hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
６０年に及ぶ分断・障壁（ダム）の解消に伴う河川水生昆虫の個体群動態の究明

2013年より本体撤去事業がなされた球磨川・荒瀬ダムでは、ダム建設時以来の55年間存在してきた堪水域(ダム湖域)は、流水棲底生動物にとっては棲息の場(ハビタット)として不適であるため、この堪水域よりも上流側とダム堤の下流側にハビタットが分断されてきた。また、堪水域に流入する支流・支沢に生息する流水棲底生動物に関しても、堪水域の存在によりこれらの連続性が失われてきたと憶測される。このような背景から、本研究では、球磨川水系に高密度で棲息する流水棲の底生動物を対象に、荒瀬ダム撤去前後での遺伝子流動のスケールを比較することを目的とした調査・研究に着手した。2011-2012年に、荒瀬ダムの上下流域およびその支川・支沢、瀬戸石ダムの上下流およびその支川・支沢で採集されたヒゲナガカワトビケラ類を対象に、Yaegashi et al. (2011)にて開発された8遺伝子座におけるマイクロサテライト解析を実施した。ヘテロ接合度観察値は1遺伝子座では全く多型が認められなかった。また他の遺伝子座におけるヘテロ接合度期待値は0.343-0.741の範囲であった。荒瀬ダムより下流から採集されたサンプル、荒瀬ダムより上流で瀬戸石ダムより下流から採集されたサンプル、瀬戸石ダムより上流から採集されたサンプルをそれぞれ一つの個体群として扱い、集団遺伝学的な解析を行った。いずれの個体群においてもヘテロ接合度観察値がヘテロ接合度期待値より小さな値となり、集団内で交配が生じている可能性が示唆された。また、STRUCTURE解析の結果においては、各個体群間における特異的な遺伝構造は検出されなかった。また、多型が検出される遺伝子座が少ないことから、次世代シークエンサーを利用し、より多型を検出できる球磨川水系の地域個体群に適合したマイクロサテライト・マーカーを作成する必要性も考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、60年間の遺伝的分断化が予測されるダム堤体の上-下流域間、およびダム湖に流入する各支流の水生生物個体群間における大規模ダム(障壁)の解消に伴う生物の個体群動態を究明する。本研究では、まず、ダム存在下とダム解消下で遺伝子流動の規模はどの程度変化するか(ダム撤去により広域な遺伝子流動が生じるのか)、さらには河川の連続性が再生されることで個体群構造に劇的な変化が起きるのかといった物理的障壁の解消に伴う遺伝的構造の変化について究明する。この課題に対し、水生昆虫(ヒゲナガカワトビケラ,チャバネヒゲナガカワトビケラ)を主として扱った。球磨川水系の本川・支川のうち18河川全213サンプルに関して、ミトコンドリア遺伝子COI領域の解析をし、遺伝的多型評価や調査地点レベルでの遺伝的多様性の評価を行った。その結果、ヒゲナガカワトビケラに関しては、球磨川水系全体に優占するハプロタイプが存在すること、ヒゲナガカワトビケラ,チャバネヒゲナガカワトビケラともに、上流域に比べて下流域での遺伝的多様性が低いことが明らかとなった。また、ダム撤去開始後である2013年5月に、球磨川水系の本川・支川の47調査地点でサンプリングし遺伝子解析サンプルを採集・確保した。サンプリングの際、ダム撤去開始後の2012年度より新規創出された流水環境にも採集地点を設けた。これにより、今後、本研究の課題の一つとして挙げている、「新規流水環境下における時間経過に伴う個体密度と遺伝的多様性の変遷の追究」が可能となった。また、堪水域に流入する支流・支沢に生息する流水棲底生動物に関しても、ダム建設以前は本流・球磨川を介して線的ネットワークとして連続するメタ個体群であったと考えられるが、堪水域の存在によりこれらの連続性が失われてきたと憶測される。このような背景から、本研究では、堪水域には棲息できず、かつ、球磨川本流や球磨川に流入する支川・支沢に高密度で棲息する流水棲の底生動物を対象に、荒瀬ダム撤去前後での遺伝子流動のスケールを比較することを目的とした調査・研究に着手した。2011年に実施した予備調査において、先ず、研究対象とする流水棲底生動物の絞り込みを行った結果、球磨川本流および支川・支沢に高密度で棲息するヒゲナガカワトビケラStenopsyche marmorataを第一候補とすることとした。2013年度は、ミトコンドリア遺伝子の解析に着手した。今年度(2014年度)は、より多型検出感度の高いマイクロサテライト・マーカーを用いた解析を実施した。2011-2012年(ダム撤去前)に、荒瀬ダムの上下流域およびその支川・支沢、瀬戸石ダムの上下流およびその支川・支沢採集されたヒゲナガカワトビケラ類を対象に,Yaegashi et al. (2011)にて開発された10遺伝子座におけるマイクロサテライト解析を実施した。その結果、1遺伝子座(Steno06)を除く9遺伝子座においてマーカーの有用性を確認できた。各遺伝子座から多型が確認され、9遺伝子座における解析をすすめている。

今年度の研究により、マイクロサテライト解析における手法が確立された。2013年より本体撤去事業がなされた球磨川・荒瀬ダムでは、ダム建設時以来の55年間存在してきた堪水域(ダム湖域)は、流水棲底生動物にとっては棲息の場(ハビタット)として不適であるため、この堪水域よりも上流側とダム堤の下流側にハビタットが分断されてきた。また、堪水域に流入する支流・支沢に生息する流水棲底生動物に関しても、堪水域の存在によりこれらの連続性が失われてきたと憶測される。このような背景から、本研究では、球磨川水系に高密度で棲息する流水棲の底生動物を対象に、荒瀬ダム撤去前後での遺伝子流動のスケールを比較することを目的とした調査・研究に着手した。2011-2012年に、荒瀬ダムの上下流域およびその支川・支沢、瀬戸石ダムの上下流およびその支川・支沢で採集されたヒゲナガカワトビケラ類を対象に、Yaegashi et al. (2011)にて開発された8遺伝子座におけるマイクロサテライト解析を実施した。ヘテロ接合度観察値は1遺伝子座では全く多型が認められなかった。また他の遺伝子座におけるヘテロ接合度期待値は0.343-0.741の範囲であった。荒瀬ダムより下流から採集されたサンプル、荒瀬ダムより上流で瀬戸石ダムより下流から採集されたサンプル、瀬戸石ダムより上流から採集されたサンプルをそれぞれ一つの個体群として扱い、集団遺伝学的な解析を行った。いずれの個体群においてもヘテロ接合度観察値がヘテロ接合度期待値より小さな値となり、集団内で交配が生じている可能性が示唆された。また、STRUCTURE解析の結果においては、各個体群間における特異的な遺伝構造は検出されなかった。また、多型が検出される遺伝子座が少ないことから、次世代シークエンサーを利用し、より多型を検出できる球磨川水系の地域個体群に適合したマイクロサテライト・マーカーを作成する必要性も考えられる。昨年度に解析したmtDNACOI領域よりも、より感度の高いマイクロサテライト・マーカーを用いた解析に着手し、手法を確立することを今年度における最重要課題とした。ヒゲナガカワトビケラにおいて、9座位におけるマーカーの有用性を確認し、解析手法を確立した。これらのマーカーを用いた解析結果からは、個体群ごとに遺伝的多型が検出されている。来年度から着手するマイクロサテライト解析の研究基礎・土台を作り上げた。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後、引き続きマイクロサテライト解析を実施する。解析解析数を増やし、統計的な解析(STRUCTURE解析やMIGRATE解析)を行うことで、個体群間の遺伝子構造・遺伝子流動スケールについてより研究を深めていく予定である。H25年度の研究活動において、現地での網羅的なサンプリングを最重要課題としていた。ダム撤去開始後に、球磨川水系の本川・支川の47調査地点でサンプリングし、1地点あたり20を超える遺伝子解析サンプルを採集・確保した。また、18河川全213サンプルに関しては、ミトコンドリア遺伝子COI領域の解析を済ませ、遺伝的多型評価や調査地点レベルでの遺伝的多様性の評価を済ませている。以上の成果に関しては、水生昆虫研究会において口頭発表し、高い成果を得ることができた。今後の研究においては、球磨川水系の本川・支川のサンプルにおけるDNA抽出を適宜すすめ、より一層データの充実を図ること、さらにはより感度の高いマイクロサテライト・マーカーを用いた解析が重要となる。
スポーツイベントにおける持続可能性の規定要因

本研究は、いかにして持続可能なスポーツイベントを作り上げていくのかというリサーチクエッションをもとに、イベント主催者(研究1)及びイベント参加者(研究2)の2つの視点より、スポーツイベントにおける持続可能性の規定要因を探ることが目的であった。研究1では、4つのイベント主催者を対象に、イベントの持続可能性に与える要因を探るインタビュー調査を行って質問項目を作成し、イベント開催経験のある自治体を対象に(n=1104)、郵送法による質問紙調査を行った。研究2では、魅力的な参加型スポーツイベントに必要な要素について、スポーツイベント参加経験のある者を対象としたインターネット調査を行った。インタビュー調査から8項目が抽出された後、該当項目を持続可能なスポーツイベントの要素として「まったく重要でない」から「とても重要である」の7段階尺度で評価してもらった。その結果、「安全管理が行き届いたイベント運営がされている(6.41)」、「開催地域住民との良好な関係づくりがされてい(6.33)」、「開催地域の風土を味わえる仕組み(6.15)」が上位3項目となった。研究2では、スポーツイベント参加経験者を対象として(n=312)、参加者にとって魅力的なスポーツイベントの要素を研究1と同様の項目を使って評価してもらった結果、「安全管理が行き届いたイベント運営がされている(5.60)」「開催地域の風土を味わえる仕組み(5.11)」「開催地域住民との良好な関係づくりがされている(5.01)」が上位3項目となり、研究1と共通の3項目が重要視されていることが明らかとなった。双方の研究結果から、安全管理の徹底や開催地域住民を巻き込んで、その地域特有の風土を味わえるようなマネジメントを実施することが重要であることが、イベント主催者およびイベント参加者の調査結果より明らかとなった。本研究は、1イベント主催者及び2イベント参加者の2つの視点より、スポーツイベントにおける持続可能性の規定要因を明らかにすることを目的であった。平成29年度は、「持続可能性要因の収集」が目的であり、主にイベント主催者およびイベント参加者を対象としたインタビュー調査及びアンケート調査を行った。3つのイベント主催者を対象としたインタビュー調査の結果、開催者の視点として主に挙げられた意見としては「目標参加人数の達成」、「開催時期」、「大会コンセプト」、「コース設定」、「観光スポットの有無」、「自治体との良好な関係づくり」、「イベントがない日でも人が来てくれる仕組みづくり」などが挙げられた。また、イベントによって大会の開催主体が異なっており、例えば行政主体の大会や民間主体の大会、または両者が協力関係にある大会などそれぞれ異なっている。行政主体のイベントは地域の理解が得られやすくボランティアの確保も比較的容易である一方、民間主体のイベントは斬新なイベントの開催などがしやすいといった特徴を持つ。イベント開催における地域住民は重要なステークホルダーであり、イベント主催者と住民をつなげるコーディネーターの役割が課題として挙げている自治体もあった。参加者の視点としては、「大会ならではの特色(その大会でしか経験できない)」、「応援の多さ」、「コース設定」、「導線の明確さ」、「開催場所」、「魅力的なイベントの有無」などが挙げられた。平成29年度に予定をしていたイベント主催者に対するインタビュー調査およびイベント参加者に対するアンケート調査を実施できたため順調といえる。一方で、イベント主催者に対するインタビュー調査について5つ程度の調査を予定していたが、予算やスケジュールの都合上3つにとどまる結果となった。平成30年度は前年度の調査結果を踏まえて、「持続可能性要因の特定」に向けてそれぞれの要素の分類や因果関係のモデル化を目指して進めていく。開催者を対象としたインタビュー調査については、平成29年度に十分な数を確保できなかったことから継続調査を念頭に調査の調整を進める。
生理活性リゾリン脂質の機能解明

リゾリン脂質の新規生理機能の解明を行い、リゾホスファチジン酸(LPA)が新たなLPA受容体を介し内皮細胞の接着を負に制御することを見いだし、LPAの内皮細胞制御の新たなメカニズムを提唱した。また、新規リゾホスファチジルセリン(LPS)受容体GPR34が未熟マスト細胞に発現し、未熟マスト細胞のカルシウム応答に関与すること、GPR34発現細胞はLPSに対して走化性を示すことを見いだした。これまでの研究で3種類の細胞外型ホスホリパーゼA1(PLA1)を同定した。これらPLA1はリゾリン脂質メディエーターの産生を介して作用すると想定されているが、生理機能はほとんど明らかになっていない。本研究では、ホスファチジン酸(PA)を特異的な基質とする膜結合型PA特異的PLA1α(mPA-PLA1α)について遺伝子欠損(KO)マウスを作製し、その生理機能の解明を試みた。mPA-PLA1アKOマウスは、ヘテロ欠損マウスの交配によりメンデル比に従って誕生し、生後10日目頃から、KOマウスの体毛が縮毛となる形態異常が観察された。毛包組織におけるmPA-PLA1αの発現をin situハイブリダイゼーション法で調べたところ、毛の表皮に分化する毛小皮とこれに接する内根鞘に限局して発現していた。生後10日目のKOマウスと野生型マウスの皮膚について、種々のマーカー遺伝子の発現量をリアルタイムPCRで定量したところ、内根鞘マーカーであるK6irs1/Krt71の発現がKOマウスで有意に低下していた。これらの結果から、mPA-PLA1αは内根鞘において体毛形成に関与することが強く示唆された。これまでの研究で3種類の細胞外型ホスホリパーゼAl(PLAl)を同定した。これらPLAlはリゾリン脂質メディエーターの産生を介して作用すると想定されているが、生理機能はほとんど明らかになっていない。本研究では、ホスファチジン酸(PA)を特異的な基質とする膜結合型PA特異的PLA1α(PA-PLA1α)について遺伝子欠損(K0)マウスを作製し、その生理機能の解明を試みた。前年度までに、PA-PLAlalαK0マウスは、ヘテロ欠損マウスの交配によりメンデル比に従って誕生し、生後10日目頃から、K0マウスの体毛が縮毛となる形態異常が観察していた。また、毛包組織におけるmPA-PLAlαの発現をin situハイブリダイゼーション法で調べたところ、毛の表皮に分化する毛小皮とこれに接する内根鞘に限局して発現していた。生後10日目のK0マウスと野生型マウスの皮膚について、種々のマーカー遺伝子の発現量をリアルタイムPCRで定量したところ、内根鞘マーカーであるK6irsl/Krt71の発現がK0マウスで有意に低下していた。さらに、K0マウスでは上皮成長因子(EGF)のシグナルが大きく現弱していることを見いだした。これらの結果から、mPA-PLAlαは内根鞘においてEGFを介し、体毛形成に関与することが強く示唆された。
分子動力学によるナノスケールの非線形非平衡音響学

音波を利用すれば、大域的な一方向流動を伴うことなく、流体中に運動量とエネルギーを輸送できる。周波数が高いほど、エネルギー輸送量が大きくなり、波長が短くなってエネルギー輸送の目標点の精度を高めることができる。しかし、波長が分子の平均自由行程程度に短くなると流体力学理論の局所平衡の前提が破綻して流体力学が適用できなくなるので、高周波数の非線形音波伝播過程を予測できる理論は存在しない。この事実が応用技術の発展を阻害している。本研究は、高周波数の非線形音波伝播過程を、分子動力学計算によって解明することを目的とする。本質的に非定常かつ非平衡な大規模分子動力学計算を実行し、気体の自由空間中の平面進行波における運動量とエネルギーの輸送過程の理解に取り組んだ。具体的には、気体分子の平均自由行程の10倍以上の計算領域に対する大規模で長時間の分子動力学計算を実行するとともに、同様の設定のボルツマン方程式の正確な数値解を求めて、両者の比較を行った。結果として、非線形性が弱く、非平衡性が強い場合の1方向に進行する平面波および進行波と後退波が相互作用する定在波の輸送特性を明らかにした。高周波数・短波長の音波の気体中の伝播特性に関する過去の研究の多くは、理論・計算・実験のいずれも定在波条件の音波を対象としていたが、本研究によって、進行波特有の輸送特性の特徴の存在が明らかになった。本報告書作成時点において、研究成果は論文投稿準備中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。(1)平成28年度は、流体力学的に空間1次元問題である平面進行波に対する分子動力学計算とボルツマン方程式の差分法による数値解析を行い、応募者の過去の研究(非線形性が強く非平衡性が弱い場合)の結果と合わせて、ナノスケールの平面波の伝播特性を明らかにした。(2)並行して、ナビエーストークス方程式の差分法による数値解も求めて、分子動力学計算の結果およびボルツマン方程式の数値解析結果との対比をとおして、流体力学と分子気体力学の前提条件の逸脱に起因する定性的および定量的な差異を議論するためのデータを蓄積した。とくに、音波の発生と伝播の問題に対してボルツマン方程式の差分解法を適用する際に、高精度の結果を導くことができる境界条件モデルを新たに構築したことは意義深いと考える。本研究が主題として取り上げる非線形性が弱く非平衡性が強い波動現象に対しては、既存の数値解法より一層の高い精度が求められるからである。これによって、音源から遠く離れた領域に減衰しながら伝播してゆく音波の振幅の減衰率と位相速度の周波数依存性を十分な精度で議論可能なデータを得た。現在までの進捗がおおむね順調に進展してきた理由としては、まず第一に、研究代表者が分子動力学計算とボルツマン方程式による分子気体力学計算およびナビエストークス方程式による流体力学計算のすべてに十分なノウハウを持っていることが挙げられる。さらに、研究代表者が、これら3種の数値解析を長年にわたって実行し、技術的困難や数値解法上注意すべきポイントをよく理解していることも理由のひとつである。また、アメリカ物理学会やアメリカ応用数学会などの国際会議における調査研究、ヨーロッパの諸機関における情報収集などを行い、数値解析手法とナノスケール物理現象に関する有益な知見を得ることができたことも、研究の進展に寄与している。本年度の実績は以下のとおりである。まず、基本となる平面進行超音波の伝播過程における非線形効果と非平衡効果の共存現象を定量的に明らかにするために、高精度の有限差分法を用いてBGK型ボルツマン方程式の初期値境界値問題の数値解析を行った。ここでは、平板の振動によって気体中に放射される有限振幅音波の数値解を求める際に、差分格子の移動にともなう数値誤差を排除することを目的として、平板の振動周期ごとに質量流束をゼロとする境界条件を独自に開発して導入した。ボルツマン方程式に基づく超音波の分散関係に関する研究は古くから多数なされているが、その多くは線形定在波を扱うものであり、弱非線形進行波に対する精密な分散関係は得られていなかった。この数値解析によって、進行波と定在波の分散関係の類似点と相違点を議論することができた。次に、気液界面の振動によって気体中に誘起される振動流成分が遠方で超音波に発展する過程を、BGK型ボルツマン方程式に対する数値解析によって明らかにした。気液界面近傍に振動クヌーセン層が形成される問題は、これまで精密な解析がなされていなかったが、今回の我々の解析の結果、振動クヌーセン層が、よく知られている定常クヌーセン層と異なる構造をもつことが示唆されている。これらの成果によって、気液界面近傍の非定常な非平衡領域に対する一層精密な理解を得ることが、非線形非平衡音響学の基盤形成にとって本質的であることが浮き彫りとなった。現在までの進捗状況は以下のとおりである。非平衡かつ非線形な超音波の気体中における伝播過程を取り扱う非線形非平衡音響学の学術基盤を確立するために、(1)希薄気体中の超音波の非線形時空間発展と分散関係の精密な定式化に取り組むこと、(2)境界近傍で時間的に振動するクヌーセン層の特徴づけ、および、そこから超音波が誘起される過程の数値的実証などを行なうことができた。この2点は、非平衡かつ非線形の音響学の基盤形成において最も基本的かつ重要な問題であり、これらの成果を得ることができたおかげで、現在進展中の非定常分子動力学計算のデータ解析に不可欠な知見を集積することができた。

これによって、次年度に続く本研究課題の一層の発展を確実なものとすることができた。音波を利用すれば、大域的な一方向流動を伴うことなく、流体中に運動量とエネルギーを輸送できる。周波数が高いほど、エネルギー輸送量が大きくなり、波長が短くなってエネルギー輸送の目標点の精度を高めることができる。しかし、波長が分子の平均自由行程程度に短くなると流体力学理論の局所平衡の前提が破綻して流体力学が適用できなくなるので、高周波数の非線形音波伝播過程を予測できる理論は存在しない。この事実が応用技術の発展を阻害している。本研究は、高周波数の非線形音波伝播過程を、分子動力学計算によって解明することを目的とする。本質的に非定常かつ非平衡な大規模分子動力学計算を実行し、気体の自由空間中の平面進行波における運動量とエネルギーの輸送過程の理解に取り組んだ。具体的には、気体分子の平均自由行程の10倍以上の計算領域に対する大規模で長時間の分子動力学計算を実行するとともに、同様の設定のボルツマン方程式の正確な数値解を求めて、両者の比較を行った。結果として、非線形性が弱く、非平衡性が強い場合の1方向に進行する平面波および進行波と後退波が相互作用する定在波の輸送特性を明らかにした。高周波数・短波長の音波の気体中の伝播特性に関する過去の研究の多くは、理論・計算・実験のいずれも定在波条件の音波を対象としていたが、本研究によって、進行波特有の輸送特性の特徴の存在が明らかになった。本報告書作成時点において、研究成果は論文投稿準備中である。現時点の研究の進捗がおおむね順調であることを踏まえて、当初の研究計画からさらに一歩踏み込んで、クヌーセン数が1に比べて十分に大きく気体中の分子間衝突が音波の波長程度のスケールで無視できる(自由分子流に近い)状況も解析対象に含める。これは、流体力学における音波との対比という観点では、非平衡性の強い極限に相当する。極限的に強い非平衡問題に取り組むことをとおして、本研究課題のタイトルである非線形非平衡音響学の基礎と応用における意義を強調できる成果を導く。また、本研究課題着想の核心ともいうべき「ナノスケールの非平衡非定常流動現象を取り扱うための十分に正しい理論的枠組み」の構築という観点においても、極限的に強い非平衡問題に取り組むことは、本研究を着実に推進することを意味するといえる。今後の研究の推進方策は以下のとおりである。非線形非平衡音響学の基盤確立に向けて、(1)希薄気体中の集束音波の伝播過程のボルツマン方程式に基づく数値解析と、(2)気液界面近傍の振動型の非平衡領域と遠方における音波の誘起に対する分子動力学解析という2つの解析を進展させる。(1)の集束超音波に対する高精度の数値計算を実施するための準備、および、(2)の分子動力学計算の準備は整っている。前者については空間多次元問題であることによる大きな計算負荷、後者についてはそもそも大規模計算であることによる多大な計算負荷が克服すべき課題であったが、両者について課題解決の見通しは確保できた。また、平成29年度までに得られた知見によって、計画立案当初よりも一層深く、非線形非平衡音響学の基盤形成のための物理的本質の解明に集中的に取り組む準備が整っている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
行動の結果を予測する順モデルの社会的拡張性の検討：責任能力の指標の開発に向けて

司法において被告の責任能力の有無が問われる際に着目される心理的要件の1つに弁識能力がある。弁識能力とは、要するに、事物の善悪や行為の意味・性質を認識する機能のことである。行為の意味や性質に関する認識については、自らの行為によってどのような結果が生じるのかを予測する機能と言い換えることができる。本研究の目的は、このような機能の働きを客観的にとらえる指標の開発に向けて、自らの行為が引き起こした事象に対して特異的な脳活動パターンを明らかにすることである。平成30年度においては、他者の喜びと悲しみの顔表情が自らの意思決定と因果関係がある文脈と、自らの意思決定とは無関係の文脈において、それらの顔表情に対する事象関連電位を検討した。自己の意図的な行為によって生じた事象と自分の意図しない事象を比較した場合、前者において感覚の抑制が生じることが知られている。このことから、感覚や知覚にかかわる事象関連電位の初期成分に焦点を当てて分析した。その結果、自らの意思決定によって他者の悲しみの顔表情が現れたときに、顔の知覚に関連すると考えられるN170の振幅が減衰することが確認された。また、反社会的パーソナリティ特性(マキャベリアニズム)により、悲しみの顔表情に対するN1やP2などの初期成分の減衰の程度は小さくなり、逆に、喜びの顔表情に対しては大きく減衰することが明らかとなった。この結果は、反社会的パーソナリティによる原因帰属のセルフサービングバイアスを反映していると考えられる。したがって、自らの行為が引き起こした事象に対する感覚・知覚的処理の抑制は、社会的インタラクションにおける自らの行動にともなう他者の反応についても生じうることが示唆された。仮説を支持する結果が得られており、また、注目すべき脳活動を把握することができた。さらに精緻に仮説を検討するため、新たな実験を行うための準備を進めており、計画の遅れはない。仮説を検証するためにはさらに実験を積み重ねる必要があるが、そのための実験デザインの構想は既にある。まずは予備実験を実施し、実験デザインを確定させるとともに、本実験の結果の予測性を高める。そのうえで本実験を実施し、研究目標を確実に達成する。そして、論文を国際学術雑誌に投稿し、研究成果を国内外に発信する。当該年度は研究の初年度であったため、仮説を精緻に検討するというよりも、パイロットスタディの意味合いが強い研究を実施することにした。そのため、予定よりも規模を縮小し、既存の機器を用いて実施できる研究を行ったことにより、経費を節約することができた。次年度より新たな実験を行い、これまでの研究成果で得られた知見をさらに検証していく。そのために必要となる機材や消耗品を新たに購入する予定である。また、実験協力者への謝金などの人件費、研究成果を報告する学会への参加費、英語論文の校正費、論文掲載費のために助成金を使用する予定である。
画像からの文字・線図形の抽出・認識

本研究の目標は,多様な画像に適用できる文字・線図形抽出方式を開発することにあった。文字抽出方式としては、1.雑誌表紙画像からの文字列抽出方式2.ニュース映像からのテロップ抽出方式を開発した。1の方式は、差分Top-hat演算による画像分割に基づいた方式であり、部分ヒストグラム法による2値化処理、抽出領域の競合解消処理などの部分に重点を置き研究を進めた。2の方式は、主にTop-hat変換などのモルフォロジィ演算に基づいてテロップフレームの検出と、テロップ領域の抽出を実現している。線図形としては、道路面の路面要素(ひび、白線、黄線、ジョイント)を対象として取り上げ、路面要素抽出方式を開発した。ひび抽出を例に取ると、ひびは形状が曖昧であり、背景部と低コントラストであることなどから従来方式では抽出が困難であったが、top-hat変換とヒストグラム変換処理による鞍上点の検出を新たに開発することによりひびの高精度の抽出を実現している。また,抽出対象としての画像データを収集・分析し画像データベースを構築も併せて行った。さらに,今回開発方式はいずれも主要な処理にモルフォロジィ演算を用いており、モルフォロジィ演算の逐次計算機での演算速度の遅さが処理時間の増大を招いている。これを解消すべく、モルフォロジィを並列計算機上に実装するうえでの検討を行った。また、抽出領域の競合解消のための制約充足問題に関する検討も併せて行った。本年度は、数学モルフォロジィーを用いた次の2つのテーマに関する研究を行った。1雑誌表紙画像からの文字列抽出既存の文字領域抽出方式をベースとした文字列抽出方式の開発を行った。既存の方式に新たに、文字列領域の抽出部、部分ヒストグラム法による2値化処理、競合処理部などを導入した。提案システムを用いて2種の雑誌表紙画像に対する文字列抽出実験を実施し有効性の検討をおこなっている。2路面画像からのひびの抽出方式ひび抽出方式は、主に(1)極大値検出(2)鞍状点の検出(Top-hat演算に基づく)(3)方向性の検出(4)結合処理の4つの処理からなる。まず、これらの各処理のプロトタイプを作成し、実際の路面画像を用いてひびの抽出実験を行い、性能評価をおこなった。その結果、背景部とコントラストがあり比較的はっきりとしたひびは良好に抽出されることが判った。しかしながら、低コントラストのひびの場合には抽出が困難であることが判った。そこで上記(1)(2)の処理について、構造化要素の形状・大きさの再検討、及びヒストグラム等価処理の導入などの改良作業を現在おこなっている。また、1,2の課題に関連して、制約充足問題や文字認識、追加学習方式、バス付きアレイプロッセサに関する研究も実施した。本年度は、次のテーマに関する研究を実施した。1.路面画像からの路面要素の認識路面画像に存在する「ひび」、「マンホール」、「白線」、「黄線」「ジョイント」の認識方式の開発を行った。「ひび」の認識は前年度の方式にさらに改良え、荒れた路面にある「ひび」も良好に認識されるようになっている。また、新たに「マンホール」、「白線」、「黄線」「ジョイント」の認識方式を開発し「黄線」以外では良好な認識結果を得ている。2.ニユース映像からのテロップ抽出TVでオンエアされているニュース映像に付加されているテロップの抽出方式を開発した。2秒毎のフレームに対して、Top-hat変換を用いた方式によりテロップ出現候補フレームの抽出をおこなう。さらに、この出現候補フレームに対してテロップ領域の抽出処理を施す。現時点では、予備実験の段階であるが、かなり高精度にテロップ領域が抽出されることを確かめている。

1の方式は、差分Top-hat演算による画像分割に基づいた方式であり、部分ヒストグラム法による2値化処理、抽出領域の競合解消処理などの部分に重点を置き研究を進めた。2の方式は、主にTop-hat変換などのモルフォロジィ演算に基づいてテロップフレームの検出と、テロップ領域の抽出を実現している。線図形としては、道路面の路面要素(ひび、白線、黄線、ジョイント)を対象として取り上げ、路面要素抽出方式を開発した。ひび抽出を例に取ると、ひびは形状が曖昧であり、背景部と低コントラストであることなどから従来方式では抽出が困難であったが、top-hat変換とヒストグラム変換処理による鞍上点の検出を新たに開発することによりひびの高精度の抽出を実現している。また,抽出対象としての画像データを収集・分析し画像データベースを構築も併せて行った。さらに,今回開発方式はいずれも主要な処理にモルフォロジィ演算を用いており、モルフォロジィ演算の逐次計算機での演算速度の遅さが処理時間の増大を招いている。これを解消すべく、モルフォロジィを並列計算機上に実装するうえでの検討を行った。また、抽出領域の競合解消のための制約充足問題に関する検討も併せて行った。
前近代の西欧における生活史の比較史的研究

1.西ヨ-ロッパ人の生活意識の原型が中世にほぼ形成されたので、中世の生活意識や文化意識の形成を、青山はイングランドのグラストンベリ修道院が驚くべき詳細虚構の伝説を作り出した歴史的背景を検討し、朝倉は修道制にしめる「手の労働」の持つ意味を問い、八塚は十字軍を通して中世民の宗教意識を考察し、渡邊は奇蹟・聖者・聖遺物を介して、亡霊・幻覚の問題にアプロ-チし夢幻の中に生きていた修道僧たちの幽明の境を論じた。2.中世西ヨ-ロッパは農村社会に立脚するロ-カリズムを基調としているので、木村は中世・近世代の日常性の意義を「成功しない時代」=絶対主義時代に絞り込んで明日に対する確信が後退した時代との類似性を捉え、「調和と連帯」のポスト・モダン史学の確立を説き、鯖田は同じく中世・近世代の個人衛生が果した歴史的意味を分析し、高齢化社会を迎えた現代における個人衛生の復権を強調した。木津は中世初期の門閥貴族が解体・変質した後に台頭してくる地方貴族の家族構造を分析した。3.中世は諸地域を結ぶユニヴァ-サリズムも存在していたので、瀬原は中世人一般の経済観念を把握し、そこからその特殊形態でもある都市民の観念を抽出する作業に従事し、平城はグルントヘルシャフトの成立から生活史へ接近する方法を模索し、井上は中世都市民の生活意識の諸相について多面的な展開を試みた。里見はルネサンス文化を導きだした現世主義の台頭の中に世俗騎士団の成立とその意義を論じた。4.近世にはいると国家権力が民衆の生活と文化を規定し始めるが、阪口はプロイセン改革のカントン制度を通して民衆の軍隊観を検証し、志垣はフランス歴史人口学の成果を踏まえて近世民の家族と性を主として婚姻に絞ってその慣行と実態を明らかにした。平成元年度の本総合研究は、計四回の研究集会を行なった。本総合研究が西ヨ-ロッパ諸民族の文化の根幹を形成して来た生活の日常性をふりかえり、それぞれの生活様式・生活意識・民衆の心性などの諸局面をとうして西ヨ-ロッパ社会の比較史的に検討を深める視点に立脚しているだけに、現代ヨ-ロッパ社会の現状はあらためて西ヨ-ロッパ史再検討の課題の重要性を提起するところとなった。木村尚三郎は生活史の課題と方法を論じるなかで、歴史的に形成されて来た地方の個性化と国家間の統合化、この両者の進行状況を文化と生活意識の視座におかれるべきことを強調し、ヨ-ロッパ人と日本人との間に横たわる「自然観」の違いも比較史の視座におかれるべきことを示した。生活史なる概念の定義については、研究分担者全員の問題意識を共有する意味からも、平成2年度においても論議を深めることとなった。個別分野については、志垣嘉夫は、フランスにおける1960年以降の歴史人口学の研究の進捗を踏まえて、フランス革命以前に古い人口構造から新しい人口構造(死亡率の低下と出生率の増加)への転換があったことを説く旧説を批判した。渡辺昌美は、西欧中世の聖人、奇蹟、幻想を介して中世人の信仰のイメ-ジを豊かに描き、日本においてほとんど省みられるところのなかった領域にアプロ-チして、その成果は『中世の奇蹟と幻想』(岩波新書)として結実した。鯖田豊之は、「火葬の文化」を分析して日本とヨ-ロッパの死生観の変化をあとずけ、臓器移植との関連をも論じた。青山吉信は、聖界伝説をイングランドのグラストンベリにおいて論じア-サ-王伝説の所説を発展させた。里見元一郎は、世俗騎士団の起源を考察しつつ紋章学研究の持つ重要性を強調した。

平城照介は、ドイツ留学の資料収集を基礎としてグルンドヘルシャフトの最近の研究動向を紹介した。平成2年度は計2回の研究集会を持ち、前年度に引き続き研究分担者の報告を受けながら生活史と言う概念について全員の問題意識を共有することにつとめた。1.朝倉文市は中世民の宗教意識を探る手だてとしてシト-派の修道士の「手の労働」のもつ歴史的意味を分析し、八塚春児は十字軍時代の中世民の宗教意識を検証すると同時に十字軍理念の形成を跡づけた。2.木津隆司は中世社会のロ-カリズムの視点から、ソワッソン司教座聖堂に関係する貴族の家門(家族共同体)の系図を洗い出すことにより、中世初期の門閥貴族が解体・変質した後に成長してくる地方貴族の家族構造を明らかにした。瀬原義生は中世民の経済観念を歴代教皇達の説教、教令、神学者達の著作物、教会法などを使って、財産観、富の獲得方法、公正価格、高利貸付を分析した。3.国会権力が民衆の生活に干渉してくる近世について阪口修平は、プロイセン改革の結果誕生したカントン制度のもとにおける軍役義務にたいする民衆の軍隊観を検証した。湾岸危機から湾岸戦争へと世界の動きが急速に変化していった2年度において、他者理解=異文化理解を深めるために歴史学における地域に根ざした生活史の研究の重要性が指摘された。それは地域史研究と言い換えても差し支えないが、ヨ-ロッパ史研究において今後ますます貴重となってくるであろうとの認識で、分担者全員が一致しているところである。2年間にわたる研究成果は別冊の形でまとめあげた。
X染色体不活性化がMICPCH症候群の脳機能障害を起こす神経回路メカニズムの解明

MICPCH症候群は、CASK遺伝子の異常によって引き起こされるX連鎖精神遅滞症候群で、患者の殆どは女性である。MICPCH症候群の患者では、X染色体不活性化によりCASK正常細胞と異常細胞がモザイク状に分布していると考えられる。本研究は、CASKのヘテロノックアウトマウスをモデルとし、X染色体不活性化がMICPCH症候群の病態形成に与える影響について研究を行う。このため、X染色体不活性化ニューロンを識別し、CASK異常ニューロンの脳内での分布の偏りと症状との相関関係、CASK発現ニューロンと非発現ニューロン間での微小回路の形成の有無、点頭てんかん及び小脳低形成の発症機序について解明を目指す。
薬剤溶出性ステント留置後の冠動脈内皮障害へのリモートコンディショニング効果の検討

本研究では、DES留置を行った急性冠症候群に対するremote conditioningの臨床的効果の検討を行った。50例の急性冠症候群に対して、remote conditioning (remotecon)群と対照群に割付を行い、最大2年経過観察を行った。心臓死・非致死的心筋梗塞・不安定狭心症の冠動脈イベントの発症は両群で差は認められなかった。しかしながら、30例に対して行ったアセチルコリン投与による冠動脈内皮依存性の血管反応は、remotecon群においてより温存される傾向がみられた。Remote conditioningはDES留置後の血管内皮機能改善に有効である可能性が考えられた。急性冠症候群に対するステント留置術は、標準治療として普及している。しかしながら、薬剤溶出性ステント(DES)留置後の冠動脈内皮障害の存在が明らかになり、その解決が求められている。心臓以外の他臓器で虚血再灌流を繰り返すremote conditioningが、心筋の保護作用を有する可能性が最近明らかにされた。今回、我々はremote conditioningがDES留置後の冠動脈内皮障害を改善するとの仮説を持ち、DES留置を行った急性冠症候群に対するRemote conditiningの臨床的効果について検討を行っている。昨年度に引き続き、24年度末までに、50例(Remote conditioning群25例、コントロール群25例)が登録されている。24年度末までに30例(Remote cond itioning群16例、コントロール群14例)が1年の観察期間を経過している。心血管イベントについては、現在のところ両群で有意な差は認めていない。しかしながら、発症早期(2週間後)での冠動脈責任血管の血管内皮機能はRemote conditioning群にて温存されている傾向がある。抗動脈硬化についての検討については、血管内超音波(IVUS)と光干渉断層法(OCT)でのフォローアップを行っており現在解析中である。これまでの結果より、DES留置後の急性冠症候群に対するRemote conditioningは責任血管の血管内皮障害を軽減する傾向が示され、長期的な予後改善効果に対しても期待が出来る可能性も示唆された。急性冠症候群に対するステント留置術は、現在標準治療として確立されている。しかしながら、近年薬剤溶出性ステント(DES)留置後の冠動脈内皮障害の存在が明らかになり、その解決が求められている。心臓以外の多臓器で虚血再灌流を繰り返すremote conditioningが、心筋に対する保護作用を有する可能性が近年の基礎的・臨床的検討により明らかになってきた。本研究で我々はremote conditioningがDES留置後の冠動脈内皮障害を改善するとの仮説を持ち、DES留置を行った急性冠症候群に対するremote conditioningの臨床的効果について検討を行った。急性冠症候群に対してDES留置を行った50例(remote conditioning群; 25例、コントロール群; 25例)が登録され、最大2年間の経過観察を行った。複合心血管イベント(心臓死、非致死的心筋梗塞、不安定狭心症)の発症については両群で明らかな差は認めなかった(remote conditioning群4例[16%]、コントロール群5例[20%], p=0.48)。血管内皮機能に対する影響については、発症早期(2週間)での冠動脈責任血管での血管内皮機能検査を30例に対して行った(remote conditioning群; 15例、コントロール群; 15例)。この結果、アセチルコリン50μg投与を行い冠動脈造影上の血管径の変化率を確認するとremote conditioning群-40.4+/-45.4%,コントロール群-18.1+/-36.3%と有意差は認めないものの(p=0.48)、remote condinditioningで血管内皮機能に対する傾向が認められた。急性冠症候群に対するステント留置術は、標準治療として普及しいる。23年度末までに、20例(Remote conditioning群10例、コントロール群10例)が登録されている。その中で、10例(Remote conditioning群4例、コントロール群6例)が6ヶ月の観察期間を経過している。

これまでの結果より、DES留置後の急性冠症候群に対するRemote conditioningは責任血管の血管内皮障害を軽減する傾向が示され、長期的な予後改善効果に対しても期待が出来る可能性も示唆された。24年度末までに50例と昨年より症例登録数は増加しているが、当初の予想より少ない。薬剤溶出性ステントは冠動脈狭窄に対する標準的なデバイスになりつつあるが、使用に際しては患者背景等を考慮しての使用がされている。このような状況が登録症例数が少ない一因となっている可能性がある。また、比較的急性期の治療を要する患者群を対象にする為、インフォームドコンセント取得に難渋するケースも認められる。臨床的検討においては、23年度末までに20例と当初の予想より少ない。基礎的検討については、現在のところ準備段階にあり、具体的な成果は出ていない。臨床的検討については、心灌流血中のサイトカイン・成長因子・増殖因子の濃度等の血管内皮機能に関連するパラメーターを測定することで、Remote conditioningの臨床的メカニズムを解明していく。基礎的検討では、ステント留置部位の組織学的評価、ウェスタンブロット法による当該血管でのeNOS, akt, p-akt、他の細胞内シグナル関連分子発現等を測定しremote conditioningの分子学的メカニズムを解明していく。臨床的検討においては、症例登録を進めていく。基礎的検討については、安定した動物モデルと実験系の構築を鋭意進めていく。該当なし。
イオン液体電気化学界面を反応場としたナノ構造形成の探索

単結晶電気化学をベースとしたイオン液体の電気化学挙動を理解するために,イオンの特異吸着挙動,機能性有機分子の分子膜作製と電子移動反応に関する基礎知見を得た。徹底した脱水・脱酸素環境の整備により,イオン液体の電位窓,特に電気二重層領域が約2V近く得られること, Au単結晶の原子配列の違いに大きく依存することを明らかにした。また,電気化学走査型トンネル顕微鏡を用い,有機単分子膜のナノレベル解明を進めた。本研究課題では,単結晶電気化学に基づいた電気化学走査型トンネル顕微鏡(EC-STM)を用いたその場観察により,種々のイオン液体の電気化学界面における電極表面構造,特異吸着イオンの吸着構造の原子・分子レベル解明を進めるとともにイオン液体ならではの広い電位窓を利用したナノ構造の形成を目標にして平成21年度から取り組み始めた.初年度の平成21年度は,イオン液体中での電気化学STMを可能とするためのセットアップに重きを置いて機器の導入,設置を進めた.導入した装置の組み合わせとしてはメーカーとしても初めての組み合わせだったため,導入直後にプログラム上のバグを始めいくつかの問題点が浮上し,これらの解決にしばらく時間を要したが,21年度後半には少なくとも水溶液系の電気化学STMでの測定が可能になった.一方で,種々のイオン液体の中から広い電位窓を有する組み合わせ,あるいは特異吸着が予想されるイオン液体について,単結晶金電極を用いた電気化学測定を進めた.どの系にも共通していた問題が系内の水の影響である.微量の水分が電極反応に著しく影響を及ぼし,水の電気分解反応により電位窓を狭める結果となった.とりわけハロゲン化物イオンを含む塩,硫酸水素イオンを含む塩は水への溶解性も高いことから,厳密な脱水環境下で測定をおこなうことが重要であることが示された.またイオン液体のカチオンのアルキル鎖長にも着目して電位窓へ及ぼす影響について調査を行った.アルキル鎖が長くなるにつれて電位窓が広がる傾向が見られ,系の安定性に関与していることが示された.さらに,水溶液系と同じくイオン液体の電極反応は単結晶の原子配列にも依存し,電気化学測定によってカチオンの電位窓に及ぼすアルキル鎖長依存性,アニオンの相違による特異吸着現象,単結晶電極の原子配列依存性など水溶液系との類似点と相違点が明らかとなった.本研究では,イオン液体の電気化学挙動の基礎的観点からカチオン,アニオン種の吸着現象の理解,イオン液体が持つ広い電位窓を利用したナノ構造体形成について探索・解明することを目指し,より高レベルな脱水環境を達成するために気密性の高いグローブボックスと脱水・脱酸素を促進するガス循環精製装置を導入するために装置の改良,接続部位の増設に集中的な投資を行い,与えられた条件で最高の測定環境の確立に努めた.本年度は疎水性カチオンのアルキル鎖に依存した電位窓の測定など,脱水環境下でのより厳密な電気化学測定を行い,単結晶面依存性などを含めたアニオン種の電位窓に与える影響について解明を進めた.アルキルイミダゾリウムカチオンを含むイオン液体は,アニオンとの組み合わせによっては理想的な脱水環境(10 ppm以下)では4Vを超える電位窓を示し,そのアルキル鎖長が長くなるに従って電位窓がネガティブ側にシフトする傾向が見られた.一方,各ボルタモグラムを注意深く解析すると,電流値が極小になる電気二重層領域が存在し,この領域はカチオンのアルキル鎖長が短いほど広くなった.このように,イオン液体の電位窓は水の影響を極力排除することより電位窓が広くなるだけでなく,電気二重層領域が約2V近く得られること,カチオンのアルキル鎖長やAu単結晶の原子配列の違いに大きく依存することが明らかとなった.本研究では,イオン液体の電気化学挙動の基礎的観点からカチオン,アニオン種の吸着現象の理解,イオン液体が持つ広い電位窓を利用したナノ構造体形成について探索・解明することを目指し,より高レベルな脱水環境を達成するために気密性の高いグローブボックスと脱水・脱酸素を促進するガス循環精製装置を導入するために装置の改良,接続部品の増設に投資を行い,特に平成23年度はプローブ顕微鏡の測定環境の整備に努めた。東日本大震災の影響でプローブ顕微鏡とグローブボックスの接続部品の供給が大幅に遅れたために期間内に動作確認するに至らなかったが,昨年度までに導入した電気化学測定用のグローブボックスを用いて脱水環境下で種々のイオン液体の厳密な電気化学測定を行い,単結晶電極上へ吸着したフラーレン薄膜の電気化学反応を種々のカチオン種のイオン液体中にて電位窓,電子移動速度の観点から調査を進めた。その結果,サイクリックボルタモグラム,および微分パルスボルタモグラム中でフラーレン薄膜の46電子反応が観測された。室温でフラーレンの6電子移動反応が観測されたばかりではなく,その電子移動速度はイオン液体のカチオンの種類により異なることが明らかとなった。これらの結果は,電位窓よりもイオン液体のカチオンに起因した粘度あるいは導電性に強く依存することを強く示唆している。

一方,電気化学STMのパフォーマンスを示す実験として,水溶液中でのフラーレンとフタロシアニンのハイブリッド分子の単分子膜の観察を進め,その分子レベル解像,孤立化1分子の可視化に成功した。さらに芳香族炭化水素単分子膜を利用した白金ナノクラスターの作製にも取り組み,芳香族炭化水素の分子量,あるいは化学構造によって白金錯体の電析量,クラスターサイズ,分散性の制御が可能であることが見いだされた。
力学的負荷変動時に、骨細胞で制御される骨芽細胞を介した破骨細胞活性化因子の探索

当講座で樹立した骨芽細胞特異的Bcl-2トランスジェニックマウスは、骨細胞の細胞突起形成が悪く、尾部懸垂実験で骨量が減少せず破骨細胞の誘導が起こっていなかったことから、骨細胞により骨芽細胞に誘導される破骨細胞の分化・活性化因子の存在が示唆された。さらに皮質骨中に骨細胞がほとんど存在しないマウス(TypeII Runx2 tg)(Dev Biol. 2006 Aug 1 ; 296(1) : 48-61)を用い、尾部懸垂実験後の皮質骨分画をマイクロアレイで比較することによって、非荷重時に骨細胞で変動する因子の探索を行った。その結果5322個の遺伝子が該当した。現在、変動する遺伝子の中に非荷重時に骨細胞より分泌され骨芽細胞にRanklを誘導し破骨細胞を活性化させる因子が有るものと考え、検討を行っている。当講座で得られた骨芽細胞特異的Bcl-2トランスジェニックマウス(tgマウス)は、骨芽細胞の分化障害により骨細胞の細胞突起の形成が悪く、週齢を経るに従って皮質骨中の60-80%の骨細胞がアポトーシスにより死滅していた。生理的な状態で、皮質骨骨細胞死の割合と逆相関して皮質骨内骨膜上の破骨細胞数が減少し、また、4ヶ月齢tgマウスで尾部懸垂実験を行うと、野生型マウスと比較して大腿骨遠心部二次綿骨の骨量が減少せず、破細胞の誘導が起こっていなかった。本年度は、非荷重時にtgマウスで破骨細胞が誘導されない原因を、(1)骨細胞そのものに異常がある、のか、(2)骨細胞同士の細胞連絡の途絶によって破骨細胞誘導のシグナルが骨細胞から骨芽細胞に伝わっていない、のか突き止めるため、様々な週齢のtgマウスを用い解析を行った。皮質骨中の骨細胞が10%程しか死んでいない6週齢tgマウスを用いた1週間の尾部懸垂実験では、野生型マウスと同様に大腿骨遠心部二次海綿骨の骨量が有意に減少した。また、これらのマウスの長管骨皮質骨からtotal RNAを抽出し、骨細胞特異的に発現する遺伝子(Dmp1, Sost, Phex, Egf23, Mepe)の比較を行ったところ、野生型マウスとtgマウスの骨細胞でこれらの遺伝子の発現に差異は認められなかった。同様に、4ヶ月齢tgマウスを用いて3日間の尾部懸垂実験を行い、大腿骨および脛骨の骨芽細胞分画・皮質骨分画からtotal RNAを抽出し、遺伝子発現の解析をおこなったところ、tgマウスの生存骨細胞でも野生型マウスと同様に骨細胞特異的遺伝子の発現が認められた。これらの結果、tgマウスでは『骨細胞同士の細胞連絡の途絶によって破骨細胞誘導のシグナルが骨細胞から骨芽細胞に伝わっていない』事が強く示唆される。現在、骨細胞により骨芽細胞に誘導される破骨細胞の分化・活性化因子の同定を行うため、尾部懸垂実験で得られた骨芽細胞分画のtotal RNAをマイクロアレイにより解析中である。生理的な状態で、皮質骨骨細胞死の割合と逆相関して皮質骨内骨膜上の破骨細胞数が減少し、また、4ヶ月齢tgマウスで尾部懸垂実験を行うと、野生型マウスと比較して大腿骨遠心部二次海綿骨の骨量が減少せず、破骨細胞の誘導が起こっていなかった。詳細な解析の結果、tgマウスは野生型マウスと比較して骨細胞の機能には差は無く『骨細胞同士の細胞連絡の途絶によって破骨細胞誘導のシグナルが骨細胞から骨芽細胞に伝わっていない』事が強く示唆された。(平成20年度研究実績報告書)そのため今年度は当講座で作製された皮質骨中に骨細胞がほとんど存在しないマウス(TypeII Runx2 tg)(Dev Biol. 2006 Aug 1 ; 296(1) : 48-61)を用い、野生型マウスとtgマウスの尾部懸垂実験後の皮質骨分画をマイクロアレイで比較することによって、非荷重時に骨細胞で変動する因子の探索を行った。

【結果】12週齢、雄の野生型マウスおよびTypeII Runx2 tgマウスで3日間尾部懸垂を行い、長管骨皮質骨分画からRNAを採取しマイクロアレイを行った。その結果「野生型対照群対野生型懸垂群」「tg対照群対tg懸垂群」「野生型対照群対tg対照群」「野生型懸垂群対tg懸垂群」の4種類の比較において2倍以上増加した遺伝子および1/2以下に減少した遺伝子として5322個の遺伝子が該当した。これらの遺伝子から受容体として発現するものと、分泌因子として発現するものを検討したところ、受容体は17遺伝子、分泌因子は24遺伝子が該当した。現在、変動する分泌因子の中に非荷重時に骨細胞より分泌され骨芽細胞にRanklを誘導し破骨細胞を活性化させる因子が有るものと考え、検討を行っている。
ゾウリムシの有性生殖過程のモノクローナル抗体による解析

ゾウリムシの有性生殖過程である接合過程の制御機構を明らかにするために、接合過程特異的に出現する抗原(CSN-1抗原)に対するモノクローナル抗体(CSN-1抗体)を作成した。この抗原は、接合している細胞の核に局在しているだけでなく、接合過程の進行に伴って出現したり消失したりすることが蛍光抗体法による形態学的観察から明らかになっている。本研究においては、まず、CSN-1抗体を接合中のゾウリムシに顕微注射して何らかの機能阻害が引き起こされるかどうかを調べた。顕微注射には、ハイブリドーマの培養上清に含まれるCSN-1抗体をプロテインAカラムを用いて精製したものを使った。いくつかの時期の接合中の細胞にこのCSN-1抗体を注射し、その後の接合過程において核の変化に異常が現れるかどうかを検討したが、今までのところ顕著な異常は見つかっていない。今後も、注射するCSN-1抗体の量を変えるなどして、この抗体による機能阻害の検討を続けて行きたい。さらに、今までのところ成功していないが、CSN-1抗原を精製してその生化学的性質も調べたい。他方で、接合中の細胞からmRNAを抽出して、そのcDNAを合成し、Differential Display法を行うことにより、接合過程特異的に発現する遺伝子を同定しようと試みたが、今までのところ、接合過程特異的に発現する遺伝子は捕らえられていない。さらに、本題とは直接関係ないが、ゾウリムシにオートガミ-(オートガミ-を経た細胞はすべての遺伝子座がホモになる)を化学的に誘導する簡単な方法を開発した。この方法は、低い細胞密度に調整したゾウリムシをメチルセルロースで処理するだけで簡単かつ高率にオートガミ-を誘導できるので、遺伝学的な仕事に役立つと思われる。