hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外来遺伝子導入法を用いた高等植物の転写調節DNA領域の解析

転写制御因子を遺伝学的に解析する系を確立するため、大豆の7s種子貯蔵タンパク質遺伝子をアラビドプシスに導入し、トランイジェニック植物を得た。7s貯蔵タンパク質を構成する3つのサブユニットの内、先ずβサブユニットをコードするゲノムDNAを導入した。得られたトランイジェニックアラビドプシスは種子の成熟後期に高いmRNAレベルを示し、既に報告したダイズやトランスジェニックペチュニアの場合と良く似た発現の時間経過を示した。このことは、種子貯蔵タンパク質の発現制御に種を超えた普遍性のあることを示している。次いで、α'サブユニット遺伝子の5'領域を切り出して、β-グルクロニターゼ(GUS)の構造遺伝子とつないでキメラ遺伝子を導入した。得られたトランスジェニックアラビドプシスの種子は高いGUS活性を示した。アラビドプシスの種子は1粒約20μgでしかないが、このトランスジェニックアラビドプシスの種子は1粒で検出限界の1,000倍以上の活性を示した。一方、葉では活性は検出されず、発現制御の特異性を保っていた。この種子を発芽させて得た双葉(8日目)てのGUS活性を測定したところ、1対の双葉は種子1粒の約1/3の活性を残していた。従って、このトランスジェニックアラビドプシスの種子に突然変異誘起処理を行い、2代目の種子を蒔いて得られる双葉1枚でGUS活性のスクリーニングを行うことにより、大豆種子貯蔵タンパク質遺伝子の発現制御に係わる変異を持ったアラビドプシスを分離することができると考えられる。
大規模分散システムにおける故障確率と影響度の推定に基づく低コスト高信頼化

本研究では,大規模分散システムの要素故障による信頼性低下問題に対して,最小の予備要素数で所望の耐故障性を実現することを目的として,各要素の故障による影響の推定に基づいた多数決法を提案した.提案手法では,抜取検査などにより各要素の信頼性を評価し,これを重みとすることで効率的な多数決を実現している.シミュレーション及び実機を用いた評価実験により,従来の多数決法を上回る効率を達成すると共に,誤り率が常に許容値以下となっていることを確認した.本研究では,大規模分散システムの要素故障による信頼性低下問題に対して,最小の予備要素数で所望の耐故障性を実現することを目的として,各要素の故障による影響の推定に基づいた多数決法を提案した.提案手法では,抜取検査などにより各要素の信頼性を評価し,これを重みとすることで効率的な多数決を実現している.シミュレーション及び実機を用いた評価実験により,従来の多数決法を上回る効率を達成すると共に,誤り率が常に許容値以下となっていることを確認した.本研究の目的は,インターネットなどの大規模分散システムにおける構成要素の故障に対し,所望の耐故障性を実現するための予備要素数を最小化(低コスト化)することである.近年,インターネットに代表される大規模分散システムは,主要な社会インフラとしての役割を担っている.しかし,システムの規模拡大に伴い,その構成要素であるコンピュータやネットワーク機器の一部の故障による,全体のサービス停止,レスポンスの悪化といった問題が深刻化している.本研究では,大規模分散システムの高信頼化をできるだけ低いコストで実現するための方法として,要素の故障確率と影響度の推定に基づく,低コスト高信頼化方式を提案している.提案方式の特長として,対象とする数万以上のノードから成る大規模システムでは故障の多発が想定されることから,1)条件付き確率の解析に基づき,計算誤り期待値を,故障ノードの割合によらず常に所望の値以下とする計算信頼性保証を実現した点,2)ノードの故障確率を抜取検査により推定することで,実際の故障確率が不明な場合においても冗長度の動的決定を可能にした点の2つが挙げられる.平成23年度の成果として,耐故障性要求の定式化と故障による影響度推定に関する研究を進めた結果,本研究成果の適用対象の1つであるボランティアコンピューティングシステムにおいては,妨害者の結託攻撃をモデル化し提案手法を適用することで,故障の影響を局所的に留めることが可能なことが分かった.また,もう1つの適用対象である無線メッシュネットワークシステムでは,動作させるAPと予備とするAPを,相互干渉や故障時のカバー可能範囲を考慮して決定することにより,同じ予備要素数においても実効スループットが増大可能なことをシミュレーションにより確認した.本研究の目的は,インターネットなどの大規模分散システムにおける構成要素の故障に対し,所望の耐故障性を実現するための予備要素数を最小化(低コスト化)することである.本研究では,大規模分散システムの高信頼化をできるだけ低いコストで実現するための方法として,要素の故障確率と影響度の推定に基づく方式を提案している.提案方式の特長として,対象とする数万以上のノードから成る大規模システムでは故障の多発が想定されることから,1)条件付き確率の解析に基づき,計算誤り期待値を,故障ノードの割合によらず常に所望の値以下とする計算信頼性保証を実現した点,2)ノードの故障確率を抜取検査により推定することで,実際の故障確率が不明な場合においても冗長度の動的決定を可能にした点の2つが挙げられる.平成24年度の成果として,要素の故障が同時に発生するような場合に対応した高信頼化法と,各要素の性能が異なるような場合の故障確率・影響度の推定方法を明らかにすると共に,提案手法を実装した試作システムを構築し性能やオーバヘッドの評価を行った.その結果,現在ボランティアコンピューティングなどの環境で広く用いられているm-first多数決法と比較して,提案手法を用いた場合には,要素数が200程度であれば十分な性能改善が見込めるが,より多数の要素が含まれるシステムでは故障確率の推定に係るオーバヘッドが大きく,システム全体の性能が逆に悪化してしまう場合があることが分かった.そのため今後の課題として,故障確率推定の際に直近の情報のみを用いるなど,推定方法を簡素化しオーバヘッドを削減すると共に,このような簡素化がシステムの耐故障性に与える影響を調査することなどが挙げられる.ほぼ当初の研究計画通りに進展しているが,耐故障性要求の緩和や,複数の要求を組み合わせた場合など,より発展的な問題として位置付けていた各課題の解決には至っていない.24年度が最終年度であるため、記入しない。実機実験を用いた評価の準備を当初予定より前倒しで進め,実験とシミュレーションを並行して行う予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
閉環メタセシスを利用するビアリール化合物合成法の開発

ビアリール骨格を持つ化合物の利用は不斉触媒反応の配位子、分子認識素子、光学活性高分子の構成ユニットなど多岐にわたるため、これらの有用な合成法の開発は重要である。現在主として用いられているこれらの合成法は二分子の芳香族化合物をカップリングさせる方法である。しかしながら、原料の芳香族化合物の入手が容易ではないために、本手法で合成することが困難なビアリール化合物が多数存在する。本研究ではこのような需要の高いビアリール化合物の合成法を刷新する全く新しい方法論の開発に成功した。本法は分離困難な副生成物を全く排出せず単一生成物のみを与えるアプローチであり、高度に置換されたビアリール化合物の直截的な合成アプローチとして利用できる。ビアリール化合物は、液晶を始めとする機能性材料や生理活性物質、錯体触媒の重要な構成要素など多くの用途に利用らさている重要性の高い化合物であるが、現在主として用いられているこれらの合成法は二分子の芳香族化合物をカップリングさせる方法である。そこで、このような需要の高いビアリール化合物の合成法を刷新する全く新しい方法論の開発を行うことを目的として本研究プロジェクトを開始した。具体的には、芳香族化するための仕掛けを施した鎖状基扞に対して閉環エンインメタセシス(RCEM)/閉環カレフィンルセシス(RCM)の連続環化反応を行ウコトデビアリール化合物の合成を目指して研究を行った。その結果、思惑通りに研究が進展し、分離困難な副生成物を全く排出せず単一生成物のみを与える強力なビアリール化合物の直截的な合成アプローチを開発することに成功した。本手法は従来のクロスカップリング反応等によるビアリール化合物合成法の合成戦略とは全く異なっているため、これまでにないビアリール化合物を供給することができる。一方、本反応系は光学活性なメタセシス触媒を利用すれば、不斉反応へと応用できる可能性がある。そこで、光学活性なルテニウム触媒を用いて実際に反応を行ってみたところ、10%eeの軸不斉ビナフチル化合物が生成することを見出した。このように当該年度においては、本反応系による軸不斉ビアリール化合物の不斉合成が潜在的に可能であることを示す重要な知見も得ることができた。ビアリール化合物は、液晶を始めとする機能性材料や生理活性物質、錯体触媒の重要な構成要素など多くの用途に利用されている重要性の高い化合物であるが、現在主として用いられているこれらの合成法は二分子の芳香族化合物をカップリングさせる方法である。昨年度の研究では、思惑通りに研究が進展し、分離困難な副生成物を全く排出せず単一生成物のみを与える強力なビアリール化合物の直截的な合成アプローチを開発することができた。そこで、本年度は本手法をヘテロ環を含むビアリール化合物の合成に応用すべく新たな検討を行った。まず、ヘテロ環を含むビアリール化合物を合成するための基盤技術としてインドール類の単環構築法の開発に着手した。具体的には、閉環オレフィンメタセシス(RCM)/脱水、RCM/互変異性化により五員ヘテロサイクルを原料として、インドールを得る手法の開発を行った。その結果、目論み通りにインドールの新たな合成法を開発することができた。本法は、五員ヘテロサイクルを原料として縮合する六員カルボサイクルの構築を行うアプローチであるため、従来の既存ベンゼン誘導体から五員複素環の構築を行う方法論とは異なったタイプのインドールを得る事ができる利点をもつ。今後は、二環連続構築するための仕掛けを施した鎖状基質に対して閉環エンインメタセシス(RCEM)/RCMの連続環化反応を行うことでインドール骨格をもつビアリール化合物の合成を目指す。また、本研究プロジェクトを展開する過程で、エチレンガスによる阻害効果を利用する環サイズ選択的RCMも見出すことができた。

そこで、このような需要の高いビアリール化合物の合成法を刷新する全く新しい方法論の開発を行うことを目的として本研究プロジェクトを開始した。一昨年度の研究では、思惑通りに研究が進展し、分離困難な副生成物を全く排出せず単一生成物のみを与える強力なビアリール化合物の直截的な合成アプローチを開発することができた。また、昨年度の研究では本手法をヘテロ環を含むビアリール化合物の合成に応用する基盤技術の開発として閉環オレフィンメタセシス(RCM)を利用する新規インドール骨格の合成法の開発に成功した。本年度は、このインドール合成法をビアリール合成法に応用すべく、閉環エンインメタセシス(RCEM)を利用する新たな合成法の開発を行った。本合成法が実現すれば、ビニル基が組み込まれたインドール合成が可能となり、ヘテロ環ビアリール化合物の合成に直結する重要なデータを得ることができる。最終的に、これら全ての合成法を組み合わせれば、RCEM/RCMの連続環化反応によるヘテロ環ビアリール化合物の合成が実現可能となる。本年度は、ヘテロ環を含むビアリール化合物の合成に着手し、単環構築法の開発に成功した。予定の二環連続構築を現在進めており、おおむね順調に進展している。また本年度は、計画以上に進展したこととして環サイズ選択的なRCMを見出す事ができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度開発したインドールの単環構築法を二環連続構築法へと発展させる。まずは、単環構築法をRCEMに応用し、必要なデータを得る。昨年度の研究で、カルボサイクリックなビアリール化合物の合成はすでに達成しているため、ヘテロビアリール環に関する研究の視界は良好である。
骨肉腫に対するWntシグナルを標的とした治療法の検討

これまでにWntシグナルを標的とした骨肉腫に対する治療として,標的としてTNIKを中心に検討している.TNIK阻害による骨肉腫細胞の脂肪細胞への分化転換がどのように生じているのかは未だ明らかでなかった.また今回,TNIK阻害剤として先行研究同様のNCB-0846を使用しているが,本薬剤以外に有効なTNIKあるいはWntシグナル阻害剤がないかという事も明らかにしたい.その候補としては過去の報告を参考に寄生虫薬のMebendazoleなどを検討した.さらに,In vivoにおけるTNIK阻害剤の薬効検討を行った.以上の点などをこれまでに明らかにしている.1TNIK阻害による脂肪細胞への分化転換の分子生物学的な機序解明TNIK阻害剤やShTNIKにより,脂肪細胞へと分化した細胞を用いた.阻害剤やshにより,Wntシグナルの活性低下が起こり,脂肪細胞への分化が起こる事が明らかとなった.2メベンダゾールの抗腫瘍活性細胞増殖アッセイにより,メベンダゾールが骨肉腫細胞株に対し,抗腫瘍効果を有する事を確認した.Xenograftモデルを用いて,TNIK阻害剤の作用を評価した.i)細胞増殖(腫瘍径から体積を評価),ii)組織学的検討(脂肪染色), iii) RNA/タンパクを用いて幹細胞性喪失の評価,等を検討した.阻害剤の経口投与により,細胞増殖抑制,脂肪細胞への分化転換,幹細胞性喪失がIn vitroでの結果同様に認められる事が明らかとなった.順調に実験が進んでおり,これまでの研究成果をまとめて,論文投稿を行った.今後は査読結果の必要に応じて追加実験を行い,年度内の論文発表を目指す.また臨床応用に向けたTNIK阻害剤のバイオマーカーの導出や最適な阻害剤の導出を検討している.これまでにWntシグナルを標的とした骨肉腫に対する治療として,標的としてTNIKを中心に検討している.TNIK阻害による骨肉腫細胞の脂肪細胞への分化転換がどのように生じているのかは未だ明らかでなかった.また今回,TNIK阻害剤として先行研究同様のNCB-0846を使用しているが,本薬剤以外に有効なTNIKあるいはWntシグナル阻害剤がないかという事も明らかにしたい.その候補としては過去の報告を参考に寄生虫薬のMebendazoleなどを検討した.さらに,In vivoにおけるTNIK阻害剤の薬効検討を行った.以上の点などをこれまでに明らかにしている.1TNIK阻害による脂肪細胞への分化転換の分子生物学的な機序解明TNIK阻害剤やShTNIKにより,脂肪細胞へと分化した細胞を用いた.阻害剤やshにより,Wntシグナルの活性低下が起こり,脂肪細胞への分化が起こる事が明らかとなった.2メベンダゾールの抗腫瘍活性細胞増殖アッセイにより,メベンダゾールが骨肉腫細胞株に対し,抗腫瘍効果を有する事を確認した.Xenograftモデルを用いて,TNIK阻害剤の作用を評価した.i)細胞増殖(腫瘍径から体積を評価),ii)組織学的検討(脂肪染色), iii) RNA/タンパクを用いて幹細胞性喪失の評価,等を検討した.阻害剤の経口投与により,細胞増殖抑制,脂肪細胞への分化転換,幹細胞性喪失がIn vitroでの結果同様に認められる事が明らかとなった.順調に実験が進んでおり,これまでの研究成果をまとめて,論文投稿を行った.今後は査読結果の必要に応じて追加実験を行い,年度内の論文発表を目指す.また臨床応用に向けたTNIK阻害剤のバイオマーカーの導出や最適な阻害剤の導出を検討している.細胞増殖アッセイキットの購入費等を安価・効率的に物品調達を出来たため。また予定していた学会への参加が都合により不参加となり,学会参加費、旅費が少額で済んだ。次年度は,TNIK阻害の最適薬剤・バイオマーカーの導出に向けた研究等を中心に検討している.
コンディショナルノックアウトラットを用いたMkxの発生・恒常性維持機構の解明

本研究では、腱の形成・恒常性維持に必須の転写因子Mkxのコンディショナルノックアウトラットを作製・解析し、Mkxのコラーゲン線維形成(Fibrillogenesis)および異所性骨化における分化転換(Transdifferentiation)における機能について明らかにし、腱疾患の疾患の病因解明や治療法確立の基盤となる腱の発生・恒常性維持メカニズムについて明らかにする。
ストレス性血管病におけるGLP1/DDP4の新しい作用メカニズム解明と治療応用

本研究は、ストレス負荷による血管新生低下や動脈硬化発症におけるDPP4の役割解明を目指した。その結果、慢性ストレス負荷による血中DPP-4活性亢進とともに、血管老化ならびに下肢血流回復・毛細血管形成の低下が認められた。さらに、慢性ストレス負荷による高脂肪食性アテローム性動脈硬化プラークの進行・不安定化が認められた。これらの変化がDPP4遺伝子欠損や薬理学的阻害剤により改善することを明らかにした。そこで、DPP4は、慢性ストレス性心血管病の新たな治療ターゲットになりうると考えられる。ストレスホルモンに加えて、ストレスに伴う血管細胞代謝と機能維持に重要なホルモンの乱れが、血管の老化促進や再生低下の原因の一つと考えられている。本研究では、ストレスによる過剰な炎症応答が、生体内ジペプチジルペプチダーゼ-4(DPP4)によるグルカゴン様ペプチド-1(GLP-1)ホルモンの分解亢進及びGLP-1/GLP-1受容体(GLP-1R)シグナル減弱化を介して血管老化を引き起こし、さらにそれに伴う動脈硬化性血管病を発症・増悪させるのではないかと考えた。そこで、研究代表者は、6週齢雄ApoE欠損マウス(ApeE-/-)に高脂肪食負荷(対照群)、高脂肪食/チューブ型拘束ストレス負荷(ストレス群)と高脂肪食とチューブ型拘束ストレス+DPP4阻害剤(DPP4-I治療群, 30mg/kg/d)の3群に分けて、3ヶ月間負荷によるストレス性動脈硬化誘発モデルを作成し、マウス大動脈(岸部/大動脈弁、胸部大動脈と腹部大動脈に分離)、血液と骨髄を採集して生化学ならびに組織学検討を行った。その結果、高脂肪食負荷対照群マウスと比較し、骨髄造血幹細胞の活性化と血液中マクロファージと白血球の数の増加が確認された。長期間のストレス負荷による3箇所の動脈硬化病変部位における炎症性細胞浸潤とカテプシンS/Kとマトリックス・メタロプロテイナーゼ(MMP2/MMP9)発現・活性亢進に伴う血管老化と動脈硬化形成促進が認められた。その一方、動脈硬化線維性被膜とコラーゲン沈着の減弱が確認された。これらの変化は、DPP4阻害剤の投与で著しい改善が認められた。さらに、GLP-1受容体作動薬(exenatide, 10μg/kg/d)投与による同様な改善効果が確認された。これらのことより、DPP4のストレス性血管老化と動脈硬化形成への関与が明らかになり、DPP4阻害剤は、これらのストレス性血管病治療に対する有用性が証明された。研究代表者は、実験計画書に記載した初年度の計画通りに研究を進め、以下の成果を収めた。1)高脂肪食/チューブ型拘束ストレス負荷による安定したストレス性血管老化モデルと動脈硬化誘発モデルの作成に成功した。2)生化学検討と組織学検討によりストレスは血管老化と動脈硬化形成を促進することが明らかになった。3)DPP4阻害剤投与は、ストレスによる血管老化(平成29年度計画分)と動脈硬化形成を著名に抑制した。5)ストレスによる骨髄細胞の造血幹細胞への影響に関して詳細な検討を行った。6)DPP4遺伝子欠損による血管老化抑制効果を確認するとともにその機序解明を進めている。特許申請を検討中で、現段階では、結果の一部公表とした。申請が終了した後、研究成果を即時に開示する予定である。申請者らは、4週間拘束ストレス負荷マウスにおける血中DPP4活性化とカテコールアミン亢進とともに、血中と脳組織GLP-1レベルならびにその受容体(GLP-1R)発現が低下し、骨髄においてβ3-アドレナリン受容体発現亢進とCXCL12発現低下をきたし、骨髄造血幹細胞の増殖と末梢血への単核球と白血球の放出を促進することを明らかにした。申請者は、ストレスによる過剰な炎症応答が、生体内DPP4によるGLP-1ホルモンの分解亢進及びGLP-1/GLP-1受容体(GLP-1R)シグナル減弱化を介して血管老化を引き起こし、さらにそれに伴う動脈硬化性血管病を発症・増悪させるのではないかと考えた。そこで、6週齢雄ApoE欠損マウス(ApeE-/-)に高脂肪食負荷(対照群)、高脂肪食/チューブ型拘束ストレス負荷(ストレス群)と高脂肪食とチューブ型拘束ストレス+GLP-1受容体作動薬3群に分けて、3ヶ月負荷によるストレス性動脈硬化誘発モデルを作成し、マウス大動脈、血液と骨髄を採集して生化学ならびに組織学検討を行った。その結果、高脂肪食負荷対照群マウスと比較し、骨髄造血幹細胞の活性化と血液中マクロファージーと白血球の数の増加が確認された。長期間ストレス負荷による3箇所動脈硬化病変部位における炎症性細胞浸潤とMMP2/MMP9発現・活性亢進に伴う血管老化と動脈硬化形成促進が認められた。これらの変化は、DPP4阻害剤の投与に著しい改善が認めた。さらに、DPP4KOマウス、DPP4-IとGLP-1受容体作動薬を用いて、慢性ストレスが血管老化と虚血性血管新生への悪影響を突き止めた。これらのことより、DPP4阻害剤とGLP-1R作動薬は、これらのストレス性血管病治療に有用であると考えられる。研究代表者は、実験計画書の平成28年度の計画通りに研究を進め、以下の成果を収めた。

5)DPP4-IとGLP-1受容体作動薬を用いて、慢性ストレスが血管老化と虚血性血管新生への悪影響を突き止めた。6)非慢性ストレス群マウスの骨髄移植による慢性ストレス性血管老化と虚血性血管新生悪化の改善が確認された。*特許申請を検討中で、現段階では、一部の結果公表を控える。申請終了後、研究成果を即時に開示する。本研究は、DPP4の役割に着目し、マウスの拘束ストレス負荷モデルにおいて、血中と組織内でDPP4が活性化され、GLP-1の分解亢進とアディポネクチン(APN)発現低下が起こることにより、虚血骨格筋ならびに血管組織において炎症の惹起とp-AMP活性化タンパク質キナーゼ-ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ(p-AMPK-PPRA-γ)/PGC-1α経路の活性化が抑制され、1下肢血流回復と毛細血管形成の低下、2大動脈の老化と血管内皮管腔形成の低下、3骨髄由来内皮前駆細胞数の減少ならびに内皮前駆細胞自体の機能不全が起こることを明らかにした。これらの変化は、DPP4遺伝子欠損や薬理学的なDPP4活性の抑制により改善したが、APN遺伝子欠損ではその改善効果が消失した。これらの結果より、慢性心理的ストレスによる血管老化の惹起と虚血組織における血管新生形成抑制作用は、DPP4活性亢進によるGLP-1分解亢進を介してのAPN発現低下、またそれによるp-AMPK-PPRA-γ/PGC-1αシグナル経路活性化の低下と深く関係する機序を提唱し、このことを論文にまとめた。また、申請者は、ストレス負荷による若年マウスと高齢マウスの比較研究も実施した。その結果、APN受容体1(ANPR1)発現が加齢により一層低下し、虚血骨格筋組織において炎症細胞浸潤亢進とともに、p-AMPK-PPRA-γ/PGC-1α経路活性化もより顕著に抑制され、血管新生が低下することを明らかにし、論文にまとめた(Int J Cardiol 2018/revision)。さらに、ストレス負荷によるアテローム性動脈硬化プラークの進行・不安定化が認められた。また、病変においてTLR2/4、PPRA-α、ならびにgp91phoxの蛋白発現が亢進し、これらの変化がDPP4阻害剤投与による改善することを論文にまとめた。本研究は、ストレス負荷による血管新生低下や動脈硬化発症におけるDPP4の役割解明を目指した。その結果、慢性ストレス負荷による血中DPP-4活性亢進とともに、血管老化ならびに下肢血流回復・毛細血管形成の低下が認められた。さらに、慢性ストレス負荷による高脂肪食性アテローム性動脈硬化プラークの進行・不安定化が認められた。これらの変化がDPP4遺伝子欠損や薬理学的阻害剤により改善することを明らかにした。そこで、DPP4は、慢性ストレス性心血管病の新たな治療ターゲットになりうると考えられる。ストレスにより骨髄-血中・組織内単球/好中球系細胞が活性化するとともに、生体内で多面的作用を有するGLP-1/GLP-1Rシグナルが減弱され、血管内皮老化が生じると予想される。その際、血管細胞アポトーシスや骨髄内皮前駆細胞機能不全が生じ、血管老化反応の加速とそれに伴う血管新生低下・血管病悪化を明らかにすることをH28年度以降の研究目的とし、以下の解析を実施する。1)ストレスによるマクロファージ活性化とGLP-1活性及びそのシグナル低下の時空間パターンとその関連性評価-拘束ストレス負荷後、ストレス群と非ストレス群マウス骨髄、血液、筋肉、血管を採集する。
人種表象の日本型グローバル研究

本研究は、人種表象をめぐる地域横断型、文理融合型の国際共同研究である。代表者による編著書または共編著書、文理融合の国際共著論文等の共同研究の成果に限ると、本科研による主要な研究成果は、英語論文集2冊、日本語論文集3冊、雑誌特集号(または特集)2冊、文理融合国際共著論文1本、報告書20冊等である。このほか共催の成果として、雑誌特集号(または特集)2冊(うち1冊は英語)。2010年度から2014年度に開催したシンポジウム、国際セミナー、共同研究会は計82回に上る(そのうち、公開が51%、報告者のうち女性45%、外国人36%、若手が34%を占める)。従来の人種研究は、欧米とその旧植民地、すなわち、北米、中南米、ヨーロッパ、アフリカなどのいわゆる環大西洋地域の事例に偏る傾向が見られ、欧米の植民地主義の直接的な影響が及びにくかった日本・アジア地域の一部における「人種」については、ほとんど手つかずのままであった。このような問題意識から、今年度は、日本・アジアの経験にもとづく視座の確立に向けて、月ごとの共同研究会と並行して、いくつかの国際セミナー、国際ワークショップ、文理融合ワークショップ等を開催し、研究成果を国内外へ向けて発信した。具体的には、国際セミナー「日本・アジアにおける被差別民」(2011年9月5-6日京都)、国際シンポジウム"Racial Representations of Japanese/Asian Americans"(2011年1月7-9日東京)、文理融合国際ワークショップ"The Interface of the Humanities and Genomic Studies"(2011年1月22-23日京都)、日本学術会議との共催シンポジウム「今、アイヌであること」(2011年3月6日)、文理融合ワークショップ「オキナワンをめぐる表象」(2011年3月25-27日)などである。また、英文論文集Racial Representations in Asia、「人文学報(特集:差異の表象)」を刊行した。これらは、本科研の基盤となった前年度までの共同研究の成果に、本年度さらに修正を加えて出版したものである。このように、沖縄、アイヌ、被差別部落を含めた日本やアジアにおける差異の表象を、国内外の研究者の協力を得ながら解明することに着手した。次年度以降も、日本・アジアにおける被差別民の表象、文理融合ワークショップ、日系・アジア系アメリカ人の人種表象など、日本・アジアに主眼をおいた共同研究をさらに発展させながら、欧米における人種表象研究と接合させる予定である。欧米の人種研究は視覚表象に着目するものであった。本研究の目的は、人種表象と社会的リアリティについて、特に日本やアジアにみられる「見えない人種」の非視覚表象に焦点を当てて解明することである。こうした問題意識から、本年度は計13回の研究会を実施した。まず人文科学研究所における共同研究として、6月に天皇制と部落問題における人種表象についてタカシ・フジタニと関口寛が報告を行い、成田龍一、北原恵、金仲燮がコメントを行った。12月には金仲燮、松本ますみ、石井美保、大浜郁子が、それぞれ韓国、中国、インド、台湾における人種表象について報告を行った。3月には斉藤綾子のコーディネートのもとで日本映画における人種表象について議論を深めた。さらに研究成果を論集として出版するため、平成23年7月から25年2月までに計5回の合宿を行った。本研究の目的は、可視的・非可視的双方の人種の表象についてグローバルな観点から共同研究を行い、日本から発信することである。特に日本やアジアにみられる非視覚表象にも着目し、既存の欧米中心的な枠組みを打破することを心がけてきた。こうした問題意識から、本年度事業としては以下のような研究会を実施した。人文科学研究所における共同研究として、6月に日下渉とCatherine Ceniza Choyが、フィリピンとアメリカの人種関係について報告を行った。9月には、Stephen Murphy-ShigematsuとMary Yu Danicoが、ミックスト・レイスと韓国系ディアスポラについて報告した。また、本科研研究員の企画により、連続ワークショップ「Crossing Boundaries: Art and History」が開催されるようになった。本研究の目的は、可視的・非可視的双方の人種の表象についてグローバルな観点から共同研究を行い、日本から発信することであり、本年度事業としては以下のような研究会を実施した。人文科学研究所における共同研究として、平成25年4月にロサンゼルスのHapa Japan 2013の会議で、工藤正子、エドワード須本、渡会環、竹沢泰子がミックスレイスについて報告した。同月に日本学術会議と公開シンポジウム「中等教育でまなぶ『人種』『民族』とヒトの多様性」を共催し、研究成果の発信と教育現場への問題提起を行った。その他、若手研究者対象の国際ワークショップ等含め計10回の研究会を開催した。平成26年度の本研究の目的は、日本・アジアの視点から「見えない人種」の通文化的な共同研究を行い、国際発信をすることにあった。平成26年度および繰越を行った平成27年度は、研究成果発表に重点をおいた。26年5月には、国際人類学民族学会議(IUAES)と日本文化人類学会との共催により、" Engaging Race and Racism in the New Millennium: Exploring Visibilities and Invisibilities"なるパネルを企画し、海外から招聘した6名の研究者らとともに発表を行った。この会議を含め、研究会を合計13回行った。27年度には、人文研アカデミーの一環として公開講座「科学・国家・人種」(計5回6人登壇)を開催した。

平成27年度の後半は、代表者がハーバード大学ライシャワー研究所(9月-12月)、カリフォルニア大学サンタバーバラ校(平成28年1月-3月)に拠点をおき、その間、カナダ・ドイツも含めて合計6回の招待講演・依頼講演を行い、活発な国際発信に努めた。本研究は、人種表象をめぐる地域横断型、文理融合型の国際共同研究である。代表者による編著書または共編著書、文理融合の国際共著論文等の共同研究の成果に限ると、本科研による主要な研究成果は、英語論文集2冊、日本語論文集3冊、雑誌特集号(または特集)2冊、文理融合国際共著論文1本、報告書20冊等である。このほか共催の成果として、雑誌特集号(または特集)2冊(うち1冊は英語)。2010年度から2014年度に開催したシンポジウム、国際セミナー、共同研究会は計82回に上る(そのうち、公開が51%、報告者のうち女性45%、外国人36%、若手が34%を占める)。このほか、年間約15回の国際シンポジウム、国際セミナー・研究会等を初年度から毎年開催し、研究代表者は、国際会議での招待講演も13回行っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。人文学国際会議・共同研究:(1)平成27年夏に文理融合セミナー「人文学とゲノムのインターフェースPartIV」を開催予定。(2)平成27年9月12月に、研究代表者がプリンストン大学にて共同研究を行う。本プロジェクトは、平成23年度も国境を越えた研究者間の学際的対話を通じて、予想以上の進展をみせている。まず、本プロジェクトの研究領域のうち、(1)「見えない人種」の比較研究」、(2)「人種の科学表象」、(3)「「混血/ミックス」表象の比較研究」は、毎月の研究会に加えて計4回の合宿で活発な議論を重ねつつ、平成24年12月に国立京都国際会館で国際シンポジウムを開催し、また東京大学出版会から全3巻の論集「人種神話を解体する」を出版するべく準備を進めた。(4)「日系アメリカ人の人種表象」については、平成22年度からの繰越予算で平成23年10月にカリフォルニア大学ロサンジェルス校で開催した合同シンポジウムの成果をもとに、論文集Racialization and Resistance among Japanese Americans (Yasuko Takezawa and Gary Okihiro ed.)を、University of Hawaii Pressから出版する準備を進めている。この論集は、従来の一国内に閉ざされた研究パラダイムを越える国際共同研究の成果となる。今後は、各研究テーマについて深めた知見を社会に還元する活動を展開する。●社会還元:(1)「中等教育でまなぶ「人種」と「民族」とヒトの多様性」2013年4月、日本学術会議。
認知症ならびにうつ病患者への静脈内鎮静法の安全性の検証と新規ストレス軽減法の開発

歯科治療がストレッサーとして生体に受容される過程と静脈内鎮静法の作用発現に重要なニューラルネットワークである、1ストレスを認識・認知するネットワーク2不安や恐れなどのいわゆる陰性情動の発現に関係するニューラルネットワークについて検討を行った。脳内神経系の細胞体部位と神経終末を同一動物で同時に複数部位を測定するマルチプローブ・マイクロダイアリシスを用いて、無麻酔・無拘束・自由行動状態のラットにストレスを負荷した際の脳内ノルアドレナリン、ドーパミン、セロトニン神経活動を検討した。研究対象とする精神鎮静法薬であるベンゾジアゼピン系薬ミダゾラム、デクスメデトミジン、CRF1受容体選択的拮抗薬を投与し、従来の多くの研究で用いてきた再現性と信頼性の高いストレスであるHandling stressを負荷した状態での神経伝達物質の変動を検討した。脳内での神経活動をリアルタイムで同時に捉えるために、本研究課題で購入、増設した高速液体クロマトグラフィー・電気化学検出器を使用し、脳内のサンプルを同時に定量測定を行った。マイクロダイアリシスプローブの挿入脳部位は、1ストレスを認識・認知するネットワークでは、青斑核と大脳皮質内側前頭前野2不安や恐れなどのいわゆる陰性情動の発現に関係するニューラルネットワークでは、背側縫線核と扁桃体基底外側核としている。実際に薬物を局所還流する部位としては、青斑核または背側縫線核で行った。歯科治療がストレッサーとして生体に受容される過程と静脈内鎮静法の作用発現に重要なニューラルネットワークである、1ストレスを認識・認知するネットワーク2不安や恐れなどのいわゆる陰性情動の発現に関係するニューラルネットワークについて検討を行っている。脳内神経系の細胞体部位と神経終末を同一動物で同時に複数部位を測定するマルチプローブ・マイクロダイアリシスを用いて、無麻酔・無拘束・自由行動状態のラットにストレスを負荷した際の脳内ノルアドレナリン、ドーパミン、セロトニン神経活動を検討している。ラットに負荷するストレッサーとしては、従来の多くの研究で用いてきた再現性と信頼性の高いストレスとして、Handling stressを行い、脳内ノルアドレナリン、ドーパミン、セロトニン神経活動から、その再現性が確認できた。研究対象とする精神鎮静法薬であるベンゾジアゼピン系薬ミダゾラム、デクスメデトミジン、CRF1受容体選択的拮抗薬を投与する際の投与濃度が決定した。脳内での神経活動をリアルタイムで同時に捉えるために、本研究課題で購入、増設した高速液体クロマトグラフィー・電気化学検出器を使用し、脳内のサンプルを同時に定量測定を行っている。実際に薬物を局所還流する部位としては、青斑核または背側縫線核で行っている。研究対象とする精神鎮静法薬は、ベンゾジアゼピン系薬ミダゾラム、デクスメデトミジン、CRF1受容体選択的拮抗薬を、実際に青斑核または背側縫線核に局所還流するための薬物濃度決定に時間を要したため。研究対象とする精神鎮静法薬(ベンゾジアゼピン系薬ミダゾラム、デクスメデトミジン、CRF1受容体選択的拮抗薬)を局所還流し、Handling Stressを10分負荷した状態での神経伝達物質の変動を、青斑核、背側縫線核以外の局所灌流下でも検討する。
造血制御における糖転移酵素の意義-糖鎖リモデリングによる造血制御機構の解析-

造血幹細胞の増殖・分化や造血器腫瘍の増殖・臓器特異性において骨髄微小環境のもとでの糖鎖、特にアスパラギン結合糖鎖の意義については不明である。本研究ではアスパラギン結合糖鎖の造血幹細胞の増殖・分化における生物学的意義を明らかにするため、β1-4N-acetyglucosaminyltransferase III(GnT III)遺伝子のトランスジェニックマウスに認められる汎血球減少の分子機構を解明し、造血幹細胞とストローマ細胞との相互作用における細胞膜糖鎖の意義を明らかにし、さらに詳細な分子機構を解明し、造血器腫瘍の治療としての造血幹細胞移植への応用や遺伝子治療への応用を目的とするものである。結果アスパラギン結合糖鎖のprocessingに重要である糖転移酵素GnT IIIのトランスジェニックマウスで認められる汎血球減少の解析から、骨髄ストローマ細胞の細胞膜は造血幹細胞の増殖、分化に需要であることを明らかにした。GnT IIIトランスジェニックマウスの骨髄ストローマ細胞上の障害分子としてVCAM-1のVLA4との結合障害を明らかにした。GnT IIIによる糖鎖はインテグリンVLA4/VCAM-1の相互作用に影響することをはじめて明らかにした。本研究により新たな造血制御機構として、糖鎖を介する造血制御の存在を明らかにした。
放電プラズマ焼結法による強誘電体(チタン酸バリウム・チタン酸鉛)の作製

本研究ではホットプレスと放電プラズマ発生機とを組み合わせた構造を有する放電プラズマ焼結機を用いて、従来純粋な粉末では難焼結性を示すチタン酸バリウム(BaTiO_3)や近年不揮発性メモリとして応用が期待されているチタン酸ビスマス(Bi_4Ti_3O_<12>)の焼成体を作製した。そして、合成条件と密度、配向性、結晶構造、電気的特性、誘電特性との関係を明らかにした。(実験方法)チタン酸バリウムはBaO_2(99.9%)およびTiO_2(99.9%)粉末を、チタン酸ビスマスはBi_2O_3(99.9%)およびTiO_2(99.9%)粉末をそれぞれBaTiO_3およびBi_4Ti_3O_<12>定比組成となるように秤量、湿式混合した粉末をペレット状に成形し、仮焼、粉砕した粉末を原料とした。原料粉末を黒鉛ダイスに入れ、5×10-2Torrまで真空にし、電圧5V、電流800Aをパルス通電して焼成した。熱膨張を測定しながら焼成し、収縮が止まった時点を焼成完了とした。得られたチタン酸バリウム、チタン酸ビスマス両試料とも、密度は重量と寸法から、結晶構造は粉末X線回折法により、キュリー点の確認は熱膨張測定により確認された。電気的特性は周波数応答アナライザーを用いた複素インピーダンスにより評価した。(実験結果)チタン酸バリウムは約1100°C,約11分で、チタン酸ビスマスは約830°C,7分で焼結が完了した。それぞれの密度はチタン酸バリウムが96.2%、チタン酸ビスマスが98.6%であった。真空にしたことにより表面から酸素の欠乏を示す試料の色の変化が見られた。よって、大気中の所定の熱処理を行った。X線回折ではいずれも無配向の単相であることがわかった。熱膨張測定の結果いずれの試料もキュリー点付近で変化が見られた。複素インピーダンスの結果においても単相を示す一つの半円が見られ、導電率のアレニウスプロットにおいても、キュリー点近傍で活性化エネルギーの変化が見られた。(まとめ)放電プラズマ焼結機を用いることによって、高速で従来にない緻密な材料を作ることが出来ることが分かった。しかし、放電プラズマ焼結機はその反応過程でプラズマが発生するとされているが、そのプラズマの種類やプラズマの効果はまだ明らかではない。材料合成とともに、そのメカニズムの解明を更なる課題としてとり行う予定である。
他者の目が課題遂行能力に影響を与える脳メカニズムの解明

人間の課題パフォーマンスは報酬以外の様々な要因によって影響されうる。外的要因の一つとして他者の視線によるパフォーマンスの低下がある。本研究ではその観察者の社会的地位の違いが課題パフォーマンスに与える神経基盤を検証した。総説研究を行った結果、社会的上下関係の知覚には扁桃体と外側前頭前野が重要であることを突き止めた。また、瞳孔径の計測とfMRIの同時計測を用いた実験を行い、瞳孔径計測からは課題遂行に先立つ生理的覚醒度の変化が成功試行と失敗試行では異なることを突き止めた。そしてfMRI解析からは失敗試行では準備期に扁桃体と線条体尾状核の活動が上昇していることが明かとなった。脳は他人の目を気にする。私たちは他者がいた方が仕事が捗ったり(社会的促進)、逆に遅くなったり失敗してしまうことがある(社会的抑制)。他者の存在による能力の変化は観衆効果と呼ばれ課題遂行に対し促進的に働きやすい人と逆に抑制的に働きやすい人がいることが知られている。我々は日々観衆効果を体験しているにも関わらず、その脳メカニズムも個人差の原因も未だ明らかにされていない。本研究では観衆効果には情動系の扁桃体と内側前頭前野による覚醒状態や情動の制御が重要であるという仮説を立て、観衆効果の脳内メカニズムの解明を目指すとともに、社会的文脈での扁桃体の活動の正の側面と負の側面の関係を明らかにし、扁桃体の役割の体系化を目指す。我々は他人の目の有無によって覚醒度や集中度が変化し、その結果作業の効率や出来不出来が影響されてしまうという経験をすることがある。本研究はそのようにして喚起された情動が私たちの課題パフォーマンスへ与える影響の特徴とその脳内メカニズムについて検証するものである。本年度は行動実験および、総説研究を行った。行動実験においては前年度行った行動実験での失敗と結果を元に新たな実験を50名ほど行った。その結果、課題実行寸前の瞳孔の拡散・収縮を観察することによって、課題遂行時のパフォーマンスを予測できる可能性が示唆された。このデータについては、日本で行われたワークショップでも発表し、多くの先生方から注目をしていただくことができた。また実験結果について多くのディスカッションをすることができた。来年度はこの現象をモデル化し、fMRIを用いた実験を行う予定である。総説研究においては、本研究が着目する「他者の目」の中でも最も大きな影響を与えうる「社会的ヒエラルキーの知覚とその脳への影響」に関する総説論文を執筆した。この総説では上位または下位の他者の存在や、自身の社会的身分が、どのように人々の知覚の変化やストレスを与えるのか、そして結果的に課題パフォーマンスに影響を与えるのかについて、自身の過去の研究と、最近の神経科学・心理学分野の研究内容についてサーベイした。そして社会的ヒエラルキーの影響が大きく現れると考えられる脳ネットワークや特定の神経伝達物質について明らかにした。この内容に関しては近日中にFrontiers in Neuroscience誌おいて掲載される予定である(受理済み)我々は外界から与えられるプレッシャーによって生理的覚醒や集中度が変化し、その結果作業の効率や出来不出来が影響を受けてしまうという経験をすることがある。本研究は外界からのプレッシャーによって喚起された生理的覚醒と課題遂行能力との関係を明らかにし、そこから生理的覚醒を最適化するための神経基盤を解明することを目的とした研究を行っている。本年度は、昨年度取得したデータを詳細に解析した結果、課題時遂行前の瞳孔の拡散・収縮を観察することによって、課題実行時のパフォーマンスを予測できることが明らかになった。そこで現在、課題遂行直前の脳ダイナミクスに注目して、MRI実験を行ない、課題パフォーマンス最適化の脳内システムを明らかにしようとしている。加えて、本年度申請者は学術振興会特別研究員(PD)の海外派遣制度を用いてアメリカ合衆国ニュージャージー州立大学であるRutgers大学のMauricio Delgado先生の元で共同研究を行っている。Rutgers大学で、行動実験及びfMRIを用いた実験を行っており、およそ20人ほどのデータを取得した。加えて本年度はSociety for Neuroscienceにて行動実験の結果を発表を行った。学会では多数の先生方から注目していただき、実験結果について多くのディスカッションをすることができた。平成27年度の夏より、本研究内容と関連してアメリカ合衆国ニュージャージー州州立大学であるRutgers大学のMauricio Delgado先生の元で研究を行っている。研究室の異動に伴い、新たな生活基盤の構築と、倫理申請、アメリカ人を用いた予備実験などを行った。また行動実験とfMRI実験で用いる実験機材に違いがあったために、実験と解析用のプログラミングに時間を要した。そのためfMRI実験に至るまでに当初予測していたより時間がかかってしまった。現在fMRI実験は順調に行われており、来年度初頭までにはデータ取得は完了できる予定である。そのような現象の一つとして他者の視線によるパフォーマンスの低下がある。これは社会心理学では観衆効果による社会的抑制として知られている。本研究ではこの観衆効果の中でも、観察者の社会的地位の違い(例:先生に観察されるか、友人に観察されるか)が遂行者の課題パフォーマンスに与える影響とその神経基盤を検証した。最初の二年間では主に総説研究を行ない、110件以上の研究論文をサーヴェイした結果、社会的上下関係の知覚には扁桃体と外側前頭前野の役割が重要であることを発見した。

三年目以降は、プレッシャーを喚起する実験課題を用いて、特に課題遂行直前の生理的覚醒度の変化に着目た実験を行った。指標として生理的覚醒変化を客観的に観察するために瞳孔径のダイナミクスを取得し、同時に神経ダイナミクスを取得するためにfMRI計測実験を行なった。瞳孔径変化解析からは、成功試行と失敗試行で課題遂行直前の瞳孔のダイナミクスが異なり、成功試行では期待報酬の生理的価値表現が抑制されていることが明かとなった。またfMRIデータの解析からは、瞳孔径計測の結果と一致して線条体尾状核における期待報酬の表現が成功試行で抑制されていることや、扁桃体における生理的覚醒の表現が成功試行で低下していることが見いだされた。つまりは成功時には成功報酬という外的な要因の身体への影響(過度の覚醒状態)を抑制することで、扁桃体と線条体尾状核の活動が抑制され、高度なパフォーマンスを実現しているということである。現在この実験の結果に関して論文を執筆中である。人間の課題パフォーマンスは報酬以外の様々な要因によって影響されうる。外的要因の一つとして他者の視線によるパフォーマンスの低下がある。本研究ではその観察者の社会的地位の違いが課題パフォーマンスに与える神経基盤を検証した。総説研究を行った結果、社会的上下関係の知覚には扁桃体と外側前頭前野が重要であることを突き止めた。また、瞳孔径の計測とfMRIの同時計測を用いた実験を行い、瞳孔径計測からは課題遂行に先立つ生理的覚醒度の変化が成功試行と失敗試行では異なることを突き止めた。そしてfMRI解析からは失敗試行では準備期に扁桃体と線条体尾状核の活動が上昇していることが明かとなった。前年度は実験結果が芳しくなく、思い通りの結果を出すことができなかったが、本年度は行動実験、総説論文の二つの形で成果を得ることができた。行動実験の結果は大変興味深く、個人の覚醒度や集中度を生理学的指標によってモニタリングすることができただけでなく、個人ごとに成績を事前に予測することができる可能性もある。今後のfMRI実験にもつながる重要な結果を得られた。加えて、行動実験とは別に上位、下位の他者の知覚とそれが課題遂行者の行動に影響を与えるまでの脳メカニズムの総説を執筆した。この内容はFrontiers in Neuroscience誌おいて査読付きの総説として最近受理され、本科研費の成果として報告することができた。今後はこの総説研究によって見出された脳システムを仮説として実際のfMRI実験を行う。当初の計画では3年で終了する予定であったが、海外長期滞在に伴い、fMRI実験の時期が遅くなったために、延長申請をさせていただいた。今後平成28年度の初頭にfMRIデータの取得を終え、解析と論文執筆に専念する予定である。実験心理学現段階で得られた行動実験の結果と総説論文で得られた脳内システムの仮説を元に、計算モデルの構築と、fMRI実験を行う予定である。
分裂酵母の性分化過程におけるAtf1の分子制御機構とカルモデュリンの機能解析

分裂酵母におけるAtf1の転写活性はオスモチィックストレスにより増加し、このシグナルカスケードに関与するwis1-株では誘導されず、pyp1-株では増加した。さらにAtf1はSty1キナーゼによりリン酸化され、種々のストレス応答に関与する遺伝子群の発現調節に関わることが明らかとなった。このことは動物細胞におけるSAPK/JNKおよびp38によるATF2の制御機構と同様の機構が分裂酵母でも保存されている可能性を示唆する。ATF2の過剰発現によりatf1-株の接合不能の形質は相補され、減数分裂が進行して子嚢を与えた。ATF2の転写活性領域は動物細胞と同様にN末94アミノ酸残基中にあることが示されたが、SAPK/JNKによりリン酸化される69、71番目のThrの変異では相補能は影響を受けず、分裂酵母ではATF2がSty1による制御を受けずに独立に機能することが示された。ATF2は窒素源飢餓条件でatf1-株のG1期停止不能の形質を相補するが、Mei2の発現はATF2の過剰発現では誘導されず、ste11遺伝子の転写誘導を相補しないと予想された。atf1-株あるいはsty1-株におけるSte11の過剰発現ではそれら接合不能の形質は相補されるが減数分裂を進行させないことから、Atf1の第3の機能として減数分裂への関与が示唆され、ATF2はste11の遺伝子誘導をバイパスしてこの機能を相補すると結論される。一方、cam1^<ts>変異株は許容温度でも窒素源飢餓条件で接合して生ずる二倍体は減数分裂に欠損を示し、胞子形成率の低下と4胞子に満たない子嚢を出現する頻度が上昇する。cam1^<ts>変異株におけるAtf1の過剰発現では減数分裂の進行が促進されて胞子形成率は上昇するが、4胞子を持つ子嚢を与える頻度は増加しない。この変異株と第2減数分裂に欠損を持つmes1変異株との二重変異株ではmes1変異株の形質との差異が見られないことから、分裂酵母カルモデュリンの減数分裂における主機能はMes1の機能発現以後にあると予想される。
変形性膝関節症進行抑制に向けた膝関節急速内反運動改善に対する介入研究

本研究は、変形性膝関節症(膝OA)患者において、歩行中内側広筋の活動タイミングが遅れることで生じる膝関節急速内反運動を抑制することで、膝OAの症状進行が抑制できるかを検証することである。当該年度は、膝OA患者を対象に、1)歩行周期中の適切なタイミングで筋収縮を促す機能的電気刺激(FES)を使用した歩行時筋活動再教育訓練は膝関節急速内反運動を抑制することを目的として研究を行った。研究実施に先立ち、倫理審査委員会により特定臨床研究として倫理審査を受けることとなった。手続きに一年間の期間を要したため、当該年度は倫理審査に必要な手続きを行い、予備実験として、健常人を対象として、研究手法について確立した。研究手法については、当初の研究計画書と大筋変更なく実施できることを確認した。また、研究指導者であるSydeny大学のEvangelos氏と日本福祉大学の鳥山氏の指導により、筋活動様式の測定機器を、より勘弁で精度が高く動作解析との同調性が良く測定が可能な機器である高性能無線表面筋電計(Bagnoli- 2 EMG System,DELSYS社)を導入し変更することとなった。また、倫理審査委員会の指導により、対象症例数を当初100名で計画していたが、30名に変更することとなった。なお、倫理審査委員会より2019年4月1日より研究開始の許可を得た。その後、整形外科医の協力のもと、対象者を選択し、現在1名におてい計測を行った。特定臨床研究倫理審査委員会の手続きに想定以上の時間を要したため。2019年4月1日より研究開始の許可を得た。2019年度上半期で初回介入予定人数である30名を測定し、その後研究計画に沿って実施する予定である。本研究は2年間の観察期間を設定しているが、現在の進捗状況であれば、予定期間内に終了できないため、最終評価時期を延長する可能性がある。特定臨床研究審査委員会の承認手続きに要した期間が計画を大幅に長期化し、研究開始時期を延期したため、使用機器のレンタル料が次年度に繰り越されたため。
骨・軟骨の恒常性維持におけるケモカイン及びC型レクチンの役割の解明

関節は骨・軟骨や滑膜、腱など多種多様な組織で構成される一つの運動器である。正常に機能するためには同一組織内の細胞集団はもちろん、異なる組織間での細胞集団の細胞外環境が重要な役割を担う。我々は疾患モデルマウスを用いて関節炎発症機構の解析を行ってきたが、関節炎関連遺伝子として同定した2遺伝子が関節を構成する因子のうち骨・軟骨形成およびその代謝に関与していることを示唆するデータを得た。これらの知見をふまえ、本研究では最終的に関節という一つの運動器全体における正常な細胞外環境の維持機構を理解することを目的としている。本年度は、骨髄細胞特異的にケモカインレセプター遺伝子を欠損させたマウスにおいて観察された大理石骨病様の表現型について詳細なメカニズムの解析を進め、このケモカインが破骨細胞あるいは破骨細胞前駆細胞の骨表面への遊走および破骨細胞形成に重要な役割を果たしていることを明らかにした。また、加齢とともに関節付着部症を自然発症するC型レクチン遺伝子欠損マウスの詳細な病態解析を進め、付着部症が後肢足根関節に限局したものではなく、膝関節や脊椎なども標的となっていることが明らかとなった。さらに、関節病変局所における軟骨増殖と骨の異形成とは独立に大腿骨における骨量の低下を見出し、このマウスが付着部症の発症に伴って骨粗鬆症様の表現型を示していることが明らかとなった。さらにこのC型レクチンは正常な骨代謝においても機能していることを示唆するデータを得た。これらの結果から、関節炎関連遺伝子として同定したケモカイン及びC型レクチンが骨・軟骨の恒常性維持において重要な役割を果たしていることが示唆された。これらの知見をふまえ、本研究ではこれらの遺伝子の(1)骨形成/代謝における役割、(2)軟骨形成/代謝における役割の2点を明らかにし、最終的に関節という一つの運動器全体における正常な細胞外環境の維持機構を理解することを目的としている。本年度は、骨髄細胞特異的にケモカインレセプター遺伝子を欠損させたマウスの組織学的解析の結果、骨幹端部における骨の増加を見出し、このマウスが大理石骨病様の表現型を示していることを明らかにした。さらに、骨表面における破骨細胞数の減少を認め、このケモカインが破骨細胞あるいは破骨細胞前駆細胞の骨表面への遊走に重要な役割を果たしていることが示唆された。また、加齢とともに関節症を自然発症するC型レクチン遺伝子欠損マウスの詳細な病態解析の結果、関節病変局所における軟骨増殖と骨の異形成とは独立に大腿骨における骨密度および骨塩量の低下を見出し、このマウスが骨粗懸症様の表現型を示していることが明らかとなった。これらのマウスの表現型から、これらのケモカイン及びC型レクチンが骨・軟骨の恒常性維持において重要な役割を果たしていることが示唆された。