hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
３Ｄモデルで解明する管状組織の捻じれを生み出す細胞動態

後腸上皮細胞のF-アクチンの機能に何らかのキラリティがあると予測しているが、これまでの研究では、これを検出することはできていない。上皮細胞で機械的力を発生しているMyosin IIの動態にキラリティがあると予測し、スピニングディスク顕微鏡を用いて、Myosin II-GFPの動きをex vivoでライブ観察する。Myosin II-GFPの動態をコンピュータ解析することで、Myosin II-GFPが渦巻き運動する可能性を検討する。ショウジョウバエの後腸(単層円柱上皮からなる管)は左ネジ捻転して左右非対称化するが、この現象は、左右非対称性形成の既知の機構では説明できない。後腸上皮の頂端面を二次元モデルで扱ったこれまでの研究では、上皮細胞がこの捻転を誘発する機構は不明であった。この問題解決の糸口は、三次元(3D)モデル後腸での捻転のシミュレーションから得られた。三次元モデル後腸の捻転が、個々の3D細胞の頂端面と基底面の間の「ねじれ」と連動することが計算で示された。さらに、現実の胚後腸の上皮細胞でも、細胞の頂端面と基底面の間のねじれを観察することができた。つまり、細胞がキラリティ(細胞キラリティ)を示していることがわかった。しかし、細胞のねじれが形成され、それが後腸の捻転に変換されていく、ねじれによる後腸捻転の大部分の機構は不明である。本研究計画では、これまでの遺伝学的手法に加えて、in vivo 3Dライブイメージングと3Dシミュレーションを併用することで、後腸の左ネジ捻転を誘発する細胞レベル、分子レベルの機構を理解することを目的とする。この目的を達成するために、平成27年度において次の(1)、(2)の研究を実施し、それぞれで述べた成果を得た。(1)後腸上皮細胞のねじれを定量的に解析する3Dシミュレーションを構築するための基礎データを取得するために、野生型胚の後腸上皮の3Dイメージをもとにして、後腸上皮細胞のねじれを定量的に解析する方法を検討した。その結果、後腸上皮細胞のねじれを、再現性よく検出する方法を確立することができた。(2) 3D後腸上皮コンピュータ・モデルにおいて個々のモデル上皮細胞のねじれを再現する3D後腸コンピュータ・モデルにおいて、モデル上皮細胞にねじれを導入する条件を検討した結果、頂端面と基底面を結ぶ「辺」(多角柱の側面の辺)の長さを大きくすることが有効であると予測できた。後腸の捻転が誘発される機構を理解するために、3Dモデル後腸で捻転を再現し、それに必要な上皮細胞の挙動の予測を試みた。その結果、後腸の捻転は、円柱上皮細胞のねじれとして検出される細胞キラリティによって起こっている可能性が示唆された。平成27年度の研究では、次の(1)、(2)の研究を実施し、それぞれでほぼ計画どおりの成果が得られた。その判断の根拠を以下に示す。(1)後腸上皮細胞のねじれを定量的に解析する固定した胚の後腸上皮の3Dイメージをもとにして、後腸上皮細胞のねじれを、再現性よく検出する方法を確立することができた。後腸上皮細胞の頂端面は抗E-cadherin抗体、側面と基底面は抗Discs large抗体を用いた染色によって可視化することで、明瞭な3Dイメージを取得することが可能となった。また、後腸上皮細胞のねじれを検出するには、細胞を、その頂底軸に垂直な方向から観察して、細胞全体の3Dイメージを取得する必要がある。共同研究者が開発した画像解析ソフトを応用することで、3Dイメージの垂直方向からのずれを補正することに成功した。これにより、後腸上皮の3Dイメージをタイムラプス撮影し、細胞のねじれの時間的変化を解析することが可能になる。
繊毛運動の三次元計測による軸糸内腕ダイニンの繊毛波形調節機構の解明

繊毛運動の駆動におけるダイニンの機能を定量するため、テトラヒメナ一繊毛の運動を可視化、計測できる実験系の開発、計測、及び軸糸ダイニンの一部を欠損したテトラヒメナの作製を行った。まずテトラヒメナ細胞表面をビオチン修飾し、これにアビジンで修飾した蛍光ビーズを付加することで繊毛を計測するプローブとした。次にこのテトラヒメナの繊毛運動を計測するため、マイクロピペット、マニピュレーター、及びインジェクターを用いた実験系を構築し、適当な陰圧により溶液を吸引することでマイクロピペット先端に生きたテトラヒメナを固定した。このテトラヒメナについて、繊毛表面に付加された蛍光ビーズの運動を三次元位置検出光学系を用いて計測することで、繊毛一本の運動を計測することができた。これにより、従来は往復運動をしていると考えられていた繊毛運動が、回転運動であることが明らかになった。現在、計測数を増やすことで繊毛運動の速度や波形の解析を進めている。また軸糸ダイニンの一部を欠損したテトラヒメナを作製した。これには、内在のダイニン遺伝子配列と組み替わり薬剤耐性遺伝子を挿入する遺伝子断片を金粒子に付加し、遺伝子銃によりテトラヒメナに打ち込む方法を用いた。テトラヒメナは大核中に同じ遺伝子を複数コピー持ち、この段階では内在性の遺伝子配列が残っているため、薬剤濃度を上げながら継代することで全てのコピーが組み換えられた変異体を選別する作業を現在おこなっている。これが終わり次第、上記の実験系を用いて軸糸ダイニンの欠損が繊毛運動に与える影響を解析する計画である。27年度が最終年度であるため、記入しない。繊毛運動の3次元計測のための土台として、外腕ダイニンのin vitroでの運動の3次元計測を行った。これにより、本研究に用いる計測系において、30 nm程度の量子ドットに対して30 frame毎秒の速度、数nmの精度での三次元位置定量が行えることが実証された。また繊毛の運動計測のために必要であるテトラヒメナの固定条件について検討した。テトラヒメナ表面のビオチン化により、ストレプトアビジンを介してガラス面にテトラヒメナを固定する計画だったが、この方法では繊毛がビオチン化されガラス面に固定されてしまうため、繊毛自体の運動により細胞が動いてしまい安定した固定が難しかった。そこでテトラヒメナの固定にはマイクロインジェクター及びマニュピレーター(IM-HI及びMHW-3,ナリシゲ)を用いることとした。これによりテトラヒメナをマイクロインジェクターの先端に装着したマイクロピペットにより吸着し、薬剤などを用いずに視野中に固定した状態で観察が可能となった。このような実験系において軸糸ダイニンが繊毛の運動へ与える影響を調べるため、テトラヒメナの形質転換体を作製した。当初の実験計画では、繊毛運動の波形の調節に寄与するとされる内腕ダイニンを対象としていたが、テトラヒメナにおいては内腕ダイニンの各遺伝子が繊毛上でどのような配置になっているのかが不明なこと、各内腕ダイニン個別の運動特性がin vitroでもあまり調べられていないことなどから、外腕ダイニンを対象とすることとした。相同組換えにより外腕ダイニンのβ重鎖にGFPを付加した変異体を作製した。この株について、現時点でGFPが繊毛に発現し発色していることを確認した。また、同様にして外腕ダイニンの3頭構造のうちのβ頭部のストーク及び微小管結合ドメインをGFPに置換した形質転換体を作製した。か本研究の重要点は繊毛運動を高精度で3次元計測する実験系を構築すること、及びテトラヒメナの遺伝子改変技術による特定の軸糸ダイニンの欠損が繊毛運動に与える影響の定量であるが、2つの点について大きな進展が見られた。

3次元計測については、より高精度が必要となるin vitroでのダイニン運動を計測する系で光学系の精度が実証され、観察対象のテトラヒメナを固定する方法も定まったため、よりスケールの大きい繊毛運動の計測への応用が確実となった。また軸糸ダイニンの形質転換については新規技術の習得が必要となるため難易度が高いと予想されたが、繊毛上で変異を導入したGFPによる蛍光が観察されているため、順調に進んでいると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。構成した3次元間位置検出光学系を用いて繊毛運動の3次元観察を行い、波形、振動速度などの情報を得る事を目指す。繊毛運動の計測は繊毛に付着させた蛍光ビーズを介して行うが、ビーズの径や付加する個数が運動に対して影響する可能性があるため条件検討を行いながら慎重に進める。また遺伝子改変によって3頭構造を持つ外腕ダイニンのうち1つの頭部を欠損した変異体が得られたため、野生型のテトラヒメナの繊毛運動とこの変異体の運動を比較することで、この欠損した頭部が繊毛運動に与える影響を定量する。
日本仏教史におけるジェンダーの研究(真宗教団における「坊守」を中心として)

報告書の論旨は次の通りである。親鸞の宗教活動の結果に形成した真宗教団は夫と妻を宗教的環鎖とする一種のジェンダー教団であった。特に、真宗の坊守は、男性の「坊主」が「肉食・妻帯」であったのと同様に、「坊守」がいわば「肉食・夫帯」の宗教活動家であるということである。この点は、真宗教義の特色である「無戒名字の比丘・比丘尼」という視点から検討することとなった。実際に、夫了源の没後に後家尼として仏光寺教団を率いた了明尼、親鸞の末娘として、はじめ日野広綱、没後は小野宮禅念の二夫に嫁ぎ日野一流の寺院として大谷本廟を創建した覚信尼の例を検討した。検討の事例とした本願寺の場合は、「藤原・日野・大谷」とその血統を主張するという本願寺宗主家を家族論的に検討することを試みた。次いで、末寺レベルでも娘・後家が寺院経営を行った三河上宮寺の事例を検討した。本年度は、とくに夫を欠いた「坊守」が教団・寺院経営に関わった事例を、僧の「いえ」による寺院・教団の護持という視点から検討した。また、その際に教学レベルの問題として、親鸞が「教行信証」化身土巻で主張した「無戒・名字」の比丘・比丘尼論の歴史的展開を仏光寺教団が作成した「絵系図」を使用して分析した。さらに、坊守が本願寺教団に内在化する淵源として蓮如教団を検討し、坊主衆の妻を「内方(ナイホウ)」と呼称し、「坊守」という呼称が持っていた専門的宗教者としての属性を殺いでいった。また、蓮如は女性の真宗における役割を被救済者に限定してとらえ、女性劣機・変成男子説を骨子とする説法を一紙法語である「御文」で宣布した。以上の5点に、真宗の「坊守」をキイ・ワードとして、日本仏教史におけるジェンダー形成について分析を加えた。日本仏教史におけるジェンダー研究の基礎研究として.本年度はワンダーランドとして.備後山南光照寺文書(広島県沼隅町)ならびに.豊後大分尊想寺(大分市)の所蔵史料の調査,分析を行った.調査方法としての特色はデジタルカメラ.およびP.Cを利用し数多い史料から女性と仏教関連(とした「坊守」)の史料を抽出するという手間のかかる作業.特に費用面の軽減がはかられ.今後,特定のテーマに関しての史料調査を.当初から調査時に限定しなければならない問題点を克服しデジタル画像に取り込んだ後に.研究室で判断するという利点を獲得した.この点は,技術系高専において理科系研究者の支援を受けたことが大きいといえ.今後に,学際化の実際的なあり方として特筆する必要があると考える。現在のところ入手したデータの処理を中心に共同研究をすすめているが.倡学・仏教学・歴史学という関連領域から仏教におけるジェンダー分析に接近している意味は大きい。初年度は当面に史料調査が主であったが.次年度は収集史料と税収的に活用した研究に資することができると考えている。また,研究代表者である松尾一(ペンネーム遠藤一)は真宗派近畿連区「坊守会」において記念講理の機会を与えられ.坊守問題の資料の提供と明石書店より仏教とジェンダーを出版する成果に恵まれ.産・学・民連接の一歩ともなったことを日本仏教史におけるジェンダーを真宗教団の坊守が考える作業として、本年度は仏光幸教団が作成した絵系図と本願寺蓮如の伝道文書である「御文」を分析した。

とくに、絵系図は、山南光照寺本、宝田院本を詳細に原本調査を行い、従来学会で紹介されている写真版よりも、原本のえがかれた男女の筆づかいに個人差がみられ、性差もはっきりしていることを確認した。また、蓮如が「御文」については、戦団前期の写本である荒尾道栄本、下間蓮崇本、超膳幸本等を、本願寺史料研究所(京都市、浄土真宗、本願寺派)の協力のもとに写真版を入手することができた。「御文」については、テキストの問題を基礎研究として行った上で、蓮如の「女人径佛」論としての特色を「坊守」から「内方」への性格変化の中に教説の展開がなされていることを確認し、一部研究成果を発表した。また同時に教団内における<僧の仕>形成・分析が必要であると説読し、本願寺における「内僧」の形成関係史料の収集を行うこととした。また同時に女性(ジェンダー)と仏教を扱うためには。真宗史料からの抽出が必要であるため、すみやかにかつ確実な方法としては、データベース化が必要であるから、その作業にも着手した。およそ、2万点の資料カードの入力作業を開始し、次年度にはデータベース作成の作業を本格化させる準備を行った。日本仏教史におけるジェンダーの問題を、真宗教団の「坊守」制度の特質から明らかにするため、本年度は、これまでに収集した史料群の読解と分析を開始した。とくに関連史料のデータベース化のための準備をはめた。真宗教団には尼寺が存在しないため、真宗以外では尼寺・尼僧の寺名・僧名を基本にデータベースを作成するが、真宗の「坊守」は、多くが在俗の姿で寺院・教団経営に関与したため、尼名をなのるのは後家尼か臨終出家が多い。このためデータベース作成においても、この点への留意が必要となり、キイワード入力前の検討が大切なことが判明した。「坊守」制度を生み出した真宗教団の宗教的属性の問題にも検討の必要が生じてきた。真宗の坊守が、男性の「坊主」が「肉食・妻帯」であったのと同様に、「坊守」がいわば「肉食・夫帯」の宗教活動家であるということである。この点は、真宗教義の特色である「無戒名字の比丘・比丘尼」という視点から検討することとなった。実際に、夫了源の没後に後家尼として仏光寺教団を率いた了明尼、親鴛の末娘として、はじめ日野広綱、没後は小野宮禅念の二夫に嫁ぎ日野一流の寺院として大谷本廟を創建した覚信尼の例を検討した。次いで、末寺レベルでも娘・後家が寺院経営を行った三河上宮寺の事例を検討した。本年度は、とくに夫を欠いた「坊守」が教団・寺院経営に関わった事例を、僧の「いえ」による寺院・教団の護持という視点から検討した。また、その際に教学レベルの問題として、親鷺が「教行信証」化身土巻で主張した「無戒・名字」の比丘・比丘尼論の歴史的展開を仏光寺教団が作成した「絵系図」を使用して分析した。次年度は、これまでの真宗教団の「坊守」に関する調査・研究を基礎として「日本仏教におけるジェンダー」研究の成果とする報告書とする次第である。本研究は、日本仏教史におけるジェンダー形成に関わるの諸問題を、真宗教団の「坊守」制度の特質から明らかにすることを主目的として行われた。本研究の最終年度の本年度は、これまでに収集した史料群の読解に基づき、共同研究者との討議を踏まえて代表者である松尾を中心に報告書作成が行われた。報告書の論旨は次の通りである。親鸞の宗教活動の結果に形成した真宗教団は夫と妻を宗教的環鎖とする一種のジェンダー教団であった。特に、真宗の坊守は、男性の「坊主」が「肉食・妻帯」であったのと同様に、「坊守」がいわば「肉食・夫帯」の宗教活動家であるということである。
アフィンファイブレーションの研究

可換ネーター正規環R上、余次元1のファイバー環がすべて1変数多項式環であるような忠実平坦R-代数Aについて考察し、Aの構造を解明するとともに、その応用を与えた。関連して、R上1変数多項式環のネーター部分環Aについて考察し、R上有限生成でないネーター部分環の具体例をさまざま構成するとともに、AがR上有限生成であるための条件を求めた。今年度の目標はネーター正規環R上のcodimension-one A^1-fibrationの構造を明らかにすることであったが、より一般に、Krull環R上のcodimension-one A^1-fibration Aに対して、その構造を解明することに成功した。まず、半忠実平坦(semi-faithfully flat)という概念を導入し、AがR上半忠実平坦な場合、Aの部分環の族{A_r}であって、各A_rは記号的Rees環であるようなものが存在し、Aはその直極限になるということを示した上で、さらにA自身があるΓに対してA_rと一致するための条件を求めた。また、応用として、Aが忠実平坦な場合に得られていた従来の結果が、すべてこの定理の系として導けることも示した。次いで、codimension-one A^1-fibration Aに対し、Rの高さ1の素イデアル全体の集合を定義域とする非負整数値関数e(power functionと呼ぶ)およびeに付随するフィルター環と名付けるある種の逆極限で得られる環R(e)が存在することを示して、AはeとR(e)の要素bで完全に決定できることを示した。Rが局所環のときは、R(e)はRの完備化と密接に関連する。この事実を利用して、Rが完備ネーター局所環の揚合、AからRへのretractが存在することを示した。また、Rが完備局所環でないときは、Rが体上のアフィン正規環の局所化で得られるような相当条件の良い場合であっても、必ずしもAからRへのretractは存在しないことを実例で示した。さらに、局所べき零導分との関係も明らかになってきたが、その解明を現在継続中である。今年度は、まず、ネーター正規環R上の多項式環の部分環AがR上有限生成であるためのファイバー条件を求めよ、という問題について研究を行い、次のような定理を得た。定理1離散付値環Rについて、Rの剰余体kの代数閉包はk上代数的とする。このとき、R上1変数多項式環R[X]のネーター部分環Aに対し、AのR上の特殊ファイバーは常にk上有限生成である。さらに、Rが完備なら、A自身がR上有限生成である。定理2ネーター局所一意分解整域整RとR[X]のネーター部分環Aについて、次の条件が成り立つとする:(条件)pがRの素イデアルなら、pAはAの素イデアルである。このとき、AはR上有限生成であり、さらに、Rの可逆イデアルIが存在して、Aの整閉包はR上Iの対称代数R[It]と同型である。以上の結果に関連して、条件をゆるめた場合、これらの定理が成り立たなくなることを示す様々な例を構成した。次いで、Krull環R上のcodimension-one A^1-fibrationについても考察し、前年度に得た結果をさらに拡張することに成功した。さらに、応用として次の定理を得た。定理3標数0のKrull環RとR[X,Y]の非自明局所巾零R-導分Dについて、Dの定数環Aをとすれば、Rの因子的イデアルJが存在して、AはR上Jの記号的Rees環と同型になる。ただし、Rは体ではないとする。
早産・低体重児出産のリスク低減に向けた原因因子の解明に関する包括的アプローチ

本研究は、口腔内環境が関連する早産・低体重児出産のリスク因子の低減のため、その原因因子としての病源因子、宿主因子の解析を行うことで、口腔内環境の改善が出産のリスクの低減に及ぼす可能性を明らかにすることである。今年度の、in vivo研究では、BALB/cマウスを妊娠させ、妊娠前期である妊娠8ー10日目の3回、あるいは妊娠後期である妊娠13ー15日目に1回から3回、Porphyromonas gingivalisを107CFU 0.1mL日静脈から投与し、出産に与える影響を検討した。妊娠初期のPorphyromonas gingivalis感染は、コントロール、と比較して、胎盤、卵膜共に、IL-1b, IL-6, TNF-a, IL-8の遺伝子発現が有意に高かった。これらのことにより、Porphyromonas gingivalis感染は、妊娠後期より妊娠初期に影響を及ぼしやすいことが明らかになった。しかしながら、BALB/cマウスの妊娠確立が低く、約20%しか妊娠マウスを得ることができなかったため、マウスの系統を変更した。ICRマウスでは、100%に近い、妊娠マウスを得ることができた。本研究は、口腔内環境が関連する早産・低体重児出産のリスク因子の低減のため、その原因因子としての病原因子、宿主因子の解析を行うことで、口腔内環境の改善が出産のリスクの低減に及ぼす可能性を明らかにすることである。昨年度の結果から今年度は、ICRマウスを用い解析を行った。Porphyromona gingivalis (Pg)あるいは、Fusobacterium nucleatum(Fn)を妊娠初期あるいは妊娠後期に静脈投与し、その結果を検討した。その結果、Pg(n=4)の妊娠初期の投与では、投与マウスの胎児の体重有意に小さく、胎盤のPg検出ほとんどされないが、炎症性物質の遺伝子発現高いこと、Pgの妊娠後期の投与では、投与マウスの胎児の体重有意に小さく、胎盤のPg検出が9割近くあるが、炎症性物質の遺伝子発現差は無い、という結果を得た。Fn(n=2)の投与では、妊娠初期、後期投与ともに、子供の体重は有意に小さく、胎盤のFn検出3割程度で、炎症性物質の遺伝子発現高い傾向があった。このことから、歯周病原細菌の妊娠期の感染は、歯周病原細菌の種類や感染時期により出産に影響が異なる可能性が示唆された。予定している感染実験の実験系は確立でき、データ分析も順調に進んでいるため。胎児の体重の平均は、どの歯周病原細菌投与群においても、妊娠8-10日と比較し妊娠13-15日の投与グループで有意に小さかった。妊娠8-10日、あるいは妊娠13-15日の投与では、歯周原細菌投与群はコントロールと比較し、有意に小さかった。妊娠8-10日の歯周病原細菌の投与では、F.nucleatum投与により胎盤のIL-6とIL-1bの遺伝子発現が、P.gingivalisとF.nucleatum混合投与により胎盤のTLR-2とIL-6の遺伝子発現がコントロールと比較して若干上昇した。妊娠13-15日の歯周病原細菌の投与では、F.nucleatum投与により胎盤のIL-6,IL-8,TNF-aおよびIL-1bの遺伝子発現が、P.gingivalisとF.nucleatum混合投与により胎盤のIL-6,IL-8,およびIL-1bの遺伝子発現がコントロールと比較して上昇した。本研究により、歯周病原細菌感染により低体重児出産と胎盤での炎症性物質の遺伝子発現の上昇が起こり、その影響は妊娠後期で大きいことが明らかになった。BALB/cマウスの妊娠確立が低く、実験が順調に進められなかった。現在、Fn単独感染の匹数を増やしており、加えてPg Fn複合感染も行っている。さらには、組織切片での観察や血清分析、胎児の成長に関わる物質(IGF2)検討も予定しているため、今後の研究も順調に進められると思われる。歯周病学マウスの系統を変更し,妊娠率の高いICRマウスで研究を進めることで、今後着実に進行できると考える。当初予定していた学会発表ができなかったため、差額が生じた。マウスの妊娠確立が悪く、なかなか実験を進めることができなかったため、当初予定していた解析が不可能となった。そのため、その費用を使うことがなかったため、差額が生じた。来年度に、学会発表を行う予定であり、その費用として計上する予定である。動物モデルを用いた解析を進めるための費用として、物品費(消耗品、実験動物、抗体や試薬等)や切片作成費を計上する予定である。
心理的バイアスを考慮した意思決定問題に関する計算モデルの開発とその応用

本研究では、異時点間最適分配問題という意思決定問題を設定し、これに対して、近視眼的な利得追求、損失回避、異なるリスク許容度という3つの心理的バイアスを取り上げ、これらが最適分配問題にどのような影響を及ぼしているかをシミュレーション通じて数値的に解析した。それによれば、従来では非合理とされた戦略でも、心理的なバイアスの存在下では合理的な戦略であり得る事を示すことができ、最適分配のあり方に対して新たな知見を提供することができた。平成24年は、昨年度開発した計算アルゴリズムに従って、n-期間最適配当金分配問題に関する数値実験を行った。実験では、n=3ないし4と設定して、3期ないし4期の最適分配問題を考えた。理論上nが5以上の場合も実験可能であるが、実際に計算を行ったところ、処理時間が予想以上にかかったため、本設定で行うことが適当と判断した。投資家の心理的なバイアスを考慮する場合としない場合を考え、最適分配計画にどのような違いが生じるかを比較検討した。実験結果によれば、投資家が近視眼的な利得追求をする場合は、再投資による利益よりも、直近の利益を優先する分配計画が導かれる。また、投資家が利得と損失において異なるリスク許容度を持つときには、途中に分配金を支払う解も得られることがわかった。人の意思決定には、心理的なバイアスが大きな影響を及ぼしていることが、様々な実験結果から知られるようになってきている。そこで、これらのバイアスが、どのようなメカニズムを通じて意思決定に影響を及ぼしているかを解明することが重要となる。この数値解析には、最適分配問題の数値解を導くアルゴリズムを構成する必要があるが、本研究では実行可能なアルゴリズムを提案し、その解の存在と一意性について理論的な結果を得ることができた。このアルゴリズムを用いて、近視眼的な利得追求、損失回避、異なるリスク許容度という3つの心理的バイアスが、異時点間最適分配問題に及ぼす影響を調べることになったが、ここでは投資信託の配当金分配問題という具体例を取り上げ、どのような分配のあり方が投資家にとって最適になるかを評価した。それによれば、途中に分配金を支払うことも、こうした心理的バイアスを持った投資家には最適になることが明らかになった。そもそも、こうした分配金の支払いは、従来の理論では非合理的であるとされていたが、本研究のフレームワークでは、従来では非合理とされた戦略でも、心理的なバイアスの存在下では合理的な戦略であり得る事を示すことができ、最適分配のあり方に対して新たな知見を提供することができた。平成23年は、異時点間最適意思決定問題として、n-期間最適配当金分配問題を考えた。即ち、意思決定者である投資会社が、投資家から資金を募り、その資金をもとに株価指数や債券指数に投資して、定期的に投資家に分配金を払い、最終期には全ての投資額を投資家に還元するという問題である。ここでは、株価指数や債券指数が確率的に変動すると仮定し、これが将来の不確実性をもたらす要因として考える。一方、投資家には、近視眼的な利益追求、loss averseやリスク許容度の違いといった心理的なバイアスがあると仮定した。投資会社はこうした心理的バイアスを考慮しながら、各期においてどれくらい分配金を支払うことが、投資家にとって最も好ましいかを最適化の問題として考えた。このn-期間最適配当金分配問題のもとで、投資家の近視眼的な利益追求を、双曲型割引としてモデル化した。これには2つのパラメータを使った擬似双曲型も知られているが、理論的整合性を保つには、双曲型割引が良いと判断した。また、Tversky and Kahneman (1991)の提唱するプロスペクト理論の価値関数によってloss averseとリスク許容度の違いをモデル化した。これらは一般に非線形関数であらわす必要があるが、非線形関数の最適化は計算効率が悪いため、本研究では、非線形関数を局所的に線形近似した区分的線形関数を導入した。最適化問題では、この価値関数をもとに、双曲型割引を適用して得られる期待価値関数を目的関数として設定し、この一連の計算過程を実行する計算アルゴリズムを開発した。従来のファイナンス理論では説明することが難しい現象を実験で再現することができ、心理的なバイアスが最適分配計画に大きな影響を及ぼすことが確認できた。当初の計画通りに研究が進んでいると判断する。計算アルゴリズムは開発が終わり、数学的な問題もほぼ解決するめどが立ったので、次年度以降も計画通りに進むものと思われる。問題があるとすれば数値計算にかかる時間かもしれない。当初の目的はほぼ達成できたものの、実際にはまだ数多くの理論では説明できないアノマリー現象があるので、これらを本研究のフレームワークで取り扱えないか検討する必要がある。

また、これと並行して、計算時間をより短縮化する方法が無いかどうかを再検討する必要もある。H23年度にアルゴリズムについては開発が終わり、従来の方法よりもかなり計算時間の短縮化が図られたが、数値実験を効率的に行うには更に計算時間を短縮する必要があり、より処理速度が速く、並列処理が可能な計算機を導入する必要があると考えられる。この点についてはH24年度に検討する。アルゴリズム的に計算時間の短縮化を図ることが難しい場合は、複数の計算機を同時に走らせて実験を行う必要があるので、更に計算機を購入する予定である。また、アノマリー現象の調査のため、研究資料の購入も予定している。ワークステーションの導入が予想より安価で行えたため繰越金が発生したが、H24年度は繰越金と合わせて新たな計算機の導入を検討する。
子宮体癌における癌転移抑制遺伝子nm23の発現と転移との相関について

当施設で得られた子宮体癌手術材料28例をAMeX固定パラフィン包埋ブロックとし、nm23H1とnm23H2のそれぞれのモノクローナル抗体を用いて、免疫染色にて発現の局在と発現強度を、Western blottingにて発現量を定量し、転移など臨床病理学的因子との相関を検討した。nm23H1とnm23H2の免疫染色の結果(1)子宮癌細胞の細胞質に一様に発現し、子宮内膜間質および子宮筋層には発現しなかった。(2)nm23H1,nm23H2ともに、高分化癌では中分化癌に比べ有意に発現が強く(P<0.05)、低分化癌では発現の強いものと弱いものと2種類存在した。(3)転移、腫瘍径、子宮筋層浸潤、エストロゲンレセプターとプロゲステロンレセプターの発現、閉経の有無との相関はなかった。(1)免疫染色の結果と同様に、nm23H1,nm23H2ともに、高分化癌では中分化癌に比べ有意に発現量が多く(P<0.05)、低分化癌では発現量の多いものと少ないものと2種類存在した。転移、腫瘍径、子宮筋層浸潤、エストロゲンレセプターとプロゲステロンレセプターの発現、閉経の有無との相関はなかった。(2)同一症例での発現を免疫染色の結果と比較したところ、評価の一致したものはそれぞれ69%、66%であり、不一致例では免疫染色の方が強く評価する傾向にあった。
新規発癌関連遺伝子の探索を目指した光力学診断偽陽性尿路上皮の網羅的遺伝子解析

膀胱癌に対するアミノレブリン酸を用いた光力学診断を行い、その生検検体を用いて、ポルフィリン代謝に関わる遺伝子発現解析を網羅的に行った。新規光感受性物質であるアミノレブリン酸を用いた光力学診断は、癌細胞を赤色に蛍光発光させることにより、従来の白色光による診断法と比較して診断感度が高く、内視鏡的非可視病変の発見に有用である。しかし一方、特異度が低く、その偽陽性病変の取扱いが問題となっている。我々は、膀胱癌に対する光力学診断において、蛍光を発光する病理学的非癌組織(偽陽性病変)が潜在的遺伝子異常を有する“遺伝子レベルの前癌病変"であるという仮説を立脚した。そこで、本研究は、アミノレブリン酸を用いた光力学診断を行い、蛍光陽性癌部、蛍光陽性非癌部(偽陽性病変)、蛍光陰性非癌部から各々研究検体を採取し、網羅的に遺伝子発現解析を行い、プロファイルを作製する。データ解析(クラスター解析等)により各々検体(3群)を分別する遺伝子を抽出し、偽陽性に関連する責任遺伝子(群)、発癌に関連する未知の遺伝子(群)の同定について比較検討を行い、さらに同定した責任遺伝子に関する機能解析にて裏づけ検証を行うというものである。本年度の研究期間で、アミノレブリン酸を用いた光力学診断を実施した膀胱癌症例、特に蛍光発光する病理学的非癌病変(偽陽性病変)を有する症例において、蛍光陽性癌部、蛍光陽性非癌部(偽陽性病変)、蛍光陰性非癌部から各々研究検体を採取した。今後、引き続き検体を集積するとともに、採取した研究検体を用いてcDNA Microarrayによる網羅的遺伝子発現解析を行い、プロファイルを作製中である。光感受性物質アミノレブリン酸(ALA)を用いた光力学診断(PDD)(ALA-PDD)は、癌細胞を赤色に蛍光発光させることで従来法以上に高精度に診断可能である。この蛍光発光の現象は癌細胞に特有である生物学的特徴(ワールブルグ効果)に起因する。そこで、膀胱癌に対するALA-PDDにおいて、蛍光を発光する病理学的非癌組織(偽陽性病変)が潜在的遺伝子異常を有する“遺伝子レベルの前癌病変"であるという仮説を立脚した。そこで、本研究では、ALA-PDDを行い、蛍光陽性癌部、蛍光陽性非癌部(偽陽性病変)、蛍光陰性非癌部から各々研究検体を採取し、蛍光発光の現象に関わる責任遺伝子の発現を検討した。検体組織を用いてポルフィリン代謝に関わる遺伝子発現解析を網羅的に行った。その結果、蛍光陽性癌部および蛍光陰性非癌部からmRNA levelを測定し、peptide transporter PEPT1高発現およびhuman ATP-bindingcassette trans-porter ABCG2低発現が腫瘍特異的なPpIX過剰集積に寄与する責任遺伝子であることを検証した。さらに、これらPpIX前駆物質に関わるトランスポーターの癌特異的な活性異常により、PpIX前駆ポルフィリン物質であるウロポルフィリンやコプロポルフィリンなどが尿中に過剰排泄されることも、高速液体クロマトグラフィを用いた質量分析を用いて検証した。その結果、ALA投与後に代謝・排泄される尿中ポルフィリン物質の腫瘍マーカーとしての有用性も確認できた。今後、これら因子は膀胱癌に対するALAを用いた光力学診断や治療における重要なkey substanceとなるものと考えた。光感受性物質アミノレブリン酸を用いた光力学診断は、癌細胞を赤色に蛍光発光させることで従来法以上に高精度に診断可能である。そこで、膀胱癌に対する光力学診断において、蛍光を発光する病理学的非癌組織(偽陽性病変)が潜在的遺伝子異常を有する"遺伝子レベルの前癌病変"であるという仮説を立脚した。今後、引き続き検体を集積するとともに、採取した研究検体を用いて、Laser MicrodissectionやcDNA Microarrayを用いて網羅的に遺伝子発現解析を行い、プロファイルを作製する予定である。本研究期間の現時点までで、アミノレブリン酸を用いた光力学診断を実施した症例の中で、蛍光陽性非癌部(偽陽性病変)を示す症例が少ない。そこで、引き続き検体を集積するとともに、採取した蛍光陽性癌部、蛍光陰性非癌部の網羅的遺伝子発現解析を実施している。本研究期間の現時点まででは、アミノレブリン酸を用いた光力学診断を実施した症例の中で、蛍光陽性非癌部(偽陽性病変)を示す症例が少なかったため、網羅的遺伝子発現解析には至っていない。

本研究は、アミノレブリン酸を用いた光力学診断を行い、蛍光陽性癌部、蛍光陽性非癌部(偽陽性病変)、蛍光陰性非癌部から各々研究検体を採取し、網羅的に遺伝子発現解析を行い、プロファイルを作製するというものである。今後、引き続き検体を集積するとともに、蛍光陽性非癌部(偽陽性病変)を有さない症例においても、蛍光陽性癌部および蛍光陰性非癌部の2群のみの研究検体でも、発癌に関連する未知の遺伝子(群)の同定について比較検討を行うことは可能であると考え、さらなる検体採取を進める予定である。今後、引き続き検体を集積するとともに、網羅的遺伝子発現解析を実施を進める予定であり、加えて、結果報告として学会発表に係る費用も計上する。平成23年度の計画に基づく経費執行については、蛍光陽性非癌部(偽陽性病変)を示す症例が少なかったため、研究の目的である網羅的遺伝子発現解析が出来なかった経緯がある。次年度は、引き続き検体を集積するとともに、採取した研究検体を用いて、Laser MicrodissectionやcDNA Microarrayを用いて網羅的に遺伝子発現解析を行い、プロファイルを作製予定でありそれに費やす研究費として使用する予定である。
子宮筋腫に対する薬物治療:MRIを用いた治療効果予測に関する研究

子宮筋腫の変性の種類を鑑別するためにMRIと病理組織の比較検討を行った。摘出予定である子宮筋腫16例20個においてT1強調像、T2強調像、ガドリニウム造影T1強調像を撮影した。また摘出された筋腫を1cm角に切断し、それぞれの部分で正常筋腫細胞、ヒアリン変性、嚢胞性変性、脂肪変性、壊死、石灰化の有無を確認し、病理学的マップを作成した。比較検討の結果、径1cm以下の筋腫を除き、ほとんどの筋腫で各種の変性が認められた。初期の変性では組織学的に軽度の浮腫のみ認められた。このような初期の変性はT1,T2強調像ともに変性のない筋腫と輝度は変化なかったが、ガドリニウムにて造影の増強が認められた。さらに進行しヒアリン変性、嚢胞性変性、脂肪変性、壊死、石灰化等強い変性を伴う場合にはガドリニウムにてごく軽度造影されるのみであった。また嚢胞性変性はT1強調像で低輝度、T2強調像で高輝度、脂肪変性は化学シフトを伴いT1,T2強調像ともに高輝度でともに造影されなかった。壊死はT1,T2強調像ともに不均一な高輝度を呈し、周辺のみで不均一に造影されていた。ヒアリン変性はT1,T2強調像ともに低輝度で、わずかに造影されるのみであった。石灰化もT1,T2強調像ともに低輝度であったが、全く造影されなかった。MRIにて筋腫における各種の変性は診断可能であった。特にガドリニウムの造影程度は変性の強さを反映しており、変性の強い筋腫ほど造影されにくかった。このようにMRIは変性の程度を把握するのに有用であり、薬物療法の効果を予測するのに役立つと考えられた。
中国地方の臨海平野発達に関与した歴史時代における流域環境改変の影響評価

調査対象の中で流域面積中に花崗岩類の占める割合が大きく、荒廃化(草地化)していた佐波川や椹野(ふしの)川の臨海平野では、当初の予想より古く、およそ1, 000年前頃から平野前縁部の前進が活発化していた。いずれの調査地域でも以前の荒廃地域の下流に数多くの天井川が発達する。ただし、流域面積が小さな場合や花崗岩類の分布が限られている場合には、荒廃地から発する支川が天井川となっていても、平野前縁の急速な拡大とは直接結び付かなかった。三年計画の中の初年度調査を周防灘に面した防府平野および佐波川流域を対象として行った。本年度前半期にはおもに明治時代後半に測図された旧版2万分の1地形図を用いて、佐波川流域の荒地(実際には草地を多く含む)の分布計測作業および近世期絵図の判読を行った。それらによると、平野部を除く佐波川流域の半分以上が荒地によって占められ、とくに粗粒花崗岩地域では崩土・崩壊地の分布とも重なることが分かった。近世末に作られた絵図等の描画も、当時、流域の植生が密ではなく、山地のかなりが「禿げていた」ことを示している。洪水履歴とも合わせ、かつて流域の土砂供給は現在より盛んであったものと見られる。本年度後半期には、下流防府平野の、近世初期、近世末、戦後に開かれた干拓地3ヶ所において、沖積層基底砂礫に達する深さ11メートルまでの試錐を業者委託で行い、堆積物の予備的な岩石・鉱物組成分析、貝化石の年代測定を行った。その結果、いずれも砂質堆積物が地表から6m前後の厚さを占め、粘土層が比較的に薄いことが分かった。砂層に含まれる貝化石・木片のAMS年代測定結果によれば、表層数mの年代値が新しく、とりわけ戦後に造成された干拓地では表層4mほどの堆積物中の貝化石年代(7点)が、とりあえずは中世から近世初頭、さらにはAMS測定の新しい年代側の測定限界を越える値を示した。これらの結果は、防府平野が、時代を追うにつれ、その量を増した流域の土砂供給を背景に拡大し、かつ干拓が繰り返されたことを示唆する。近世的な土地利用が継続していた明治期の2万分の1旧版地形図により、井関川流域の山地荒廃状況を明らかにした。当時の山地の多くは荒地(草地)記号によって占められ、とくに花崗岩類分布域を中心に崩土記号の集中が各所に見出された。このような荒廃状況は、戦後に撮影された米軍空中写真および1960年前後の空中写真によっても確認される。裸地化は、尾根筋のみ、尾根筋から山腹斜面にかけて、また全面的なはげ山の状態に大きく分けられる。荒廃山地の渓間には幅広い砂質河床が散在し、数多くの溜池の中には、砂防用の目的を持つものがあることが判明した。近世末毛利家文書においても、調査対象地域内に300ヶ所以上の「砂留」工事が施されていたことが知られている。井関川流域に限らず、荒廃山地から流出する諸河川は、椹野川、土路石川、南若川、長沢川他いずれも天井川化していた。一方、下流平野には、おもに段丘、扇状地、沖積低地、そして江戸時代初頭以来の各期干拓地が分布する。そのうち、椹野川最下流の干拓地である新開作東(1774年干拓)および700メートル南方の昭和東干拓地(1930年干拓)において、深度8メートルまでの試錐を行った。その結果、前者の深さ2.5mにおける細砂中の貝化石AMS年代は約1,000年前を示した。後者においても海成粘土層上に厚さ3メートルの細砂質堆積物が認められ、いずれもかなり新しい時期における流域からの砂供給の大幅な増加を示唆している。これらの事実は、周辺山地の人為的荒廃化が少なくも千年前には始まっており、諸河川の天井川化とともに海域に運び出された堆積物が本地域の干拓地造成の土台をなしたものと見ることができよう。三年間の研究期間の最終年次にあたる本年度の調査は大きく次の二つに分けられる。一つは、明治期地形図、米軍空中写真等を用いて、広島県芦田川中流左岸域の花崗岩地域におけるかつての山地荒廃状況と、沖積低地における河川状況、すなわち天井化の度合いを調べたことである。いま一つは、前年度の補充として山口湾西岸および秋穂地区のいずれも江戸時代の干拓地において深度10m前後の試錐を行い、堆積物の性状および2点のAMS年代測定を行ったことである。前者についてみると、芦田川のとくに神辺一帯の山地は、土木工学研究者により注目されているように、藩政期から荒廃地の砂防に意が注がれ、堂々川を始め、支流域各地に石積の砂防堰堤(砂留)が築かれた。

それらの築堤地域一帯は明治期の地形図においても散在する荒れ地として、また米軍空中写真では裸地・疎林地域として荒廃状況が把握される。芦田川本川の沖積平野においてもこの一帯から流れ出す各支流がいずれも天井川化し、なかには扇状地の一部のみを高めて人為的な影響を顕著に示すものもある。後者については、1830(天保元)年に干拓された山口湾西側の北の江開作および1665(寛文元)年の秋穂湾に面した黒潟古開作において試錐を行った。北の江開作の堆積物は細礫質で年代測定対象物は得られなかったが、特に黒潟古開作においては深度160cmにおいて約3,600年前という古い堆積年代が示され、近世の干拓地域ではあっても、同時期の山地荒廃による土砂供給や埋め立てとは直接に結び付かない例があることが分かった。
大腸癌の増殖を支持する癌付随線維芽細胞におけるFOXF2遺伝子の役割

大腸癌細胞を、野生型マウスやFoxf2ノックアウトマウスの腸管線維芽細胞と混合移植すると移植率と腫瘍サイズが増大した。DNAマイクロアレイ解析の結果、Foxf2 KOマウスIEFと共移植した間質RNAの発現に比し、正常マウスIEFと共移植した間質RNAの発現が大きなものが23個あった。それらのうち、まずWnt5aに注目し、証明実験を行い、線維芽細胞の癌細胞増殖支持作用の1つはWnt5aを介して行われていること示した。平成22年度は、Shhを分泌していることが知られている癌細胞を用いて癌移植の実験を行なった。大腸癌細胞HT29単独、HT29癌細胞と胎生18.5日のFoxf2^<-/->マウス胎仔の腸線維芽細胞(intestinal embryonic fibroblast, IEF)を混合したもの、HT29癌細胞と胎生18.5日の野生型マウス胎仔のIEFを混合したもの、をヌードマウス皮下に移植した。10週後の腫瘍サイズは、癌細胞単独移植に比し、Foxf2^<-/->IEFを混合移植した場合1.4倍、野生型IEFを混合移植した場合3.0倍であった。また、前立腺癌細胞LNCaPを用いて同様な移植をヌードマウス皮下に行なった場合、癌細胞単独では腫瘍は形成されず、Foxf2^<-/->IEFを混合移植した場合は8匹中2匹に平均22mm^3の腫瘍が形成され、野生型IEFを混合移植した場合は8匹中8匹に平均346mm^3の腫瘍が形成された。この結果は、癌細胞の移植・増殖には間質の線維芽細胞が重要な役割を果たしていることを示唆している。そして、Foxf2遺伝子は癌細胞増殖の支持因子を制御してでいることを意味している。つまり、癌付随線維芽細胞の機能の一つはFoxf2遺伝子により担われていると解釈できる。Foxf2^<-/->マウスのIEFを用いた場合と、野生型マウスのIEFを用いた場合の腫瘍の病理像を比較した。後者では、腫瘍細胞は大きな細胞塊を形成し、中心部まで腫瘍細胞が認められた。一方、前者では、腫瘍細胞は小さい細胞塊を形成するが、中心部に壊死が認められた。そこで、血管内皮細胞を染色するVECAM抗体で腫瘍部を染色してみると、後者では多くの血管が認められたが、前者では血管の形成が悪いことが判明した。昨年度の成果、大腸癌HT29細胞をヌードマウスに移植する際、正常マウス胎仔腸管間質線維芽細胞(Intestinal embryonic fibroblast ; IEF)と共に移植すると、Foxf2 KOマウス胎仔IEFと共に移植した場合より、顕著な癌細胞増殖支持作用があることが明らかになった。今年度は、その増殖支持作用に関わる分子の同定を試みた。まず、移植された部位を切除し、コラーゲナーゼ処理をして、浮遊細胞にし、サイズの大きい上皮細胞を除いた。残りの間質と想定される細胞からRNAを抽出した。同様な操作を、Foxf2 KOマウス胎仔IEFと共にHT29細胞を移植した部位にも施し、間質細胞からのRNAを得た。この2つのRNAをDNAマイクロアレイにかけて、Foxf2 KOマウスIEFと共移植した間質RNAの発現に比し、正常マウスIEFと共移植した間質RNAの発現が大きなものが23個あった。それらのうち、消化管上皮細胞の増殖に関わっているWnt5aに注目した。まず、定量的RT-PCR法で、正常マウス由来の共移植組織間質からのRNAとFoxf2 KOマウスからのそれを比較した。前者が後者の20.9倍であることが判明した。そこで、Wnt5a発現ベクターをマウスNIH/3T3細胞に遺伝子導入し、Wnt5aを過剰発現している細胞株を3種類得た。HT29細胞単独、HT29細胞プラス正常マウスIEF、そしてHT29細胞プラスWnt5a過剰細胞をヌードマウスに移植して10週後の腫瘍サイズを計測した、野生型IEFを混合移植した場合は単独移植の3.0倍であり、Wnt5a細胞混合移植の場合は単独移植の8.9倍であった。この結果は、IEF間質細胞の癌細胞増殖支持作用の1つはWnt5aを介して行われていることを示唆している。
イオンチャンネルの立体構造と作用機序に関する研究

cDNAと発現ベクタ-を用いてCHO細胞にニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)サブユニットあるいはムスカリン性アセチルコリン受容体(nAChR I)を発現させ、これらの蛋白を産生する細胞株を得た。遺伝子増幅などの技術を用いて産生蛋白量の増加を図るとともに、大量培養を行いこれらの膜蛋白の精製を検討した。またBaculoウィルス発現系を用いて培養昆虫細胞にnAChRサブユニットを発現させた結果、CHO細胞を用いる発現系に比べて発現効率のよいことが明かとなった。さらに昆虫細胞から精製したnAChRαサブユニットあるいはαサブユニットとδサブユニットからなる複合体を用いて、結晶化のための界面活性剤、pH、温度、沈澱剤などの条件検討を行い、cDNAより大量に発現させた蛋白を用いてX線結晶解析を行うことが現実的に十分可能であることを示した。変異を導入したnAChRチャンネルの解析から、イオン透過速度を決定する中間環のアミノ酸残基がイオン選択に重要であることを見いだした。また内壁形成が予測される部位の電荷を持たない極性アミノ酸残基が環状様構造をなし、近接する中間環と共に短いチャンネル狭小部を構成すると結論した。ウシ骨格筋nAChRα、β、δサブユニットより構成されるチャンネルがアゴニストなしに高頻度に開き、γあるいはεサブユニットを含むチャンネルと比較してイオンの透過特性が異なることから、γおよびεサブユニットがチャンネルの性質を決定する上で重要であることを示した。Na^+チャンネルのrepeat IのS5とS6の間に位置しテトロドトキシン(TTX)およびサキシトキシン(STX)の感受性に関与することが示されたE387の周辺および他のrepeatの相同部位に変異を導入し、これらの変異がTTX、STX感受性、イオン透過速度、イオン選択性に及ぼす影響を検討した。アスパラギン酸384(D384)の変異、さらにD384およびE387と相同の位置にあるrepeat IIーIVのアミノ酸残基の変異によってもTTX、STXに対する感受性は低下し、これらの2つの相同的部位で正味の負電荷を減少させる変異は、Na^+チャンネルの単一チャンネルコンダクタンスも減少させた。この結果はS5とS6のあいだに位置するこれらのアミノ酸残基集団が、Na^+チャンネルの外側の開口部あるいはチャンネルの内壁を形成することを示唆する。骨格筋および心筋ジハイドロピリジン(DHP)受容体よりなるキメラDHP受容体を作製し、muscular dystrophyマウス骨格筋細胞に発現させたキメラDHP受容体の機能解析から、細胞外液のCa^<2+>を必要としない骨格筋タイプの興奮収縮連関を示すにはrepeat IIとIIIの間の部分が骨格筋由来であることが必要であることを明らかにしmuscular dysgenesisマウス骨格筋細胞に骨格筋、心筋またはキメラDHP受容体を発現させることにより、charge movementが回復することを示した。このことはDHP受容体が興奮収縮連関の電位感受部位であるという仮説を強く支持する。また、骨格筋・心筋キメラDHP受容体の解析から、チャンネル活性化の速度がrepeat Iにより決定させることを明らかにした。脳Ca^<2+>チャンネルのcDNAの一つ(BIと命名)をクロ-ン化し全一次構造を解明した。cDNAより発現させると、チャンネル活性は骨格筋DHP受容体α_2、βサブユニットの同時発現により劇的に増加すること、BIチャンネルは活性化閾値が高くニフェジピンやωコノトキシンに非感受性であることが示された。また遺伝性小脳変性症マウスのRNAの解析より、BIチャンネルは小脳プルキンエ細胞・顆粒細胞に存在することが示唆された。

アスパラギン酸384(D384)の変異、さらにD384およびE387と相同の位置にあるrepeat IIーIVのアミノ酸残基の変異によってもTTX、STXに対する感受性は低下し、これらの2つの相同的部位で正味の負電荷を減少させる変異は、Na^+チャンネルの単一チャンネルコンダクタンスも減少させた。この結果はS5とS6のあいだに位置するこれらのアミノ酸残基集団が、Na^+チャンネルの外側の開口部あるいはチャンネルの内壁を形成することを示唆する。骨格筋および心筋ジハイドロピリジン(DHP)受容体よりなるキメラDHP受容体を作製し、muscular dystrophyマウス骨格筋細胞に発現させたキメラDHP受容体の機能解析から、細胞外液のCa^<2+>を必要としない骨格筋タイプの興奮収縮連関を示すにはrepeat IIとIIIの間の部分が骨格筋由来であることが必要であることを明らかにしmuscular dysgenesisマウス骨格筋細胞に骨格筋、心筋またはキメラDHP受容体を発現させることにより、charge movementが回復することを示した。このことはDHP受容体が興奮収縮連関の電位感受部位であるという仮説を強く支持する。また、骨格筋・心筋キメラDHP受容体の解析から、チャンネル活性化の速度がrepeat Iにより決定させることを明らかにした。脳Ca^<2+>チャンネルのcDNAの一つ(BIと命名)をクロ-ン化し全一次構造を解明した。cDNAより発現させると、チャンネル活性は骨格筋DHP受容体α_2、βサブユニットの同時発現により劇的に増加すること、BIチャンネルは活性化閾値が高くニフェジピンやωコノトキシンに非感受性であることが示された。また遺伝性小脳変性症マウスのRNAの解析より、BIチャンネルは小脳プルキンエ細胞・顆粒細胞に存在することが示唆された。CHO細胞を用いた培養系でcDNAよりニコチン性アセチルコリン受容体サブユニット蛋白を大量発現させ、得られた標品を精製し結晶化条件の設定を開始している。また蛋白発現の効率化を目指しバキュロウイルスを用いる系を検討中である。ウシ骨格筋ニコチン性アセチルコリン受容体α、β、δサブユニットより構成されるチャンネルがアゴニストなしに高頻度に開くこと、イオンの透過特性がγまたはεサブユニットを含むチャンネルとは異なることを見いだし、γおよびεサブユニットがチャンネルの性質を決定する上で重要であることを示した。変異を導入したニコチン性アセチルコリン受容体チャンネルの解析から、イオン透過速度を決定する中間環のアミノ酸残基がイオン選択に重要であることを見いだし現在解析中である。Na^+チャンネルのrepeat IのS5とS6の間に位置しテトロドトキシンの感受性に関与することが示された部位の周辺および他のrepeatの相同部位に変異を導入し、変異がテトロドトキシン感受性、イオン透過速度、イオン選択性に及ぼす影響を検討中である。
ヒトの随意運動に関する感覚運動連関の病態生理学的・無侵襲的研究

各種の非侵襲的脳機能検索方法を有する世界的にすぐれた研究施設と共同研究を行うと同時に、各分野で独自の研究を進めてきた。(1)磁気共鳴機能画像(fMRI)、ポジトロン断層法(PET)による研究陰性ミオクローヌスと呼ばれる突然の筋収縮の停止(脱力)の機序を解明する目的で、随意的筋収縮を急に止める時に大脳皮質関連領域がどのような関連性を持って機能しているのかについて、特に事象関連fMRIを用いて単一試行での解析も行い、空間的および時間的変化を検討した。その結果、筋脱力に先行して一次感覚運動野と補足運動野での脳血流の増加が明らかとなり、しかも筋収縮の場合と比較して補足運動野においてより有意な増加が示唆された。これは陰性運動現象における内側前頭部のより積極的な関与を支持するものと考えられた痛覚受容刺激に関して、レーザー刺激装置により皮膚に直接触ることなく痛覚刺激を与え、痛覚受容に関するfMRIを用いて研究を進め、二次感覚野と帯状回の関与を明らかにした。脳磁図計測および皮質脳波計測による研究も進め一次運動野にも潜時約200ミリ秒で明瞭に記録された。(2)全頭型脳磁場計測装置を用いた研究感覚入力の(動機的)意義づけによって感覚領野での反応の違いが生じるかどうかは、感覚運動連関機序を解明する上で最も重要な課題の一つである。電気刺激体性感覚誘発脳磁場と脳電位の同時記録により、一次体性感覚野における感覚知覚に関する情報処理が時間的に脳溝部の3野から脳冠部の1、2野へと伝播することを明らかにした。また、感覚刺激に対しての注意の影響を、体性感覚電気刺激強度の強弱に対する注意課題や、選択的聴覚注意課題で行い、既に一次感覚野反応に増強が認められた。低頻度提示刺激の認知は、両側の上側頭葉、頭頂葉下部、側頭葉内側の計6ケ所に発生原があった。視運動統合課題、では頭頂葉前下部が後頭葉からの脳活動伝播に重要な役割を果たした。(3)感覚運動連関に関する脳電図および硬膜下電極の記録健常者の選択課題によるCNVの脳電図記録と、てんかん患者での硬膜下電極記録を当施設にて行った。てんかん患者で慢性に留置された硬膜下電極からの記録では、随意的な手指の持続的筋収縮に伴なって、皮質脳波と表面筋電図の活動において17Hz前後を最大としたコヒーレンスを見い出すことができ、それは収縮する筋に対応する一次運動感覚野に限局していた。また固有補足運動野と一次運動感覚野間のコヒーレンスの経時的変化を一過性の相性(phasic)筋収縮随意運動課題において検討し、後者より前者においてコヒーレンスの出現がより早期より出現した。また固有補足運動野と一次運動感覚野間のコヒーレンスの経時的変化を一過性の相性(phasic)