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麹菌の菌体内ヌクレアーゼの生理的役割に関する遺伝生化学的研究

麹菌(Aspergillus oryzae)の菌体内には、DNAとRNAの両方を基質とするヌクレアーゼOとその特異的阻害蛋白(インヒビター)が存在し、両者はKi=3.2x10^<-12>で強固に結合し不活性体となるが、麹菌の培養の長期化に伴う菌体の老化、あるいは酸素欠乏による菌体の自己消化の際には、プロテアーゼの作用によってインヒビターが分解され、ヌクレアーゼが活性化される(T.Uozumi et al.,J.Biol.Chem.,251,2808(1976))。ヌクレアーゼOについては、すでにその遺伝子のクローン化を報告した(M.Sano et al.,Curr.Genet.,30,312(1996))。本研究では、麹菌の菌体内におけるヌクレアーゼの生理的役割を解明することを目的として研究した。ヌクレアーゼOの遺伝子を破壊した変異株を作成したところ、この株は野生株とほぼ同様の生育を示したので、この酵素は麹菌の生育にとって必須ではないことが示唆された。動物細胞のアポトーシスの際にDNAの分解が促進される機構として、caspaseによって活性化されるDNase(CAD)とその特異的インヒビターICAD(inhibitor of caspase-activated DNase)が最近注目されている。CADとICADは、通常は不活性な複合体として存在するが、アポトーシスのおこるときには、caspase-3によってICADが分解されてCADが活性化され、染色体DNAの分解が引き起こされることが報告されている。ヌクレアーゼO(等電点、pI=10.0)とそのインヒビター(pI=4.1,熱安定)の物理的性質がCADとICADによくにているので、麹菌の自己消化の現象が動物のアポトーシスに対応する可能性がおおきい。この点について今後さらに研究する必要があると考えられる。Aspergillusoryzaeの菌体の自己消化の際に活性化され、菌体内の核酸分解酵素活性の主要な部分を占めるnuclease Oの生理的役割を解明するために、遺伝子破壊株を作成した。クローン化したnucleasc O遺伝子(nucO)の中央にアルギニン生合成系の遺伝子argB^+を挿入し、A.oryzae argB^-株のプロトプラストを形質転換することによってArg^+株を選択した。この形質転換株20株をSouthern解析にかけ、相同組み換えによって遺伝子破壊の起こったと判定されるもの6株を得た。これらの6株では、菌体内のnucleasc O活性がほぼ0になっていた。nucO破壊株は、固体培地上および液体培地中で正常に生育したので、nuclease Oは、菌の生育には必須でないと判断した。一方、液体浸透培養で生育させた菌体を集め、蒸留水に懸濁してトルエンを加えて自己消化させた場合には、野生株にくらべて、遺伝子破壊株の核酸分解溶出が約半分に低下したので、nuclease Oは自己消化時の菌体内核酸の分解に主要な役割を果たすことが確認できた。

麹菌(Aspergillus oryzae)の菌体内には、DNAとRNAの両者を基質とするヌクレアーゼOとその特異的阻害蛋白(インヒビター)が存在し、両者はKi=3.2x10X^<-12>で強固に結合し不活性体となるが、麹菌の培養の長期化に伴う菌体の老化、あるいは酸素欠乏による菌体の自己消化の際には、プロテアーゼの作用によってインヒビターが分解され、ヌクレアーゼが活性化される(T.Uozumi et al.,J.Biol.Chem.,251,2808(1976))。本研究では、この現象をふまえ、麹菌の菌体内におけるヌクレアーゼの生理的役割を解明することを目的として研究をおこなった。ヌクレアーゼOについては、すでにその遺伝子のクローン化を報告したが(M.Sano et al.,Curr.Genet.,30,312(1996)),今回その遺伝子を破壊した株を作成したところ、この変異株は、野生株とほぼ同様の生育を示したので、この酵素は麹菌の生育にとって必須ではないことが示唆された。また、麹菌の菌体内には、上記インヒビターによっては阻害されないヌクレアーゼが存在することを認め、これを精製してヌクレアーゼQと名付けた。本酵素はDNAとRNAに作用し、至適pHは8-9であり、塩基特異性を示さずエクソ型の分解を行い、切断産物の3'末端に燐酸をのこす。動物細胞のアポトーシスの際にDNAの分解が促進される機構として、caspaseによって活性化されるDNase(CAD)とその特異的インヒビターICAD(Inhibitor of caspase-activated DNase)が最近注目されている。ヌクレアーゼOとそのインヒビターの物理的性質がこれらと類似しているので、麹菌のアポトーシス様の現象とヌクレアーゼの関係について今後さらに研究する必要があると考えられる。
誘電分散法による肺水腫評価法の確立

日常臨床で遭遇することの多い肺水腫の早期発見、重症度の定量的評価、長期連続的モニター法などの要請をすべて満足する方法は、現在のところないのが実状である。本研究の目的は細胞誘電解析法の基礎の上に、正常肺と水腫肺の誘電スペクトルの差の解析による、肺水腫の重症度の無侵襲的かつ定量的な評価法の確立である。肺組織の誘電挙動を肺の含気率との関係から詳細に検討した報告はみられない。ラット摘出肺葉のインピーダンス測定用の表面電極を開発し、以下の実験を行った。Wistar系ラットを用い、オレイン酸および乳酸化リンゲル液の静注により種々の程度の肺水腫を作成した。肺を摘出し、左主気管支を確保して左肺葉容量を可変とし、肺の含気率を段階的に変えてインピーダンスアナライザーで、10KHzら100MHzの周波数において肺の誘電率εおよび導電率κを測定した。肺の誘電挙動は、周波数が高くなるにつれεは減少、κは増大し誘電分散が明瞭であった。含気率を増大させるとε、κともに低下した。肺水腫群では低周波域でのεの上昇、高周波域でのκの上昇が顕著であった。しかしながらε、κは肺の含気率に依存するためそのままでは肺水腫の定量化の指標として使えない。そこで各周波数においてエネルギー損失を表すLoss Tangent(LT)値をε、κから求めた。肺水腫が高度であるほど10MHzにおいて、コントロール肺に比しLT値の上昇が明瞭であり、かつLT値は肺の含気率による差が僅かであった。10MHzにおける各含気率でのLT値の平均をx,体重当りの肺内水分量をyとして検討すると、yはxの増加につれ指数関数的に増加した。yをlog scaleに変換するとy=-0.5031+0.5067xの回帰式となり、R=0.97、P<0.01でパラメーターは有意であり、x、yは極めて良い相関を示した。すなわち肺葉表面に電極をあてる操作で肺内水分量を、肺容量を考慮せずに推定することが可能であることが見いだされた。
ミトコンドリア形態制御因子を標的とした大腸がん治療の基礎研究

細胞の生と死を司る細胞内小器官のミトコンドリアは、環境に応じてダイナミックに形態を変化させ、その生理機能を制御している。近年、ミトコンドリア形態制御の破綻が様々な疾患に関与することが明らかにされつつあり、治療標的としてのミトコンドリアダイナミクスに注目が集まっている。研究代表者は以前、ミトコンドリア分裂因子DRP1(dynamin-related protein 1)の発現抑制が複数の大腸癌細胞株のアポトーシスを誘導することを示した。本結果は、DRP1が大腸癌の治療標的となることを示唆するものであるが、DRP1の癌形成における役割は不明のままである。そこで本研究では、腸管腫瘍形成におけるDRP1の役割及びその作用機序を解明し、ミトコンドリア形態制御因子を標的とした新たな癌治療法の開発へ向けた基礎的知見を得ることを目的とした。前年度までに腸管上皮細胞特異的にDRP1を欠損するマウスを作出し、腸管上皮細胞におけるDRP1の機能欠損(ミトコンドリアの形態異常)を確認している。本年度は、当該マウスと腸管腫瘍マウスモデルの交配を進めることで、腸管上皮細胞特異的にDRP1を欠損する腸管腫瘍マウスモデルを作出し、腫瘍形成に対する腸管上皮細胞特異的なDRP1の変異による影響について検討した。その結果、コントロールマウス(DRP1野生型)とDRP1変異マウスの腫瘍形成度に明らかな差は認められないことが判明した。我々は以前、ミトコンドリア分裂因子DRP1の発現抑制が複数の大腸癌細胞株のアポトーシスを誘導することを示した。そこで、本研究では、腸管腫瘍形成におけるDRP1の役割及びその作用機序を解明し、ミトコンドリア形態制御因子を標的とした新たな癌治療法の開発へ向けた基礎的知見を得ることを目的とした。初年度は、腸管腫瘍形成におけるDRP1の役割を解析するためのツールを作出するために、腸管腫瘍モデルへの腸管上皮特異的なDRP1の変異導入へ向けたマウスの交配に着手した。また、DRP1による大腸癌細胞の生存の制御機構を知るために、DRP1との関わりが示唆されるアポトーシス制御因子に注目し解析を進めた。その結果、アポトーシス制御因子はミトコンドリア形態制御に関与することが明らかになった。引き続きその詳細について解析を進めている。さらに、大腸癌臨床検体を用いた解析から、大腸癌組織におけるDRP1タンパク質の発現は、正常粘膜上皮組織と比べて亢進していることが分かった。マウスの繁殖が計画通り進んでいないため。本年度は、腸管腫瘍形成におけるDRP1の役割を解析するためのツールを作出するために、腸管腫瘍モデルへの腸管上皮特異的なDRP1の変異導入へ向けたマウスの交配を進めた。Villin遺伝子プロモーター下でCreを発現するVillin-CreトランスジェニックマウスにDRP1floxマウスを掛け合わせ、得られたマウス(Villin-Cre; DRP1 flox/flox)の各組織を用いたウェスタンブロットをおこなった。その結果、調べた限りの組織における腸管上皮特異的なDRP1の発現抑制を確認した。また、腸管上皮細胞のミトコンドリア形態を電子顕微鏡にて観察したところ、Villin-Cre; DRP1 flox/floxマウスにおいて巨大なミトコンドリアが観察され、DRP1の機能欠損を確認した。現在、本マウスと腸管腫瘍モデルApcMINマウスの掛け合わせを進行中である。マウスの繁殖が計画よりもやや遅れているため。

本結果は、DRP1が大腸癌の治療標的となることを示唆するものであるが、DRP1の癌形成における役割は不明のままである。そこで本研究では、腸管腫瘍形成におけるDRP1の役割及びその作用機序を解明し、ミトコンドリア形態制御因子を標的とした新たな癌治療法の開発へ向けた基礎的知見を得ることを目的とした。前年度までに腸管上皮細胞特異的にDRP1を欠損するマウスを作出し、腸管上皮細胞におけるDRP1の機能欠損(ミトコンドリアの形態異常)を確認している。本年度は、当該マウスと腸管腫瘍マウスモデルの交配を進めることで、腸管上皮細胞特異的にDRP1を欠損する腸管腫瘍マウスモデルを作出し、腫瘍形成に対する腸管上皮細胞特異的なDRP1の変異による影響について検討した。その結果、コントロールマウス(DRP1野生型)とDRP1変異マウスの腫瘍形成度に明らかな差は認められないことが判明した。DRP1を欠損する腸管腫瘍モデルマウスの作出を精力的に進める。目的のマウスが得られれば、病理組織学的・生化学的解析をおこない、DRP1欠損による腫瘍形成への影響及びその制御機構について検討する。目的のマウスが得られ次第、病理組織学的・生化学的解析をおこない、DRP1欠損による腫瘍形成への影響及びその制御機構について検討する。DRP1遺伝子改変マウスの導入時期が手続きの不備により遅れ、マウス飼育維持費用が予定額を下回った為。マウスの繁殖計画が予定通り進まず、マウス飼育維持費用が予定額を下回った為。今後はその遅れを取り戻すべく、自然交配に加え体外受精による繁殖も検討し、目的のマウスを効率的に作出する。今後はその遅れを取り戻すべく、繁殖計画を再検討し目的のマウスを効率的に作出する。
日本企業のグローバル・グループ経営体制とコーポレートガバナンスのあり方

日本企業の事業活動のグローバル化は近年急速な展開をみせている。それは、一方で、国内の多くの市場の成熟化が進展し、他方で、相対的に高い経済成長を達成している欧米先進国市場や、アジア地域を中心とする高度成長を実現する新興地域市場への進出の加速化を背景としたものである。そのため、今後、日本企業がグローバル事業を推進し、高い成果を実現するためには、「有効なグローバル・グループ経営体制とコーポレートガバナンスの構築」とが喫緊の課題となっている。本研究では、その課題を解明するために、グローバル・グループ本社を含む、「グループ企業間の連携構造」という基本的な視点を設定した。さらに、グローバル・グループ経営の対象が、ネットワークとしてのグローバル企業であるということを明らかにすると共に、企業ネットワークによるイノベーションを実現するためのグローバル・グループ・マネジメント及びそこでのグローバル・グループ学習を促進するための学習コアとしての本社改革の必要性を指摘した。次に、こうした基本概念と分析枠組みに基づいて、日本の代表的なグローバル・グループ企業4社のインテンシブな事例研究を実施し、そこでの現状と課題を解明した。また、これと並行して、東証一部上場企業を対象とするアンケート調査を実施し、全体的な傾向を明らかにした。以上の一連の研究の結果、日本企業のグローバル・グループ経営体制とコーポレートガバナンスの構築には、なお多くの課題が存在することを明らかにし、その課題の本質がグローバルなグループ企業間の組織学習とイノベーションの促進という事柄に関わること、及びそのためには、世界の多様性・異質性(global diversity)を積極的に受け入れ、それを全体最適に結びつける組織としての寛容さ(organizational tolerance)が求められるという示唆を導出した。近年のグローバル競争の激化、連結決算制度の導入などによって、日本企業も今までのような本社や特定の子会社だけが高業績を達成するという部分最適化ではなく、国内外のグループ各社が保持する経営資源を融合し、企業グループ全体の価値を向上させる全体最適のグローバルな規模でのグループ経営の構築を模索し始めてきている。言い換えれば、(1)企業グループとして複数のビジネスモデルを抱えているため、個々のビジネスライフサイクルを超えて持続的に企業の業績を向上させることができ、(2)グループ内でのダイナミックな資源配分を可能となり、(3)特定のグループ企業が蓄積した差別化の高いマネジメント・ノウハウや技術スキル等をグループ全体で共有化することができるという、「グループ・シナジー」ないし「グループ・プレミアム」を積極的に創出することによって、グループ価値最大化を追求しようとしている。しかしながら、グループ・プレミアムを引き出すマネジメントの手法は明確に確立されているとは言えないし、その理論化も殆ど試みられていないのが現状である。このような背景を踏まえて、今年度は既存の「グループ経営」に関する文献ならびに各種資料を探索し、これまでの研究をそれぞれ各自の専門領域の立場から多面的にサーヴェイしつつ、先進的なグローバルグループ経営を確立している国内外の企業の事例研究を実施した。そして、この事例研究を通じて、グループ経営に関する一般的な諸変数を抽出し、グループ経営に関する仮説的命題を提示し、事例研究から導出された諸仮説を大量サンプルを対象とし、多変量解析により検証した。

次に、こうした基本概念と分析枠組みに基づいて、日本の代表的なグローバル・グループ企業4社のインテンシブな事例研究を実施し、そこでの現状と課題を解明した。また、これと並行して、東証一部上場企業を対象とするアンケート調査を実施し、全体的な傾向を明らかにした。以上の一連の研究の結果、日本企業のグローバル・グループ経営体制とコーポレートガバナンスの構築には、なお多くの課題が存在することを明らかにし、その課題の本質がグローバルなグループ企業間の組織学習とイノベーションの促進という事柄に関わること、及びそのためには、世界の多様性・異質性(global diversity)を積極的に受け入れ、それを全体最適に結びつける組織としての寛容さ(organizational tolerance)が求められるという示唆を導出した。
電子顕微鏡を用いた植物RNA顆粒の同定と探索

RNA顆粒とはmRNAの輸送、翻訳抑制、分解、低分子RNAの機能発現などの転写後制御を行う構造物であり、RNAとタンパク質からなる細胞質の超巨大複合体である。本研究では植物の細胞質RNA顆粒であるストレス顆粒とP-bodyの免疫電子顕微鏡観察を行った。その結果、RNA顆粒はおおよそ100から300 nm程度の直径であり、顆粒内部には繊維状構造が確認された。また顆粒内部では電子顕微鏡で容易に観察できるリボソーム顆粒が排除されていることを明らかにした。本研究は未知であった植物RNA顆粒の形態を明らかにし、今後の植物RNA顆粒研究の礎を提供した。RNA顆粒はRNAとタンパク質から構成される超巨大複合体であり、真核生物においてmRNAの輸送、翻訳抑制、分解、低分子RNAの機能発現など様々な役割を果たしている。植物において、これらRNA顆粒の構成因子の欠失変異体の多くは致死となり、発生や成長、分化に必須である。本研究ではストレス顆粒やProcessing body (P-body)に代表される植物のRNA顆粒が電子顕微鏡でどのように観察をされるかを免疫電子顕微鏡観察(免疫電顕)により明らかにする。免疫電顕の材料としてストレス顆粒とP-bodyのマーカーであるDCP1-GFPとeIF4A2-GFPを発現させたシロイヌナズナ植物体を用いた。固定には高圧凍結固定法を用い、抗体はGFP抗体を用いた。蛍光観察により、ストレス顆粒は通常の生育条件(22°C)では顆粒を形成せず、高温条件(37°C)で顆粒を形成することが知られている。免疫電顕観察において、eIF4A2-GFPは22°Cでは特定の構造に局在せず、37°Cでは繊維状構造を持つ顆粒に局在していることが多かった。一方、P-bodyは蛍光観察により、通常の生育条件でも顆粒を形成しており、37°Cでは顆粒の数と大きさが増加することが知られている。免疫電顕観察において、DCP1-GFPは細胞質よりも明らかに電子密度が濃く一様な構造を持つ顆粒に局在していることが多かった。また高温条件ではその構造が明らかに大きくなった。これらストレス顆粒とP-bodyに共通する構造上の特徴として、電顕観察で容易に区別できるリボソーム顆粒が顆粒内では見られないことが明らかとなった。またP-bodyやストレス顆粒マーカーではラベルされないが、P-bodyやストレス顆粒に似た形態を有する顆粒様の構造も見られた。本研究では植物のRNA顆粒が電子顕微鏡でどのように観察をされるかを免疫電子顕微鏡観察(免疫電顕)により明らかにすることを目的としている。そのため代表的なRNA顆粒であるストレス顆粒とP-bodyをマーカータンパク質であるeIF4A2-GFPとDCP1-GFPを用いて解析を行った。27年度の研究において、ストレス顆粒が形成されない通常の生育条件(22°C)ではeIF4A2-GFPは特定の構造に局在せず、38°Cでは繊維状構造の顆粒に局在していることを明らかにした。また22°Cで顆粒を形成しているP-bodyでは、22°Cでも38°Cでも繊維状構造の顆粒に局在していた。28年度にはサンプル数を増やし、顆粒サイズの測定を行った。その結果、38°C、15分の高温ストレス処理では直径約200 nmのストレス顆粒が形成され、38°C、60分では約300 nmに増加することが明らかとなった。P-bodyの大きさは、22°Cでは直径約130 nm、38°C、15分の高温ストレス処理では約170 nm、38°C、60分の高温ストレス処理では約180 nmであった。またRNA顆粒内にはリボソーム顆粒が見られないリボソーム排除領域ができるが、28年度の電顕観察ではリボソーム排除領域の一部に免疫金粒子が偏在することが確認された。さらに高感度の共焦点顕微鏡を用いたストレス顆粒、P-body、AGO1顆粒の局在解析も行った。その結果、これら3者の極少量のシグナルはほぼ全ての顆粒で観察されたが、その存在比は大きく違った。これらの結果より、ストレス顆粒、P-body、AGO1顆粒は高温ストレス時に同一の顆粒に存在することはあるが、均一ではなく隣り合って存在する可能性が高いと考えられる。ストレス顆粒とP-bodyの免疫電顕観察に関しては、当初の計画通りに進んでいる。また今後の研究に必要な形質転換植物体も有しており、研究の遅れは特にない。そのため「おおむね順調に進展している」と判断した。

植物細胞生物学免疫電顕で観察できることが確実となったP-bodyとストレス顆粒の観察数を増やし、P-bodyとストレス顆粒の大きさを定量する。今年度の研究でストレス顆粒やP-bodyではないが、類似した形態を有する顆粒構造が観察された。そこで細胞質RNA顆粒として知られているAGO1顆粒、TSN顆粒、TD顆粒の免疫電顕観察を行う。これらの観察に必要なAGO1-GFP, TSN-GFP、TD-GFPは既に有している。類似した形態を持つ複数種のRNA顆粒が観察される場合、それらのRNA顆粒をGFPで可視化して共発現させた植物体を作製し、免疫電顕観察を行う。この植物体を用いた免疫電顕で全ての類似顆粒構造がラベルされる場合、これ以上のRNA顆粒の探索は不要となる。一方、一部の類似顆粒構造がラベルされずに残る場合は、更なるRNA顆粒の探索が必要であることがわかる。支払い請求額の60%は執行済みであり、残りの40%の50万円が残っている。これは予定していた購入物品よりも高機能な新製品の販売が決まっており、新製品の納期を待って次年度の購入になったためである。また新規RNA顆粒候補の可視化ラインを作製するために前倒し支払いを申請したが、研究代表者が予想以上に多忙であり、作製する時間が取れなかった。この可視化ラインの作製は次年度に行う。当初の計画より大きな変更はなく、次年度使用額は予定していた物品の購入と可視化ラインの作製に用いる。
金剛般若経の成立と展開についての研究

『金剛般若経』は東アジアに多大な影響を与えた初期大乗仏教の代表的経典である.その位置づけは,従来必ずしも明確ではなかった.しかし,最近になってアフガニスタンからもたらされた仏教写本の中に,ガンダーラの古写本が発見され,学界に大きな反響を巻き起こした.筆者はこの写本に関する幾つかの研究を発表してきたが,今回の研究ではこの成果をまとめ,本経がどのように成立し,展開していったのかを解明した.本経は紀元後3世紀に成立したと考えられるが,本研究の新資料としたガンダーラ写本は67世紀頃に書写されたものである.この写本と,現存のサンスクリット校訂本・漢訳・チベット語訳などと比較すると,幾つかの重要な思想的展開があることが明らかになった.この研究により,『金剛般若経』が3世紀頃から数世紀にわたって,仏教の社会的発展に伴い段階的に成立したことを証明することができた.その根拠となるのは,本経に多く繰り返される「法滅の定型句」である,それは初期の文脈には存在せず,後代の写本の中で次第に整理された.それは「正しい教えが滅するとき,この大乗の教えが説かれる」という文脈中に見える定型句であり,新しい経典が登場するための説法形式の一つとなった.また,「経典を書写し,他者のために詳しく解説する」という定型句も,経典の広宣がより積極的になり,伝承方法が口述伝承から記述の伝承へと変化したことを示している.この伝承方法の変化によって,経典の崇拝形態も,仏塔崇拝から経巻崇拝へと変化した.この研究によって,今後の大乗仏教研究の成立を解明する上で,新たな視座を提供することができたと考える.なお,この研究成果は国内の学術雑誌のみならず,ノルウェーで刊行予定の「<スコイエン・コレクション>仏教写本シリーズ」第三巻の中で金剛般若経のガンダーラ写本を本年11月に公刊する予定である.『金剛般若経』は東アジアに多大な影響を与えた初期大乗仏教の代表的経典である.その位置づけは,従来必ずしも明確ではなかった.しかし,最近になってアフガニスタンからもたらされた仏教写本の中に,ガンダーラの古写本が発見され,学界に大きな反響を巻き起こした.筆者はこの写本に関する幾つかの研究を発表してきたが,今回の研究ではこの成果をまとめ,本経がどのように成立し,展開していったのかを解明した.本経は紀元後3世紀に成立したと考えられるが,本研究の新資料としたガンダーラ写本は67世紀頃に書写されたものである.この写本と,現存のサンスクリット校訂本・漢訳・チベット語訳などと比較すると,幾つかの重要な思想的展開があることが明らかになった.この研究により,『金剛般若経』が3世紀頃から数世紀にわたって,仏教の社会的発展に伴い段階的に成立したことを証明することができた.その根拠となるのは,本経に多く繰り返される「法滅の定型句」である,それは初期の文脈には存在せず,後代の写本の中で次第に整理された.それは「正しい教えが滅するとき,この大乗の教えが説かれる」という文脈中に見える定型句であり,新しい経典が登場するための説法形式の一つとなった.また,「経典を書写し,他者のために詳しく解説する」という定型句も,経典の広宣がより積極的になり,伝承方法が口述伝承から記述の伝承へと変化したことを示している.この伝承方法の変化によって,経典の崇拝形態も,仏塔崇拝から経巻崇拝へと変化した.この研究によって,今後の大乗仏教研究の成立を解明する上で,新たな視座を提供することができたと考える.なお,この研究成果は国内の学術雑誌のみならず,ノルウェーで刊行予定の「<スコイエン・コレクション>仏教写本シリーズ」第三巻の中で金剛般若経のガンダーラ写本を本年11月に公刊する予定である.本研究は追加採択で研究の開始が遅れたため、本来の予定の70%程度の計画しか実践できなかった。研究の初年度ということで、写本文献の収集整理と関連研究のBibliographyの作成に力を入れた。写本コピーの収集に関しては、必ずしも大きな成果を上げることはできなかったが、平成17年1月にロンドンの大英図書館に出張し、サンスクリット写本とチベット語訳写本を調査確認することができ、今後の研究に大きな成果を上げることができた。また、写本の所在調査に関しても比較的充実したリストを作成することができた。研究成果の発表に関しては、7月31日には北海道大学で北海道印度哲学仏教学会の第20回学術大会が開催され、そこで「笈多訳『金剛能断般若』の真偽」と題して研究発表を行った。その内容は「仏典はどのように漢訳されたのか-笈多訳『金剛能断般若波羅蜜経』を巡って-」(『東洋学論叢』第30巻)にて公刊した。この論文は、原典としてのサンスクリット仏典がどのように漢訳されてゆくのかを達摩笈多訳の『金剛能断般若波羅蜜経』を例にとって解明したものであり、すでに失われたサンスクリット原文の一系統を漢訳から再生させるという試みでもある。実はここで取り上げた笈多訳は金剛般若経のサンスクリット原文を漢訳にする過程のまま残された未完成な翻訳で、文法的にも語彙としてもいまだ漢文として完成されていない。

しかし、その翻訳は非常に規則的に為されていて、笈多の漢訳からサンスクリット原本を再生することが可能な資料である。本研究はこの操作によって、現存する他系統のサンスクリット写本と比較したものである。この研究は、仏典の翻訳という異文化コミュニケーションの状況を明らかにするという特徴をもつものである。初期大乗の代表的経典である『金剛般若波羅蜜経』は,金剛と名づけられた初めての仏教経典であるが,その意味はまさに以下のごとくである.ここで扱ったガンダーラ出土のサンスクリット文献は,その成立と展開の状況を明確に示している.ヴェーダの宗教において,vajraはそもそも電撃と雷鳴といった自然現象のことであり,これがインドラ神の武器とされた.さらに,仏教に受容される過程で,その破壊力が金剛杵として具体化され,「煩悩を破壊するもの」として<内化>された.アビダルマ仏教では,そのvajraの破壊力が三昧の力に置き換えられ,「vajraに喩えられる禅定」(vajropamasamAdhi金剛喩定)と呼ばれ,解脱という究極的段階の直前に通過する一瞬の禅定と位置づけられた.すなわち見道・修道という修行の階梯で絶たれるべき煩悩を,ここで滅尽し,解脱に至る最後の三昧である.この禅定が大乗(mahAyAna)の修道論にいたって,菩薩の実践として再構成される.以上のような階梯を,初めて大乗の中で体系化した般若経に基づいて分析するならば,「一刹那に生ずる智慧」(ekakSaNa-prajJA-)が「金剛喩定」の中で生じ,次いで「一切の形象を知る智慧」(sarvAkArajJAtA)が生ずるという智慧の展開の構造となっていることが明らかになる.
地域における総合事業推進に必要な生活支援コーディネーターの知識技術支援の在り方

介護予防・日常生活支援総合事業の創出に地域差が生じている。そこで、生活支援コーディネーター(以下コーディネーター)の業務の実態を把握し、コーディネーターがその役割を遂行するために求められる知識、技術、自治体や協議体の支援の在り方を明らかにすることを目的に調査をする。具体的には、1年目にコーディネーターの業務実態を把握する質問紙調査を行い、2年目は、総合事業の新たな創出に関わったコーディネーター(成功事例)に面接し、どのような知識、技術、支援が総合事業の創出をもたらしたかを明らかにする。3年目には2つの結果を通して、総合事業の拡大に求められるコーディネーターの知識、技術、支援の在り方を提言する。
地形進化の非線形動力学とその応用

砂と風の相互作用によって形成される地形の代表的なものに砂丘がある。風が一方向に吹き砂の量が少ないという単純な環境条件下ではバルハンとよばれる三日月型砂丘が形成される。三日月型砂丘は孤立するよりも集団で存在することが多い。そこで、砂丘群の動力学を明らかにするために、多数の三日月型砂丘群を計算機上で再現し、その統計的性質を明らかにした。時間経過にしたがって砂丘個体数は減り、個々の砂丘は大きくなる。ただしそのとき小さなバルハンも生成され、砂丘群全体としては対数正規分布に従うことが明らかになった。また、2カ所からの砂の流入があることを仮定し、砂丘群が接触したときの集団分布からも対数正規分布になるように組み替えが起こってくることが明らかになった。特に、風が一方向に吹き、砂の量が少ないという単純な環境条件下ではバルハンとよばれる三日月型砂丘が形成される。そこで、砂丘群集団の動力学を明らかにするために、多数の三日月型砂丘集団を計算機上で再現し、その統計的性質を明らかにした。バルハンは個々の砂丘が衝突したとき合体・分裂をおこし、2砂丘が1つになる場合、2つになる場合、3つになる場合、4つ以上になる場合がある。その結果、時間経過にしたがって砂丘個体数は減り、個々の砂丘は大きくなる。ただしそのとき小さなバルハンも生成され、砂丘集団全体としては対数正規分布に従うことが明らかになった。また、砂の流入量を変化させることによって、平均砂丘集団が大きくなることもわかった。2カ所からの砂の流入があることを仮定し、砂丘集団が接触したときの集団分布からも対数正規分布になるように組み替えが起こってくることが明らかになった。水槽実験においては、砂の点状供給装置を作成し、砂丘群を作ることに成功した。この砂丘群は計算機中で形成された砂丘群に形成過程が類似しており、砂量の厳密な調節を行うことによって計算機や砂漠上での砂丘との対応をつけていくことができることがわかった。この結果は、日本物理学会・研究会等で発表され、論文の投稿準備中である。地形の代表的なものである砂と風の相互作用で形成される砂丘は利用可能な砂量と風方向によって様々な形態をとることが知られている。風の方向が1方向で砂量が少ないときにはバルハンという三日月型砂丘ができ、砂量が多いときには横列砂丘ができる。風が2方向のときには縦型砂丘、3方向以上では星形砂丘ができる。そこで、風方向や砂量を変化させるとこによる砂丘形態の変化過程を数値計算で調べた。数理模型としては砂が風によってとばされるサルテーションとアバランチだけを考慮したセル模型を用いた。まず4つの砂丘形態の形成条件を調べ野外観察の結果と比較した。次に砂丘の環境条件を変えることによって現れる砂丘形態を調べた。特徴的なものとして、縦型砂丘からバルハンへと風の方向を変化させたときの変形過程には、風上側が半円状で風下方向には一つの角をもつ涙型砂丘や、縦型砂丘に3方向の風を加えることで観測される縦型砂丘に多数の刃がついたノコギリ型砂丘が観測された。また一度バルハンが形成されたあとに、風向きを反対方向にすることによりハート型の砂丘が一時的に形成されることもわかってきた。これらの砂丘のいくつかは火星上でも観測されており火星での気象環境の変化によって形成されたものであることがわかるさらに風の強弱の組み合わせによっても砂丘形態は変化することがわかり、これは砂丘形態の決定には砂量と風方向だけでは不十分であることが明らかになった。
多期間・多資産モデルにおけるモデルリスク管理方法の研究

本年度はデリバティブヘッジのモデルリスク管理に関する研究に重点的に取り組んだ.1.多資産に関係するデリバティブのモデルリスク管理:複数の資産に関係するデリバティブのリスク管理を行う場合,単一資産のデリバティブと比較して,取引する資産数が増加するため,計算が複雑化する.この問題はモデルリスクが存在しない場合にも発生するが,モデルリスクが存在する場合,計算はより困難なものとなる.ヘッジ誤差の二乗期待値を最小化する静的ヘッジ戦略を最適ヘッジ戦略として,二資産のデリバティブのモデルリスクの管理方法の研究を行い,研究成果の一部を論文(Hedging Derivatives on Two Assets with Model Risk)として整理した.主な研究成果は以下の通り.(1)単一資産のデリバティブの最適戦略導出方法を拡張し,多資産デリバティブの最適ヘッジ戦略は導出可能であることを示した.(2)二資産のデリバティブの最適ヘッジ戦略の計算は,四次以下の方程式の解の導出に帰着させることができることを示した.(3)二資産の価格変動の相関係数にモデルリスクが存在する場合,最適ヘッジ戦略の解析式による導出は困難となるが,代数的方法を組み合わせて効率的な数値計算が可能であることを示した.また,数値分析を行い,その特徴を明らかにした.2.デリバティブの多期間のモデルリスク管理:静的なリスクヘッジ戦略の場合,問題は1期間リスク管理問題と考えることができるが,動的なリスクヘッジ戦略を行う場合,問題は多期間リスク管理問題となり,資産の組み換えが必要となる.ヘッジ誤差の二乗期待値を基準とした動的リスクヘッジによるモデルリスク管理方法の研究に着手した.計画に沿って研究を行い,研究成果を論文としてまとめることができた.現在までの研究を土台として,以下の研究に取り組む.1.デリバティブにおける多期間のモデルリスク管理2.モデルリスクのリスク指標,リスク測度3.多期間・多資産ポートフォリオのモデルリスク管理これらの研究を遂行するために国際共同研究を実施し,研究の高度化を目指す.本年度はデリバティブのモデルリスク管理の研究に重点的に取り組んだ.1.多資産デリバティブのモデルリスク計量:多資産デリバティブの価格付けを行う場合,各資産の価格変動に加えて,資産の相互依存関係をモデル化することが必要となる.その結果,多くのパラメータ過程をモデル化することが必要となるため,デリバティブ取引に伴うモデルリスクが大きくなると想定される.二資産デリバティブとそのポートフォリオにおけるモデルリスク計量化手法に関する研究成果を整理し,国際会議(The 47th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications)で発表した.主な研究成果は以下の通りである.(1)想定したすべてのモデルに有効なデリバティブヘッジ戦略及びヘッジ費用の導出方法を示した.(2)デリバティブ保有者にとって最悪な場合に対応するモデルの導出方法を示した.(3)動的計画法に基づくリスク計量方法を示した.(4)数値計算の観点から連続モデルと離散モデルを比較し,二資産デリバティブのモデルリスク計量における離散モデルの有効性を確認した.(5)多資産デリバティブにおけるモデルリスク管理の重要性を確認した.2.モデルリスクのあるデリバティブのリスクヘッジ:モデルリスクを伴うデリバティブの完全ヘッジは困難である.この場合,特定の基準を設けて,リスク最小化を行う必要がある.平均二乗ヘッジ誤差を基準としたデリバティブのヘッジ方法に関する研究に着手した.計画に沿って研究を行い,研究成果を国際会議で公表することができた.本年度はモデルリスクのあるデリバティブのリスクヘッジの研究に重点的に取り組んだ.1.モデルリスクのあるデリバティブのリスクヘッジ:デリバティブの完全ヘッジを行う場合,モデルを特定してヘッジ戦略を立案する必要がある.しかし,モデルリスクが存在する場合,モデルを一意に特定することができないため,ヘッジは不完全なものとなり,ヘッジ誤差が発生する.本研究では,複数の基本モデルを想定し,真のモデルが基本モデルの加重平均で表現できると仮定してモデルリスクがある市場を表現した.ヘッジ誤差の二乗平均を基準に最小ヘッジ誤差,最適ヘッジ戦略を定義し,デリバティブのリスクヘッジの研究を行った.主な研究成果は以下の通りである.(1)最小ヘッジ誤差は有限であり,最適ヘッジ戦略は一意に存在する.(2)ヘッジ誤差が最大となる最悪モデルが存在する.(3)最悪モデルは一意とは限らないが,すべての最悪モデルにおいて,最良のヘッジ戦略は一致する.(4)最悪モデルにおける最良のヘッジ戦略は,最適ヘッジ戦略と一致する.(5)最悪モデルにおける平均二乗ヘッジ誤差は,最小ヘッジ誤差と一致する.これらの研究成果は,2つの国際会議(QMF 2016, WWOR 2017)で発表した.計画に沿って研究を行い,研究成果を国際会議で公表することができた.本年度はデリバティブのモデルリスク管理に関する研究に重点的に取り組んだ.1.部分優ヘッジ戦略によるモデルリスク管理:モデルリスクが存在する場合,デリバティブのリスクを完全に排除することは困難であり,完全ヘッジに要する費用は非常に高価なものとなる.この問題を回避するためには,デリバティブのヘッジを現実的に想定される範囲に限定して行う部分優ヘッジ戦略が有効である.

現在までの部分優ヘッジ戦略に関する研究成果を整理し,論文("Partial super-hedging of derivatives with model risk," Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics)として国際学術誌に発表した.2.平均分散ヘッジ戦略によるモデルリスク管理:モデルリスクを表現するために複数のモデル候補が存在する状況を仮定し,デリバティブの静的ヘッジ戦略に関する研究を行った.平均二乗ヘッジ誤差の最小化戦略を最適ヘッジ戦略として,デリバティブ単体及びポートフォリオに関するモデルリスクの分析を行った.主な研究成果は以下の通り.(1)最適な静的ヘッジ戦略は,単一モデル(最悪モデル)から解析的に数値計算することができる.(2)最悪モデルは代数的方法で数値的に特定することが可能である.(3)最適な静的ヘッジ戦略は,資産やデリバティブの条件と複雑に関係するため,単純な表現は困難であるが,効率的に数値計算することが可能である.計画に沿って研究を行い,研究成果を国際会議,国際学術誌で公表することができた.本年度はデリバティブヘッジのモデルリスク管理に関する研究に重点的に取り組んだ.1.多資産に関係するデリバティブのモデルリスク管理:複数の資産に関係するデリバティブのリスク管理を行う場合,単一資産のデリバティブと比較して,取引する資産数が増加するため,計算が複雑化する.この問題はモデルリスクが存在しない場合にも発生するが,モデルリスクが存在する場合,計算はより困難なものとなる.ヘッジ誤差の二乗期待値を最小化する静的ヘッジ戦略を最適ヘッジ戦略として,二資産のデリバティブのモデルリスクの管理方法の研究を行い,研究成果の一部を論文(Hedging Derivatives on Two Assets with Model Risk)として整理した.主な研究成果は以下の通り.(1)単一資産のデリバティブの最適戦略導出方法を拡張し,多資産デリバティブの最適ヘッジ戦略は導出可能であることを示した.(2)二資産のデリバティブの最適ヘッジ戦略の計算は,四次以下の方程式の解の導出に帰着させることができることを示した.(3)二資産の価格変動の相関係数にモデルリスクが存在する場合,最適ヘッジ戦略の解析式による導出は困難となるが,代数的方法を組み合わせて効率的な数値計算が可能であることを示した.また,数値分析を行い,その特徴を明らかにした.2.デリバティブの多期間のモデルリスク管理:静的なリスクヘッジ戦略の場合,問題は1期間リスク管理問題と考えることができるが,動的なリスクヘッジ戦略を行う場合,問題は多期間リスク管理問題となり,資産の組み換えが必要となる.ヘッジ誤差の二乗期待値を基準とした動的リスクヘッジによるモデルリスク管理方法の研究に着手した.計画に沿って研究を行い,研究成果を論文としてまとめることができた.現在までに研究は順調に進展しており,予定通り,以下の研究に取り組む.1.多資産デリバティブのモデルリスク管理2.モデルリスクの多期間リスク測度3.多期間・多資産ポートフォリオのモデルリスク管理現在までに研究は順調に進展しており,予定通り,以下の研究に取り組む.
食品製造環境におけるリステリアのバイオフィルム形成機構の探知と制圧に向けた研究

バイオフィルムは環境微生物における生存戦略の一つであり、一度形成すると完全除去は難しく、その形成制御が必要とされている。食品衛生分野におけるバイオフィルムは、食品加工・調理施設における病原細菌の生存性を上昇させる点が課題とされている。本研究では、当該施設におけるバイオフィルム形成による食品汚染が問題視されるListeria monocytogenesを対象とし、バイオフィルム形成に関与する環境因子の探索と遺伝子発現プロファイルの構築及び各遺伝子群の相互作用を明らかにすることで、バイオフィルム形成基盤に関与する基礎的知見の集積とそれに伴う同表現形質の誘引機構の解明を行うことを目的とする。前年度の研究成果より、バイオフィルム形成能の変動には温度依存性挙動を示しつつ菌株間での多様性を示すことを受け、平成30年度では温度変化に係る遺伝的応答変化について検討した。5°C下における当該形質は、顕微鏡観察によって凝集性が高く認められたものの、Autoaggregationの温度依存性は認められなかったことから、低温下ではadhesionによる影響が示唆された。adhesion関連遺伝子として既知であるdltA、agrA、inlAB遺伝子の37°C・5°C下におけるバイオフィルム形成細胞の遺伝子発現量を比較したところ、5°C下ではdltA遺伝子のみに増加傾向が認められた。また、バイオフィルム形成に伴う遺伝子応答の検討としてトランスクリプトーム解析による遺伝子発現プロファイルの構築を行ったところ、14遺伝子において浮遊細胞時よりもバイオフィルム形成細胞時の方が10倍以上の遺伝子発現をすることが明らかになった。今後は、各遺伝子欠損株を作製してその形質発現能を評価することで、バイオフィルム形成に係る遺伝子群の調節機能を担う因子を特定する。妊娠・出産及びその子の養育により、当初の予定以上に、研究計画の遂行に時間を要することとなったため、研究機関を一年延長し、次年度に引き続き検討を行うこととした。次年度は、バイオフィルム形成に係る遺伝子群の調節機能を担う因子を特定するため、トランスクリプトーム解析結果から挙げられた遺伝子群の欠損株を作製し、関連遺伝子群のmRNA発現量をリアルタイムPCRによって定量することで、その形質発現能を評価する。バイオフィルムは環境微生物における生存戦略の一つであり、一度形成すると完全除去は難しく、その形成制御が必要とされる。本研究では、当該施設におけるバイオフィルム形成による食品汚染が問題視されるListeria monocytogenesを対象とし、バイオフィルム形成に関与する環境因子の探索と遺伝子発現プロファイルの構築及び各遺伝子群の相互作用を明らかにすることで、バイオフィルム形成基盤に関与する基礎的知見の収集とそれに伴う同表現形質の誘引機構の解明を行うことを目的とする。平成29年度には、ヒト臨床、動物、食品、及び環境由来から分離したL. monocytogenes計171株を対象としてバイオフィルム形成能別分類を行い、当該形質に寄与する環境因子の網羅的解析として、1温度による当該形質への影響、2バイオフィルム形成過程における表現形質の変化について検討した。37°C及び30°C間における当該形成能を比較したところ、30°C下における形成能の方が有意に高く認められた(P<0.01)。特に形成能が高く見られた7株について5°C下における当該形質を評価したところ、37°C下に比べて形成能は低い結果となった。以上の知見より、バイオフィルム形成能の変動には温度依存性挙動を示しつつ、菌株間での多様性を示すことが明らかとなった。また、バイオフィルム形成性と凝集性・付着性との関連性が示唆され、遺伝子発現応答機構の重複作用が示唆される。本研究において最も重要とされるL. monocytogenesのバイオフィルム形成能別分類を終えており、次年度につながる基礎的なデータを得ることができている。また、温度による当該形質発現への影響の評価も進んでおり、さらに形成過程における表現形質の変化についての検討が進んでいる。一方、浮遊細胞とバイオフィルム形成細胞における遺伝学的差異の検討はやや遅れ気味であるが、現在、次年度に実地予定であるRNAシーケンスに現在供していることから、本研究は概ね予定通りに進んでいると考えている。

また、バイオフィルム形成に伴う遺伝子応答の検討としてトランスクリプトーム解析による遺伝子発現プロファイルの構築を行ったところ、14遺伝子において浮遊細胞時よりもバイオフィルム形成細胞時の方が10倍以上の遺伝子発現をすることが明らかになった。今後は、各遺伝子欠損株を作製してその形質発現能を評価することで、バイオフィルム形成に係る遺伝子群の調節機能を担う因子を特定する。妊娠・出産及びその子の養育により、当初の予定以上に、研究計画の遂行に時間を要することとなったため、研究機関を一年延長し、次年度に引き続き検討を行うこととした。平成30年度には、以下の研究項目を遂行する。・温度変化に係る遺伝的応答変化の解析:温度変化に関与する遺伝子群を標的とし、リアルタイムPCRを用いて、異なる温度下における当該遺伝子応答変化を明らかにする。・バイオフィルム形成に伴う遺伝子発現のプロファイリング:浮遊細胞・バイオフィルム形成細胞について、バイオフィルム形成能に寄与する遺伝的影響を明らかにするため、次世代シーケンサーによるトランスクリプトーム解析を通じて、発現する遺伝子群のプロファイリング及びその比較解析を行う。サンプル間の変異データを比較解析することで、当該因子の存在による発現量の差が大きく認められる因子を特定する。・バイオフィルム形成に係る各遺伝子群の相互作用の解明:バイオフィルム形成に係る遺伝子群の調節機能を担う因子を特定するため、各遺伝子群から産生されるタンパク質と高い関連性がある因子を推定し、さらにKEGG Pathoway Databaseからその代謝経路を予測する。バイオフィルム形成に関与すると推測された候補遺伝子による表現形質への影響を明らかにするため、候補遺伝子欠損株を作製し、関連遺伝子群のmRNA発現量をSYBRGreenを用いたリアルタイムPCRによって定量することで、その形質発現能を確認する。次年度は、バイオフィルム形成に係る遺伝子群の調節機能を担う因子を特定するため、トランスクリプトーム解析結果から挙げられた遺伝子群の欠損株を作製し、関連遺伝子群のmRNA発現量をリアルタイムPCRによって定量することで、その形質発現能を評価する。当研究内容に関する学会発表および論文投稿を予定しており、その追加実験を行うため、補助事業の延長申請を経て、次年度に使用する予定である。
運動器の血管構造―筋クロストーク異常を改善する食品成分の探索と栄養療法の開発

運動器において、ロコモティブシンドロームの原因となるサルコペニアや糖尿病による血管障害は、ともに寝たきりや合併症の誘因になると考えられる。両者に発生する筋肉や血管の変化を予防することを目的に、栄養成分や食品由来成分のスクリーニングを行った。様々な食品について、細胞レベルでスクリーニングを行ったところ、乳製品や抗酸化食品や高アミノ酸食品の抽出物に効果が見出された。これらをモデル動物に投与し、数種類の食品成分に筋-血管クロストークを改善する活性を見出した。3次元構造解析、生化学的解析、組織化学染色、遺伝子発現解析により、運動器の筋萎縮と血管の異常を予防改善する効果が認められた。糖尿病の合併症による血管障害や、ロコモティブシンドロームの原因となるサルコペニアはともに寝たきりの誘因になり様々な合併症を併発しうると考えられる。両者に発生する筋肉や血管の変化を予防することを目的に、これらの病変を予防する栄養成分や食品由来成分のスクリーニングを行った。生体内における骨格筋細胞や血管内皮細胞の増殖因子、プロテアソーム、活性酸素種のレギュレータなどを解析することによって、栄養成分や食品由来成分による予防作用について検証を行っている。様々な食品由来成分から成分を抽出し、細胞レベルで骨格筋や血管に対する細胞の異常を改善するスクリーニングを行ったところ、乳由来成分などいくつかの物質に効果が見出された。そこで、昨年度に引き続き、当該年度は候補物質の絞り込みを行った。食品由来成分の血管や筋肉代謝活性への影響に関して、多検体を細胞レベル、分子レベルで探索したところ、数種類の食品成分に筋ー血管クロストークを改善する候補物質としての活性を見出した。これらを作用機能ごとに分類し、サルコペニア予防の栄養療法のためのデータを追加した。また、発現解析など詳細な解析を行い、候補物質を厳選した。当該年度はin vivoの試験を行い、生化学的解析、組織化学染色、遺伝子発現解析により、骨格筋と血管構造異常に対する候補物質の予防改善効果の検討を行った。これらを総合的に検討することによって、筋肉と血管の異常を予防改善するための栄養療法を開発する。運動器において、糖尿病の合併症による血管障害やロコモティブシンドロームの原因となるサルコペニアは、ともに寝たきりの誘因になり様々な合併症を併発しうると考えられる。生体内における骨格筋細胞や血管内皮細胞の増殖因子、プロテアソーム、活性酸素種のレギュレータなどを解析することによって、栄養成分や食品由来成分による予防作用について検証を行った。様々な食品から成分を抽出し、骨格筋の細胞レベルで骨格筋や血管に対する細胞の異常を改善するスクリーニングを行ったところ、乳由来成分や肉由来抽出物や植物抽出物やアスタキサンチンなどの物質に効果が見出された。そこで、当該年度は候補物質の絞り込みを行い、これらをモデル動物に投与し、食品由来成分の血管や筋肉代謝活性への影響に関して、細胞レベル、分子レベルで探索したところ、数種類の食品成分に筋-血管クロストークを改善する候補物質としての活性を見出した。これらを作用機序ごとに分類し、サルコペニア予防の栄養療法のためのデータを追加した。3次元構造解析、生化学的解析、組織化学染色、遺伝子発現解析により、骨格筋と血管構造異常に対する候補物質の予防改善効果の検討を行った。また、骨格筋や栄養素の関連性について疫学調査を行った。これらを総合的に検証することによって運動器における筋萎縮と血管の異常を予防改善する栄養療法の開発を行った。糖尿病の合併症による血管障害や、ロコモティブシンドロームの原因となるサルコペニアはともに寝たきりの誘因になり様々な合併症を併発しうる。両者に発生する血管構造病変と筋萎縮を予防することを目的に、当該年度はこれらの病変を予防する栄養成分や食品由来成分のスクリーニングを行っている。生体内における骨格筋細胞や血管内皮細胞の増殖因子、プロテアソーム、活性酸素種のレギュレータ、血管増殖因子の調節系を解析することによって、栄養成分や食品由来成分による予防作用について検証を行っている。当該年度は様々な食品由来成分の候補物質をデータベース化し、成分を抽出し、細胞レベルで骨格筋細胞と血管内皮細胞の異常を改善するスクリーニング体制のベースを構築し、スクリーニングを行った。骨格筋細胞や血管内皮細胞を用いて、食品由来成分の血管新生や筋肉代謝活性への影響に関して多検体を細胞レベル、分子レベルで探索したところ、一部の食品成分に筋ー血管クロストークを改善する候補物質としての活性を見出した。これらをデータベース化し、現在は作用機能ごとに分類し、筋萎縮や血管の異常を改善する栄養療法のためのデータを追加している。また、発現解析など詳細な解析を行っており、これらの候補物質をさらに厳選し、次年度のin vivoの試験を行い、生化学的解析、組織化学染色、遺伝子発現解析により、骨格筋と血管構造異常に対する候補物質の予防改善効果の検討を行う。

これらを総合的に検討することによって、筋萎縮と血管構造異常を予防改善するための栄養サポート療法を開発する。昨年度から引き続き、約100種類の栄養素や食品由来成分について抽出と検体溶液の調整を行った。培養細胞の増殖レベル、遺伝子発現レベルでスクリーニングを行った結果、乳由来成分など、いくつかの食品成分の候補が見出されたため、さらに候補物質の絞り込みを行った。活性種類別に候補物質の絞り込みを行うために、細胞代謝活性や調節因子について詳細な測定を行いデータベースに追加した。また、今年度はこのうち2種の食品成分について実験動物に投与し、サルコペニアや糖尿病などにおこる筋ー血管系の異常に対して、その改善効果を組織レベル、遺伝子レベルなどにおいて検証した。経時的に血液の生化学検査を行い、下肢の筋肉組織など各組織を摘出し、組織切片を作成して組織化学染色、蛍光免疫組織化学染色、筋原線維たんぱく質解析、血管構造解析を行っている。その結果、組織学的に血管構造に対する効果や、細胞の障害に対して保護作用を示す効果が認められた。そのメカニズムなどの詳細な解析は現在進行中である。現在までに約100種類の栄養素や食品由来成分について抽出と検体溶液の調整を行った。培養細胞の増殖レベル、遺伝子発現レベルでスクリーニングを行っており、多数の食品候補が見出されてきた。これらを用いてデータベースを作成し、詳細なデータを追加しており、活性種類別に候補物質の絞り込みを行うために、さらに細胞代謝活性や調節因子について測定を行っている段階である。今後の研究の推進に関しては、これまでに得られたデータベースや、in vivoにおいて食品由来成分をモデル動物に投与して得られた各種生体サンプルを用いて、サルコペニアや糖尿病などにおこる筋ー血管系の異常に対する改善効果について組織レベル、分子レベルの解析をすすめ、効果の作用範囲やそのメカニズムに関する詳細な検証を行う。食品由来成分の筋細胞と血管に対する影響について、これらのデータを統合し、筋萎縮と血管の異常を予防改善する栄養療法について総合的な検証を行う方策である。今後の研究の推進に関して、当該年度で得られた栄養成分や食品由来成分について、測定活性の種類別にデータベース化を行うことで多方面から候補物質の検討を行い、骨格筋の筋萎縮と血管構造異常を予防改善する栄養療法にむけた候補物質を厳選する。また、ここで得られた物質をモデル動物に投与し、サルコペニアや糖尿病などにおこる筋ー血管系の異常に対して、骨格筋とその血管構造の改善効果について詳細に検証する。検出方法は、モデル動物に投与を行い、経時的に血清の血液生化学検査を行い、下肢の筋肉組織など各組織を摘出し、組織切片を作成して組織化学染色、蛍光免疫組織化学染色、筋原線維たんぱく質解析、血管構造解析を行う。また、筋組織のホモジネートからmRNA発現解析を行い、遺伝子レベルの解析を行う。