hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
顎骨の経年的骨密度に関するシミュレーションモデルの探索

本課題では、一生涯を通して、加齢により、あるいは骨粗鬆症に代表される骨代謝疾患により変化し続ける顎骨のリモデリングを表現し得る、生涯骨密度方程式を加味した3次元シミュレーションコードを探索することを目的とした。CT値から求めた骨密度分布とシミュレーション計算とを比較したところ、シミュレーション計算における骨密度はCT値計測から求まる密度値よりも若干低い傾向にあったが、生涯にわたる骨密度変化の傾向と性別による経年的骨密度変化傾向の違いを再現していた。骨密度シミュレーションモデルは生涯における下顎骨の骨密度分布について予測し得る可能性がある。本年度は、顎骨の経年的骨密度に関するシミュレーションモデルの探索を目指して、経年的な骨密度方程式シミュレーションコードを組み込んだ顎骨有限要素モデル上でリモデリング解析を行った。まず、有限要素解析ソフト(メカニカル・ファインダー、RCCM、日本)を用い、健常歯列を有する被験者のCTデータからHU値に基づく不均質材料特性を与えた顎骨モデルを構築した。モデル上で20回のイタレーション計算を行い、52歳相当時の骨密度分布のシミュレーションを行った。以前に報告した被験者CTデータの骨形状測定値に基づき、52歳相当時の骨密度分布により近似する荷重条件の検索を行った。具体的には咬頭嵌合位での噛みしめ時の各筋筋力を、筋付着部の各点に負荷した上で、1右側歯列(右下17番)に平均咬合力を作用させた場合、2左側歯列(左下17番)に平均咬合力を作用させた場合、3左右側歯列(右下17番、左下17番)に交互に平均咬合力を作用させた場合の3ケースについて解析を行った。材料特性は、月僧によって提案された経年的な骨密度変化を考慮した骨密度方程式を適応経年的な顎骨各部の骨密度変化を算出した上でヤング率へ変換した。解析結果上では、筋力を作用させることにより、以前のシミュレーションと比較して顎骨底部の骨形成が起こることが確認され、これまでのように顎骨底に仮想力を作用させる必要が無くなった。また、片側に平均咬合力を作用させた場合にも反対側の顎骨内での日罪エネルギー密度の発生が確認され、顎骨形成に影響を及ぼすことが明らかとなった。今年度の結果は、欠損歯列における骨リモデリングの再現へと繋がる知見であり、次年度以降の解析精度の向上に期待ができる。本年度は研究計画に準じて、種々の荷重条件における顎骨の経年的な骨密度変化様相のシミュレーションに成功している。本研究成果は、次年度以降の研究遂行に資するものである。本年度は、昨年度に作成した各歯列の平均咬合力及び咬合嵌合位での噛みしめ時の各筋筋肉を作用させた骨密度生涯方程式を考慮したシミュレーションから骨格性下顎前突症の発生機序の解明を試みた。具体的には、患者の年齢に応じて、成長期、維持期、老化期に3つのステージに分類したのちに、それぞれのX線画像から舌側皮質骨、髄腔側及び唇側皮質骨幅の計測を行うことで骨密度生涯定数に反映した。得られた定数を用いて、正常骨格の患者と骨格性下顎前突症の患者の比較を行った。臨床的観点から、下顎前突症では正常より閉口筋力が低下していることが知られている。これを踏まえ、正常下顎骨を使って普通荷重と弱い荷重で下顎骨の密度分布を求めると、普通荷重に比べ弱い荷重では皮質骨幅が薄くなった。また、下顎前突症下顎骨を使って普通荷重と弱い荷重で下顎骨の密度分布を求めると、普通荷重に比べ弱い荷重では皮質骨幅が薄くなった。正常下顎骨と下顎前突症下顎骨において、普通荷重と弱い荷重でそれぞれの皮質骨幅を比べると、普通荷重と弱い荷重いずれも下顎前突症の方が皮質骨幅は厚くなった。これらから、骨格性下顎前突症では閉口筋力が弱いため皮質骨の厚さを増すことができないが、下顎骨が前突することによって皮質骨の厚さを増す生体防御反応として発症することが推測された。本解析から顎骨の経年的な骨密度シミュレーションコードを組み込んだ顎骨有限要素モデルを応用することで、骨内応力の観点から顎骨成長の図る予知性について可能性が示唆された。本年度は研究計画に準じて、特徴的な顎骨の骨密度変化様相に関するシミュレーションに成功している。本研究結果は、次年度の研究遂行に資するものである。本年度は昨年度までに実施した骨密度生涯方程式を用いた骨密度シミュレーションの妥当性を正常有歯顎下顎骨にて検証した。最初に下顎骨におけるa:舌側皮質骨幅、b:髄腔幅、c:唇側皮質骨幅をCT写真から下顎底から上方15mmでの左6番でのCT値をソフトウェア上で計測し、b/a、c/aと年齢の関係に対して回帰分析を行い、内挿曲線を6次の関数で求めた。また、計測値を基に骨密度生涯方程式における各種係数を決定した。次に、骨密度生涯方程式を用いた骨密度シミュレーションを行った。下顎骨において右側半分に荷重を作用させると右下3番部から左側全体にかけての下顎骨密度が、また左側半分に荷重を作用させると左下3番部から右側全体にかけて下顎骨密度が形成され、これら両者を加算することで下顎骨全体の密度分布が得られた。骨密度生涯方程式を用いたシミュレーション計算から求めた密度分布とCTのHounsfield値から求めた密度分布を比較検討したところ、骨密度および年齢の分布がほぼ一致しする結果が見られた。

これにより、本研究において設定した骨密度生涯方程式における各係数の妥当性および下顎骨の密度分布に対する骨密度生涯方程式適応の可能性が示唆される成果が得られた。本研究結果は、下顎骨疾病における生体力学的原因の解明やインプラント周囲の骨リモデリング予測における骨密度生涯方程式の有効性を示すものである。しかしながら、骨密度の経年変化の測定値曲線とシミュレーション曲線は相違が見られる部分も存在するため、正確な予測を行うためにはさらまりに研究が必要と考えられた。本課題では、一生涯を通して、加齢により、あるいは骨粗鬆症に代表される骨代謝疾患により変化し続ける顎骨のリモデリングを表現し得る、生涯骨密度方程式を加味した3次元シミュレーションコードを探索することを目的とした。CT値から求めた骨密度分布とシミュレーション計算とを比較したところ、シミュレーション計算における骨密度はCT値計測から求まる密度値よりも若干低い傾向にあったが、生涯にわたる骨密度変化の傾向と性別による経年的骨密度変化傾向の違いを再現していた。骨密度シミュレーションモデルは生涯における下顎骨の骨密度分布について予測し得る可能性がある。次年度以降は研究計画に基づき、顎骨CTデータのシミュレーション結果との整合性確認を進める予定である。また解析ケースの増加により各種係数の妥当性も追求していく。これにより顎骨の経年的骨密度に関するシミュレーションモデルの探索を推進する。次年度は、研究計画に基づき、シミュレーション結果の整合性及び妥当性の確認を行う予定である。また、次年度が最終年度であることから、顎骨の経年的骨密度に関するシミュレーションモデルの探索について研究の総括を行うことも予定している。歯科補綴学概ね計画通りであったが、本年度はシミュレーションコードの確立に重点を置いたためにやや解析ケースを限定した。これに伴ってデータ取得の為の関連予算が抑制された。物品の購入に際して代替品での対応が可能であったためその経費を他の経費に振りかえることで更なる研究の進捗を図ることができた。その際に使用額との差額が生じた。次年度以降の解析ケーズの増加に伴うデータ取得予算として用いる予定である。差額は他の物品の購入や諸経費に充てることで、更なる研究の進捗を図ることが可能性がある。
知の競争時代における大学体育モデルの再構築に関する実践的研究

これまで実施されてきた大学体育に関する卒業生および担当教員へのアンケート調査や文献研究から、大別すると次の3つの意義が見出されるとした。1)健康・安全・体力の保持増進と向上、2)スポーツの普及と振興、3)人間・人間関係の形成。また海外における体育授業の実態およびスポーツ教育に関する調査から新たな大学体育の理念に盛り込むべき内容に関する提言を行った.また国内外の大学体育のカリキュラムに関する現状に関する調査を実施し、新たなカリキュラムに盛り込むべき、理念と教育目標に関して、多角的な視点からの議論が行われ、新たなカリキュラム案を作成し,2011年度より施行した.その効果を検証した結果,新カリキュラムと旧カリキュラムの「授業評価」を比較した結果、新カリキュラムの方が新たに設定した5つの教育目標のすべてにおいて評価が高いことが明らかとなった。しかし一方で、「授業の運営・指導法」、「満足感」においては旧カリキュラムの方が高く評価された.これまで実施されてきた大学体育に関する卒業生および担当教員へのアンケート調査や文献研究から、大別すると次の3つの意義が見出されるとした。しかし一方で、「授業の運営・指導法」、「満足感」においては旧カリキュラムの方が高く評価された.本学の「大学体育」を担ってきた体育センターの教育活動の成果問題点,元受講生である卒業生の現在の生活への影響などを明らかにするために,1:主に本学の諸組織から発行された「大学体育」に関する文献調査,2:OB教員および現役教員に対するインタビュー調査,3:卒業生へのアンケート調査を行った。1:文献調査では,これまでの教育理念や目標,活動などの変遷を明らかにし,開学当初,大学設置基準の大綱化前および後と,本学の「大学体育」を時代の変遷とともに3つのカリキュラム概念基本構造に特徴付けることができた。2:インタビュー調査では,時代背景に即した幾つかのターニングポイントに関するエピソードが得られ,文献調査の結果を確認することができた。3:アンケート調査では,文献調査およびインタビュー調査で明らかになった内容に基づき,体育センターの教育活動やその効果,「大学体育」への認識などに関する質問項目を作成した。対象者は,所属学類,卒業年の割合を反映させ,かつ無作為に約2,000名を抽出した。583名より回答を得られたが,満足度や教育効果などに性別,年代別による差はみられず,今後さらに詳細な検討の必要が生じた。しかしながら,ここまで広範な卒業生を対象とした「大学体育」に関する調査はほとんど見当たらず,さらに吟味することによって,「大学体育」の本質と時代のニーズを反映させた新たな「大学体育」モデルの構築に向けた貴重な資料となり得る可能性が示された。また,海外の「大学体育」の実態調査や授業の評価法に関する文献調査を平行して行い,カリキュラムの再編とその評価法に関する実践的研究に向け,下準備が整えられた。これらの活動に関して,『スポーツ教育におけるリノベーション-新たな「大学体育」をめざして-』と題したシンポジウムを開催し,本学内外の多くの研究者および教育者と幅広く意見交換を行うことができた。新たな「大学体育」モデルの構築を目指して、3つの研究グループを編成して研究推進した。第1グループは、過去の筑波大学における「大学体育」カリキュラムの変遷および過去に「大学体育」を受講した卒業生や担当教官を対象として、アンケート調査を実施し、これまでの「大学体育」の理念の変遷や問題点について明らかにした。第2グループは、第1グループの研究成果を元に、新たな「大学体育」モデルの構築を目指して、具体的なカリキュラム編成に取り組み、平成23年度から実施することになった。さらに第3グループは、第2グループが新たに提案する新カリキュラムの効果を評価するための評価方法の検討を行った。第1グループの調査の結果、筑波大学における4年間の共通体育が必修となった経緯が明らかになるとともに、卒業生の「大学体育」に関する評価が非常に高く、卒業後のライフスタイルに関して好影響を与えていることが判明した。第2グループによるカリキュラム作りにおいては、「健やかな身体、豊かな心、逞しい精神」の育成が教育目標に掲げられ、これまでの授業科目を分類整理しが実施された。第3グループでは、顕在的なカリキュラム評価と潜在的なカリキュラム評価の2つの観点から、新しいカリキュラムの評価方法を検討した。顕在的なカリキュラム評価に関しては、授業成績の評価方法、学生による授業評価、教員相互による授業評価などを実施することが決定し、一部先行して学生による授業評価が実施された。潜在的カリキュラムの評価については、各授業科目を実施することで潜在的にきたいできる活力の増進やスポーツ活動に関する積極的な態度の育成などが評価できる方法論を確立しつつある。本年度は、筑波大学体育センターの教育活動を中心に、これまでの「大学体育」を総括するとともに現状を把握することを目的として、以下の3つの項目についてに取り組んだ。1)基盤研究:「大学体育」を運営する組織の教育事業を可視化するための基本的枠組みを規定する。

2)評価・検証研究:体育センターが展開してきた教育事業をさまざまな観点から評価・検証していく。3)新規提案・挑戦研究:現代および今後の社会に貢献しうる人材育成のための「大学体育」について、および体育センターにおける教育活動のあり方について研究し、提案する。また、これからの体育・スポーツの本来的価値についての新たな知見を得る。また新たな大学体育カリキュラムモデルの再構築を目的として、文献研究を実施するとともに、筑波大学共通体育のスタンダードの策定に着手した。加えて新しい「筑波体育」の教育理念の提案とそれを具現化するためのカリキュラムモデルの作成を行うために以下の2つの項目について重点的に取り組んだ。1)平成25年度から実際されることが決定したセメスター制(2期制)に対応したカリキュラム・モデルの構築2)国内他大学の大学体育の教育理念とカリキュラムに関わる調査新たに策定されたカリキュラムの効果を客観的に評価するために以下の5つの観点から授業評価を試行した。1)「教員による成績評価」方法の検討、2)「学生による授業評価」と「教員による授業自己評価」の比較検討、3)「教員相互による授業評価」の実施、4)「学生による通年授業評価」と「学生による単元評価」の比較検討、5)「潜在的カリキュラム評価」の事例検討1)基盤研究及び評価検証研究<体育センターの教育変遷に関する実証研究>:教育概念基本構造を用いた大綱化前後の相違点および教育効果(卒業生アンケート)・教育実践(教員アンケート)に関する調査によって、体育センターがこれまでに実施してきた共通科目「体育」の教育活動における効果と問題点が明らかになった。2)国内及び海外における実態調査研究:これまでの大学体育の理念と意義に関する研究わが国における大学体育発祥の理念と背景、意義の変遷の調査からは、これまでの大学体育の発展史とそこでの問題性、今後の課題が明らかになった。また、海外における体育授業の実態及びスポーツ教育の価値に関する調査からは、各国におけるスポーツのあり方や教育システムの違いが体育授業やスポーツ教育のあり方に大きく影響していることが明らかになった。3)新規提案・挑戦研究<新しい大学体育への提言及び指針提示>:上記2つの調査によって、今後大学体育が果たすべき役割が明らかになった。なお、計画当初予定していた労働市場調査は実施できなかった。一方で、国際的なエリート養成機関(ボーディングスクール)においてスポーツ教育がとりわけ重視されていることに着目した点については、今後大学体育のあり方を検討するにあたって大いに参考になると考えられる。今後はこれらの結果に基づいて、大学体育の理念を具現化する方法、特に「人間・人間関係の形成」に寄与する教授法について検討していく必要があると考えられる。
Wave Group中の船体極限挙動に基づく船舶の運航リスク評価手法に関する研究

Wave Groupも含めた任意波中における船舶の挙動を推定するために必要な船体運動時系列計算コードを開発し、模型船を用いた水槽実験結果と比較した。その結果、開発した船体運動計算コードで、定傾斜が付いた状態の運動特性や減揺装置の効果等を精度よく推定できることが確認された。また、開発した船体運動時系列計算コードを用いて、Wave Groupを含む実際の波浪中を航行する船舶の危険性を実用的な観点から評価する手法を検討した。平成26年度は、Wave Groupも含めた任意波中における船舶の挙動を推定するために必要な、船体運動時系列計算コードを開発した。その際、過渡的な船体運動を合理的に推定するために、たたみ込み積分型船体運動モデルを採用するとともに、定傾斜が付いた状態で水面下の船体形状が左右非対称となったことで縦運動と横運動が連成するような場合も考慮できるように定式化を行った。なお、メモリー影響関数に関しては、縦運動と横運動の連成項も含めて、周波数領域の特異点分布法による流体力係数を用いて評価することにした。本計算コードに関しては、まき網漁船を対象に正面規則波中で定常傾斜が付いた状態について船体運動の試計算を行い、過渡状態及び定常状態の応答について定数係数型時系列計算結果と比較し、その妥当性について検討を加えた。また、定傾斜が付いた状態で2次元模型3隻及び漁船模型1隻を用いた水槽試験を行って規則横波中の強制力を計測し、周波数領域の特異点分布法による波浪強制力の推定結果と比較した。その結果、定傾斜角は同じでも傾斜する方向(波上側、波下側)により波浪強制力の大きさが変化するなどの定性的傾向も含め、周波数領域の特異点分布法により波浪強制力の計測結果を説明できることが確認された。そのため、周波数領域の特異点分布法による強制力係数を用いた船体運動時系列計算コードでは、定傾斜が付いた状態で水面下の船体形状が左右非対称となった場合についても適切な波浪強制力で船体運動計算が行うことができると考えられた。波浪中船体運動に起因する船舶の運航リスクを評価するためには、Wave Groupなどの過渡的な波浪に対する非線形な船体運動を精度よく推定することが必要である。平成27年度は、Wave Groupも含めた任意波中における船舶の挙動を推定するために必要な、船体運動時系列計算コードの開発を継続するとともに、水槽実験を行ってその妥当性を検証した。本計算コードは、過渡的な船体運動を合理的に推定するために、たたみ込み積分型船体運動モデルを採用し、さらに定傾斜が付いた状態で水面下の船体形状が左右非対称となったことで縦運動と横運動が連成する場合も考慮できるように定式化したもので、メモリー影響関数は周波数領域の特異点分布法による流体力係数を用いて評価する。今年度は、平成26年度に開発した計算コードに減揺装置の効果を取り入れるための定式化を行うとともに、基礎となる周波数領域での船体運動計算コードを減揺水槽の効果を考慮できるように機能拡張し、時系列計算コードと比較できるようにした。また、定傾斜が付いた状態で高速Ro/Roフェリー模型を用いた水槽実験を行って、航走時の波浪強制力及び船体運動を出会角を変化させて計測し、周波数領域の特異点分布法による波浪強制力や船体運動の推定結果と比較した。その結果、定傾斜角が同じでも傾斜する方向(波下側、波上側)によって波浪強制力や船体運動特性が変化するなどの定性的な傾向も含め、周波数領域の特異点分布法により計測結果を説明できることが確認された。そのため、周波数領域の特異点分布法による流体力係数を用いた船体運動時系列計算コードでは、航走時に定傾斜が付いた水面下の船体形状が左右非対称となる状態で縦運動と横運動が連成する場合についても適切な船体運動推定が行うことができると考えられる。本研究の目的は、波浪中船体運動に起因する船舶の運航リスクを、その原因となる一連の波浪(波群:Wave Group)の発生確率と当該波浪中における船舶の最終挙動に基づいて合理的に評価することであり、Wave Groupなど任意波中での過渡応答も含めた船体運動の時系列計算法の開発が最も重要である。平成27年度は、昨年度開発した船体運動時系列計算コードに減揺装置の効果を取り入れるための定式化を行うなど計算コード開発を継続するとともに、水槽試験を行って計算コードの基礎となる波浪強制力等の推定手法の妥当性を検証した。そのため、研究はおおむね順調に進展していると判断した。波浪中船体運動に起因する船舶の運航リスクを合理的に評価するためには、中程度の波高の波が数波連続したWave Groupなどの任意の時系列を持つ一連の波浪に対する非線形な船体運動を精度よく推定する必要がある。平成28年度は任意波中における船舶の挙動を推定するために必要な、船体運動時系列計算コードの開発を継続するとともに、水槽実験を行ってその妥当性を検証した。本計算コードは、過渡的な船体運動も合理的に推定するために、たたみ込み積分型船体運動モデルを採用し、さらに荷崩れ等により定常横傾斜が付いたことで水面下の船体形状が左右非対称となり縦運動と横運動が連成する場合も計算できるように定式化したもので、メモリー影響関数は周波数領域の特異点分布法による流体力係数を用いて評価する。

今年度は減揺装置としてフィンスタビライザーを搭載した場合の効果を取り入れるための定式化を行って平成27年度までに開発した計算コードに組み入れるとともに、基礎となる周波数領域の船体運動計算コードについてもフィンスタビライザーの効果を考慮できるように機能拡張し、時系列計算コードと比較できるようにした。そして、製作したフィンスタビライザー装置を取り付けた高速Ro/Ro模型を用いて水槽実験を行い、航走中の船体運動及びフィンスタビライザーに作用する流体力を入射波の特性を変えて計測し、時系列計算コードや周波数領域計算コードによる推定結果を比較した。その結果、向波中のパラメトリック横揺に対するフィンスタビライザーによる減揺効果も含めて、開発した計算コードで計測結果を説明できることを確認した。Wave Groupも含めた任意波中における船舶の挙動を推定するために必要な船体運動時系列計算コードを開発し、模型船を用いた水槽実験結果と比較した。その結果、開発した船体運動計算コードで、定傾斜が付いた状態の運動特性や減揺装置の効果等を精度よく推定できることが確認された。また、開発した船体運動時系列計算コードを用いて、Wave Groupを含む実際の波浪中を航行する船舶の危険性を実用的な観点から評価する手法を検討した。本研究の目的は、波浪中船体運動に起因する船舶の運航リスクを、その原因となる一連の波浪(波群:Wave Group)の発生確率と当該波浪中における船舶の最終挙動に基づいて評価する手法を開発することである。平成26年度は、その評価ツールの一部として任意のWave Group中における船舶の最終挙動の推定を行うために、Wave Groupなどの過渡的な波浪による非線形な船体運動をシミュレーションする時系列計算コードを開発した。そのため、研究はおおむね順調に進展していると判断した。実海域再現水槽の全周分割吸収型造波機を用いて発生させた特性の異なるWave Group中で水槽試験を行って船体運動を計測し、減揺装置の効果も考慮した船体運動時系列計算コードによる推定結果と比較することで、計算法の妥当性を検証する。1.で検証した船体運動時系列計算法による任意のWave Group中の船体の最終挙動の推定結果と当該Wave Groupの発生確率の予測結果を用いた、船舶の運航リスク評価手法を開発し、評価結果に基づいて波浪中を航行する船舶の安全性確保に必要な減揺装置の性能等の検討を試みる。28年度が最終年度であるため、記入しない。船体運動学船舶海洋工学Wave Groupの特性を指定した不規則波のシミュレーション方法に基づき、実海域再現水槽の全周分割吸収型造波機を用いた具体的な造波信号を作成し、造波試験を行って、造波方法の妥当性を検証する。1.により発生させた特性の異なるWave Group中で模型試験を行って船体運動を計測し、任意のWave Group中での船体運動時系列計算コードによる計算結果と比較することで、計算法の妥当性を検証する。平成27年度当初は、船体運動時系列計算法検証のための水槽試験に用いる、自由航走模型船の製作及び高精度サーボ式波高計の購入の費用を予定していた。しかしながら、試験内容を当初予定から変更したことから、既存の模型船及び波高計を使用できることになり、模型船製作費及び波高計購入費が不要となったため、次年度使用額が生じた。平成26年度当初は、波浪強制力計測試験用小型模型船の製作及び実海域再現水槽で使用する波浪強制力計測装置の改修の費用を予定していた。
細胞内情報伝達をファインチューンする蛋白質リン酸化酵素NLKの機能と制御の解明

Nemo-like kinaseは種を超えて保存されたタンパク質リン酸化酵素である。私たちは本研究において、私たちは「NLKがNotch1を直接リン酸化することにより神経前駆細胞からの神経細胞形成を促進すること」、「NLKが神経成長因子NGFによって活性化され、パキシリンなどのリン酸化を介して神経突起伸長に貢献すること」など、NLKの新たな分子機能と制御機構を明らかにした。私たちはこれまでに、NLKが様々な細胞内情報伝達経路の転写因子をリン酸化してその活性を変化させることにより、情報伝達をファインチューンする機能をもつことを明らかにしてきた。しかし、これらのリン酸化の個体における生理学的意義はあまり明らかになっていない。本研究では、脊椎動物における、「NLK及びNLKによってファインチューンされる情報伝達経路群の機能と意義」、「NLKの活性制御機構」を分子レベルから個体レベルまで総合的に理解することを目標とする。本年度は、NLKがNotchという転写活性化因子をリン酸化すること、リン酸化されたNotchはその共役因子であるMAMとの結合能を失い、転写活性可能を失うこと、NLKによるNotchリン酸化は神経発生を促進することを見いだした。そして、これについて論文投稿の準備を行っている。Nehlo-ikek kinaseは種を超えて保存されたタンパク質リン酸化酵素である。本研究では、脊椎動物における、「NLK及びNLKによってファインチューンされる情報伝達経路群の機能と意義」、「NLKの活性制御機盤」を分子レベルから個体レベルまで総合的に理解することを目標とする。本年度は、NLKがNotchという転写活性化因子をリン酸化し、リン酸化されたNotchがその共役因子であるMAM及びCSLとの結合能を失い、転写活性化能を失うこと、NLKによるNotchに抑制が神経分化に必須であることを見いだした。そして、これについて論文投稿中である。また、NLKが神経成長因子Nerve Growth Factor (NGF)によって活性化されて細胞接着制御因子paxillinをリン酸化し、神経突起伸長に貢献することを見いだした。そして、この成果を現在論文投稿中である。神経形成の新たな分子機構を明らかにした本成果は、将来的な神経系の再生医療に貢献する可能性があると考えられる。Nem-like kinaseは種を超えて保存されたタンパク質リン酸化酵素である。本研究において、私たちは「NLKがNotchシグナルの主要構成因子Notchを直接リン酸化することにより"Notchと転写因子CSL及びco-activator CSLとの転写複合体形成"を阻害し、Notchシグナルを抑制すること」を見いだした。Notchシグナルは神経細胞の分化を抑制し、神経前駆細胞(神経幹細胞)を維持する機能をもつ。私たちはさらに、「NLKがNotchシグナルを阻害することにより、神経分化を制御すること」を明らかにした(Nature Cell Biology 2010)。続いて私たちは、神経細胞分化におけるNLKの活性制御機構を解析した。その結果、神経成長因子NGFがNLKの酵素活性を活性化し、また、その局在を細胞質から細胞膜及び核内へと変化させることを見いだした(Journal of Neurochemistry 2009)。また、共同研究により、p38 MAPキナーゼがNLKを直接リン酸化して活性化することも見いだした。加えて、私たちは「躁鬱診病の治療薬として知られているリチウムがNLKに直接作用してその酵素活性を阻害することを発見した(Journal of Neurochemistry 2009)。また一方で、NLKの新たな基質として細胞骨格制御因子であるパキシリンとMAP1Bを見いだした。そして、NGFによって活性化されたNLKがパキシリンとMAP1Bのリン酸化を誘導し、細胞辺縁部へのアクチン繊維の集積を促すことを突き止めた(Journal of Neurochemistry 2009)。このように、本研究により、NLKの新たな分子機能と制御機構が明らかになった。
高密度天体内部物質における中性子過剰核の構造と融解の研究

中性子星内殻底部並びに超新星コアといった部分では、スパゲッティのような円柱状やラザニアのような板状の原子核(nuclear "pasta")から成る相がエネルギー的に安定な状態として存在しうるという予測が提出されている。しかしながらこの予測は、大半が核の形状を仮定した計算結果に基づくものであった。このような状況の中、本研究は、量子分子動力学法(QMD)という核の形状を全く仮定しないような核子レベルの微視的かつ動的な枠組みによって、果たしてnuclear pastaが動的な過程を通じて形成されうるのかということを解き明かし、もしそれが形成されうるのであればその過程を理解し、加えて、有限温度下でのpasta相の状況をも解明することを目的として、前年度より開始された。私は、本研究での知見によって、最終的には、中性子星内殻や超新星コアの内部についての現実的な描像を提示することを目指して、現在まで研究活動に励んできた。本研究は、QMDシミュレーションのコードそのものの作成から始まり、前年度中に一様な核物質からnuclear pastaの全ての相が動的な過種を通じて発現しうることを他のグループに先駆けて示すことに成功した。今年度は、その先駆的な結果をもとに本研究をより完成度の高いものにするべく、宇宙物理的に興味深い中性子過剰や有限温度の領域でのpasta相の研究に取り組んだ。その結果、これらの領域でのpasta相の相図を得ることに成功したが、特に温度-密度平面でのpasta相の相図の全貌は本研究によって初めて明かされたという意味で特筆に価する。得られた相図によると、約3MeVの温度までpasta相が融解せずにその構造を保持していることがわかったが、このことは、重力崩壊の初期段階における超新星内部コア中にpasta相が存在することを強く示唆するものである。また我々は、電子遮蔽がpasta相の相図に及ばす効果を明らかにした。動的な枠組みでのnuclear pastaの再現は,私の知る限り本研究が初めてであり、本研究は今後のpast相研究の新たな側面を切り拓いたといえる。即ち、本研究で得られた成果により、さらに興味深いテーマへのアプローチが可能になった。例えば、我々は既に、圧縮および減圧によるpasta相間の構造転移の問題に着手しているが、このシンプルながらも非自明な問題は、核の形状の大きな変化を伴うため、動的な枠組みによるpasta相の再現が達成された現時点だからこそ解決可能となったといえる。この様な事実は、本研究が高密度天体内部の理解に少なからず寄与していることを如実に物語っている。中性子星内殻底部並びに超新星コアといった部分では、スパゲッティのような円柱状やラザニアのような板状の原子核(nuclear"pasta")から成る相がエネルギー的に安定な状態として存在しうるという予測が提出されている。このような状況の中、本研究は、量子分子動力学法(QMD)という核の形状を全く仮定しないような核子レベルの微視的かつ動的な枠組みによって、果たして"Nuclear Pasta"が動的な過程を通じて形成されうるのかということを解き明かし、もしそれ方形成されうるのであればその過程を理解し、加えて、有限温度下でのPasta相の状況をも解明することを目的としている。本研究はQMDのシミュレーションコードの作成から始まったが、今年度の頭までには、主要となるコードを完成させることができ、それを用いた核物質の研究に着手していた。本年度の私の業績として最も特筆すべきことは、QMDによる核物質のシミュレーションを行うことで、一様な核物質から"Nuclear Pasta"が動的な過程を通じて発現しうることを他のグループに先駆けて示すことに成功した点であろう。動的な枠組みでの"Nuclear Pasta"の再現は、私の知る限り今回が初めてという意味においても、その意義は大きいと信ずる。なお、本研究の第一報であるPhysical Review C Rapid Communicationsの論文は、American Physical Society Media Relations-Physics Chips Sheetsにも取り上げられたことを付言しておく。また、本研究では温度ゼロでの高密度物質の相図を構築した。そこではこれまでPasta相として考えられてきた棒状や板状とは全く異なる形状の核から成る相も現れているが、オイラー数というトポロジカルな量を用いて核物質の構造を定量的に解析することで、このような特異な形状も含めた核の構造の密度変化を、系統的に理解できることを示した。オイラー数という指標は、観測的宇宙論における大規模構造形成の研究等で用いられているものであるが、このような指標を用いて上記のような知見を得ることは、宇宙物理と核物理ひいては物質科学の境界領域に身をおく私だからこそ成し得たことではないかと考えている。

このような状況の中、本研究は、量子分子動力学法(QMD)という核の形状を全く仮定しないような核子レベルの微視的かつ動的な枠組みによって、果たしてnuclear pastaが動的な過程を通じて形成されうるのかということを解き明かし、もしそれが形成されうるのであればその過程を理解し、加えて、有限温度下でのpasta相の状況をも解明することを目的として、前年度より開始された。私は、本研究での知見によって、最終的には、中性子星内殻や超新星コアの内部についての現実的な描像を提示することを目指して、現在まで研究活動に励んできた。本研究は、QMDシミュレーションのコードそのものの作成から始まり、前年度中に一様な核物質からnuclear pastaの全ての相が動的な過種を通じて発現しうることを他のグループに先駆けて示すことに成功した。今年度は、その先駆的な結果をもとに本研究をより完成度の高いものにするべく、宇宙物理的に興味深い中性子過剰や有限温度の領域でのpasta相の研究に取り組んだ。その結果、これらの領域でのpasta相の相図を得ることに成功したが、特に温度-密度平面でのpasta相の相図の全貌は本研究によって初めて明かされたという意味で特筆に価する。得られた相図によると、約3MeVの温度までpasta相が融解せずにその構造を保持していることがわかったが、このことは、重力崩壊の初期段階における超新星内部コア中にpasta相が存在することを強く示唆するものである。また我々は、電子遮蔽がpasta相の相図に及ばす効果を明らかにした。動的な枠組みでのnuclear pastaの再現は,私の知る限り本研究が初めてであり、本研究は今後のpast相研究の新たな側面を切り拓いたといえる。即ち、本研究で得られた成果により、さらに興味深いテーマへのアプローチが可能になった。例えば、我々は既に、圧縮および減圧によるpasta相間の構造転移の問題に着手しているが、このシンプルながらも非自明な問題は、核の形状の大きな変化を伴うため、動的な枠組みによるpasta相の再現が達成された現時点だからこそ解決可能となったといえる。この様な事実は、本研究が高密度天体内部の理解に少なからず寄与していることを如実に物語っている。
重力が駆動する新奇骨代謝メカニズムの解明

宇宙では脛骨に代表される体重支持骨において、特に骨量減少が重篤となることから、荷重負荷を起点とする骨代謝機構が存在すると考えられるが、その機構は不明である。私たちは、透明化技術を用いて全身性に遺伝子発現をモニターする手法を確立しており、体重支持骨にて特に発現の高い遺伝子Osteocrin(OSTN)を見出した。OSTNは骨芽細胞が分泌するタンパク質で、骨成長期において発現が高く、骨膜に濃縮している。領域で使用されていた尾部懸垂モデルを用いて、OSTNが実際に荷重負荷で発現変動することを明確にした。OSTNは尾部懸垂によって顕著に抑制され、また、再負荷によって発現が回復することを明らかにした。さらに、このOSTN発現細胞を骨膜上で詳細に調べるために、骨膜イメージング法を確立し詳細に検討した。OSTN発現細胞は骨上に存在する骨膜に多く認められ、さらに一部の血管にも発現を認めた。一方、OSTNはナトリウム利尿ペプチド(NP)のクリアランスレセプターである(NPR3)に特異的に結合することから、この細胞でのNPの分解を抑制していると考えている。そこで、シグナル機構を詳細に明らかにするために、未分化な細胞を多く含む骨膜細胞を採取して、OSTNによるCNPの分解抑制が骨芽細胞への分化を促進することを明らかにした。本研究計画は1)OSTNの標的細胞とシグナル解析、2)OSTNの発現細胞と上流シグナル解析、3)微小重力環境依存的な骨量減少に対するOSTNの有効性、に分かれている。本年度はすでに、1)を完了し、2)についても荷重負荷実験を完了しているため、順調に進んでいると判断した。今後はOSTNの治療的応用と新たに疑問となった箇所について解析する予定である。1)尾部懸垂によるOSTNの発現量低下が、骨膜骨芽細胞の減少に起因する可能性を検討する。尾部懸垂前後の骨膜細胞を採取し、Osterix陽性の骨芽細胞量をFACS等により明らかにする。また、OSTN陽性細胞の割合とOSTNシグナル強度を明らかにし、この細胞の減少によりOSTNの発現量低下が説明されるかを明らかにする。また、上記の骨膜の組織的変化の過程を骨膜イメージングにより観察する。2)OSTNの発現が進展刺激そのもので発現誘導される可能性を検討するため、骨膜細胞にストレッチ刺激を行い、OSTNの発現量を解析する。3)In vivoにおいてOSTNの効果を明らかにするためにOSTN-Tgと野生型マウスに、懸垂モデルを施して、マイクロCTや骨形態計測により骨量減少の抑制効果を検証する。また、OSTNによる骨量減少の解除が、骨前駆細胞の供給を介しているかを明らかにするために、尾部懸垂後のOsterix陽性細胞をFACSや組織学的手法を用いて検討する。

また、OSTNによる骨量減少の解除が、骨前駆細胞の供給を介しているかを明らかにするために、尾部懸垂後のOsterix陽性細胞をFACSや組織学的手法を用いて検討する。
泥岩砕石を用いて築造した盛土のスレーキングに伴う変形とその支持力解析

本年度は、昨年度の粉砕泥岩試料を用いた室内実験の結果に基づいて、泥岩砕石を用いて築造した高盛土の変形・安定問題を数値シミュレーションにより検討した。泥岩自身、土質力学的に解釈すると、超過圧密粘土と第1次近似することができる。そこで、泥岩砕石盛土を超過圧密粘土の盛土と見立てて、3種類の高さ(10m、30m、50m)の道路用盛土について、スレーキングにより時間とともにどのように変形・破壊が進行してゆくか、また破壊を抑制するにはどのような処置が必要かを調べた。計算には水土連成下負荷面カムクレイモデルを用いている。以下に得られた結果を示す。(1)現行の施工管理基準では、高さ10mの盛土は安定を示すが、30,50mの盛土は時間とともにスレーキングを起こし破壊に至った。特に50m盛土では、盛り立て後10年頃から変形が起こり始め、約50年後にはスレーキングによる円弧滑り破壊が生じた。(2) 30,50m盛土とも十分に締め固めれば、破壊を抑止できるが、現行の締め固め機械の容量をはるかに越えた締め固めエネルギーが必要になる。(3)破壊を抑止する他の方法としては水の処理で、盛土底部からの水の浸入を抑えれば、スレーキングは起こらず、各高さの盛土とも安定を示した。従来の研究成果からせん断と水の供給により、スレーキングは著しく起こることがわかっており、このことからも水の浸入を抑えることが重要であることと考察した。(4)また、盛土だけでなく盛土を支える地盤の強度や透水性にも、盛土の安定問題は影響を受ける。すなわち、地盤の支持力が小さいといくら盛土を締め固めていていも地盤とともに破壊してしまうし、地盤の透水性が良いと、盛土内に水が浸入しやすくなり、破壊してしまうことがわかった。泥岩砕石を用いて築造された盛土の変形、安定については、砕石集合体としての挙動の把握が重要である。平成9年度は、砕石の集合体としての泥岩砕石供試体を作製し、砕石自体の状態の違いに着目して、水浸時の圧縮特性とマクロ的なせん断力を与えたせん断特性を調べた。本年度は系統的な実験を中心に行っており。圧縮特性については、一次元圧縮試験、せん断特性については、三軸庄縮試験を実施した。なお、砕石自体の状態の違いとは(1)砕石試料の粒度分布の違い、(2)砕石の飽和度の違い、の2つの項目である。以下、本研究で得られた研究成果を述べる。(1)一次元圧縮試験において、砕石の粒度分布の範囲が広い(良配合の)方が、圧縮沈下が即時に起こり、その後の「二次庄密」的な沈下が起こらない。逆に、貧配合の、同一粒径による供試体の場合、沈下が時間とともにゆっくりと進行し、自然堆積粘土の「二次庄密」のような挙動を示す。上記試験はゆるく詰めた供試体についてであるが、密に詰めた場合は、沈下は起こらない。(2)非排水三軸圧縮試験において、「二重構造」を有するゆる詰め同一粒径の供試体は、「構造を持った土」と同じように低い応力レベルでの軟化を示すが、粒度を良くした供試体は、軟化を起こさず、均質な練り返し粘土と同様の挙軌を示す。(3)排水三軸圧縮試験で、同一粒径の供試体は、強度の発現までに大変形が起こるが、粒度を良くした供試体は、強度の発現が早く、その大きさも比較的大きい。(4)圧縮特性、せん断特性ともに、蝕和度の違いに注目すると、砕石が不飽和状態の場合は、飽和状態に比べて、短時間でスレ-キングを起こす。

(4)また、盛土だけでなく盛土を支える地盤の強度や透水性にも、盛土の安定問題は影響を受ける。すなわち、地盤の支持力が小さいといくら盛土を締め固めていていも地盤とともに破壊してしまうし、地盤の透水性が良いと、盛土内に水が浸入しやすくなり、破壊してしまうことがわかった。
視覚入力から位置と向きの情報を分離する自己組織化モデルに関する研究

研究の最終年度となる平成18年度においては,ロボットの誘導をおこなう際に有効となる学習アルゴリズムに関して研究をおこなった.ロボットが部屋の中を自由に移動する場合には,外界の環境だけでなく,外界での出来事を瞬時に学習する必要がある.そのような学習機能をもつ数理モデルとして,相関型の連想記憶モデルが知られており,市販のロボットにも既に搭載されている.ただし,このモデルは,回路の素子数nに比例する記憶容量をもち,その容量を超えると,それまでに覚えた事項すべてが想起できなくなる.この現象は「カタストロフィック忘却」と呼ばれている.そこで,その問題を回避する手法を開発した.具体的には,回路を構成する素子どうしが互いに他の素子と結合している場合について考えた.また,一つの出来事を記憶することに,ある一定個数の素子について,それらの素子に関わる結合係数をゼロにリセットする機能を回路に取り入れた.その結果,次の成果が計算機実験により得られた.(1)回路全体としての記憶容量は少なくなるものの,最近学習した記憶事項にっいては安定に保持することができる.(2)素子が置き換わる場合には,その最適な置き換わり個数が約3.2個と,回路を構成する素子数とは無関係に決まる.カタストロフィック忘却を避ける方法としては,別の手法もあるが,(2)の結果は,他の手法からは導けない不変量の存在を示しており,今後,理論的な研究が必要である.本研究は,部屋の中を自由に動くロボットの視覚時系列信号から,ロボットの位置と向きの情報を分離抽出する自己組織化神経回路モデルの開発をおこなうことである,研究初年度たる平成16年度においては自己組織化モデルの特性を調べることを重点項目とした.その結果,次の3つの成果が得られた.第一に,高次元信号空間に埋め込まれている低次元の本質的な構造を自動的に抽出する自己組織化モデルの開発をおこなった.問題は,画像という高次元の入力情報から,部屋の位置(2次元)と向き(1次元)という二つの情報を分離・抽出することである.現段階において,計算機シミュレーションではあるが,部屋の中を自由に動くロボットの視覚時系列信号から,ロボットの位置と向きの情報を分離して抽出することに成功した.第二に,計算機シミュレーションで有効性を確認した上記の自己組織化モデルが実現する機能を,より少ない素子数で効率的に実現するモデルの開発にとりかかった.これは2層の神経場からなるモデルであり,入力信号空間と神経場間にはヘブ型の学習,神経場間には反ヘブ型の学習を仮定するモデルを用いた.このモデルを使った応用として,顔画像データから個人と表情という二つの情報を分離して抽出することに成功した.第三に,同様のモデルを少し修正することにより,大脳皮質視覚野における複雑型細胞の反応選択性を説明することに成功した.これまでの研究では,視覚入力刺激の時間相関を利用することにより,複雑型細胞の反応選択性が説明されてきたが,我々は,複雑型細胞とそれに関係する二種類の細胞が表現する情報の間の相関関係を利用することにより,従来の説明とは異なる可能性を示した.本神経回路モデルの自己組織(学習)のダイナミックスについては,どのような条件であれば学習が成功するのかはよく分っていない.より数理的な視点からこの点を解明すべく,現在解析手法などを検討中である部屋の中を自由に動くロボットの視覚時系列信号から,ロボットの位置と向きの情報を分離抽出する自己組織化神経回路モデルの開発をおこなうことが本研究の目的である.研究の第2年度たる平成17年度においては自己組織化モデルを発展させることを重点項目とした.その結果,次の2つの成果が得られた.第一に,昨年度,開発をおこなった,二枚の自己組織化マップの間に反ヘブ学習をおこなう神経回路網モデルについて,その情報処理能力を検証した.この神経回路モデルは,高次元信号空間に埋め込まれている低次元の本質的な構造を自動的に抽出する自己組織化モデルとなっているが,そのモデルを使い,大脳皮質視覚野における複雑型細胞の反応選択性を説明することに成功した.第二に,自己組織化をおこなう基本モジュールとなっている自己組織化マップを二枚利用し,それらを繰り返し利用することにより,高次元信号空間に埋め込まれている低次元の本質的な構造を自動的に抽出する自己組織化モデルを開発した.この神経回路モデルでは,それぞれの自己組織化マップは,高次元信号の入力次元をある程度落とすことに,もう一方の自己組織化マップの結果を利用している.二枚の自己組織化マップを繰り返し利用し計算を進めることにより,適切な解が得られるのではないかという期待をもち本モデルの開発をおこなった.この手法を単純な問題に応用したところ,入力信号を前もって1)ランダムベクトル,2)主成分ベクトル,でそれぞれ写像し表現した場合と比較し,それらよりよい結果が得られた.これらについて,国際会議において発表をおこなった.研究の最終年度となる平成18年度においては,ロボットの誘導をおこなう際に有効となる学習アルゴリズムに関して研究をおこなった.ロボットが部屋の中を自由に移動する場合には,外界の環境だけでなく,外界での出来事を瞬時に学習する必要がある.そのような学習機能をもつ数理モデルとして,相関型の連想記憶モデルが知られており,市販のロボットにも既に搭載されている.ただし,このモデルは,回路の素子数nに比例する記憶容量をもち,その容量を超えると,それまでに覚えた事項すべてが想起できなくなる.この現象は「カタストロフィック忘却」と呼ばれている.

そこで,その問題を回避する手法を開発した.具体的には,回路を構成する素子どうしが互いに他の素子と結合している場合について考えた.また,一つの出来事を記憶することに,ある一定個数の素子について,それらの素子に関わる結合係数をゼロにリセットする機能を回路に取り入れた.その結果,次の成果が計算機実験により得られた.(1)回路全体としての記憶容量は少なくなるものの,最近学習した記憶事項にっいては安定に保持することができる.(2)素子が置き換わる場合には,その最適な置き換わり個数が約3.2個と,回路を構成する素子数とは無関係に決まる.カタストロフィック忘却を避ける方法としては,別の手法もあるが,(2)の結果は,他の手法からは導けない不変量の存在を示しており,今後,理論的な研究が必要である.
マウス着床前胚におけるラフト機能解明

本研究では、ライブセルイメージングによるSSEA-4の可視化を通じ、哺乳類着床前胚におけるラフト機能解明を目指す。初年度に作製した卵特異的E-cadherinノックアウト胚を用い、E-cadherin欠損時におけるSSEA-4(monosialylGb5Cer(MSGb5Cef))の動態観察を行った。MSGb5Cerは欠損胚において割球界面への集積は認められず、割球の頭頂部に多く分布していた。このことから、MSGb5Cerの正常な分布にはE-cadherinの発現が必要と考えられた。未標識の抗体添加時に、E-cadherinの分布は、通常の割球界面での分布から割球表面での分布へと変化していた、さらにこの局在変化は抗体濃度依存的であることが判明した。また、あらかじめ蛍光標識MSGb5Cerを添加している胚では、高濃度の6E2抗体の添加によって通常とは異なり割球界面に進入できずに割球表面に集積する様子が観察された。生細胞イメージングにおいても、抗MSGb5Cer抗体と抗E-cadherin抗体の結合したシグナルが卵割時に分裂溝に伴に重なって移動していく様子が観察されていることからE-cadherinの局在や分布にMSGb5Cer豊富脂質ラフトが関与している可能性が示唆された。アクチンの重合阻害剤であるサイトカラシンDを作用させることで、MSGb5Cer豊富ラフトの分布に及ぼす影響について検討した。アクチンの重合阻害によって、割球界面への集積が減少し、割球表面に多くのシグナルが認められた。以上の結果および前年度の結果から、マウス着床前胚で、糖脂質豊富ラフトが接着分子の適所への配置を促すことによって、卵割に関与していると考えられた。これまでに、ウニなどの無脊椎動物においては卵割におけるラフトの関与が既に報告されているが、哺乳類では初めてラフトの関与を明らかにしたことは重要でありその意義は大きい。今後、接着分子E-cadherinとラフトに含まれる糖脂質やGPIアンカー型のタンパク質との相互作用を培養細胞の系などで検討することで着床前期におけるラフトの役割が明確となることが期待される。さらに、新規抗SSEA-4(monosialylGb5Cer(MSGb5Cer))抗体6E2のin vitro及びin vivoでの発生に与える影響を検証し、SSEA-4の機能を明らかにする。今年度は、タイムラプス観察の最適条件の設定、蛍光標識糖脂質の作製、卵特異的E-cadherinノックアウト胚の作製及び父性由来E-cadherin発現の確認を行った。蛍光標識6E2でラフトを可視化し、タイムラプス顕微鏡によりラフトの動態を明らかにする。タイムラプス顕微鏡での観察条件を決定し、1細胞期から2細胞期までの第一卵割を観察した。2励起波長、3分間毎に蛍光像を15時間撮影することが可能となり、卵割時にSSEA-4が分裂溝に集積することが明らかとなった。次に蛍光標識スフィンゴ糖脂質2種類、BODIPY【○!R】FL-MSGb5Cer及び-GM1をそれぞれ作製し、HPTLC及びTLC免疫染色により非標識スフィンゴ糖脂質と同一であることを確認した。作製した蛍光標識スフィンゴ糖脂質をマウス着床前胚に導入したところ、両蛍光標識スフィンゴ糖脂質とも、抗体や毒素による染色パターンと一致した。このことから、SSEA-4(MSGb5Cer)の割球界面への集積は抗体の架橋によるものではないことが示唆された。2細胞期胚をコレステロールに結合する蛍光試薬Filipin IIIと蛍光標識6E2とで二重染色することで、SSEA-4豊富ラフトを検出できているか確認した。両者の大部分が重なっていたことから、蛍光標識6E2によってMSGb5Cer豊富脂質ラフトを可視化できていることが示唆された。次年度に解析予定である、卵特異的ノックアウト胚を作製し、父性由来のE-cadherin発現が桑実胚前期からであることを免疫染色法にて確認した。E-cadherinの影響を排除したSSEA-4の集積パターンの解析には完全に発現の認められない2細胞期胚が適していると考えられる。今後、得られた研究成果をまとめ、学術論文として投稿予定である。

生細胞イメージングにおいても、抗MSGb5Cer抗体と抗E-cadherin抗体の結合したシグナルが卵割時に分裂溝に伴に重なって移動していく様子が観察されていることからE-cadherinの局在や分布にMSGb5Cer豊富脂質ラフトが関与している可能性が示唆された。アクチンの重合阻害剤であるサイトカラシンDを作用させることで、MSGb5Cer豊富ラフトの分布に及ぼす影響について検討した。アクチンの重合阻害によって、割球界面への集積が減少し、割球表面に多くのシグナルが認められた。以上の結果および前年度の結果から、マウス着床前胚で、糖脂質豊富ラフトが接着分子の適所への配置を促すことによって、卵割に関与していると考えられた。これまでに、ウニなどの無脊椎動物においては卵割におけるラフトの関与が既に報告されているが、哺乳類では初めてラフトの関与を明らかにしたことは重要でありその意義は大きい。今後、接着分子E-cadherinとラフトに含まれる糖脂質やGPIアンカー型のタンパク質との相互作用を培養細胞の系などで検討することで着床前期におけるラフトの役割が明確となることが期待される。