hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
国際協同学習における参加ネットワークと第二言語発達過程に関する基礎研究

複数の国の看護大学生を参加者とし、英語による、インターネット上での比較的大規模な協同学習プログラムを研究対象とし、学習者の相互行為と学習過程(学習者言語の変化)、動機づけの変化の関係について考察した。事前・事後で、学習者言語の流暢性と複雑性が増し、動機づけは「不安」の軽減と「海外動向への意識」の向上が確認された。それらの変化はプログラム中の相互行為と微弱な相関が認められた。また、学習者間の「相互行為」や「参加」は学習者言語よりも情意面(動機づけ)により直接的に影響を与える可能性が示唆された。これらの結果は今後この種の学習プログラムの設計の基礎資料となると考える。データ源の確保に多大な時間を要し、分析もまだ作業中だが、昨年度の遅れは取り戻しつつある。引き続き作業を続け、今年度は成果発表につなげていく。英語教育学今年度は、(1)データ収集・分析の推進と、(2)データ源となる教育プログラムの拡充を行う。(1)については、質的データ(インタビュー)の取得が一部できていないため、データ収集を続ける。また、分析を進め年度中の成果発表につなげる。(2)については、データ源となる教育機関にて、当該実践が継続プログラムとしてニーズに合ったものとなるよう改善を行う。研究のデータ源である、CMC(Computer-Mediated Communication)のツールとして想定していたMoodleの大きなバージョンアップをする必要があり、それにともなう教育プログラム面での教材や資料の見直し、分析のためのツール(コンピュータプログラム)の修正を行った。そのための時間的コストが大きかったため、その後予定していた分析作業が遅れている。当初予定していた論文投稿料分を使用しなかった。また研究分担者が年度途中で異動となり、物品購入等の手続きが一時中断した。CMCツールのバージョンアップに伴う作業の遅れを、研究協力者に依頼するなどの方策を立てて、取り戻す。また、研究代表者の所属研究機関変更のため、2014年に想定していた教育実践を行う計画とその見込みが十分立てられていない。教育プログラムの立て直しと、データ収集の方ための策を早めに実施する必要がある。その上で、当初予定していた、教師による介入を積極的に行う教育プログラムの実施から得られるデータを取得し、研究を進めていく。次年度、論文改訂の上、投稿を再度行い、論文投稿料としての使用を予定している。また研究分担者の新しい所属先にて、有効活用する。当初予定したデータ分析の作業が、国際協同学習を行うためのeラーニングプラットフォームのアップデートの関係で、遅延したことにより、成果発表を予定していた学会への参加を見送ったため。分析を迅速に進め、成果発表を早期に行う。そのための旅費として使用する。
イネの生産性並びに窒素利用機能を規定する遺伝子座の同定とその機構の解明

イネの窒素転流において、老化葉身におけるサイトゾル型グルタミン合成酵素(GS1)が重要な機能を担っていることが知られている。しかしながら、窒素利用機構の詳細やそれらを制御している機構に関しては不明なままであった。本研究による生理学的及び遺伝学的解析から、GS1含量並びに穂重量を規定している遺伝子座が同定された。老化葉身におけるGS1含量並びに穂重量を規定しているQTLが、第二染色体の極めて近傍に検出された。その領域のみがインド型イネKasalathの染色体に部分的に置換された系統、C-22を選抜した。遺伝背景であるKoshihikariとC-22を、ガラス室及び水田にて育成した。その結果、C-22のKasalath染色体断片置換領域に、GS1含量並びに穂重量を規定しているQTL(Pnn1)が存在していることが判明した。穂重量は穂数の増加により、達成されていた。Koshihikariに比較して、C-22は、栄養成長期初期の分げつ数が多く、このことが最終的な穂数の増加につながったことが考えられた。Pnn1の原因遺伝子の同定を目的とし、組換え系統の選抜、育成を行い、栄養成長期初期の分げつの発達に関して廉さ解析を行った。その結果、Pnn1は、6.7cMの領域に位置づけられた。10,000以上の大規模集団から、組換え系統を選抜、育成し、さらなるPnn1のファインマッピングを行った。その結果、Pnn1を23kbの領域に位置づけることに成功した。以上の結果は、イネの生産性を規定している遺伝子座の単離に向けて、順調に進行している。イネの窒素転流に重要な機能を担っていると考えられる、サイトゾル型グルタミン合成酵素(GS1)含量並びに穂重量を規定している遺伝子座(QTL)が検出された領域のみが、カサラスに置換されており、そのほかの大部分の領域がコシヒカリに固定された、C-22を選抜した。それらの系統を基肥施肥量が異なる水田にて栽培し、穂数、精籾重等の13項目に渡る詳細な収量調査を行った。その結果、遺伝背景であるコシヒカリに比較して、C-22では穂数及び地上部乾物重の増加による穂重の増加が認められ、この置換領域に検出されたQTLは水田においても穂重の増加に効果があることが判明した。その原因遺伝子の特定を目的とし、QTL存在領域での染色体の組み換えが認められた系統群の選抜を行うとともに、約20個のDNAマーカーによる詳細な連鎖地図を作製した。しかしながら、遺伝子型が同一な系統の育成を行う必要があり、年一回の栽培では遺伝子型と穂重量のfine-mappingを行うのは困難であると考えられた。成長初期に分化、発達した分げつが、最終的に穂をつけることが知られている。そこで、幼植物期で分げつの発達を評価出来る系の構築を行い、fine-mappingを行った。その結果、穂重量を規定しているQTLを、遺伝距離にして10cMの領域に位置づけることが出来た。GS1のリン酸化部位を特定することを目的とし、イネ葉身より精製したGS1をペプチダーゼにて断片化し、逆相クロマトグラフィーにて分画を行った。その画分に対して、抗リン酸化セリン及びスレオニン抗体を用いたELASA法により、in vivoでリン酸化されたセリン及びスレオニン残基が含まれれるペプチド断片の同定を行った。その結果、イネの葉身においてGS1は、複数のセリン及びスレオニン残基がリン酸化されていることが判明した。上の成果は、順調に年次計画通りに進められている。イネの窒素転流に重要な機構を担っていると考えられる、サイトゾル型グルタミン合成酵素(GS1)含量並びに、穂重量を規定している遺伝子座(QTL)が、第二染色体の極めて近傍に検出された。その領域のみがカサラスの染色体に置換された系統、C-22を選抜した。遺伝背景であるコシヒカリとC-22を、ガラス室及び水田で異なる施肥窒区で育成した。その結果、カサラス染色体置換領域に、GS1含量並びに穂重量を規定しているQTL(Pnn1)が存在している事が判明した。また、穂重量の増加は穂数の増加に伴ってGS1並びに穂重量を規定しているQTLの原因遺伝子の同定を目的とし、C-22のカサラス染色体置換領域における92系統の組換え個体を選抜、育成した。栄養成長初期に発達した分げつが、最終的に穂をつける分げつであることが知られている。そこで、穂重量を規定しているQTLのファインマッピングを、9系統の組換え個体を用いて行った。その結果、Pnn1は、遺伝距離にして、6.7cMの領域に存在していることが判明した。また、分げつの抽出は、主茎の葉身の成長と正の相関関係があることが判明した。3556個体より作製した組換え近交系より、21系統を選抜、育成し、主茎の葉身の抽出速度に関して連鎖解析を行った所、Pnn1は1.8cMの領域に位置づけられた。10,000個体以上よりなる大規模集団から、Pnn1が存在する1.8cMの領域での組換え系統の選抜を行った。

上の成果は、イネの生産性を規定してしる遺伝子座の単離に向けて、順調に進められているイネの窒素転流において、老化葉身におけるサイトゾル型グルタミン合成酵素(GS1)が重要な機能を担っていることが知られている。しかしながら、窒素利用機構の詳細やそれらを制御している機構に関しては不明なままであった。本研究による生理学的及び遺伝学的解析から、GS1含量並びに穂重量を規定している遺伝子座が同定された。老化葉身におけるGS1含量並びに穂重量を規定しているQTLが、第二染色体の極めて近傍に検出された。その領域のみがインド型イネKasalathの染色体に部分的に置換された系統、C-22を選抜した。遺伝背景であるKoshihikariとC-22を、ガラス室及び水田にて育成した。その結果、C-22のKasalath染色体断片置換領域に、GS1含量並びに穂重量を規定しているQTL(Pnn1)が存在していることが判明した。穂重量は穂数の増加により、達成されていた。Koshihikariに比較して、C-22は、栄養成長期初期の分げつ数が多く、このことが最終的な穂数の増加につながったことが考えられた。Pnn1の原因遺伝子の同定を目的とし、組換え系統の選抜、育成を行い、栄養成長期初期の分げつの発達に関して廉さ解析を行った。その結果、Pnn1は、6.7cMの領域に位置づけられた。10,000以上の大規模集団から、組換え系統を選抜、育成し、さらなるPnn1のファインマッピングを行った。その結果、Pnn1を23kbの領域に位置づけることに成功した。以上の結果は、イネの生産性を規定している遺伝子座の単離に向けて、順調に進行している。
自律神経シナプス伝達に対するサイトカインの作用

我々は初年度から次年度にわたって、ウシ蛙やラットの交感神経節、家兎の副交感神経節(骨盤神経節)のシナプス伝達に対するIL-1β及び関連するサイトカインの作用を細胞内微小電極を用いて検討した。その結果、IL-1βが低濃度で自律神経節(交感神経節や骨盤内神経節)細胞に非常に長い経過を持つ過分極電位を発生することを見いだした。また、IL-1βはこれらの神経節において興奮性シナプス後電位(EPSP)を一過性の促進に続いて長時間抑制することを見いだした。一方、大脳辺縁系の中隔核においてIL-1βの作用は、膜電位変化よりもEPSPに対する作用が著明に発現した。最終年度において、我々は上記のIL-1βの作用メカニズムについて検討した。その結果、IL-1β誘起過分極電位には先行して脱分極電位が発生することが約半数の実験例で観測され、IL-1βがGABAを遊離させ、二次的に脱分極電位を発生させていることがわかった。また、IL-1βの二相性電位変化は細胞内のグアニル酸シクラーゼを介するシグナル伝達機構によって発生している可能性が考えられる。さらに、コリン性シナプス伝達に対するIL-1βの作用は、シナプス前終末からのアセチルコリン放出を調節するシナプス前調節機構であることがわかった。現在細胞内シグナル伝達機構について検討中であるが、一過性の増強作用についてはシナプス前終末内のサイクリックAMPを介した機構が働いている可能性がある。一方、抑制作用についてはGABA_B受容体を介するシナプス前抑制機構が考えられている。これまでの実験結果で特徴的なことは、IL-1βによる自律神経機能の抑制作用は非常に強力で、かつ長時間に及ぶことであり、炎症時のインターロイキンの自律神経系に対する作用と関連している可能性が強い。我々は現在、神経興奮現象の時間的、空間的な変化を電位感受性色素を利用し、画像として処理することによってIL-1βの作用を検討している。近年、脳の外傷や拘束ストレスの際にマクロファージや単核球等から遊離されるインターロイキン-1(IL-1)が脳内で産生、遊離され多くの神経作用をひき起こす。本研究は、自律神経系に対するストレスの影響について調べる目的で、ウシ蛙やラットの交感神経節や、副交感神経である骨盤内神経叢(pelvic plexus)、および自律神経系の上位中枢である大脳中隔核におけるシナプス伝達に対するIL-1βの作用について調べた。IL-1βはウシ蛙交感神経節細胞に約5mV程度の過分極電位を発生させたが、膜抵抗にはあまり変化がみられなかった。交感神経節の節前神経を電気刺激することによって発生した速い興奮性シナプス後電位(EPSP)はIL-1β(100pM)投与により51±5%(n=4)振幅が減少した。mEPSPの振幅も同様に抑制されたが、頻度には変化が見られなかった。ラットのpelvic plexusには静止電位が-55±6mV(n=24)、膜の入力抵抗48±9MΩ(n=43)で、外向き整流を示す細胞群と静止電位が-64±5mV(n=33)、膜の入力抵抗98±8MΩ(n=33)で、内向き整流を示す2種類の細胞群が存在している。前者に属する細胞でIL-1β(100pM)は5mV以下の過分電極位を発生した。

海馬CA3ニューロンから中隔核への神経入力を通す海馬采に電気刺激を行うと興奮性シナプス後電位(EPSP)、抑制性シナプス後電位(IPSP)、緩徐過分極性シナプス後電位(LHP)が発生する。IL-1β(100pM)は静止電位には変化を起こさず、EPSPとLTPの振幅を2相性に変化させた。即ち始め抑制し、5-10分後に増強した。以上、本年度得られた実験結果をまとめると、末梢神経系では自律神経節細胞における過分極電位発生とEPSPの振幅の抑制、中枢神経系では、中隔核ニューロンにおけるEPSPとLHPの振幅の抑制が生じる。今後、これらの作用機序について検討し、細胞内シグナル伝達機構に関与について明らかにしていく。本研究は、自律神経系に対する炎症やストレスの影響について調べる目的で、ウシ蛙やラットの交換神経節や、副交感神経である骨盤内神経叢(pelvic plexus)、および自律神経系の上位中枢である大脳中隔核におけるシナプス伝達に対するIL-1βおよび関連のサイトカインの作用について調べた。本年は、副交感神経節に対する作用を検討する目的で、家兎の膀胱頚部に位置する骨盤神経節(pelvic ganglion)細胞を摘出し、クレブス液中で灌流しながら細胞内電極法および膜電位固定法を用いて検討した。1L-1βとその活性作用を持つフラグメント(1L-1βfragment 163-171)を100μMの濃度で1分間、灌流液中に投与すると神経節細胞に非常にゆっくりとした経過の過分極電位を発生させた。この過分極電位の経過は長く、しばしば不可逆性であった。そこでできるだけ濃度を1nM以下に抑え、投与時間は5-10秒間とした。このような方法によって得られた過分極電位の振幅は18±4mV(n=8)で、ピークに到達する時間は約15-20分、回復するまで約1-2時間を要した。この過分極電位には著明な膜抵抗の減少は伴わないが、自発性の活動電位発生は抑制された。骨盤神経節へのコリン性神経入力(骨盤神経)を電気刺激すると神経節細胞に興奮性シナプス後電位(EPSP)が発生する。このEPSPの振幅は神経刺激の強さによって変化し、中等度の刺激で活動電位を伴わないEPSPのみ記録される。このEPSPは1L-1βとアクティブフラグメントにより強く抑制された。この抑制の時間経過は静止電位の変化と同様に緩徐であった。今回の実験結果で特徴的なことは、1L-1βとフラグメントの作用が非常に強力で、かつ長時間におよぶことであり、炎症時のインターロイキンの自律神経系に対する作用と関連している可能性が強い。平成10年度の研究では、自律神経節におけるIL-1βの作用メカニズムについて細胞内微小電極法及びホールセルパッチクランプ法を用いて調べた。その結果、IL-Iβは自律神経節(交感神経節や骨盤神経叢)細胞において、過分極電位のみならずこれに先行して一過性の脱分極電位を発生することを見いだした。これらIL-1βの活性ドメインであるIL-1β163-171は、IL-1βと同じ作用を持つことがわかり、このことはIL-1βの作用が特異的なものであることを意味している。今回、IL-1βによる脱分極電位や過分極電位はGABA誘起脱分極電位に性質が類似していることや、lL-1βによって発生した二相性電位がピクロトキシンによって阻止されることから、内因性のγ-アミノ酪酸(GABA)を遊離することによって生じている可能性が示唆された。特にラットのMPGにはGABAの結合部位や合成酵素が存在することが知られており、この可能性は高い。
生物活性を指標とするテルペノイドジアルデヒドの系統的合成

多様な薬理活性を有する海洋産セスタテルペンであるマノアリド,セコマノアリドの合成に引続き、今回はα-スタニルフランとアリルクロリドのPd(O)触媒を用いる効率的なカップリング反応によりネオマノアリドの合成を達成した。一方、構造,活性の両面から興味の持たれているイリドイドとしてペンステマイド,ジドロバルトレート,セコロガニン,アラマンジシン,プルメリシンを選び、天然ゲニポサイドからの効率的合成を達成した。ゲニポサイドの加水分解で得られるゲニピンの水酸基を保護した後ヘミアセタル環の官能基変換(DIBAL還元,Ba【(Mno_4)_2】酸化,脱保護,アシル化,還元)続いて脱シリル化によりペンステマイドアグリコンを合成した。またその際の中間体よりアシル化,アリルアルコールのフェニルスルホキシドへの変換,エバンス転位,Sharpless酸化,トリフレートを経る2級アルコールのエピメリ化を経てジドロバルトレートの合成を達成した。セコロガニンはゲニピンのヘミアセタル水酸基をシリル基で保護したのちエバンス転位,酸化を経てエキソメチレンケトンを得、トリブチルスタニル基のマイケル付加,還元でγ-ヒドロキシスタナン誘導体に導き、四酢酸鉛を作用させてセコロガニンアグリコンを好収率で得た。4環性イリドイドの合成は、ゲニピンの【C_(10)】位でのアセト酢酸メチルとのPd(O)触媒下のカップリング反応を基軸に、Os【O_4】酸化による選択的ジヒドロキシル化を経るスヒロ-γ-ラクトン化,トリフルオロメタンスルホニルクロリド-DMAP-DBU系を用いる二重結合の導入,セレニル化,酸化的脱離を経る不飽和スピロ-γ-ラクトンへの誘導を経て最終的に酢酸存在下のテトラブチルアンモニウムフルオリドによる脱シリル化反応で達成した。Zn【(BH_4)_2】還元によりアラマンジシンを、またその脱水によりプルメリシンの合成を完成した。
顕微蛍光測光法を用いた悪性黒色腫の細胞核DNA量の測定および各種予後因子の解析

当院で経験した悪性黒色腫47例の原発巣の細胞核DNA量をDAPI(4,6-diamidinophenylindole)蛍光顕微測光法により測定した。DNAヒストグラムパターンは,全例aneuploid patternを呈した。正常2倍体細胞の核DNA量を1としたときの腫瘍細胞DNA量をDNA indexとして算出したところ,1.18から2.80まで分布し,平均は1.74±0.42であった。一方,良性母斑のDNAヒストグラムパターンは,すべてdiploid patternであり,DNA indexは,1.01から1.13まで分布し,平均は1.07±0.05であった。このことから,本法は悪性黒色腫の生物学的悪性度を鋭敏に検出できる方法であることが判った。前記47例の生存期間と,種々の因子との関係をKaplan-Meier法により解析した。検討した因子は,細胞核DNA量のほか,性,年齢,湿潤レベル,腫瘍厚,組織型,病期,所属リンパ節転移の8項目である。結果,細胞核DNA量(p<0.0001),所属リンパ節転移(p=0.0003),病期(p=0.007)の3項目が有意に予後と相関していた。細胞核DNA量と他の因子の関係を解析したところ,湿潤レベル,腫瘍厚,組織型,病期,所属リンパ節転移と相関する傾向はあったが,いずれも有意の相関ではなかった。数量化理論などの多変量解析により,各因子の予後に及ぼす影響を検討したところ,いずれも細胞核DNA量の寄与が最大という結果であった。
FORMENコホート研究10年次追跡調査を奈良県橿原市、香芝市、奈良市、大和郡山市の対象者約1000人について実施した。内容は予定通りで、(1)対象者に空腹(食後7時間以上)での受診を求め、静脈血を採取し、血漿中グルコース濃度(FPG)とヘモグロビンA1c (HbA1c)の存在割合を測定した。この検査と問診時に処方箋かお薬手帳で糖尿病の現在の治療の有無を確認し、糖尿病新規発症を判定した。糖尿病新規発症の定義は、Baselineで糖尿病治療の既往がなかった者で、上記検査が空腹時血糖126 mg/dl以上、または、HbA1c 6.5%以上か、糖尿病の治療歴が生じた場合とした。(2)インスリン抵抗性はFPGと血清インスリン濃度からhomeo staticmodel assessment insulinresistance (HOMAーIR)を算出し、評価した。(3)二重エネルギー吸収法による体組成測定から部位別の体脂肪量と体脂肪率を算出した。(4)メタボリック症候群はウエスト周囲長、血清トリグリセライド濃度、血圧、FPG濃度より診断した。受診者は489人で、高齢者の10年間の追跡調査としては許容できる範囲と考えられた。受診者については空腹時血糖とHbA1c値により糖尿病の新規発生を把握し、二重エネルギー吸収法による体脂肪量の測定も問題なく、全員に実施できた。各種測定結果からインスリン抵抗性の指標であるHOMA-IRを推定し、メタボリック症候群の診断も実施できた。現在、得られたデータは順次電子化し、データベースを作成中である。別の課題の一昨年度の調査が台風による洪水で実施できず、翌年度にずれ込んだ影響で、昨年度の調査の実施時期が年度末の3月になった影響がまだ残り、予定した実地調査は実施できたものの、時期が年度末となり、未受診者対象の骨折、心血管疾患、糖尿病の発症、並びに死亡に関する郵送・電話調査は実施できていない。予定しながら、実施できなかった未受診者対象の骨折等の発症に関する郵送・電話調査は平成31年度の早い段階で実施し、データベースを完成させ、解析し、最終結果を出す予定である。JPOS研究の対象地の内、沖縄県宮古島市と香川県さぬき市在住の対象者について、20年次追跡調査を以下の内容で実施した。(1)受診者数と受診率:受診者はさぬき市314人、宮古島市218人で、受診率はそれぞれ69.2%と64.9%であった。(2)胸腰椎のデジタル画像撮影と新規椎体骨折の診断:Hologic社製QDR4500A車載型を用い、単一エネルギーX線吸収法で第4胸椎から第4腰椎側面をデジタル撮影し、半自動椎体計測ソフトにて各椎体の前縁高、後縁高、中央高を測定した。いずれかがbaseline時より20%以上減高し、かつMcCloskey-Kanis基準を満たす場合を骨折とし、新規骨折を把握した。(3)問診による新規臨床骨折の把握:問診で臨床骨折、すなわち、「痛みを伴い、医療機関でX線撮影を受けて医師によって診断された骨折」の追跡期間中の発生を把握した。(4)空腹時血糖、HbA1c測定による新規糖尿病の把握:Baselineで糖尿病の既往や治療歴のなかった者について、上記検査が陽性か糖尿病の治療歴が生じた場合を糖尿病新規発症とし、それを把握した。(5)未受診者対象の骨折、心血管疾患、要介護、死亡に関する郵送・電話調査:地域毎の調査終了後、未受診者に可及的速やかに調査票を送付し、未回答者には電話で聞き取りし、(2)と(3)、並びに要介護化と死亡を把握し、アウトカムの補完を行った。9に述べたように、計画通り、2地域の対象者の調査を実施した。受診率は全体で67.3%で、20年間の追跡調査としては高いものと考えられる。また、骨折などのアウトカムについては未受信者調査を行い、アウトカムの把握率は92.0%の高率となった。計画した検査はすべて完了し、必要なデータ解析も順調に進んでいる。JPOS研究の対象地の内、福島県西会津町と新潟県上越市在住の対象者について、20年次追跡調査を以下の内容で実施した。(1)受診者数と受診率:受診者は西会津町281人、上越市313人で、受診率はそれぞれ68.0%と68.8%であった。(2)椎体骨折診断のための胸腰椎のデジタル画像撮影:Hologic社製QDR4500A車載型を用い、単一エネルギーX線吸収法で第4胸椎から第4腰椎側面をデジタル撮影した。(5)未受診者対象の骨折、心血管疾患、要介護、死亡に関する郵送・電話調査:地域毎の調査終了後、未受診者に可及的速やかに調査票を送付し、未回答者には電話で聞き取りし、(3)と(4)、並びに要介護化と死亡を把握し、アウトカムの補完を行った。
調査のできた西会津町と上越市については、9に述べたように、計画通り進めることができた。受診率はいずれも68%代で、20年間の追跡調査としては高いものと考えられる。また、骨折などのアウトカムについては未受信者調査を行い、アウトカムの把握率は92.0%の高率となった。しかし、北海道芽室町の調査の直前に台風10号が襲来し、芽室町のかなりの部分が洪水に遭い、調査の実施が不可能となった。この分の進捗が遅れているが、それ以外は計画した検査はすべて完了し、必要なデータ解析も順調に進んでいる。JPOS研究の対象地の内、昨年度台風の襲来で調査が実施できなかった北海道芽室町について20年次追跡調査を実施し、FOMEN研究については奈良県橿原市、大和郡山市の一部について、10年次追跡調査を実施した。受診者はJPOS研究の芽室町261人、受診率68.5%、FORMEN研究では併せて461人、受診率71%であった。いずれも長期追跡研究としては高い受診率と考えられた。これらの受診者について、Hologic社製QDR4500A車載型を用い、単一エネルギーX線吸収法で第4胸椎から第4腰椎側面をデジタル撮影して椎体骨折の新規発生を把握した。椎体骨折は椎体計測により舞え、中央、後ろのいずれかの椎体高がBaseline時より20%以上低下し、追跡時にMcCloskey-Kanis基準を満たしたものと定義した。問診では臨床骨折、すなわち、「痛みを伴い、医療機関でX線撮影を受けて医師によって診断された骨折」の追跡期間中の発生を把握した。Baselineで糖尿病の既往や治療歴のなかった者について、空腹時血糖とHbA1c検査が陽性、あるいは糖尿病の治療歴が生じた場合を糖尿病新規発症とし、それを把握した。JPOS研究については、未受診者対象の骨折、心血管疾患、要介護、死亡に関する郵送・電話調査を実施し、各種アウトカムの把握を行った。得られたデータは統計解析ソフトウェアSASを用いて、順次、データベース化している。昨年度に調査予定であった北海道芽室町の調査が今年度にずれ込んだため、平成29年秋に予定していたFORMEN研究の10年次追跡調査の実施が平成30年3月という遅い時期になってしまった。しかし、調査は成功裏に終了し、データベース化も順調に進んでいる。FORMENコホート研究10年次追跡調査を奈良県橿原市、香芝市、奈良市、大和郡山市の対象者約1000人について実施した。内容は予定通りで、(1)対象者に空腹(食後7時間以上)での受診を求め、静脈血を採取し、血漿中グルコース濃度(FPG)とヘモグロビンA1c (HbA1c)の存在割合を測定した。この検査と問診時に処方箋かお薬手帳で糖尿病の現在の治療の有無を確認し、糖尿病新規発症を判定した。糖尿病新規発症の定義は、Baselineで糖尿病治療の既往がなかった者で、上記検査が空腹時血糖126 mg/dl以上、または、HbA1c 6.5%以上か、糖尿病の治療歴が生じた場合とした。(2)インスリン抵抗性はFPGと血清インスリン濃度からhomeo staticmodel assessment insulinresistance (HOMAーIR)を算出し、評価した。(3)二重エネルギー吸収法による体組成測定から部位別の体脂肪量と体脂肪率を算出した。(4)メタボリック症候群はウエスト周囲長、血清トリグリセライド濃度、血圧、FPG濃度より診断した。受診者は489人で、高齢者の10年間の追跡調査としては許容できる範囲と考えられた。
ネウマ記譜のリズム解釈――パリ・ノートル・ダム楽派の音楽理論をもとに――

本年度は、前年度までに行ったオルガヌム大全写本群(フィレンツェ写本、W1写本、W2写本等)とサン=マルシャル写本群(A、B、C、D写本)におけるコンドゥクトゥスのメリスマ部分(カウダ)の分析結果を考察し、単独音符(以下省略形は単)とリガトゥーラ(連結符、以下省略形はlig)の音数およびその配列パターンの統計をとった。オルガヌム大全写本群(1314世紀成立、角符ネウマ)を分析したところ、あらゆるリガトゥーラの中でも3音リガトゥーラの使用頻度が最も高いことが分かった。この結果は、ザンクト=エメラムの無名者(1279年頃活躍)などのパリ・ノートル・ダム楽派の理論書が3音リガトゥーラの基本性を主張しているのと一致する。また、リズム・パターンとしては、2拍・1拍の連続から成る「第1モード(3音lig+2音lig+2音lig...)」、3拍・1拍・2拍の連続から成る「第3モード(単+3音lig+3音lig...)」が多数認められた。一方、サン=マルシャル写本群(1213世紀成立、アキテーヌ式ネウマ)では、3音リガトゥーラよりも2音リガトゥーラの方が頻繁に用いられていた。A・B写本では規則性のある単独音符とリガトゥーラの配列がほとんど確認されず、少なくともその記譜はリズムを表すことを意識したものではないと推測される。対してC・D写本では、第1モードの配列(単+2音lig+2音lig...および3音lig+2音lig+2音lig...)と、1拍・2拍の連続による第2モード(もしくは第4無名者が指摘する前時代の第1モード)の配列「2音lig+2音lig...」が散見された。しかし、第3モードの配列はC・D写本ではほとんど見られなかった。また、少数ながら、「2音lig+3音lig+3音lig...」というオルガヌム大全写本群ではほとんど登場しない配列が確認されたのも興味深い。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、12・13世紀にパリ・ノートル・ダム楽派を中心に展開された初期計量音楽論(リズム・モード理論)を、同時期のヨーロッパの様々な楽譜写本に応用することで、未だ解明されていないネウマ記譜のリズム的側面を明らかにすることである。初年度である本年度は、ネウマ記譜のリズム解釈の土台となる初期計量音楽論の考察および、ノートル・ダム楽派でも使用されている角符ネウマによる楽曲の分析を進めた。前期は、パリを中心とするフランスで成立した写本のうち、コンドゥクトゥス、オルガヌム、モテットを分析した。また、78月には、イングランドで写本・資料の収集をし、イングランドにおける計量音楽論の受容とその展開について調査した。後期は、前期で行った資料の整理・分析、および学内での口頭発表を行った。12月に開かれた学内の指導教員会議では、12世紀にイングランドで成立したとされるFf.1.17.1写本(Cambridge, Cambridge University Library, Ff.1.17.1)を例に取り上げて、進捗状況を報告した。本年度における意義深い成果としては、初期計量音楽論が楽譜写本上で応用可能であることの確認、および例外的な記譜を分析する方法の構築が挙げられる。13世紀の理論書によるとリズムはリガトゥーラ(連結符)の配置から解釈することができ、例えば「3音を超えるリガトゥーラは3音リガトゥーラの音価へ還元される」等の規則があるが、多くの角符ネウマの楽曲でこれらの規則が一定の有効性を持っていることを示すことができた。一方で、上記の規則にはない配置も多々認められ、その際には第4無名者(13世紀半ば)らの証言に基づき、テノルと上声部との音程関係で判断することとした。このような分析の方法論の確立は今後の研究を進める上での磐石な土台となった。イングランドでの資料調査もあって、角符ネウマによるコンドゥクトゥス、オルガヌム、モテットの分析はほぼ終わった。また、次年度以降に分析の対象としていたネウマ記譜による楽曲でも、角符ネウマで同名の曲が残っている場合には分析を行い、次年度の予定の一部を繰り上げて研究を進めた。平成28年度はコンドゥクトゥスのみを分析対象とし、アキテーヌ式ネウマをはじめとする角符ネウマ以外で書かれた写本を中心に調査した。前期は、セオドア・カープ『サン=マルシャルとサンティアゴ・デ・コンポステラのポリフォニー』(1992)やブライアン・ギリンガム「コンドゥクトゥスの新しい起源と語源研究」(1991)等の先行研究を参考に、12世紀13世紀初めに成立したサン=マルシャル写本群(A・B・C・D写本)の分析を行った。A・B・C写本は丸い点による音符と、音符を垂直に配置した下行リガトゥーラ(連結符)が特徴的なアキテーヌ式ネウマで記譜されているが、D写本は4つの中でも成立時期が遅く、アキテーヌ式ネウマと角符ネウマの間の形で書かれている。これらのコンドゥクトゥスのカウダ部分(旋律の結尾のメリスマ部分)を分析したところ、多くの箇所が「3音リガトゥーラ+2音リガトゥーラ+2音リガトゥーラ...」となっており、初期計量音楽論(ガルランディアや第4無名者等)で挙げられている第1モドゥスの基本配列と一致していた。

加えて、第1モドゥスのリズムを反転させた第2モドゥスの配列(2音リガトゥーラの連続)も見られた。逆に、第3・4・5・6モドゥスの基本配列は見受けられなかった。後期は、ドイツ語圏やイギリスで成立した写本を中心に分析した。例えば、サン=マルシャルD写本と同じくアキテーヌ式ネウマと角符ネウマの間の記譜で書かれたザンクト=ガレン383写本では、一見すると、第2モドゥスの形になっている箇所が多々見られた。しかし、様々な音数のリガトゥーラが雑多に混ざり合っており、その配置の規則性は乏しかった。また、メス式ネウマと角符ネウマの間の形で書かれたバーニー357写本では、楽譜の余白が少ないためか、リガトゥーラはできるだけ多くの音数を繋げて書かれており、その配列パターンを解読するのが困難であった。今年度は対象曲をコンドゥクトゥスに絞ったため、当初計画していたよりも多くの写本を見ることができた。分析した楽曲の現代譜化・音源化は概ね終わり、これらは博士論文の付録にする予定である。さらに、写本の歌詞を解読した際に、語や格変化等の解釈が先行研究と異なる箇所が多々見られたため、歌詞集も別途制作し、それらの相違点を指摘・検討した。加えて、博士論文中で取り上げようと考えていた3音リガトゥーラのリズム的役割については、日本音楽学会東日本支部の定例会にて発表し、また、そこでの質疑応答と再検討を踏まえ、博士論文中の1章として執筆に取りかかることができた。本年度は、前年度までに行ったオルガヌム大全写本群(フィレンツェ写本、W1写本、W2写本等)とサン=マルシャル写本群(A、B、C、D写本)におけるコンドゥクトゥスのメリスマ部分(カウダ)の分析結果を考察し、単独音符(以下省略形は単)とリガトゥーラ(連結符、以下省略形はlig)の音数およびその配列パターンの統計をとった。オルガヌム大全写本群(1314世紀成立、角符ネウマ)を分析したところ、あらゆるリガトゥーラの中でも3音リガトゥーラの使用頻度が最も高いことが分かった。この結果は、ザンクト=エメラムの無名者(1279年頃活躍)などのパリ・ノートル・ダム楽派の理論書が3音リガトゥーラの基本性を主張しているのと一致する。また、リズム・パターンとしては、2拍・1拍の連続から成る「第1モード(3音lig+2音lig+2音lig...)」、3拍・1拍・2拍の連続から成る「第3モード(単+3音lig+3音lig...)」が多数認められた。一方、サン=マルシャル写本群(1213世紀成立、アキテーヌ式ネウマ)では、3音リガトゥーラよりも2音リガトゥーラの方が頻繁に用いられていた。A・B写本では規則性のある単独音符とリガトゥーラの配列がほとんど確認されず、少なくともその記譜はリズムを表すことを意識したものではないと推測される。対してC・D写本では、第1モードの配列(単+2音lig+2音lig...および3音lig+2音lig+2音lig...)と、1拍・2拍の連続による第2モード(もしくは第4無名者が指摘する前時代の第1モード)の配列「2音lig+2音lig...」が散見された。しかし、第3モードの配列はC・D写本ではほとんど見られなかった。また、少数ながら、「2音lig+3音lig+3音lig...」というオルガヌム大全写本群ではほとんど登場しない配列が確認されたのも興味深い。次年度は、角符ネウマ以外のネウマ記譜による多声楽曲の分析を行う。前期は、ノートル・ダム楽派と音楽様式などで接点を持つサン=マルシャル楽派の4つの写本(A, B, C, D)を中心に、アキテーヌ式ネウマによる写本を扱う。
共鳴ラマン分光による全トランス-β-カロテンの単結晶の2'A_g準位エネルギーの決定

全トランス-β-カロテン単結晶のν_1(C=C伸縮振動)ラマン線の強度を励起光エネルギーの関数として測定することにより共鳴ラマン励起プロファイルを作成した。得られたプロファイルには、振動構造に起因すると考えられる3本のピークが観測された。これらのピークの内、最低のエネルギーを与える14500cm^<-1>のピークが、そのエネルギーから判断してS_1(2^1A_g)←S_0(^1A_g)遷移のゼロフォノン線に対応すると推定された。同結晶のa軸及びb軸に平行に励起して測定した共鳴ラマン励起プロファイルには、許容遷移(^1B_u←^1A_g遷移)の場合に観測されるような顕著な異方性は観測されなかった。S_1(2^1A_g)←S_0(^1A_g)遷移への帰属を確立するために、溶液中の分子に対する蛍光測定によりS_1(2^1A_g)準血エネルギーが決定されている全トランス-スフェロイデンを試料に選び、その粉末結晶について同様の測定を行った。得られた共鳴ラマン励起プロファイルにはβ-カロテンの場合と同様に3本のピークが観測された。この内、最低のエネルギーを与える14600cm^<-1>のピークは、CS_2溶液中における全トランス-スフェロイデンについて報告されているS_1(2^1A_g)エネルギーの値(14600cm^<-1>)と良い一致を示した。すなわち、上述の結果は(1)カロテノイド結晶の共鳴ラマン励起プロファイルを測定することによりS_1(2^1A_g)準位エネルギーの決定が可能であること、および(2)S_1(2^1A_g)準位エネルギーは結晶中における分子間相互作用効果の影響を殆ど受けないことを示している。
生活習慣病を予防する定期的な運動習慣の形成要因を経済学の手法を用いて明らかにする

目的:生活習慣病は、運動不足や喫煙、栄養バランスを欠いた食事などの悪い生活習慣が長年続くことによって引き起こされる。生活習慣病は一度発病すると完治することが難しく、医療費や介護費に対する影響も大きい。従って、生活習慣病にならないように、良い生活習慣を守る一次予防が医学、経済学の両面から注目され、健康行動の促進・普及が重要な政策課題となっている。健康信念モデルは、Rosenstock(1966)によって提唱された健康行動の最も代表的な説明モデルである。健康信念モデル(Health Belief Model)では、人がある健康行動を行うか否かは、その行動を行うことによってもたらされる利益と損失の比較判断に基づくと仮定する。このモデルの特徴は、健康行動が人々の合理的な判断に基づくと仮定している点であり、それは標準的な経済学の合理的経済人の仮定と完全に一致する。経済学のモデル(Grossman model)の枠組みで考えると、健康行動は健康資本に対する投資と考えることができる。本稿の目的は、健康信念モデル或いは経済学のモデルに基づいて、健康行動を分析することである。方法:対象は、調査会社と契約したモニター世帯の登録者本人とその配偶者である。本人の年齢が35歳以上60歳未満の世帯から無作為抽出した。調査は、2005年2月3月に行った。分析対象となる健康行動は、運動、良い食事、節酒飲酒、非喫煙の4種類である。健康知識の指標は、項目反応理論(Item Response Theory)に基づいて作成した。結果:節酒を除いて、健康行動の効果を高く評価するほど、健康行動を取る。また、健康行動の費用が高くなるほど健康行動を取らなくなる。予防に関する健康知識は、良い食事習慣と非喫煙習慣を促進した。考察:健康行動は、合理性を仮定したモデルによって説明することができる。従って、健康行動を促進するには、健康行動の費用を減らしたり、正しい健康知識の普及が重要である。背景:一般成人の健康に関する知識は人々の健康行動を説明する要因として重要と考えられる。近年、心理測定の分野で用いられている項目反応理論は質問票開発においてランダムサンプリングが必要でなく、項目ごとの性能評価が可能となるので後に項目を増減するなどの自由度が高く、従来の古典的テスト理論の欠点をカバーするものである。目的:項目反応理論に基づき一般成人の健康に対する知識を定量する方法を開発するため、質問内容を吟味しその一元性を評価すること。対象と方法:非医学系大学生及び保健学系大学院生を対象にそれぞれ15項目からなるがん、循環器系疾患、健康習慣に関する知識について自記式調査を行った。各質問項目は5つの選択肢からなり、一つの正解を回答するものである。結果:保健学系大学院生の項目別正答率の平均値はがん、循環器、健康習慣それぞれにおいて0.80,0.69,0.68であり、非医学系大学生のそれと比較して有意に高かった。保健系大学院生の正答率が50%以下のものはがん、循環器、健康習慣でそれぞれ15項目中2,5,3項目であった。全得点と項目得点間のシリアル相関係数で0.2以下、0.3以下の項目の数はがんで1項目,6項目、循環器で3項目,5項目、健康習慣で2項目,5項目であった。以上より難易度の高い項目と全得点との相関が低い項目を除いて残された項目の一次元性を確認した。考察及び今後の課題:得られた固有値をプロットするとがんと循環器で第一因子がそれ以降の因子より特に高いトレンドが見られるが、一次元性が十分に保証されたとは必ずしもいえない。
博物館におけるナラティブの効果の分析と「絵本科学館」におけるその活用方法の検討

従来の博物館、科学館等における様々な科学コミュニケーション・シーンにおいての「物語る」ことの役割を分析し、科学ナラトロジー(物語り学)について考察した。主な成果として、国立天文台構内に三鷹市「星と森と絵本の家」を平成21年7月開館予定。絵本の家での有効なラナティブの活用として「星の語り部」の活動を提案した。また、市民に科学を物語る場として、平成20年11月より三鷹駅前に「星と風のサロン」を開設し定点観察を継続している。自然・科学・研究に対する関心の喚起や科学知の伝達における、受け手と送り手の間においての「血の通ったコミュニケーション関係」を成立させることを重視し、NBM(ナラティブ・ベースト・エメディスン)やナラティブ・ケアに注目し、従来の博物館や科学館における様々な科学コミュニケーション・シーンにおいての「物語る」こと(ナラティブ行為)の果たす役割と教育効果を実証的かつ横断的に解析し、科学のナラトロジー(物語り学)の体系化を試みた。具体的な成果は以下の通り。1.科学の語り部が介在する「みたか・星と森と絵本の家」事業を推進し、絵本の家の運用計画における有効なナラティブの活用を提言した。2.「一家に1枚宇宙図2007」の英語版ポスター、解説本、参考Webサイトを構築し、研究者の語りを図案化したものを日本と海外で評価を行った。また、宇宙図に関して語るサイエンス・カフェを実施し、そのナラトロジーの効果について測定中である。3.科学を語る場として、「科学の鉄人」等のサイエンスショーを実施し、その評価を試みた。4.科学を語る場として、「アストロノミー・パブ」を毎月実施し、その評価を行った。ほか自然・科学・研究に対する関心の喚起や科学知の伝達における、受け手と送り手の間においての「血の通ったコミュニケーション関係」を成立させることを重視し、NBM(ナラティブ・ベースト・エメディスン)やナラティブ・ケアに注目し、従来の博物館や科学館における様々な科学コミュニケーション・シーンにおいての「物語る」こと(ナラティブ行為)の果たす役割と教育効果を実証的かつ横断的に解析し、科学のナラトロジー(物語り学)の体系化を試みた。○科学の語り部が介在する三鷹市「星と森と絵本の家」事業を推進し、絵本の家の運用計画における有効なナラティブの活用として「星の語り部」の活用を提言した。本提案は平成21年7月7日開館予定の「星と森と絵本の家」にて実践される予定である。○科学を語る場として、「科学の鉄人2009」等のサイエンス・ショーを実施し、その評価を試みた。この成果は、平成21年度に実施されるサイエンス・アゴラ等で活用される予定である。○科学を語る場として、「アストロノミー・パブ」を毎月実施し、その評価を行った。また、新に科学や文化を語る場として、「星と風のサロン」を11月より毎週実施し、その評価を行っている。○「一家に1枚望遠鏡の歴史400年」の日本語版ポスターを制作した。○世界天文年2009事業と連動して、科学の語り部活動の一つに「君もガリレオ」プロジェクトを提案し、その実施を国際的に行えるよう国内外の関係者と協議・検討を行った。他
Amigo2を標的とした肝転移予防薬の決定

がん死の主たる要因である転移の予防手段は未だに確立されていない。特に、肝転移は生命維持器官である肺や脳への二次転移を引き起こすため、がん患者の予後改善には肝転移の予防が重要であると考えられる。申請者は、独自に樹立したマウス肝転移細胞株(LV12)において高発現するamphoterin-induced gene and openreading frame 2 (Amigo2)遺伝子が肝転移のドライバー遺伝子であることを報告してきた。さらに、先行研究では、200種類以上の阻害化合物をLV12細胞にそれぞれ添加培養し、Amigo2発現を減少させた6種類を見出した。本研究は、Amigo2発現を規定する上流分子を標的とした阻害化合物群から生体内で肝転移予防に実効する化合物のスクリーニングを行い、肝転移予防化合物を提示することを目的とした。本年度では先ず、LV12細胞に6種の化合物を72時間添加しても細胞傷害を与えない添加濃度を検討した。次に、既に確立している実験的肝転移モデルを用いて阻害化合物の実効性を検討した。移植には、ルシフェラーゼ遺伝子を導入したLV12細胞(LV12-Luc細胞)を使用した。LV12-Luc細胞に各化合物を細胞毒性が生じない濃度で24時間添加培養を行った後、1×106個をマウス脾臓内へ移植した。移植直後に脾臓内での腫瘍増殖を防ぐために摘脾した。移植7日目での肝転移抑制効果を3通りの指標(肝臓での発光量、肝表面の転移結節数、肝組織切片の単位面積当たりの肝転移巣数)から定量評価した。その結果、いずれの評価法においても、阻害化合物は6種類全てにおいて肝転移を抑制することが認められた。脾臓内移植による肝転移モデルを用いて阻害化合物の肝転移抑制効果を評価できたため、概ね順調であると考える。平成30年度の研究実施計画を予定通り遂行できた。従って、次年度には当初の研究実施計画に従い、ヒトがん細胞株による自然肝転移モデルを用いて阻害化合物の肝転移抑制効果を検証する。消耗品の購入費が予定額より安価であったため次年度使用額が生じた。次年度使用額と翌年度分の助成金を合わせて消耗品費等に使用する。
リチウムイオン電池の低温低周波領域の交流インピーダンスに基づく動作特性モデル構築

リチウムイオン電池を対象として,まず,その交流インピーダンス特性を低温低周波領域も含めた幅広い条件で測定する.次に,測定結果を等価回路にフィッティングすることにより,交流インピーダンス特性を各成分に分離する.さらに,分離された各成分の温度や充電状態および劣化状態に対する変化の法則性を定式化することにより,ある条件における交流インピーダンス特性の測定値から異なる条件での交流インピーダンス特性を推定する手法を確立する.最後に,その確立した推定手法を組み込んだより汎用性の高いリチウムイオン電池の動作特性モデルを完成させる.リチウムイオン電池を対象として,まず,その交流インピーダンス特性を低温低周波領域も含めた幅広い条件で測定する.次に,測定結果を等価回路にフィッティングすることにより,交流インピーダンス特性を各成分に分離する.さらに,分離された各成分の温度や充電状態および劣化状態に対する変化の法則性を定式化することにより,ある条件における交流インピーダンス特性の測定値から異なる条件での交流インピーダンス特性を推定する手法を確立する.最後に,その確立した推定手法を組み込んだより汎用性の高いリチウムイオン電池の動作特性モデルを完成させる.
ATL発症クローンの同定・解析に基づく病因解明と個別化検査法の確立

ヒトT細胞白血病ウイルス1型(HTLV-1)感染者の約5%が難治性の成人T細胞白血病・リンパ腫(ATL)を発症するが、その原因・機序は不明である。本研究の目的のひとつはHTLV-1変異とヒトゲノムへの組込み部位を同時かつ簡便に検出可能な方法を樹立することである。そのような方法の根幹となる方法をすでに開発し、ATL約40症例の検討をおこなった。その結果、いくつかのHTLV-1変異はATL細胞の免疫逃避を誘導するのみならずATL発症に関与するHBZ遺伝子の発現を亢進させていた。さらに組込み部位にはがん遺伝子やがん抑制遺伝子内が含まれ、ホスト遺伝子発現に影響を及ぼしていた。本研究計画はこの手法によりATL約300症例におけるHTLV-1変異とHTLV-1組込み部位を同定し、ATL発症原因の完全解明を目指すものであるが、平成30年度においては、本手法をさらに発展させる試みをおこないながら、解析症例の蓄積をおこなうことができた。ATLの臨床診断におけるモノクロナリティの証明は、サザンブロット法に拠っているのが現状である。我々の方法はすでにサザンブロット法の欠点(大量のDNAを要すること、工程が複雑なこと、感度が不十分であること、結果報告まで時間を要することなど)を克服したものとなっており、臨床的実用性の検証を続ける必要がある。これまでのところ、本手法をさらに発展させる試みは順調であり、本手法を骨格とした実用的な新規ATL個別化検査法の確立にむけて前進できている。一方、クローンの同定に関しては本手法によりメインクローンが捉えられているか評価する裏づけ作業のため次世代シーケンサーによる確認を行っており、この工程も順調に進展した。新規ATL個別化検査法の確立にむけて、すでに開発していた検査法によって、組み込み部位解析がおこなえた。さらに改善した方法も開発でき、その方法によっても同様の結果が得られることを確認した。組み込み部位解析により、いくつかの遺伝子にフォーカスしノックインマウスの実験の候補を選択することができた。クローンの同定に関しては本手法によりメインクローンが捉えられているか評価するため、次世代シーケンサーによる確認を行う作業が必要であるが、この作業を順調に行えており、継続可能である。よって本研究計画はおおむね順調に進展している。組み込み部位解析の今日的な解釈の直しが必要であると考えられたため、今後は症例数を増やして解析をおこなう。また、ノックインマウスの実験の候補を選択することができたため、今後はマウス実験もおこなっていく。さらに次世代シーケンサーによるクローン解析作業を継続する。これまでの成果を国内外の学会で発表し、新しい検査法の確立に向けた情報収集をおこなう。
洞房結節ペースメーカー細胞におけるCa2+時空間動態のリズム形成への寄与

洞房結節(SAN)ペースメーカー細胞では、3種類の電位依存性Ca2+チャネルの分子実体が明らかになってきており、それぞれT型Caチャネル(CaV3.1)、L型Caチャネル(CaV1.2, CaV1.3)と呼ばれている。従来のSANペースメーカー細胞モデル(Sarai et al. 2004、Himeno et al. 2008)には、T型Caチャネル1種類と、L型Caチャネルが1種類のみしか組み込まれていなかったが、ペースメーカーメカニズムにおける各Caチャネルの役割を詳細に評価するために、これらを実験データから新たにモデル化して組み込んだ。モデル化にあたって、Mesircaら(2015)のマウスSANで取得された電気生理学実験データを参照して、状態遷移速度を求めた。また、ヒト心室筋細胞モデルで開発されたCa2+放出ユニットモデル(Hinchモデル、2004)と同じ枠組みをSANペースメーカー細胞モデルにも導入するために、Caチャネルをリアノジン受容体チャネル(RyR)と共役する形で組み込む必要があった。新規にモデル化したCaチャネルを組み込んだところ、T型Caチャネルは従来考えられていたよりも大きなwindow currentを持っている可能性があるということ、そして、これまでのSANペースメーカー細胞モデルで使用されてきたL型Caチャネルモデルは、CaV1.2とCaV1.3の中間的なものであったことが示唆された。CaV1.3はCaV1.2と比較するとより負電位側に膜電位依存性があり、最大拡張期電位を浅く保つことにより、ペースメーカーリズムを促進する役割が顕著に見られた。我々の研究グループで開発した心室筋細胞モデル(HuVEC)は、細胞内Ca2+濃度分布を詳細に再現できるモデルである。そのモデルをベースに洞房結節ペースメーカー細胞モデルを構築するというのが本研究課題の目的である。現在iPS心筋細胞を用いた実験で得られる、心室筋細胞タイプ、心房筋細胞タイプ、洞房結節ペースメーカー細胞タイプの3つのタイプの心筋細胞の電気活動のモデル化を進めている段階である。この結果から、細胞タイプの違いはすべて、細胞膜に発現しているイオンチャネル電流の組み合わせで表現することができる可能性が示唆されており、ヒト洞房結節ペースメーカー細胞モデルの構築へ向けての大きな一歩となった。iPS心筋細胞については、実際の動物の心筋細胞と比べて研究の歴史が浅いため、研究知見がまだあまり蓄積されていない。しかし一方で、現在、その治療や応用への実現可能性から精力的に研究が進められている分野でもある。我々が着目している細胞内Ca2+動態についても、iPS心筋細胞ではまだ確立されたメカニズムが提唱されているわけではない。したがって、洞房結節ペースメーカー細胞モデル構築の際には、イオンチャネルについては参考にできる部分も多いと考えられるが、細胞内Ca2+についてはむしろ洞房結節ペースメーカー細胞で得られた知見を、心筋としての発達が未熟なiPS心筋細胞内のCa2+動態に当てはめて考えていくのが妥当であろうと考えた。iPS心筋細胞の活動電位のモデル化を通して、様々な細胞タイプの特徴を整理し、共通のメカニズムや特徴的な点を明らかにしていくことの重要性を再認識できた。当初は洞房結節ペースメーカー細胞のCa2+ handlingについて論文調査を行い、モデルの調整を進める予定であったが、こちらはまだ論文調査の段階で調整にまでは至っていない。しかし、iPS心筋細胞の活動電位波形の再現をするためのモデル開発は進んでいるため、研究としては着実に前進している。ヒト心室筋細胞モデル(HuVECモデル, 2015)で開発した最新のCICRモデルを用いて、自動能発生メカニズムについて詳細な検討を行った。筋小胞体(SR)をとりまくCaダイナミクスの性質を分岐解析によって明らかにした。種類の異なる電位依存型L型Caチャネル(Cav.1.2, Cav.1.3)モデルの導入を目指して、速度定数の決定を行っている。交感神経性刺激が入力された際のシグナル伝達系を導入した洞房結節細胞モデルを発表しているが、そのβアドレナリン受容体シグナルカスケード部分を精緻化した。具体的には、瞬時平衡を仮定した平衡式が多数使用されているカスケード内数式セットを、連立方程式ではなく時間積分と質量保存則を用いた解法で順を追って解を求めていく手法を用いる。結果、βアドレナリン受容体刺激によってAC活性が上昇し、cAMP濃度が上昇し、PKA活性が上昇することで効果器であるL型Caチャネル、SERCA、NaKポンプのリン酸化を進行させるというカスケードモデルの雛形ができた。このモデルを用いると、ノルアドレナリンを単離細胞に作用させた際に見られる、多様なタイムラグを説明できるのではないかと期待される。昨年度は、洞房結節細胞モデルの構築に加えて、Ca2+動態が洞房結節に類似するものとして、iPS細胞モデルの構築をおこなった。今年度はCa時計による自動能をもつ細胞の典型例として肺静脈心筋細胞のモデル化をおこなった。自動能発生メカニズムの比較を行いながら、各イオンチャネルのコンダクタンスやβあるいはαアドレナリン受容体刺激の効果の自動能への貢献度合いを評価し、理解を深めている。洞房結節細胞において、細胞内Ca2+濃度が高い状態や、交感神経優位な状態にあるときに、Ca2+による自動能が発生しやすいという所見がある。