hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大脳皮質形成におけるRac1およびRac3のシグナル伝達経路とその機能分担の解析

アミノ酸配列の相同性が極めて高いRac1とRac3を区別して解析するために、エピトープタグをRac3に付加したノックインマウスの作製を行った。このマウスを用いて、発達期の脳におけるRac1およびRac3の発現パターンを解析し、Rac3が発達期の脳において一過的な発現パターンを示すことを明らかにすることができた。また、Rac3の相互作用因子をプロテオミクス手法を用いて網羅的に解析した。その結果、活性化型Rac3特異的に結合し、精神遅滞の原因として知られているタンパク質を同定することができた。(1)エピトープタグを融合したRac1およびRac3ノックインマウス(tag-Rac1, tag-Rac3マウス)の作製tag-Rac1マウスについては、得られた相同組換え体ES細胞からキメラマウスの作製を試みたが、ES細胞の寄与率が高いキメラを得ることができなかった。このため、再度、相同組換え体ES細胞の単離を試みる。またtag-Rac3マウスについては、繁殖により解析に使用する十分なホモ接合型マウスを得ることができた。(2)大脳皮質形成におけるRacタンパク質の発現解析Rac1とRac3はアミノ酸配列の相同性が極めて高いため、それぞれに特異的な抗体を作製することは困難である。そこで、tag-Rac3マウスを利用し、Rac1とRac3をタンパク質レベルで区別して検出することを試みた。tag-Rac3マウスにおいては、Rac3の分子量がエピトープタグの分子量(約3.5kDa)だけ大きくなる。このため、pan-Rac抗体によるウエスタンブロットによって、Rac1とRac3の発現量を同時に比較することができる。0日齢から成体マウスの脳懸濁液を用いてウエスタンブロットを行った結果、Rac1の発現量は発生を通して一定していたのに対して、Rac3の発現量は生後8日でピークを迎え、その後減弱していくことが明らかとなった。全ての時期において、Rac3の発現量はRac1よりが格段に少なかった。また、FLAGタグに対する抗体を用いた免疫染色を行なった結果、生後8日においてRac3は脳全体に発現していた。これらの結果より、Rac3は発生の途中に一過的に発現し、脳の発生に何らかの影響を及ぼしている可能性が考えられた。研究実施計画に従って、エピトープタグをRac3に付加したノックインマウスの作製を行い、Rac3の発現量が最も高い生後8日の脳を用いて、Rac3複合体のアフィニティー精製を行った。ところが、精製複合体には非特異的な夾雑タンパク質が多く、質量分析による相互作用分子の同定には至らなかった。そこで次に、GST-Rac3タンパク質を調製し、これをbaitとしてRac3結合タンパク質の精製を行った。生後8日目の野生型マウスの脳懸濁液にGTP-gamma-SあるいはGTP-beta-Sを加え、その後にRac3複合体を精製することによって、活性化または不活性化Rac3特異的に結合する因子の同定を試みた。精製した複合体はiTRAQラベルし、nano-LCタンデム質量分析計を用いて分析することによって、活性型複合体因子と不活性型複合体因子の網羅的同定と同時に相対定量を行った。その結果、活性化型Rac3特異的な結合タンパク質としてPAK3, betaPIX, GIT1, GIT2を同定することができた。PAK3およびbeta-PIXは、RhoファミリーGタンパク質のエフェクターおよび活性制御因子であり、ヒトにおいては精神遅滞の原因遺伝子として知られている非常に重要なタンパク質である。今後、これらのタンパク質について個体レベルにおいて機能解析をすることによって、神経高次機能におけるRacシグナリングの重要性について明らかにしていく。
植物プランクトンの微細分布構造と乱流場の関係

植物プランクトンの生態は乱流・混合過程と密接な関係があることは明白であるが、植物プランクトンの微細な分布と乱流場との関係は明らかにされていない。本研究の目的は植物プランクトンの微細な分布を乱流に関係する物理量と共に計測し、その関係を明らかにすることである。さらに、第二の目的として植物プランクトンの微細な分布状態と動物プランクトンの摂餌行動の関係を水槽実験により究明することである。植物プランクトンの微細な分布状態を観測するためにLEDを用いた蛍光光度計はすでに開発済みであったが、その空間解像度が不明であった。そこで空間解像度の分かっている超高解像度水温計(FPO7)を利用し、小型LED蛍光光度計の空間応答関数を推定する実験方法を考案し、その解像度が2cmであることが分かった。次に、解像度をさらに向上させるため青色ダイオードのレーザー光を利用した新たな超小型蛍光光度計を設計し、開発を行った。このレーザー蛍光光度計の空間解像度を検証するため、LED蛍光光度計と同様の水槽実験を行い、その解像度が2mmであることが分かった。このレーザー式蛍光光度計は技術的に優れていることが判明したので、特許の申請を行った。これら2タイプの蛍光光度計を用いて乱流中の植物プランクトンの分布を計測するため、乱流計測用シェアープローブを2本搭載した新たなTurboMAP-Lを設計し、開発を行った。蛍光光度計の空間解像度及び応答関数が明らかになったため、乱流スペクトルとクロロフィルスペクトルが近慣性領域において-5/3乗則が同時に成立することを初めて立証することに成功した。蓄積したTurboMAP-Lのデータの解析を進めることにより、LED方式とレーザー方式の蛍光光度計の50cm以上の空間平均値が等しくなることを確認し、両者の間に整合性があることが分かった。動物プランクトンが植物プランクトンを濃密に含む厚みの薄い層(thin layer : TL)にどのように対応して行動するのかに着目しウニの幼生を用いて実験を行った。この実験の結果、シロウニLytechinus pictusの六腕期幼生は、餌の層に対応した行動を明らかに示すことが分かった。すなわち植物プランクトンの微細な分布は動物プランクトンの食性に極めて重要な役割を果たしていることが推察できる。グローバルな気候変動を的確に捉えるためには海洋の表層における炭素循環を把握することが重要である。海洋の表層での植物プランクトンの活動は炭素循環に重要な役割をしている。

そこで空間解像度の分かっている超高解像度水温計(FP'07)を利用し、小型LED蛍光光度計の空間応答関数を推定する実験方法を考案した。現在、この方法に関する論文をJ.Atmos.Oceanic, Technol.に投稿中である。次に、解像度をさらに向上させるため青色ダイオードのレーザー光を利用した新たな超小型蛍光光度計を設計し、開発を行った。このレーザー蛍光光度計の空間解像度を検証するため、LED蛍光光度計と同様の水槽実験を行い、その解像度が2mmであることが分かった。この蛍光光度計は技術的に優れていることが判明したので、現在、特許の申請を行っている。これら2タイプの蛍光光度計を用いて乱流中の植物プランクトンの分布を計測するため、乱流計測用シェアープローブを2本搭載した新たなTurboMAP-Lを設計し、開発を行った。はじめての現場実験を琵琶湖で行い、現在、取得データを基に測器の性能を検証しているところである。さらに、第二の目的である摂餌行動にかんする水槽実験を行うため、植物プランクトンの薄い層を2層に成層した境界面に作成することに成功した。本研究の目的は植物プランクトンの微細な分布を乱流に関係する物理量と共に計測し、その関係を明らかにすることである。そこで昨年度は植物プランクトンの微細な分布状態を定量的に把握するために、アレック電子が開発した小型LED蛍光光度計の空間解像度が2cmであることを明らかにした。本年度はその研究結果をWolk, Yamazaki, Li and Lueck(2006)に発表した。この蛍光光度計の空間解像度及び応答関数が明らかになったため、乱流スペクトルとクロロフィルスペクトルが近慣性領域において-5/3乗則が同時に成立することを初めて立証することに成功し、この研究成果をYamazaki, Mitchell, Seuront, Wolk and Li(2006)に発表した。さらに、空間解像度を高めるため青色ダイオードのレーザー光を利用した新たな超小型蛍光光度計を設計し、開発を行った。LED蛍光光度計と同様の水槽実鹸を行なって技術的な特性を明らかにし、特許の申請を行なった。これら二つのタイプの蛍光光度計を搭載した、微細構造観測装置(TurboMAP-L)の開発も行い、植物プランクトンの多い東京湾口や相模湾などでデータを取得することに成功した。また、相模湾に設置された人口湧昇発生装置「拓海」から放出される放流水に蛍光染料(ウラニン)を添加し、放流水の混合状態を検証した。LEDとレーザーの発光特性の違いを利用するとウラニンを自然蛍光から分離することが出来ることがわかった。さらに、近慣性領域においてウラニンと乱流速度のスペクトルが-5/3乗則で現れることを確認し、Yamazaki et al. (2006)と整合性のある結果であることがわかった。さらに、放流水は完全に混合されていないため対流現象を伴いながら広がっていくことが確認された。この対流現象を理論的に検証するため浮力によって引き起こされる乱流現象のDNSによる数値実験を行い、この成果をHwang, Yamazaki and Rehmann(2006)に発表した。本研究の目的は植物プランクトンの微細な分布状態を乱流に関する物理量と共に計測し、その関係を明らかにすることである。
高度な技能を要する目視検査の技能伝承システムの構築

本研究では、熟練作業者と非熟練作業の欠点見逃し時の特徴について実態調査した。その結果、それぞれの作業者が欠点を見逃し時の作業の特徴を明らかにした。さらに、熟練作業者の検査の特徴を考慮し、欠点の輝度や色が周辺視での欠点検出の難しさに及ぼす影響について検討した。その結果、欠点の輝度や色により、周辺視野における欠点の検出率が異なることを明らかにした。実際の目視検査では、作業者の動作と眼球運動の異なる運動を高度に融合することが必要で、それを習得できた作業者のみが熟練作業者となりうる。また、それは単に経験を重ねるだけでは習得できない所に、目視検査の技能伝承の難しさがある。本年は、その技能の解明に向け、作業者の動作と眼球運動を協業作業と捉え、実際の作業現場において熟練作業者の作業を計測し、目視検査に関する新たな知見の提案を試みた。特に、作業中の姿勢として、作業者の頭部運動が欠点検出に及ぼす影響について実態調査を行い、実験室において、調査結果の検証実験を行った。実態調査の結果、頭部を注視位置の中心に移動させながら検査する方法(頭部移動方法)と頭部を製品の中心に固定させながら検査する方法(頭部固定方法)の2種類の検査方法が観察され,これらの相違が欠点検出率に及ぼす可能性が示唆された。そこで、実験室において両者の検査方法をモデル化した実験を行った結果、検査方法を要因としてt検定を行ったところ1%水準で有意差[t(19)=3.39]が認められ、欠点検出率は頭部固定検査方法が頭部移動検査方法と比較して高い結果となった。本結果に対する考察は以下の通りで、頭部固定方法は,頭部移動方法と比較して、サッケード時間が短く、停留点回数が少ないことから正味の検査時間であたる停留に時間が長くなり、欠点検出率が高くなったと考えられる。つまり、目視検査においては、可能な限り頭部は固定して検査すべきであるとの知見が得られた。目視検査環境における重要な要素の一つである検査対象面に照射される照度に着目し、最適な照度環境を提案することを目的とした。評価指標として、従来、欠点検出と相関があるとされていた欠点と背景の輝度コントラストに加え、照度変化の影響を大きく受ける欠点と背景の輝度差を評価指標として、実際の製品上の欠点の視認性と検査対象面に照射される照度の関係を検討した。具体的には、欠点の種類、検査対象面に照射される照度、検査対象面の角度の3つを要因として、デジタルカメラを用いた輝度算出法と画像処理によって欠点と背景の輝度コントラスト及び、輝度差を算出した。その結果、輝度コントラストは検査対象面に照射される照度と検査対象面の角度によらず、一定であり、欠点固有の検出特性を表すものであることを示した。一方、輝度差は検査対象面の照度が増えるに従って増加し、照度変化による欠点検出特性の違いを表すものであることを示した。つまり、照度変化を伴う欠点検出の評価には、従来の輝度コントラストに加え、輝度差も考慮しなければならないことを明らかにした。また、これらの知見をもとに、ディスプレイ上に目視検査をモデル化した実験を行った先行研究のデータを再分析し、輝度コントラストと輝度差の双方を考慮した欠点検出性を表す指標を算出した。算出した指標を本実験結果に適用することで、検査対象面に照射される照度と欠点検出性を表す指標の関係を検討し、欠点検出性の観点からみた最低照度と作業者の眼精疲労の観点からみた上限照度の2つを用いた最適照度範囲の決定方法を提案した。作業者の動作を定量的に測定する方法と光源の特性と検出率の関係について検討することが目的であった。1作業者の動作については、作業動作、検査対象物の持ち方と動かし方、作業中の姿勢と眼球運動を正確に測定し、相互の関係が欠点検出に及ぼす影響について検討した。2光源の特性については、光源の種類と検出率との関係、光源の色については演色性と検出率との関係を実際の熟練作業者に主観調査するとともに、実験室での定量的評価を実施した。昨年度購入した実験装置の稼動も本格化し、今後、身体動作と眼球運動について統合的な検討を進める。25年度が最終年度であるため、記入しない。実際の製造現場におけるデータ収集と並行し、実験室での定量を評価を行っており、おおむね順調に進捗しており、現在までの結果によって、熟練作業者の技能や作業特性に関して、今後さらに検討を深化させることが可能な状態となっている。身体動作と眼球運動を統合的に捉え、それらが欠点の検出に及ぼす影響について検討を深める。特に、三次元動作解析装置を利用し、作業者の動作と欠点検出率との因果関係を実験を通じて明確にする予定で、検査対象物のモデル化を今年度前半に完了させ、後半に実験とデータ解析を実施する予定である。これまでの熟練作業者の技能や特性は、製造現場における経験的・主観的な意見が含まれるが、これまでの研究結果と符合する部分も多くある。
ネガティブ感情を伴う対人関係場面からの学びを促す自己内省・制御メカニズムの解明

本研究では、ネガティブな感情を伴う対人場面(IENE)から学びや成長を得るプロセスについて検討した。IENEに対する想起に焦点を当て、次の4つのタイプに分類した:省察タイプ、囚われタイプ、侵入タイプ、切り替えタイプ。他者からの批判的なコメントに対する各タイプの態度を分析した結果、ネガティブな感情と適切な心理的距離を取り体験の記憶と向き合うことができる省察タイプは、他のタイプと比較して、IENEを自らにとって有益であると評価する傾向が見られた。本研究ではまた、脳波の1 / fゆらぎを用いて心理的レジリエンスを生理的に示す方法を開発した。本研究では,私たちがしばしば体験する「対人関係場面でのネガティブな感情を伴う体験」(Interpersonal Experiences with Negative Emotions:以下:IENE)に焦点を当て,その心理的ダメージから回復し,新たな学びを得るための効果的な自己内省ならびに自己制御のメカニズムを解明することを目的としている。平成27年度においては,次の2点に重点を置き,調査及び実験的研究を行った。第1に,IENE後の感情的処理と認知的処理との間の相互影響過程の解明及びその個人差について解明するための実験的研究を行った。過去に作成したIENEに対する対処の4タイプ分け尺度(感情的処理と認知的処理の組み合わせ)を用い,タイプごとに自己評価,振り返り時の感情,想起の視点等との関連を分析した結果,双方の処理をバランスよく行うタイプは,客観的な視点からも想起し,振り返り時の感情が穏やかであり,他者評価とのズレが少ないことが分かった。第2に,IENE体験に対する「レジリエンス」を客観的に測定・実感できる,新たな測定道具や手法の開発を行った。ネガティブな対人やりとりを収録したテープを刺激として与えたときの回復の状態を,脳波における1/fゆらぎを二回微分することによって算出される値を用いて可視化することができた。なお,これらの結果について,国内,及び国際発表し,現在,論文を執筆している。実験の結果のまとめと考察に時間を割いていること,また実験結果を踏まえて実験デザインの再設計が必要と思われる部分があり,平成28年度の計画を調整中である。本研究では,人がしばしば体験する対人関係場面でのネガティブな感情を伴う体験(Interpersonal Experiences with Negative Emotions:以下,IENE)に焦点を当て,その心理的ダメージから回復し,あたらな学びを得るための効果的な事故内省ならびに自己制御のメカニズムを解明することを目的としている。平成28年度においては,次の2点について研究を進め,成果を得た:1)IENEに対する「レジリエンス」を客観的な指標となりうる生理学的指標として前年度までに開発した脳波における1/fゆらぎの2回微分値を用い,レジリエンスの高い被験者と低い被験者とではどのような違いが見られるかについて検証した。具体的には,ストレス刺激として,ネガティブな感情を引き起こす対人やりとりの場面を聞かせ,その前,聞いているとき,聞いた後の値について比較した結果,低レジリエンスの被験者は前段階においてニュートラルよりも不快な心理生理学的な状態にあること,後段階においてもニュートラルな状態に回復しにくいことなどが明らかになった。2)学生を対象に,学生生活の中で生じた,IENE場面の後の長期的な心理的・行動的な変化について縦断的なインタビューを実施し,IENEから学び成長するプロセスを分析した。その結果,IENEから学ぶ2つのパタンが明らかになった。1つ目は,「未熟な自分」を客観視すると同時に,「世界に対する肯定的な認知(未知な世界が広がっていることに対する好奇心)」と「展望的自己感(これから成長できる自分に対する確信」を持ち,次なる行動へと駆り立てられていくパタンである。2つ目は,諸々の取り組みや生きる中での「他者の重要性」を実感し他者との関わり方に対する考え方や行動を変化させて成長するパタンである。微視的な1)と巨視的な2)のメカニズムの関連の解明は今後の課題である。平成28年度には,次の2点を重点的に行う。第1に,開発したツールと質問紙調査を組み合わせ,実験を追試して検証するとともに,個人差に応じた効果的な内省・制御方略を具体的に考案する。第2に,IENEを乗り越え,そこから学んでいる個人に焦点を当て,詳細なインタビュー調査等を実施して長期的なプロセスを解明する。さらにその結果を典型的なパタンとして整理し,支援策をまとめる。教育心理学及び調査依頼に必要と考えていたトナー・用紙類を既存のもので賄い購入の必要なかったこと,また,調査及び実験結果の分析が遅れたことにより,データ整理及び発表,次の実験で必要な機器等の購入が遅れたことにより,未使用額が生じた。未使用分については,次年度実施予定の調査及び実験的研究に使用する材料及び書籍購入に充てる予定である。
ベーシック・インカムの哲学的意義についての日独共同研究

日本でも既に経済学者や社会学者が問題としきたベーシック・インカム(以下BIと略記)(無条件基本所得)について哲学的な観点から先行研究者と共同研究を行ない、またドイツのBI研究者との研究交流のみならず実践的推進者とも意見交流を行ない、2014年1月にはドイツとスイスにおいて一般市民にも公開されたシンポジウムで研究代表者が講演を行い、国際的かつ社会的な成果を挙げた。BIの哲学的意義の解明に関しては、BIが人権を現実的に保障する制度であるともに民主主義社会の更なる発展を可能にする基礎であることを明らかにした。2012年8月2日に第二回ベーシック・インカム研究会を開催し、小沢修司氏(京都府立大学公共政策学部教授)が「ベーシック・インカムと日本の将来」という題目で報告を行い、BIという制度が従来の経済システムや社会保障制度に根本的な変革をもたらすこと、財政学的な観点からは現在の日本において十分導入可能であること、また同時に、BI制度が従来の福祉国家制度のすべてを代替するものではなく、したがって現物給付による社会サービスの提供と充実が必要であることが強調された。引き続き特定質問者・斉藤拓氏も含め参加で議論した。2012年9月14,15,16日にドイツのミュンヘンにおいて開催されたBIEN(ベーシック・インカム地球ネットワーク)の第14回世界大会に参加した。3日にわたる大会では、大会基調シンポジウムを始め61のワークショップが開催され、さまざまな視点から理論的および実践的なベーシック・インカムについての報告が行われた。別所は主にドイツにおけるベーシック・インカムの理論と実践についてのワークショップに出席し、報告者および参加者と有益な意見交換を行った。2012年2月に行ったドイツ出張の際に、聞き取り調査を行ったG.ヴェルナー氏からは大会数日前に出版された同氏編著の著書を献呈され、最新の議論状況についての情報提供を受けた。平成25年度は、日本国内に於いてBI研究会を3回開催し、その成果を平成26年1月22日と25日のドイツおよびスイスで行ったベーシック・インカムに関する日独シンポジウムに参加・報告し、ドイツおよびスイスの関係者との交流・協働関係を深めた。平成25年7月6日に同志社大学において山森亮および村上慎司と別所良美(研究代表者)が日独シンポジウムのための打ち合わせを行い、またBI市民団体が行っている「ベーシックインカムゲームをしよう!」企画に参加し、ベーシック・インカムを一般市民に伝える方法について知見を得た。7月11日には、名古屋哲学研究会の第3回ベーシックインカム研究会を開催し、村上慎司がBIと消費税に関する報告をおこなった。10月5日には、名古屋哲学研究会の第4回ベーシックインカム研究会において、別所良美、村上慎司、岩佐宣明、斉藤拓、須川咲子が報告を行ない、日独シンポジウムに向けた報告準備を行った。平成26年1月22日にはドイツ・アルフターのアラナス大学において、別所良美、山森亮、村上慎司、岩佐宣明、須川咲子がベーシック・インカム日独シンポジウムに参加し、また1月24日25日にはスイス・ベルンの市民公会堂フーバーホールにおいて市民参加の公開シンポジウム「ベーシック・インカムと民主主義」においても日本側参加者が報告した。この公開シンポジウムは、スイス憲法へのベーシック・インカム条項の明記を要求する憲法改正の国民投票要求運動が12万6千の有効署名をもって国会に平成25年10月4日に受理され、数年後にこれに関する国民投票が行われることになったことを契機として行われたものであり、ベーシック・インカムがドイツ、スイス、日本の民主主義の発展にどのような意義を持つかについての議論を深めるものであった。ベーシック・インカム(以下BIと略記)とは無条件基本所得であるが、その含意するところは広範かつ深く、人間にとっての「労働」の意義に関わるものであることが次第に明らかになった。研究代表者の文献研究を踏まえて、福山女子短期大学の安川悦子氏を訪れて(7月8日)、BIの「労働権」との関係について議論した。名古屋哲学研究会の例会(10月16日)においては、斉藤拓氏が「ベーシック・インカムの争点」、本研究代表者・別所が「ドイツにおけるベーシック・インカム」について報告し、議論した。さらに2012年2月10日から20日にかけてドイツを訪れ、島田信吾教授(デュッセルドルフ大学)、M.ケトナー教授(Witten/Herdecke大学)、S.リーバーマン氏(BI研究者)、そしてG.ベルナー(元Karlsruhe大学教授)と議論し、ドイツのBIをめぐる状況について多くの知識を得た。特にドイツにおけるBI論をリードするG.ベルナー教授との対話からは、BIが税制問題とかかわり、付加価値税と接合されたBIが人間労働の解放と経済の活性化につながるという重要な示唆を受け、また参照すべき文献についての情報もいただいた。

何よりも今回の訪独は、ドイツにおけるBI研究者やBI推進者と個人的なコンタクトを持ちえたことであり、ケルン市では「ベーシック・インカム市民運動ケルン」の代表メンバーと会談する機会を持ちえたことは、日本とドイツとのBIに関するネットワーク構築を目指すという本研究の目的に一歩近づいたと考えられる。今後、BIに関する理論的研究とともに、ドイツとの人的交流を深め、また拡げてゆきたい。平成26年度は、当初3か年計画であった本研究に関してやり残した諸点を完了し、研究の更なる発展のための準備も行った。すなわち(1)「BIボードゲーム」の改良についての研究会(25年度、2014年3月28日実施)の成果をもとに、ゲーム実施の際のより良い方法について検討し、ゲームの中でベーシック・インカムの本質を体験的に理解でき、また批判的思考を深めるかについて考察した。このさらに「BIボードゲーム」を広めるためにボードゲームセットを増刷した。これを今後、国内のみならずドイツやスイスの関係者に送り、ベーシック・インカムの普及に努めたい。(2)日独の比較研究の成果として明らかになったベーシック・インカムの民主的社会形成への意義を社会に広めるために、ドイツ・アラナス大学のリーバーマン教授を訪れ、彼の近刊の著作の翻訳あるいは抜粋翻訳を行い日本に紹介する計画について話し合った。このドイツ訪問においてデュッセルドルフ大学の島田信吾教授の主催する研究会において、カント哲学の「限界」概念が「持続可能な開発=SD」につながる可能性を報告し、ベーシック・インカムをSDおよびESD(持続可能な開発のための教育)に接続させる試みを行った。なお、研究代表者は平成26年度から新たな科研費「ベーシック・インカムとESDとの哲学的連関についての日独共同研究」を始めている。社会哲学ベーシック・インカムに関する「日独研究者のネットワーク構築」という点に関しては、国内での研究会、および特にドイツ・ミュンヘンで2012年9月に開催された第14回ベーシック・インカム・世界ネットワーク大会への参加を通して、ドイツの研究者・推進者に加え、諸外国の関係者との交流の機会を得ることができた。当初、ドイツの研究者を日本に招へいする予定であったが、ベーシック・インカム世界大会のドイツ開催のために予定研究者が多忙であったため、招へいが実現しなかった。これを踏まえてドイツのベーシック・インカム議論の現状についての報告を行うことを計画していたが、これにを実行することができなかった。平成26年1月にドイツとスイスで開催された日独およびスイスのベーシック・インカム研究者・推進者との国際シンポジウムへの参加によって、ベーシック・インカムの哲学的意義についての比較研究は「ベーシック・インカムと民主主義」という中心テーマに収れんしてゆき、また学術的および市民運動的な交流も深めることができ、本研究の目的をほぼ達成することができた。研究期間を当初計画より一年延長したのは、研究遂行における成果として作成した、一般市民にベーシック・インカムを理解してもらうための「BIボードゲーム」を、日独スイスの交流経験を踏まえてより完成度の高いものにすること、および日独シンポジウムの成果を更に発展させるための準備作業をおこなうためである。
超高速ホログラフィ専用計算機システムの研究

計算機合成ホログラムの計算アルゴリズムをハードウェア上で高速化するために、パイプライン方式を利用した回路設計を行った。これを30万ゲート規模のPLD (Programmable Logic Device)に組み込み、1チップで27並列の分散処理を可能にするホログラフィ計算専用チップを開発した。このチップと、画素間隔12μm、画素数800×600の高精細な反射型液晶ディスプレイ(LCD)を組み合わせて、ポータブルな電子ホログラフィ再生装置を試作した。同一基板上に、計算専用チップとホログラムの表示を行うLCDパネル、さらに再生のために必要な光学部品をすべて配置した。本システムはパーソナルコンピュータ(PC)と接続して使用する。PCから送られてくる物体データを基板上でホログラムに変換し、直接ホログラムの干渉縞をLCDに表示する。そこに参照光源としてLED光を照射して、三次元画像を再生する。PCとの通信にはUSB (Universal Serial Bus)を用いた。これにより、ノートパソコン等にも接続可能となり、汎用性を高めた。USBの制御回路も同一基板上に設計・実装した。上記基板は手配線によって試作したものであるが、ついで、これをプリント基板化した。上記試作ではLCD制御回路も計算チップ内に収めたが、プリント基板では実装面積に余裕が出るため、これを2チップに分割した。そのために、ホログラフィ計算専用チップ1個あたり39並列の演算が可能となった。また、上記試作機の動作周波数は33MHzであったが、プリント基板によって80MHzで動作することを確認した。今後はこのボードを複数用いた並列システムを構築する予定である。これを30万ゲート規模のPLD(Programmable Logic Device)に組み込んでホログラフィ計算専用チップを開発し、1チップで40並列の分散処理を可能にした。次いで、この専用計算チップに高精細な反射型液晶ディスプレイ(LCD)パネルを組み合わせて、ポータブルな電子ホログラフィ再生装置を試作した。使用したLCDパネルは画素間隔12μm、画素数800×600のものを用いた。計算機合成ホログラムの生成回路とLCD制御回路を1チップに収めて装置の規模を大幅に簡素化し、20cm×20cmの同一基板上に、計算専用チップとホログラムの表示を行うLCDパネル、さらに再生のために必要な光学部品をすべて配置した。本システムでは、データの流れはPCからLCDまで一方通行となり、通信負荷による問題は解消されている。また、PCとの通信にはUSB(Universal Serial Bus)を用いた。これにより、ノートパソコン等にも接続可能になり、汎用性を高めた。上記基板は手配線によって試作したものであるが、現在、これをプリント基板化しているところである。これを用いて、引き続いて高速動作・並列システムの検討を行う予定である。これを30万ゲート規模のPLD(Programmable Logic Device)に組み込み、1チップで27並列の分散処理を可能にするホログラフィ計算専用チップを開発した。

そこに参照光源としてLED光を照射して、三次元画像を再生する。PCとの通信にはUSB(Universal Serial Bus)を用いた。これにより、ノートパソコン等にも接続可能となり、汎用性を高めた。USBの制御回路も同一基板上に設計・実装した。上記基板は手配線によって試作したものであるが、ついで、これをプリント基板化した。上記試作ではLCD制御回路も計算チップ内に収めたが、プリント基板では実装面積に余裕が出るため、これを2チップに分割した。そのために、ホログラフィ計算専用チップ1個あたり39並列の演算が可能となった。また、上記試作機の動作周波数は33MHzであったが、プリント基板によって80MHzで動作することを確認した。
シロイヌナズナ野生株の遺伝的多様性を利用したアルミニウムシグナル伝達機構の解明

酸性土壌において、可溶化したアルミニウム(Al)は植物の生育を阻害する主要なストレス要因の一つである。植物は様々なAl耐性機構を獲得しており、これまでに複数のAl耐性遺伝子が同定されている。本研究では、シロイヌナズナ野生系統の遺伝的多様性を利用して、Al耐性遺伝子の発現量多型の原因となるプロモーター上のシス配列および転写因子などの上流遺伝子を同定することにより、Alストレスのシグナル伝達機構の全体像を明らかにすることを目的とした。約80系統のシロイヌナズナ野生系統を用いて、複数の既知Al耐性遺伝子の発現量を測定しゲノムワイド関連解析(GWAS)を行った。その結果、有機酸トランスポーターや酸化還元酵素などのいくつかの耐性遺伝子に関して、その発現量と高い関連を示すシスおよびトランス領域のSNPを検出した。また、近年公開されたシロイヌナズナ野生系統のゲノム及びトランスクリプトームデータを用いて、665系統に集団を拡大しAl耐性遺伝子の発現量のGWASを行った。その結果、80系統では顕著な関連SNPが検出できなかったいくつかの遺伝子に関しても著しく高い関連を示すSNPが検出できた。Al耐性遺伝子の一つであるクエン酸トランスポーターAtMATEの遺伝子発現量GWASから、AtMATE遺伝子座に発現量多型と高い関連を示すSNPが検出された。そこで、AtMATEプロモーターの系統間比較解析を行ったところ、AtMATE発現量が低いアクセッションにはプロモーター領域に約8kbのトランスポゾン配列の挿入が存在することが明らかとなった。また、プロモーター領域の多型の効果を除いたGWASにより、AtMATE発現量多型と関連する複数のトランス遺伝子を検出した。自身で測定したAl耐性遺伝子の発現量多型のデータに加え、665系統のパブリックなトランスクリプトームデータを利用することができるようになったため、少数のアクセッションではGWASで顕著な関連が検出できなかった遺伝子に関しても高い関連を示すSNPを検出することができた。それにともない、購入・評価する遺伝子破壊株の量が当初の予定より多くなったため、今年度に予定していたトランスクリプトーム解析は来年度に行うこととなった。重要なAl耐性遺伝子の一つであるAtMATEの遺伝子発現量多型を評価したところ、特定の遺伝的分集団で著しく低い発現量を示すアクセッションがみられた。そのため、Single-population GWASにより発現量多型の原因因子の特定を試みた結果、遺伝子発現量に大きく影響するプロモーターへのトランスポゾンの挿入を発見することに成功した。また、AtMATEに関しては、プロモーター多型の影響を除いたGWASから遺伝子発現量と関連するトランス遺伝子を複数検出した。それら遺伝子の中には、これまでの知見から有機酸トランスポーターの遺伝子発現量への関与が考えられる遺伝子が含まれており、AtMATE発現量の制御に関与している可能性が考えられた。昨年度中に、GWASにより検出したAl耐性遺伝子の発現量多型と関連するトランス遺伝子の破壊株を購入した。今年度は、それら破壊株を用いてAl耐性遺伝子の発現に対するトランス遺伝子の影響を評価する。そして、影響が大きい遺伝子を複数選抜して破壊株のトランスクリプトーム解析を行い、それら遺伝子の他の遺伝子の発現への影響を解析し、シグナル伝達経路を推定する。推定したシグナル伝達経路は、研究室が保有するシグナル伝達の阻害剤や変異体を用いて検証を行う。遺伝子発現量のGWASによりシス領域に高い関連が検出された遺伝子に関しては、毛状根でのレポーター遺伝子を用いた解析により系統間多型による遺伝子発現への影響を解析することで、遺伝子発現に関与するシス配列を同定する。以上の解析から得られた結果を統合し、Al耐性遺伝子の発現を制御するシグナル伝達経路の全体像およびそれに関与する遺伝子群を明らかにしたい。

それにともない、購入・評価する遺伝子破壊株の量が当初の予定より多くなったため、今年度に予定していたトランスクリプトーム解析は来年度に行うこととなった。重要なAl耐性遺伝子の一つであるAtMATEの遺伝子発現量多型を評価したところ、特定の遺伝的分集団で著しく低い発現量を示すアクセッションがみられた。そのため、Single-population GWASにより発現量多型の原因因子の特定を試みた結果、遺伝子発現量に大きく影響するプロモーターへのトランスポゾンの挿入を発見することに成功した。また、AtMATEに関しては、プロモーター多型の影響を除いたGWASから遺伝子発現量と関連するトランス遺伝子を複数検出した。それら遺伝子の中には、これまでの知見から有機酸トランスポーターの遺伝子発現量への関与が考えられる遺伝子が含まれており、AtMATE発現量の制御に関与している可能性が考えられた。昨年度中に、GWASにより検出したAl耐性遺伝子の発現量多型と関連するトランス遺伝子の破壊株を購入した。今年度は、それら破壊株を用いてAl耐性遺伝子の発現に対するトランス遺伝子の影響を評価する。そして、影響が大きい遺伝子を複数選抜して破壊株のトランスクリプトーム解析を行い、それら遺伝子の他の遺伝子の発現への影響を解析し、シグナル伝達経路を推定する。推定したシグナル伝達経路は、研究室が保有するシグナル伝達の阻害剤や変異体を用いて検証を行う。遺伝子発現量のGWASによりシス領域に高い関連が検出された遺伝子に関しては、毛状根でのレポーター遺伝子を用いた解析により系統間多型による遺伝子発現への影響を解析することで、遺伝子発現に関与するシス配列を同定する。以上の解析から得られた結果を統合し、Al耐性遺伝子の発現を制御するシグナル伝達経路の全体像およびそれに関与する遺伝子群を明らかにしたい。
加齢時の蛋白質エネルギー栄養障害における腸管免疫機能の解析と感染症予防法の開発

昨年度の本研究費報告書にて、蛋白質エネルギー栄養障害(Protein-energy malnutrition ; PEM)を実験的に誘導した若齢および老齢マウスにおける免疫機能および栄養状態の低下を報告した。さらに、老齢PEMモデルマウスにおいては乳酸菌摂取による免疫機能や栄養状態の増強効果が認められた。本年度は若齢マウス(6週齢)を用いて、乳酸菌(NCC533株)およびフラクトオリゴ糖(FOS)摂取が実験的PEMモデルマウスの腸管免疫系、栄養状態に与える影響を検討した。マウスに低蛋白食(5%蛋白食)を与えPEM状態を誘導し、対照としてコントロール群には20%蛋白食を与えた。さらに低蛋白食に乳酸菌またはFOSを単独で連続投与したプロバイオティクス(PRO)群、プレバイオティクス(PRE)群および乳酸菌とFOSを同時に連続投与したシンバイオティクス(SYN)群を設定した。低蛋白食を与えたすべての群で血清アルブミン、体重、糞抽出液IgAがコントロール群と比較し有意に低値を示したが、PRO、PRE、SYN投与の影響は認められなかった。小腸のHE染色による組織学的観察においては、低蛋白食群で形態学的な破壊傾向が観察された。また小腸の免疫染色においては、絨毛壁におけるIgAの発現頻度が低蛋白食により有意に低下していた。Secretor Componentにおいては免疫染色による発現に低蛋白食およびPRO、PRE、SYN投与の影響は認められなかった。以上の結果より、PEM状態では免疫機能、栄養状態の低下と同時に、小腸の組織学的弱化やIgA分泌低下が起こることが示された。また今回PEM状態におけるPRO、PRE、SYN投与の明らかな影響は認められなかったが、シンバイオティクスについては投与量や種類、組み合わせにより影響が異なることが推測され、今後さらなる検討が必要である。若齢(6週齢)および老齢(20ヶ月齢)C57BL/6nマウスに実験的に低蛋白食(5%蛋白食)を与え蛋白質エネルギー栄養障害(Protein-energy malnutrition;PEM)を誘導し、全身および腸管免疫系の変化を検討した。対照としてコントロール群には20%蛋白食を与えた。またジフテリアトキシン(DT)を腹腔内注射しDT抗原特異的免疫反応についても検討した。1、若齢マウスにおける検討:血清アルブミン、体重、糞抽出液中総IgA・DT特異的IgA、脾臓リンパ球増殖反応において低蛋白食群はコントロール群と比較し、有意に低値を示した。また腸上皮間リンパ球(Intra-epithelial lymphocyte:IEL)においてもCD8α^+/TCR_Yδ^+T細胞数の減少傾向が観察された。一方血清中の総IgA・DT特異的IgAでは、低蛋白食で有意に高値を示し、糞便抽出液中IgAとは逆相関が認められた。2、老齢マウスにおける検討:血清アルブミン、体重、糞抽出液中総IgA・DT特異的IgA、脾臓リンパ球増殖反応において、若齢マウス同様に低蛋白食群はコントロール群と比較し有意に低値を示した。しかし血清中の総IgA・DT特異的IgAでは、低蛋白食により有意に低値を示し若齢マウスとは異なる影響が観察された。また老齢マウスにおいては低蛋白食群とコントロール群の両群において、乳酸菌(NCC533株)摂取により糞抽出液中IgA値、脾臟リンパ球増殖反応が増強され、低蛋白食群においてのみ血清アルブミン、体重が増加された。以上の結果よりPEM状態による免疫機能低下における腸管免疫機能やリンパ球サブセット変化との関連性が示され、さらに加齢によりPEMによるIgA産生系への影響が異なる可能性が示唆された。また乳酸菌摂取がPEM状態における免疫機能を増強し感染症予防に有効である可能性が示された。

また今回PEM状態におけるPRO、PRE、SYN投与の明らかな影響は認められなかったが、シンバイオティクスについては投与量や種類、組み合わせにより影響が異なることが推測され、今後さらなる検討が必要である。
団塊世代のニーズに対応した将来の居住型サービス構築のための調査研究

高齢者の居住型サービスの将来像を考えるにあたっては、60代に達しつつある「団塊世代」の高齢化に伴い現在の高齢者施設では満たされない新たなニーズが生まれることが予想される。本研究では東京都在住在宅高齢者の居住型サービスに対する方向性についての調査を行って方向性の特徴を検討し、団塊世代の志向性と比較することを目的とした。調査対象として東京都A区における84の老人クラブから各10名の会員にアンケートへの協力を依頼し、「ケア付き住宅に対する志向性評価尺度」による方向性の評価を行った。その結果在宅高齢者がケア付き住宅に最も期待する機能は「安全・決適」で「コミュニティ機能」に対する期待度がそれに次き「自律性」に対する期待度が最も低いことが示された.前年度までに実施した団塊世代の調査結果と比較すると、東京都在住の団塊世代を対象とした調査では「自律性」に対する期待度が「コミュニティ機能」に対する期待度を大きく上回っており,居住型サービスでの生活において団塊世代はプライバシーを重視し個人の生活を楽しむ意向が強く在宅高齢者は居住者同士の人間関係を重視する傾向があるという意識の違いが明らかになった.一方で地方在住団塊世代では本調査結果と似通った志向性を示しており,居住型サービスに対する志向性に関しては世代間および地域間のいずれにおいても意識の違いが大きいことが示された.介護の担い手や要介護期の生活の場所に対する意識は介護保険の導入後急激に変化しており,こうした過渡期における意識の変化は地方都市よりも大都市,高齢者よりも団塊世代において先行することが一般的と考えられる.したがって東京都在住団塊世代の意識が将来的な意識の変化に最も近いものと解釈できることから,今後の居住型サービスにおいては居住者が個人としての生活が楽しめる水準の自律性の確保が重要な課題であることが示された.高齢者の居住型サービスの将来像を考えるにあたっては、60代に達しつつある「団塊世代」の高齢化に伴い現在の高齢者施設では満たされない新たなニーズが生まれることが予想される。その結果在宅高齢者がケア付き住宅に最も期待する機能は「安全・決適」で「コミュニティ機能」に対する期待度がそれに次き「自律性」に対する期待度が最も低いことが示された.前年度までに実施した団塊世代の調査結果と比較すると、東京都在住の団塊世代を対象とした調査では「自律性」に対する期待度が「コミュニティ機能」に対する期待度を大きく上回っており,居住型サービスでの生活において団塊世代はプライバシーを重視し個人の生活を楽しむ意向が強く在宅高齢者は居住者同士の人間関係を重視する傾向があるという意識の違いが明らかになった.一方で地方在住団塊世代では本調査結果と似通った志向性を示しており,居住型サービスに対する志向性に関しては世代間および地域間のいずれにおいても意識の違いが大きいことが示された.介護の担い手や要介護期の生活の場所に対する意識は介護保険の導入後急激に変化しており,こうした過渡期における意識の変化は地方都市よりも大都市,高齢者よりも団塊世代において先行することが一般的と考えられる.したがって東京都在住団塊世代の意識が将来的な意識の変化に最も近いものと解釈できることから,今後の居住型サービスにおいては居住者が個人としての生活が楽しめる水準の自律性の確保が重要な課題であることが示された.
インビボイメージングを利用した癌転移と微小環境におけるシグナリングの解析

本研究ではがん転移におけるがん細胞と間質細胞のTGF-β/BMPシグナル伝達をin vivoで検出するツールを開発し、がん転移過程におけるTGF-β/BMPシグナル伝達を統合的に理解することを目的として研究をおこなう。具体的には、(1)がんの転移における腫瘍細胞のTGF-β/BMPシグナルのin vivoイメージングと(2)がん微小環境(間質細胞)のTGF-β/BMPシグナルin vivoイメージングの2つのプロジェクトを中心に研究を推進する。本年度は、実際にがん細胞のTGF-β/BMPシグナルのin vivoイメージングをおこなった。まず、1)TGF-β応答性9xCAGA-LucまたはBMP応答性BRE-Lucを導入したヒト乳癌細胞株MDA-MB-231を用いて、細胞内シグナルのイメージングに最適な条件をin vitroで検討した。2)次に、実際にヒト乳癌細胞株細胞株をマウスに左心室に移植し、生きているマウスで骨転移しているがん細胞のTGF-βとBMPのシグナルを観察した。するとがん細胞が骨転移した直後に細胞内で強いTGF-βとBMPのシグナル伝達が観察された。3)さらに、TGF-βシグナル阻害剤投与が乳がん骨転移を抑制することを明らかにし、BMPシグナル抑制因子遺伝子導入がTGF-βシグナル抑制因子遺伝子導入と協調的にヒト乳がん細胞株MDA-MB-231の骨転移を抑制できることをインビボで明らかにした。本研究では癌の転移における癌細胞と間質細胞のTGF-β/BMPシグナル伝達をin vivoで検出するツールを開発するために、(1)癌の転移における腫瘍細胞のTGF-β/BMPシグナルのin vivoイメージングと(2)微小環境(間質細胞)のTGF-β/ BMPシグナルin vivoイメージングの2つのプロジェクトを中心に研究を推進した。平成18年度には、まずTGF-β/BMPシグナルのin vivoイメージングのための細胞の準備をおこない、プロモータールシフェラーゼを組み込んだレンチウイルスベクターを作製した。プロモータールシフェラーゼとしてとしてTGF-β応答性9xCAGA-LucとBMP応答性BRE-Lucを用いた。次に、これらプロモータールシフェラーゼ遺伝子をヒト乳癌細胞株MDA-MB-231の亜株MDA-D細胞に導入した。さらにMDA-D細胞をヌードマウスに心注する骨転移モデルにおいて、in vivoで骨に転移した癌細胞でTGF-βシグナルが増強することを経時的に観察することに成功した。当初遺伝子導入を考えていたマウス乳癌細胞株471とJygMC(A)については、レンチウイルスによる遺伝子導入効率が悪いことが判ったので、次年度遺伝子導入の工夫を検討することにした。次に微小環境(間質細胞)のTGF-β/BMPシグナルin vivoイメージングをおこなうために、プロモータールシフェラーゼを組み込んだトランスジェニックマウスの作製の準備をおこなった。マウスでのレポーター遺伝子の発現についてはコピー数が少ないため、蛍光に工夫を施し、通常の10倍以上の感度の蛍光蛋白を作成することに成功した。
抗腫瘍活性を高めるエフェクター細胞および樹状細胞の選択的増幅法の開発

1.抗体/受容体キメラを用いた遺伝子導入細胞の選択的増幅法の開発本研究ではまず、培養細胞レベルで抗体/受容体キメラを用いた目的遺伝子導入細胞の選択的増幅法を確立することを目指した。エリスロポエチン受容体(EpoR)のリガンド結合ドメインを抗ニワトリ卵白リゾチーム(HEL)抗体HyHEL-10の可変領域VHまたはVLに置換し、細胞内ドメインをIL-6受容体β鎖であるgp130に置換したキメラ受容体(それぞれHg、Lg)発現ベクターを作製した。さらに、目的遺伝子のモデルとして緑色蛍光タンパク質EGFPを選び、Lgの下流に内部リボソーム結合部位(IRES)配列を介して連結した(LgIGFP)。EGFP陽性細胞をHELの添加によって選択的に増幅できるかどうかを検証するために、IL-3依存性血球細胞であるBa/F3に対しレトロウイルスを用いてHgとLgIGFPの同時導入を行った。67日後、IL-3を洗浄除去し、HELまたはIL-3添加培地中で選択した。選択前後におけるEGFPの発現量および陽性率をFACSによって比較した結果、選択前のEGFP陽性率は1%程度であったが、HEL添加培地中で増殖が見られ、選択後のEGFP陽性率はほぼ100%であった。それに対し、IL-3添加培地中で培養した場合は選択前の陽性率とほぼ同等であったことから、キメラ受容体由来の増殖シグナルにより遺伝子導入細胞が選択的に増幅されたと考えられる。2.遺伝子導入樹状細胞の選択的増幅目的遺伝子とキメラ受容体を確実に同時発現させるために、Hg, LgおよびEGFPをIRESを介してタンデムに連結したレトロウィルスベクター(pMX-Hg-I-Lg-I-EGFP)を作製した。このベクターをまずBa/F3細胞に導入した結果、EGFPの発現が見られ、またHEL濃度依存的に増殖したことから、このベクターが正しく機能することが確認された。次に、マウス骨髄から樹状前駆細胞を得て、IL-6,sIL-6Rα,SCFを併用添加して培養したところ、前駆細胞を未分化状態のまま増殖維持できることが分かった。そこで、樹状前駆細胞にpMX-Hg-I-Lg-I-EGFPをレトロウイルスにより導入したところ、導入効率は1.1%と低かったものの導入できることが分かった。現在、遺伝子導入樹状前駆細胞をHELとSCFを併用添加した培地中で選択しており、経時的にEGFP陽性細胞率をFACSで測定し、本手法を用いた選択的増幅の実現可能性について検証中である。
肺表面活性物質リン脂質とアポ蛋白の生合成機構, アンセンブリーおよび代謝調節

肺表面活性物質(サーファクタント)の80%以上はジパルミトイル・ホスファチジルコリン,ホスファチジルグリセロール(PG)を主とするリン脂質であるが,約10%は「アポ蛋白」で,リン脂質-蛋白質複合体を形成する.本研究は,肺サーファクタントのリン脂質とアポ蛋白の代謝及びその調節機構の解明を目的として遂行された.昭和61, 62年度の研究実績を以下に要約し,本研究で得られた新知見と共に今後の問題点を列記する.1.サーファクタント・アポ蛋白の構造,機能,代謝に関する検討主たるアポ蛋白sp36の生合成,細胞内プロセッシングの機構を明らかにした. mRNAからの初期生成物は30kD蛋白で,これにミクロソームで糖鎖が結合して37kD糖蛋白となり,ラメラ封入体への転送過程中で34kD糖蛋白へ加工されてサーファクタントへ出現するという代謝様式をもつことを示した.このアポ蛋白sp36の界面活性発現における役割を検討し, sp36は界面活性発現促進因子ではなく,サーファクタントの構築およびその代謝調節に主たる機能をもつことを示唆した.ついで微量アポ蛋白ではあるが,界面活性発現促進因子として機能する6kDヒトアポ蛋白(sp6)を分離してその一次構造を決定,脂質結合ドメイン,抗原決定部位を同定した.サーファクタント代謝におけるsp6の役割およびsp36とsp6の相互作用の解明が今後の課題である.2.サーファクタント・リン脂質,特に酸性リン脂質代謝に関する検討サーファクタント特異リン脂質のPGに代って,胎生期では同じ前駆体から合成されるホスファチジルイノシトール(PI)が主たる酸性リン脂質となる.この時, PGとPIの分子種は明らかに異なっており,両リン脂質は異なったCDP-DG分子種プールからサーファクタントへもたらされることが示された.このPG,PI分子種特異性の撰別におけるアポ蛋白関与の解析は今後の課題である.肺表面活性物質(サーファクタント)の80%以上はジパルミトイル・ホスファチジルコリン,ホスファチジルグリセロール(PG)を主とするリン脂質であるが,約10%は「アポ蛋白」で,リン脂質-蛋白質複合体を形成する.本研究は,肺サーファクタントのリン脂質とアポ蛋白の代謝及びその調節機構の解明を目的として遂行された.昭和61, 62年度の研究実績を以下に要約し,本研究で得られた新知見と共に今後の問題点を列記する.1.サーファクタント・アポ蛋白の構造,機能,代謝に関する検討主たるアポ蛋白sp36の生合成,細胞内プロセッシングの機構を明らかにした. mRNAからの初期生成物は30kD蛋白で,これにミクロソームで糖鎖が結合して37kD糖蛋白となり,ラメラ封入体への転送過程中で34kD糖蛋白へ加工されてサーファクタントへ出現するという代謝様式をもつことを示した.このアポ蛋白sp36の界面活性発現における役割を検討し, sp36は界面活性発現促進因子ではなく,サーファクタントの構築およびその代謝調節に主たる機能をもつことを示唆した.ついで微量アポ蛋白ではあるが,界面活性発現促進因子として機能する6kDヒトアポ蛋白(sp6)を分離してその一次構造を決定,脂質結合ドメイン,抗原決定部位を同定した.サーファクタント代謝におけるsp6の役割およびsp36とsp6の相互作用の解明が今後の課題である.2.サーファクタント・リン脂質,特に酸性リン脂質代謝に関する検討サーファクタント特異リン脂質のPGに代って,胎生期では同じ前駆体から合成されるホスファチジルイノシトール(PI)が主たる酸性リン脂質となる.この時, PGとPIの分子種は明らかに異なっており,両リン脂質は異なったCDP-DG分子種プールからサーファクタントへもたらされることが示された.このPG,PI分子種特異性の撰別におけるアポ蛋白関与の解析は今後の課題である.肺表面活性物質の約90%はジパルミトイル・レシチン,ホスファチジルグリセロール(PG)を主成分とするリン脂質であるが、その約10%は30-40KDa糖蛋白を中心とする蛋白質で、肺表面活性物質・「アポ蛋白」と呼ばれる。この特異蛋白質の性状を明らかとし、リン脂質とのアッセンブリーと活性発現に至る過程を解析するのが本研究の目的である。昭和61年度の研究計画はほぼ円滑に遂行された。新たに得られた知見は以下の通りである。1.「アポ蛋白」の37KDa,34KDa糖蛋白質の局在が異なることを明らかにした。つまり37KDa蛋白は小胞体に、34KDa蛋白はラメラ封入体に局在する。mRNAから生成されるprimary蛋白は30KDaであり、小胞体でこれに糖鎖がN-グリコシド結合して37KDa蛋白となる。ついでラメラ封入体へ移送の過程で細胞内プロセッシングをうけ34KDa蛋白となって肺胞腔へ分泌される。小胞体で糖鎖結合後、特異リン脂質とアッセンブリーする機構の解析は今後の課題である。2.ラメラ封入体の主たる「アポ蛋白」は34KDa糖蛋白であるが、この他に糖蛋白ではない34KDa蛋白(PIが異なる)が認められた。この蛋白質は小胞体にも認められ、肺表面活性物質関連蛋白の一つと考えられた。3.有機溶媒抽出画分に、脂質とともに抽出される疎水性の極めて高い新たな「アポ蛋白」が分離された。

還元条件下のSDS-PAGEで分子量は6,000、非還元条件下では14,000、20,000であった。この6KDa蛋白の肺胞【II】型細胞への局在性及び表面活性発現への関与を明らかとした。4.周産期肺表面活性物質の動態をリン脂質分子種に着目して検索、酸性リン脂質のPGとホスファチジルイノシトール(PI)は異なったCDP-DGプールから肺表面活性物質画分へもたらされることを示し得た。