恒常性や疾患への関与についての検討では、胆石形成モデルや自己免疫性の胆嚢疾患である原発性硬化性胆管炎(PSC)について検討を開始した。前者では、胆石生成性の高脂食餌の投与準備を行った。後者では、PSCのモデルであるAbcb4遺伝子欠損(Abcb4 KO)マウスを入手しSP-D KOマウスの交配を開始した。4)の腸内細菌叢を制御する胆嚢由来分子を探索するため、胆嚢のRNA-seq解析を行い、Lipocalin2, Lipocalin6, PepsinogenC, S100a6, S100a10などの抗菌分子の発現が上昇していることを見出した。これまでの研究で、SP-D欠損による腸内細菌叢のdysbiosisにより、大腸におけるIL-22の産生低下が原因となり大腸炎感受性が高くなることが推測された。一方、胆嚢ではSP-D以外にも、Lipocalin2, Lipocalin6, PepsinogenC, S100a6, S100a10などの抗菌分子の発現が、大腸炎により誘導されることが明らかになった。そのため今後の研究は以下の3項目に沿い行なっていく。1つめは、SP-D欠損によるdysbiosisにおいて、どのような分子機構が大腸IL-22の産生を低下させるかを明らかにする。そのため、フローサイトメトリー解析により大腸粘膜におけるIL-22産生細胞を明らかにし、さらにIL-22低下による腸管上皮バリア機能低下の有無を、大腸上皮の網羅的遺伝子解析や腸管透過性アッセイにより検討する。また、SP-D KOマウスと野生型マウスの糞便メタボローム解析を行い、IL-22産生低下に関与する代謝産物を検討する。また、SP-D欠損マウスにおける大腸炎の悪化にIL-22が関与しているかを検討するため、リコンビナントIL-22を投与し大腸炎が改善するかを検討する。二つめは、SP-Dの胆嚢疾患への関与を明らかにするため、PSCモデルのAbcb4 KOマウスや食餌による胆石モデルを用いて引き続き検討を続ける。

三つめに、胆嚢組織のRNA-seq解析から見出した、大腸炎により上昇が認められた上述の候補分子について、qRT-PCR法による再検証を行なうとともに、ELISA法にて胆汁中のタンパクレベルでの発現を確認する。大腸炎による発現上昇が最終的に確認されたものについて、その遺伝子欠損マウスを入手し、胆嚢疾患や大腸炎に感受性や腸内細菌叢について検討し、胆嚢抗菌ペプチドの役割について検討する。本研究は、「胆嚢上皮細胞から分泌されるサーファクタントプロテインD(SP-D)が、どのような機構で腸管や胆嚢の恒常性や疾患に関与するのかを明らかにすること、及び、腸内細菌叢を制御する胆嚢由来分子を探索すること」を目的としている。具体的には、1) SP-Dによって制御された腸内細菌叢のどのような因子が、どのように腸管恒常性維持に貢献するのか、2) SP-Dは胆嚢の恒常性や疾患へ関与するか、3) SP-Dが炎症性腸疾患(IBD)や関連する胆嚢疾患の治療標的になるか、4)腸内細菌叢を制御する胆嚢由来分子はSP-D以外にも存在するか、の4項目を研究計画とした。1)について、SP-D遺伝子欠損(SP-D KO)マウスでは野生型(WT)マウスに比較して大腸における大腸粘膜固有層の免疫細胞のIL-22の遺伝子発現が有意に低下していることが明らかになった。IL-22は多様な機構で腸管上皮のバリア機能の維持していることから、SP-Dの欠損により生じたdysbiosisがIL-22誘導を抑制し、大腸炎を悪化させていることが推測された。2)については、胆嚢で産生されるSP-Dが、胆石や自己免疫疾患である原発性硬化性胆管炎(PSC)に関与しているかについて検討を開始しているところである。また、4)について、大腸炎により産生亢進する胆嚢SP-Dと類似の抗菌分子を探索を行ったところ、数種類の抗菌活性を有する分子の発現上昇を見出した。一連の研究結果から、本研究は計画に沿い順調に進捗していると判断する。今後は、SP-D欠損によるdysbiosisにおけるどのような分子機構が、大腸IL-22の産生を低下させるかを明らかにすること、SP-Dの胆嚢疾患への関与を明らかにすること、見出したSP-D以外の胆嚢抗菌分子の候補から、実際に胆嚢疾患や大腸炎に関与している胆嚢抗菌分子を明らかにしていくことを目指す。2018年度は、当初計画した1),2),4)の3項目を中心に課題を進めた。1)について、SP-Dによって制御された腸内細菌叢のどのような因子が、どのように分子機構で腸管恒常性維持に貢献するのかを解明するため、大腸粘膜固有層のT, Bリンパ球、樹状細胞、マクロファージの各細胞群の頻度や活性化について検討したが明らかな差は認めなかった。一方、免疫細胞を採取し炎症性サイトカインや抑制性サイトカインの遺伝子発現を検討した結果、SP-D遺伝子欠損(SP-D KO)マウスでは野生型(WT)マウスに比較して大腸におけるIL-22の発現が有意に低下していることが明らかになった。過去の報告より、大腸におけるIL-22はグループ3自然リンパ球(ILC3)やTh1細胞、γδT細胞から産生されており、多様な機構で腸管上皮のバリア機能の維持していることが明らかにされている。そのため、どのような細胞集団がIL-22を産生しているか検討し、また、大腸上皮のバリア機能を検討するため上皮細胞を採取し網羅的遺伝子解析を、SP-D KOマウスとWTマウスで比較検討を行なっているところである。2)のSP-Dの胆嚢の恒常性や疾患への関与についての検討では、胆石形成モデルや自己免疫性の胆嚢疾患である原発性硬化性胆管炎(PSC)について検討を開始した。前者では、胆石生成性の高脂食餌の投与準備を行った。
表皮細胞内カルシウム濃度の調節:3種のカルシウムポンプの機能協調と角化への関与

本研究は、細胞内カルシウムポンプ異常で生じるHailey-Hailey病(HHD)とDarier病(DD)の培養表皮細胞を用いて、カルシウムポンプの表皮細胞内Ca2+濃度の恒常性維持と角化などに関する役割を明らかにすることを目的とした。HHDでは定常状態における細胞内Ca2+濃度は正常と比べ変化はなかったが、ATP刺激に対する反応性は低下していた。また、calmodulin-like5やloricrinなどのカルシウム結合蛋白質や角化関連蛋白質の発現が上昇していた。小胞体や形質膜、ゴルジ装置に存在する3種のカルシウムポンプは協調しながら細胞内Ca2+濃度を調節している。研究代表者は、カルシウムポンプの異常で生じる遺伝性角化症であるHailey-Hailey病(HHD)とDarier病(DD)の症例を数多く収集し遺伝子変異を検出してきた。本研究は3種のカルシウムポンプが表皮細胞内Ca2+濃度の恒常性維持にそれぞれどの程度寄与しているのかを明らかにし、角化との関連性を調べることを目的とした。(本研究の具体的な内容)1)HHDとDDの培養表皮細胞における3種のカルシウムポンプ(SERCA、PMCA、SPCA)の発現を調べ、細胞内Ca2+濃度を測定する。2)HHDとDDの培養表皮細胞で様々なパターンで3種カルシウムポンプをノックダウンし、細胞内Ca2+濃度を測定する。3)培養細胞から三次元培養皮膚を作製し、角化関連分子の発現を調べる。(これまでの研究経過と結果)1)本研究の基盤となるHHDを30家系収集し、29種のATP2C21遺伝子(SPCA1)変異を新たに同定した。2)HHD培養表皮細胞における3種のカルシウムポンプの発現は様々なパターンを呈したが、重症例では全ての発現低下を認めた。またATP添加にて細胞内Ca2+濃度の上昇はみられなかった。HHD培養表皮細胞では、カルシウム結合タンパク質や角化関連タンパク質の発現が上昇し、病態との関連性が示唆された。3)HHDのモデル細胞として、HaCaT細胞のATP2C21遺伝子ノックダウンを用いた実験を行った。これらの細胞では、カルシウム結合タンパク質や角化関連タンパク質の発現変動が認められた。4)正常培養表皮細胞を用いて三次元培養皮膚を作製した。同様の手法を用いて、HHDとDDの三次元培養皮膚を作製中である。本研究は3種のカルシウムポンプが表皮細胞内Ca2+濃度の恒常性維持にそれぞれどの程度寄与しているのかを明らかにし、角化との関連性を調べることを目的としている。(本研究の具体的な内容)1, HHDとDDの培養表皮細胞における3種のカルシウムポンプ(SERCA、PMCA、SPCA)の発現を調べ、細胞内Ca2+濃度を測定する。2, HHDとDDの培養表皮細胞で様々なパターンで3種カルシウムポンプをノックダウンし、細胞内Ca2+濃度を測定する。3,培養細胞から三次元培養皮膚を作製し、角化関連分子の発現を調べる。(これまでの研究経過と結果)1,本研究の基盤となるHHDを30家系収集し、29種のATP2C21遺伝子(SPCA1)変異を新たに同定した。2, HHD培養表皮細胞における3種のカルシウムポンプの発現は様々なパターンを呈したが、重症例では全ての発現低下を認めた。3, HHD培養表皮細胞では、カルシウム結合タンパク質のひとつであるcalmodulin-like 5や角化関連タンパク質であるloricrinの発現が上昇し、病態との関連性が示唆された。本研究の具体的な目的は以下の項目である。1, HHDとDDの培養表皮細胞における3種のカルシウムポンプ(SERCA、PMCA、SPCA)の発現を調べ、細胞内Ca2+濃度を測定する。上記についての、これまでの研究経過と達成度1,本研究の基盤となるHHDの家系を新たに30家系収集し、培養表皮細胞をいくつか保存することができた。それらにおけるSERCA、PMCA、SPCAの3種カルシウムポンプの発現パターンは様々であったが、ATP2C1ナンセンス変異を呈した重症例では全てのカルシウムポンプの発現低下を認めた。また、全ての培養細胞はATP添加にて細胞内Ca2+濃度の上昇がみられないことを確認した。また、HHD培養表皮細胞におけるカルシウム結合タンパク質や角化関連タンパク質の発現を調べ、病態との関連を推察した。

2,HHD培養表皮細胞において3種のカルシウムポンプをノックダウンする研究の予備実験といsて、HaCaT細胞を用いた同様の実験に成功しており、今後この手法を用いて研究を進める。3,本研究のもうひとつの基盤となるDDについては、新規症例を収集できておらず、培養表皮細胞を得ることができていない。しかし、培養表皮細胞を得ることができれば、平成23年度に施行したHHDと同様の手法を用いて研究を円滑に進めることができると考えられる。4,培養細胞から三次元培養皮膚を作製することは、平成24年度の研究目標にしている。1,今後、特にDD患者からの培養表皮細胞樹立が必要である。研究代表者らのグループは、従来から遺伝性皮膚疾患についての研究と専門外来による診療活動を行いつつ、国内外の施設との共同研究にも参加し、数多くの論文を発表してきた。これらの経験をもとにして、他施設からのサンプル供与を中心に積極的な活動に努める。2, HaCaT細胞で3種のカルシウムポンプをノックダウンすることに成功した研究を基盤として、HHDとDDの培養表皮細胞において、様々なパターンでカルシウムポンプをノックダウンする。また、それぞれの培養細胞ではATP添加による細胞内Ca2+濃度の変化を観察する。これらの研究の方法は確立されており、全て円滑に進めることができると考えられる。3, 3種のカルシウムポンプが様々なパターンで機能低下する培養表皮細胞を用いて三次元培養皮膚を樹立し、それぞれに認められる特異的な角化異常を明らかにする。三次元培養皮膚の作製にはCELLnTEC社のキットを用いる。樹立された三次元培養皮膚は、まずHE染色により表皮細胞接着障害や角化異常などの形態を観察する。続いてデスモグレインやデスモコリンなどの接着分子、ケラチンやインボルクリンなどの角化マーカーの発現についてリアルタイムPCRやウエスタンブロットで定量し、免疫組織染色により発現様式を観察する。4,最近、三次元培養皮膚をモデルとして使用した遺伝性皮膚疾患の研究についての報告がみられる(Oji V et al. Am J Hum Genet 2010)。患者検体を使った三次元培養皮膚を樹立し、研究を進めることは手法としては簡便かつ迅速である。三次元培養皮膚の作製にはCELLnTEC社のキットを用いる予定であるが、上手くいかない場合には他社のキットを使用するなどして対応する。1,設備備品の購入予定は当初からない。消耗品として、ノックダウン実験やリアルタイムPCR、ダイレクトシークエンスに用いる分子生物学実験試薬を40万円、分子生物学実験器具を25万円、表皮細胞培養試薬を10万円、三次元培養皮膚作製に必要な試薬を35万円、細胞培養実験器具を10万円の使用を計画している。2,旅費などについては、外国で開催される国際学会での発表のために60万円、研究成果の英文論文の校閲に20万円の使用を計画している。
矩形導波管を用いたマイクロ波加熱による相変化過程の制御

マイクロ波加熱では気・液・固相による誘電物性の違いが加熱特性に重要な意味を持ち,気相・液相・固相が共存する系ではマイクロ波の吸収はほとんど液相で生じることとなる.本研究では,矩形導波管を用いたマイクロ波加熱の基礎およびマイクロ波加熱による乾燥過程を理論的・実験的に取り扱い,以下の成果を得た.1.時間領域差分法を用いた導波管内の電磁場および熱の3次元解析を示すとともに,水の加熱実験との比較により解析の妥当性を示した.2.水および塩化ナトリウム水溶液のマイクロ波加熱実験を行い,加熱特性に及ぼす表面張力駆動流の影響を明らかにするとともに,数値解析結果との比較により導電率の効果を理論的・実験的に明らかにした.3.導波管内における粒子層の乾燥実験を行い,水分分布および温度分布の時間変化を明らかにするとともに,電磁界の不均一にともなう乾燥過程の特徴をマイクロ波出力と関連づけて実験的に明らかにした.4.毛管圧を考慮した粒子層内の気・液二相流れと電磁場・熱解析を組み合わせた3次元粒子層内の乾燥理論を提示し,実験結果との比較により理論の妥当性を検討した.5.粒子径が異なる成層粒子層の乾燥過程を取り扱い,成層構造の違いが乾燥過程に及ぼす影響を実験的および理論的に明らかにした。6.氷の融解実験を行い,氷の内部融解と体積減少による減圧沸騰の存在を確認するとともに,減圧沸騰による内部融解過程を実験的に明らかにした。マイクロ波加熱では気・液・固相による誘電物性の違いが加熱特性に重要な意味を持ち,気相・液相・固相が共存する系ではマイクロ波の吸収はほとんど液相で生じることとなる.ここでは,矩形導波管を用いたマイクロ波加熱の基礎およびマイクロ波加熱による乾燥過程を理論的・実験的に取り扱い,以下の成果を得た.1.時間領域差分法を用いた導波管内の電磁場および熱の3次元解析を示すとともに,水の加熱実験との比較により解析の妥当性を示した.2.水および塩化ナトリウム水溶液のマイクロ波加熱実験を行い,加熱特性に及ぼす表面張力駆動流の影響を明らかにするとともに,数値解析結果との比較により導電率の効果を理論的・実験的に明らかにした.3.導波管内に設置された水で満たされたガラス粒子層のマイクロ波加熱実験を行うとともに,固体と液体との混合体に対する誘電特性の評価法を確立した.4.導波管内における粒子層の乾燥実験を行い,水分分布および温度分布の時間変化を明らかにするとともに,電磁界の不均一にともなう乾燥過程の特徴をマイクロ波出力と関連づけて実験的に明らかにした.5.毛管圧および浸透圧を考慮した粒子層内の気・液二相流れと電磁場・熱解析を組み合わせた3次元粒子層内の乾燥理論を提示し,実験結果との比較により理論の妥当性を検討した.マイクロ波加熱では気・液・固相による誘電物性の違いが加熱特性に重要な意味を持ち,気相・液相・固相が共存する系ではマイクロ波の吸収はほとんど液相で生じることとなる.本研究では,矩形導波管を用いたマイクロ波加熱の基礎およびマイクロ波加熱による乾燥過程を理論的・実験的に取り扱い,以下の成果を得た.1.時間領域差分法を用いた導波管内の電磁場および熱の3次元解析を示すとともに,水の加熱実験との比較により解析の妥当性を示した.2.水および塩化ナトリウム水溶液のマイクロ波加熱実験を行い,加熱特性に及ぼす表面張力駆動流の影響を明らかにするとともに,数値解析結果との比較により導電率の効果を理論的・実験的に明らかにした.3.導波管内における粒子層の乾燥実験を行い,水分分布および温度分布の時間変化を明らかにするとともに,電磁界の不均一にともなう乾燥過程の特徴をマイクロ波出力と関連づけて実験的に明らかにした.4.毛管圧を考慮した粒子層内の気・液二相流れと電磁場・熱解析を組み合わせた3次元粒子層内の乾燥理論を提示し,実験結果との比較により理論の妥当性を検討した.5.粒子径が異なる成層粒子層の乾燥過程を取り扱い,成層構造の違いが乾燥過程に及ぼす影響を実験的および理論的に明らかにした。
赤外線センサーの評価システム

2次元赤外線アレイセンサーの標準的評価システムを構築し、センサーの評価を行い、選別をする。そのための評価システムを構築して試験を行なうことが目標である。現在、2種類の評価システムが完成して、様々な赤外線センサーの評価に使われている。今後、多種多様なセンサー素子に対して対応できる。中屋が開発したMACS(Multi-Array Controller System)はAladdin/HAWAIIの双方に対応、かつ複数のアレイを同時に動作できるシステムである。前述のように我々はSBRC社のInSb:Aladdin 1024×1024(動作温度3040K)およびロックウエル社HAWAIIアレイ1024×1024(動作温度6070K)のテスト用クライオスタットを各一台ずつ製作して、温度/雑音環境を整備した。AladdinおよびHAWAIIの検出器周辺(ファンアウト/AD変換部)を設計製作した.それを使ってマルチプレクサーを動作させた。評価システムも構築でき、Aladdin/HAWAII 1024×1024アレイ用のクライオスタットの外観を各章の最初に掲げる。それによってマルチプレクサーを動作させて撮った“画像"が別冊報告書のI章とII章の表紙の次に掲げてある。これで一応の目標:赤外線センサーの評価システムEvaluation System of Infrared Array Sensorsは達成できた。さらに、メシア-IIIを拡張したメシア-IVを開発製作した。また、素子周辺の温度を一定に保つ温度制御システムも自主開発した(Zentech-TC)。評価システムでは一台の素子の温度コントロールで済む分はLake ShoreのTC(Model 330)を使用している。複数のアレイ評価/比較にはZentech-TCを使用することができる。研究の目的は赤外線センサーの標準的評価システムを構築し、それを使って様々な光赤外線センサーを評価することである。平成8年度はSBRC社のInSbセンサーAladdin 1024x1024素子の評価を行い、選別をすることで、特にコスメティック(概括的な動作特性)の評価を行なうことが目標である。評価テスト用クライオスタットの設計を9月に終え、10月2月にかけて製作を行なった。現在、真空/冷却の試験を行なっている。検出器周辺(ファンアウト/AD変換部)を設計し製作中である。2月中に温度制御装置を導入して、冷凍機で冷却して、温度動作(30120K)を行ないつつある。すでに開発済みのメシア-IIIと接続し、回路動作の確認する予定であった。別途購入予定のInSb検出器:Aladdin4個の開発が遅れて3月初め現在未入荷である。、入荷次第試験が出来る手筈を準備している。試験項目としては、フラット背景放射に対するコスメティックおよび読み出し雑音を測定する。評価システムの構築は順調に進んでおり、5月には当初のInSbの評価を終了する予定である。赤外線センサーの評価システムを完成した。この評価システムは1)冷却クライオスタット2)読みだしエレクトロニクス3)検出器(ホルダー)から構成される。1)冷却クライオスタットは温度T=4200Kの間の任意の温度に設定することができる仕様で、実現された。2)読みだしエレクトロニクス回路はMessiaIIIをベースに、MessiaIVシステムを設計製作した。1)と2)の結果を組み合わせて、検出器周辺ファンアウト基板、32出力MUXを製作して、Araddinアレイのマルチプレクサ-回路に光を照射して、実際の可視の画像を撮ることができた。当初の目的であった多様なアレイ素子に対応できる赤外線センサーの評価システムを構築して、現在また、今後の国内におけるアレイの評価には十分活用できるレベルとして運用している。

ただし、Araddinアレイの実物(InSb1024X1024素子)に関しては、輸入できないことになり、雑音レベルや量子効率、AD変換ファクターが測定できていない。*当初の研究は完了しており、その内容は英文で抄録を発表する(SPIE)が、全体をまとめるため、あと半年の猶予を希望する。
コミュニケーションの2つのスタイル

「コミュニケーションカ」は21世紀に育成すべき能力して多くの国で様々な教育法が試みられている。フランスもその例外ではないが、国際化に対応した能力と人材を育む目標が立てられながら、実際の教室で行われていたのは「言葉による説明と説得の技術」「理知と感情の統合」「共同体文化をベースにした議論法」などフランスで伝統的に行われていた「言葉と表現法」を磨く教育を徹底して行うことであった。市民教育では、一方で規則作りとその遵守を強調しながら、他方で「規則は状況に応じて変えるべきもの」というフランス革命以来の原則を基に「(問題となっている)言葉の定義→歴史的具体例→歴史的淵源→共通の概念定義→現状分析」という議論の一連の過程を踏んで現状変革を目指す。例えば人種差別についてなら、人種差別とは何か定義を出し合い、歴史から具体例を拾いだし、その淵源を探る。淵源特定により、討議グループに共通の言葉の概念を作り上げる。その上で初めて目前にある人種差別の討議が行われる。市民教育では、政治のシステム学習と同等に重視されるのがこのdebatと呼ばれる議論であり、討論を通して現状のシステムや法律が公正(juste)かどうか、公正でない場合はどう変えるべきかを帰納と演繹法を組み合わせながら一定の論理的手続を経て問題解決を図る。国語教育はこれと異なり、文法や綴り字などの規則を中心に学びながら、すべての構成要素は「表現」へと向かう。詩の朗読や演劇の暗唱が、国語教育の仕上げとされるのはそのためである。現地調査では、社会・経済的に異なる地域の学校観察を行ったが、これら2つのコミュニケーション教育の基本は変わらぬものの、移民の多い地区の学校では演劇などより具体的で感情表出へ向かう要素が強調されていた。コミュニケーション教育は言葉を扱う以上、その国や社会グループの価値や言語環境と切り離しては考えられず、OECDによる国際学力達成度試験を規範とする効率的思考表現やディベートなど技術育成の「いいとこ取り」は機能しないことが調査から示唆された。3年間のプロジェクト初年にあたる本年度は、調査対象校になっている3つの異なる学校(私立のカトリック学校・公立の伝統校・移民の多い特別指定地域校)のうち、カトリックの私立小学校でのインタビューとリヨン市6区の教理教育責任者と教理教育実践者へのインタビュー、及び今後の調査の交渉を行なった。カトリックの私立小学校校長のインタビューからは、学校というひとつのシステムの中でいかに異なる価値観を教えるか、またそれに伴うコミュニケーション方法が伝えられるかについての知見が得られた。国のカリキュラムで義務付けられている「市民教育」と、私立の学校でのみ教えることの出来る「宗教教育」は日本の「公民」や「道徳」に相当する教科であるが、明らかに矛盾する価値観を教える教科である。それらを教える際には、まずどちらを優先させるかという明確なプライオリティーをつけること、2つが異なった領域を扱うものであることを様々な実践を通して児童・生徒に伝えることが重要である、とのことであった。それによって、矛盾する価値観の使い分けが子供にも可能になるのである。「市民教育」が法律を基本原理にしているのに対して、「宗教教育」は神の言葉が基本原理となる。しかし、私立のカトリック学校と雖もまず「市民教育」の原理が優先されること、そして宗教が教えられる場合には、担任教師でなく教理教育の実践者によって異なる場所で少人数のグループで行なわれること、すなわち学校の日常と切り離されて教育が行なわれる努力が明らかになった。

「市民教育」と「宗教教育」では、公的(パブリック)と私的(プライベート)なコミュニケーション方法を使い分けられる訓練が行なわれ、異なるタイプの社会化が行なわれている。伝統的な集団活動と個人化など矛盾する価値観を取り入れなければならない現代の学校が学ぶべき点は多い。プロジェクト2年目にあたる今年度は、フランスでいかなるコミュニケーション能力の育成が行われているのかを検証するため、リヨン市で種類の異なる複数の学校(公立小学校(Ecole Jean Jaures)、カトリックの私立学校(Ecole Deborde)、モンテッソーリ教育法を実践する私立学校(Ecole Montessori))を訪問し、国語と市民教育、歴史の授業を中心に授業観察と教師のインタビューを行なった。また、教会における要理教育や、修道院での子どもの聖体拝受のための準備プログラムにも参加し、公的な教育を補完するフランスの宗教教育の実地調査を行った。さらに、リヨンの国立教員養成大学院(Institut Universitaire de Formation des Maitres)のブレフ教授と教員養成システムと研修制度について日仏比較の意見交換を行った。「良い授業」のモデルはどこで形作られどう変遷してきたかが主な論点であった。昨年9月よりリヨン教育省の視察官が前任者の退官に伴って替わったため、調査の概要報告を行なうとともに、来年度の調査の打ち合わせと調査校訪問の許諾を得た。今回の調査では、授業のみならず「人種差別」をテーマにした子どもたちによる哲学の議論の会と、「市民性とは何か-行動する市民と批判精神をどう育てるか-」を論題にした両親の自発的な夜の討論会に参加することが出来た。フランスにおける様々な教育の形を見たが、その多様性よりもそれらを貫く原理は変わらないという知見を得たのが今回の調査の最大の収穫である。まず「言葉の定義」を行い、次に「歴史の例」に立ち戻って現在の問題の源泉を探る方法は、公立・私立学校、或いは宗教の教理教育においても変わらない原則であり、そこからは局所的な問題を常に全体の中に位置づけようとするフランスの思考表現の特徴が見られた。プロジェクト最終年にあたる今年度は、3年間のリヨン市での調査のフォローアップとして、市民教育と国語教育を中心に繰り返し扱われるテーマ、「フランス革命の遺産はどう解釈されるか」、そしてそれはコミュニケーションスタイルにどう影響するか」を探るべく、歴史教育でフランス革命はいかに教えられ、市民教育にどのようにその精神が受け継がれるか、そしてそれはいかに生活の場でコミュニケーションの型として実践されているかの調査を行なった。具体的には、Ecole Andre Philip校で、校長のMme.Delasseauxのフランス革命の歴史授業とその延長としての市長舎の社会見学を観察した。さらに2006年の新しい移民法により国外退去を命じられた同校の移民の子どもを守るべく教師と保護者が組織したデモ活動と、それをサポートしたコミュニティーの「共和国受け入れの儀式」に参加し、それらに関わった様々な人々へのインタビューも併せて行った。
全ゲノム関連解析およびそのメタアナリシスによる量的自閉症形質座の確証

岡崎研究とHERPACC (Hospital-based Epidemiologic Research Program at Aichi Cancer Center)研究の被検者のうち,Genome-wide Association Study (GWAS)ジェノタイピングデータを有し,GWASジェノタイピングのQuality Control基準に合致した,それぞれ807人と893人を研究対象とし,量的自閉症形質についてGWASを行った.次いで,そのGWASデータをメタアナリシスを行う国際チームに送付したが,国際チームでの解析が予定どおり進まず,現在はその進捗を待っている状況である.一方,岡崎研究では複数の心理形質を測定しているため,807人の被験者を用いて,複数の心理的形質(量的自閉症形質,量的注意欠如・多動症形質,失感情症形質,抑うつ・不安,睡眠時間)を従属変数とした,多形質GWASを行ったが,4140人を用いたreplication studyで有意な座位は見つからなかった.当初の予定通り,本研究のGWASで用いる量的自閉症形質と遺伝子型情報の収集を完了できた.しかし,GWASの完了が今年度末だったため,GWASで有意性を示した多型を,別サンプルを用いて確証する作業は今年度行えなかった.昨年度までに約1700人分の遺伝子型情報および量的自閉症形質についての表現型情報のすべてを集め終えていたが,ゲノムワイド関連研究(Genome-wide Association Study, GWAS)のメタアナリシスを行うための倫理審査が予想以上に長引き,今年4月にようやく倫理審査を終えることができた.その後まず,全ゲノムの遺伝性型情報に対し1000ゲノム計画(phase 3)に基づくimputationを行ったあと,岡崎研究とHospital-based Epidemiologic Research Program at Aichi Cancer Center(HERPACC)の2つの日本人集団それぞれのGWAS解析を行ったところ,いずれもゲノムワイドに有意なSNPは認められなかった.次いで,この2つの集団を対象として固定効果モデルに基づくGWASメタアナリシスを行ったところ,やはりゲノムワイドに有意なSNPは見いだせなかった.統計学的検出力の観点からすると,一般的なエフェクトサイズのSNPを見出すためには2万人以上のサンプルサイズが必用になることからも,この結果は極めて妥当だと考えられた.そこで,予定通り,他の国際研究チームによるGWASと我々のGWASとを統合するために,今回の2つのGWASの結果をオランダの研究チームに送付し,現在オランダにてメタアナリシスが進行中である.一方,岡崎研究サンプル約800人分については,量的自閉症形質以外にも,量的注意欠如・多動症形質や,抑うつ・不安,失感情症形質,睡眠時間など幅広い量的心理学的形質を測定しているため,この5つの形質を従属変数とした多変量GWAS解析を行った.その結果,ゲノムワイドな有意性をsuggestする座位が3つ得られた.本研究で用いる2つのコホートのうちの片方の岡崎研究データを用いてGWASおよびそのメタアナリシスを行うのに,あらためて倫理審査を受け直す必要が生じた.岡崎研究は日本多施設共同コーホート研究(JMICC研究)の一部であることから,岡崎研究の実施施設である名古屋市立大学医学部だけではなく,JMICC研究の事務局が置かれる名古屋大学医学部でも倫理審査が必要になり,その審査に約1年を費やすことになった.副解析として,岡崎研究の800人分のサンプルを用いて,量的注意欠如・多動症形質,抑うつ・不安,失感情症形質,睡眠時間を従属変数とした多変量GWASを行い,統計学的に有意性が示唆された3つの一変量多型(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)についてreplication研究を行った.われわれ日本の研究チームのジェノタイピングおよびGWAS解析はすべて完了しているが,国際研究チームによるGWASメタアナリシスの進捗が遅延しており,まだ完了していない.岡崎研究とHERPACC (Hospital-based Epidemiologic Research Program at Aichi Cancer Center)研究の被検者のうち,Genome-wide Association Study (GWAS)ジェノタイピングデータを有し,GWASジェノタイピングのQuality Control基準に合致した,それぞれ807人と893人を研究対象とし,量的自閉症形質についてGWASを行った.次いで,そのGWASデータをメタアナリシスを行う国際チームに送付したが,国際チームでの解析が予定どおり進まず,現在はその進捗を待っている状況である.一方,岡崎研究では複数の心理形質を測定しているため,807人の被験者を用いて,複数の心理的形質(量的自閉症形質,量的注意欠如・多動症形質,失感情症形質,抑うつ・不安,睡眠時間)を従属変数とした,多形質GWASを行ったが,4140人を用いたreplication studyで有意な座位は見つからなかった.今後は,手に入れた約1800症例の量的自閉症形質と遺伝子型情報を用いて統計解析を行い,関連する多型を同定する.さらに,海外の3つの研究チームと共同し,メタアナリシスを行う.最後に,本研究のGWASおよびメタアナリシスで関連が見られた多型に対し,別サンプルを用いて関連の確証を行う.今後は統計解析およびreplicationのためのgenotypingを研究速度をあげて行い,研究を完成させる国際研究チームによるGWASメタアナリシスが完了次第,予定通り,岡崎研究サンプルを用いてreplication研究を行ない,GWASメタアナリシスで見つかった関連を確証する.

GWASで有意性を認めた多型を,別サンプルを用いて確証する作業を次年度に持ち越したため.倫理審査が予想以上に長引いたため,本来行う予定であったジェノタイピングができなかっったため.研究の進捗が1年遅れ,平成29年度に予定通り予算を執行できなかったため.多型の確証を次年度に行う倫理審査が終了したため,昨年度予定していたジェノタイピングを本年度行う予定である.
戦略実践の「語り」に関する研究

本研究は、企業の戦略を実行に移す過程での語りを通じた管理者の役割、さらには企業としての新たな戦略を生み出すプロセスにおける組織メンバー間の語りとそれに関わる管理者の役割を考察することを目的とした。その成果として、「組織の中における語りに注目する必要性」、「組織メンバー間の語りの相互作用を通じ組織的な戦略転換が導かれるプロセス」、「組織全体的な新たな戦略行動・組織行動を管理者の語りを通じて組織メンバーに実践させていくプロセス」の3点について明らかにした。今年度は、主として、本研究のテーマである戦略実践の語りに関わる文献研究をさらに進めること、および本研究テーマにかかわる学会発表と論文執筆を行った。文献研究としては、前年度に引き続き、近年における経営戦略論・経営組織論の研究アプローチを多面的に検討することに重きを置いた。例えば、経営戦略論・経営組織論におけるディスコース・ナラティブ・ストーリーテリングの研究、経営学における実践アプローチ、さらには経営戦略論の理論的発展経緯を詳細に整理することなどを中心として文献研究を進めた。これらのことを基にしつつ、経営戦略論の文脈における組織成員間の語りによる意味形成の側面から、経営システム学会における学会発表、および紀要論文の執筆を行った。具体的には、まずは既存の戦略転換プロセスに関する研究を3つの観点(合理的パースペクティブ、学習パースペクティブ、認知パースペクティブ)から検討・考察した。次に、それら既存研究の限界について議論するとともに、組織成員間の語り行為(言説的相互行為)に注目する必要性、およびそこから企業の経営戦略に関わる組織的意味が形成されるプロセスについて考察した。さらには、それらの理論的観点について、1つの事例を用いながら詳細に検討・議論した。そして最後に、本研究から導かれるインプリケーションについて、3つの側面から提示した。これらのものが、本テーマに関わる当該年度の主たる研究実績である。今年度は、主として、本研究のテーマである戦略実践の語りに関わる文献研究を進めること、および企業のインタビュー調査を実施した。文献研究としては、近年における経営戦略論・経営組織論の研究アプローチを多面的に検討することに重きを置いた。例えば、経営戦略論に関わるケイパビリティ研究、経営組織論におけるディスコース・ナラティブ・ストーリーテリングの研究、経営学における実践アプローチ、などを中心として文献研究を進めた。これらは本年度を通して継続的に行われた。また、インタビュー調査では、ICTオペレーション会社の社長、および鉄道エンジニアリング会社の社長などに対して、組織的安全性向上達成に対する当該企業の事例についてインタビュー・ディスカッションを行った。具体的には、経営陣がどのような語りを通じて、組織的なオペレーションの安全性向上を図っていったのかを中心としてインタビュー・ディスカッションを進めた。これらは、他の研究テーマに関わる共同研究者との調整により、特に本年度の前半期に行われた。これらの2つを進めることを通じて、またさらには、当該年度前から進めてきた研究を通じて、ストーリーテリングに関する翻訳書の出版(共訳)、情報経営学会への論文投稿と掲載(共著)、海外学会での報告(共同報告)、紀要論文への投稿と掲載(計3本:単著および共著)を進めた。本研究は、企業の経営陣によって定められた経営戦略を、どのように組織的に実行していくのか、また、組織の戦略は日々の組織活動を通じてどのように生み出されていくのかという戦略実践について、実証的に調査研究することを目的とした。とりわけ、組織内で取り交わされる組織成員間の「語り」に焦点を当てることで、管理者は語りを通じてどのようにして組織成員に企業の戦略を具体的に実践させていくのか、あるいは、組織成員の日々の組織活動における語りを通じて、どのように組織の戦略が創発していくのかということを明らかにした。具体的には、管理者および組織成員間の語りを通じた「意味形成」に焦点を当てることで、組織的な意味の流布プロセスを通じた戦略の実行あるいは転換について実証的に研究を進めた。そこで明らかにしたのは、管理者や組織成員が新たな戦略の形成や実行に関わる共通的な意味をつくり出す際に、自分たちの日々の組織活動で自明視されている価値観(管理者側の価値観、現場側の価値観など)に沿って新たな戦略の形成や実行を進めたのでは、ほとんどうまくいかないということである。つまり、新たな戦略の形成や実行が組織的な納得をもって進められる必要があるということである。日々の組織活動に埋め込まれたそれぞれの側の価値観(=意味)を認識したうえで、新たな戦略がそのようなそれぞれの側にどう位置づけられるかをうまく理解させること(それぞれの側が新たな意味形成をすること)こそが必要であり、それを進展させるのが、本研究で注目した組織成員間の「語り」を通じてなのである。経営戦略論昨年度は、企業のインタビュー調査について、相手先企業との調整がうまく取れず、当初の予定していたスケジュール通りに進まなかった。そういった企業へのインタビュー調査の残りを、本年度は主として実施してくことを目論んでいる。研究は計画通りに進んでいると言える。

本テーマに関わる文献研究も順調に進み、またインタビュー調査も実施し、それに関する論文も学会誌に掲載されたことで、当初に計画したように進展させることができていると思われる。26年度も、昨年度にうまく実施できなかった企業のインタビュー調査を行っていく。そこでは、調査対象企業に対する公開資料からの企業研究も詳細に行う。さらには、本テーマは最新の研究であるので、さらなる文献研究も今年度を通して継続して行っていき、研究のさらなる進展を図っていきたい。そして本研究テーマの最終年度として、学会発表、論文執筆も行う予定である。25年度も、引き続き企業のインタビュー調査を行っていく。また、24年度にインタビューを実施した企業にもさらなるインタビュー・ディスカッションを行い、継続的に企業調査を行っていきたい。さらには、本テーマは最新の研究であるので、文献研究も年度を通して継続して行っていき、研究のさらなる進展を図っていきたい。特に海外ジャーナルで本テーマに関わる特集号が組まれたりもしているので、海外の動向も調べながら研究を進めていきたい。インタビュー調査対象企業の担当者との調整がうまくつかず、本年度に実施予定としていたインタビューを行うことができなかった。昨年度に実施できなかった企業へのインタビューを実施する。したがって、インタビュー調査のための旅費として使用する。25年度の研究費の使用の内訳としては、文献購入費、および国内調査旅費が中心となるであろう。24年度は、東京に本社のある企業へのインタビュー調査を行ったので、引き続き東京への出張旅費が中心となると思われる。
Notchリガンドの発現・修飾からみた胸腺上皮細胞によるT細胞分化誘導機序

造血幹細胞からT細胞への分化は、Notch1欠損マウス或いは胸腺欠損マウスで阻止される。この事象は、(1)幹細胞からのT細胞分化にはNotchシグナルが必要であり、(2)胸腺環境(niche)によるT細胞分化誘導能の特異性はNotchシグナルを誘導するリガンド(NotchL)にあると推測させる。そこで本研究では、胸腺nicheを形成する胸腺上皮細胞(TEC)が保持するT細胞分化誘導能はNotchLに依存していることを、NotchLの発現と分化誘導機能の面から解析した。その結果、(1)ほ乳類に存在する5種類のNotchLはすべてTEC上に発現するが、そのうちdelta-like4(Dll-4)が、骨髄ストローマ細胞や腸管上皮細胞に比し特異的に高く発現していた。また、(2)Dll-4の発現がT細胞誘導能をもつことを、骨髄ストローマ細胞に当該遺伝子導入の実験により証明した。(3)TECは平面単層培養することによりDll-4発現が低下し、同時にT細胞分化誘導能を喪失した。しかし、(4)T細胞分化誘導能の喪失前後のTECにおけるDll-4を含むNotchLでは、Fringeの発現に顕著な発現変化は認められなかった。(5)他のNotchLであるDll-1やJagged-1は、Notchとの結合能をもちNotchシグナルを誘導するが、T細胞誘導能が欠如することを、遺伝子欠損マウスを作製することにより明らかにした。この1年間で得た以上の結果は、平成15年12月開催の日本免疫学会で発表し、長年胸腺研究者が追求していた胸腺特異的分化誘導能に関わる特異的分子を初めて明らかにしたと評価された。
心筋細胞における一次シリアを介した心外膜腔内流れ感知システムの解明

本研究では、心筋細胞の一次繊毛による心外膜腔側からの流れ感知依存性のシグナル実体の詳細を明らかにすることを目的とし、一次繊毛の主要なメカノセンシング機構であるカルシウムシグナルに焦点を絞った研究を行った。前年度までに作製した一次繊毛内カルシウムを可視化できるトランスジェニックゼブラフィッシュを用いた解析から、心外膜腔内の流れを感知した一次繊毛の屈曲に伴うカルシウム流入を観察している。本年度は一次繊毛に局在し、力学的刺激に応答するTrpチャネルファミリーの一つであるTrpp3の変異体を解析した。この変異体は受精から3日後までは外見上の形態異常を認めないが、14日後には生存できないことが明らかになった。そしてtrpp3変異体、trpp3発現抑制個体ともに心外膜の顕著な低形成がおこることが明らかになった。さらにTrpp3変異体、発現抑制個体において一次繊毛内のカルシウムシグナルが顕著に低下することを明らかにした。この結果から、流れ刺激に応答する一次繊毛を介したカルシウムシグナルが心外膜形成に必要であることが示唆された。しかしながらtrpp3変異体では心外膜形成異常は約50%の低下であった。このことから他のシグナルも心外膜形成に関与することが考えられる。Bmp-Smadシグナルはchickの心外膜形成に重要であることが報告されており、一次繊毛を介したシグナルとの協調的な働きが心外膜形成に重要である可能性を考えている。現在、光ピンセットを用いて人為的に一次繊毛に対する力学的刺激を行った際のカルシウムシグナル変動について解析する系を構築しており、これにより心外膜前駆細胞の一次繊毛のカルシウムシグナル活性化が直接的に力学的刺激を介したものであることを証明することができる。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では心臓発生時の一次繊毛による心外膜腔内流れ感知システムの詳細を明らかにすることを目的としてカルシウムシグナルに焦点を当てた研究を行っている。まず、Gal4-UASシステムを活用して一次繊毛内におけるカルシウム変動の可視化を試みた。Gal4は酵母の転写因子であり、標的エンハンサー調節因子であるUASの下流遺伝子発現を調節する。繊毛局在タンパク質であるセロトニン受容体アイソフォーム6 (5HT6)と、緑色カルシウムセンサータンパク質であるG-GECOを融合したタンパク質を5xUAS下流で発現する個体を作製し、また全身で発現するbeta-actinプロモーター下でGal4を繋いだ個体を作製した。これらの個体の交配により、一次繊毛の屈曲が拍動依存的におこることを明らかにし、屈曲に伴った一次繊毛内カルシウム流入を観察した。また一次繊毛内カルシウム流入の重要性を明らかにするため、アンチセンスオリゴを用いた繊毛内局在カルシウムチャネルの発現抑制実験を行った。その結果、pkd2like1の発現抑制により心外膜細胞の形成抑制が認められた。現在、心外膜腔内へ向かって突出する心外膜前駆細胞の一次繊毛がカルシウムシグナル伝達による流れ感知システムをもつ可能性を考えている。1ゼブラフィッシュを用い、一次繊毛内カルシウム変動を高解像度かつ高時間分解能を有して観察できる系を構築できた。現在、Lightsheet顕微鏡とイメージング解析ソフトウェアImarisを用いて繊毛特異的カルシウム変動の定量化を試みている。短時間の解析は可能であるが、長時間の観察では一次繊毛特異的なカルシウムセンサー発現が消光(ブリーチング)してしまう問題がおこっている。現在、異なるプロモーターを用いてカルシウムセンサー発現量を変更する等の条件を検討中である。2全身の一次繊毛を蛍光タンパク質で可視化できる個体の解析から、心臓発生期の心外膜前駆細胞から一次繊毛が突出することを新たに見出した。この繊毛が感知するカルシウムシグナルが心外膜細胞形成に重要である可能性について解析を継続している。3新たに学習院大学・西坂教授との共同研究を開始した。光ピンセットを用いた力学的な繊毛屈曲とゼブラフィッシュ一次繊毛内カルシウム変動の関係性を明らかにすべく検討を行っている。

Bmp-Smadシグナルはchickの心外膜形成に重要であることが報告されており、一次繊毛を介したシグナルとの協調的な働きが心外膜形成に重要である可能性を考えている。現在、光ピンセットを用いて人為的に一次繊毛に対する力学的刺激を行った際のカルシウムシグナル変動について解析する系を構築しており、これにより心外膜前駆細胞の一次繊毛のカルシウムシグナル活性化が直接的に力学的刺激を介したものであることを証明することができる。現在、5xUAS下流で赤色カルシウムセンサータンパク質であるR-GECO1.2を発現する個体を作製中である。この個体を用いて細胞質内と一次繊毛内のカルシウム変動を同時に検討できると考えており、1細胞レベルで繊毛内カルシウムシグナル伝達の重要性について解析できる。また、繊毛内カルシウムチャネルとされるpkd2like1機能を阻害する変異体を得ている。現在pkd2like1ヘテロ接合体かつ心外膜細胞で緑色蛍光タンパク質を発現する個体を作製中であり、ホモ変異体における心外膜細胞形成への影響を検討する。またカルシウムセンサータンパク質を発現するpkd2like1変異体の作製も進行中であり、繊毛内カルシウムシグナルに対する影響を定量的に解析する。以上から、心臓形態形成過程における流れ感知依存性のカルシウムシグナルの重要性を明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。