hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
資源消費が誘発する地球改変量：影響の原因者である消費国が果たすべき役割

本研究では、『影響の原因者と影響を被る主体との空間的乖離』の解明と視覚化を柱として、世界全体および日本の経済活動が、サプライチェーンを通じて誘発する資源採掘量、そして、資源採掘に伴う地球改変量(土地改変面積と関与物質総量(TMR))を定量化する。加えて、資源の採掘活動や資源採掘に伴う地球改変が誘発している社会的問題や環境問題を定量・定性的に可視化する。これにより、社会の持続可能性を高めるための管理方策を議論する。2018年度の研究実績の概略は以下である。はじめに、a.リソースロジスティクスの解析について、鉄・銅、ニッケルを事例として、サプライチェーンを通じたモノの流れを同定した上で、GLIOを適用する事で日本の経済活動が誘発する資源利用ネットワークを解明した。これにより、世界全体および日本の経済活動がサプライチェーンを通じて誘発する資源採掘量を同定した。次に、b.資源消費に伴う地球改変量の解析について、TMRを計測指標として、世界全体および日本の経済活動が誘発する資源採掘に伴う改変量を各国・各地域に推計した。また、実態把握・精緻化のために、衛星データや鉱山の操業情報の活用を検討した。衛星画像解析に向けて、対象とする鉱山の中分解能衛星のアーカイブ画像を検索するとともに、観測頻度を高めるため、低分解能だが観測頻度の高い衛星を活用し、ミクセル分解法を適用した土地改変(裸地化)面積割合算出を試行した。また、TMR係数等の整備に向けて、品位や剥土比等の情報整理を進めた。そして、c.地球改変が与える影響に関する議論として、本研究で重たる計測指標として取り上げる採掘量、面積およびTMRに加えて、銅鉱山等を事例に水利用強度、環境負荷、CO2排出量の推計、Ecological Footprint(EF)の計算やTMRとの比較などを試行した。加えて、効果的な可視化手法の検討を進めた。本研究の核となる分析モデルとして、多地域産業連関分析モデルの1つであるGLIO(Global Link Input-Output)modelを応用した誘発資源採掘量および改変量のサプライチェーン分析モデルの開発および事例解析(鉄、銅、ニッケルへの適用)が進んだ。一方で、改変量に関する推計結果の実態把握および精緻化については、解析対象とする鉱山の選定に際して、解析対象となる膨大な衛星画像の検索・処理を伴うため若干の遅れが生じている。現在、定性的な情報等をもとに主要あるいは特徴的な国・地域を選定した上で、統計情報などをもとに解析対象の絞り込みを実施した上で、画像の検索を実施している。本研究で実施しているサプライチェーン分析モデルの開発により、経済活動が誘発する資源採掘に伴う改変の俯瞰的な把握が可能となり、注視すべき国・地域や経済活動の同定、社会の持続可能性を高めるための管理方策等の議論が可能となった。一方、操業や廃棄物・環境管理等は、鉱山ごとに異なることなどが指摘されていることから、操業実態の反映や精緻化に向けて、国・地域ごとの傾向や鉱山ごとの傾向を反映できるようにモデルの改良を進めると共に、データの精緻化・推計手法の精査を進める。今後は、更なる効率的な研究実施のために、遅れの生じている鉱山の選定について、専門家集団など協力のもとで衛星画像の選定作業の効率化を目指す。その上で、検索結果と鉱山の活動履歴を比較し、対象鉱山を選定し、衛星画像解析および操業情報等を考慮した積み上げ法による推計を進める。衛星画像解析では、対象とする鉱山を絞り込む。また、ミクセル分解法を実際に適用して、年スケールでの鉱山の活動履歴を復元する。更に、各国・各地域における資源採掘や資源採掘に伴う地球改変が引き起こしている社会的問題や環境問題を、定性的情報および定量的な情報を含めて整理・可視化すると共に、確立した手法をもとに、リサイクルを含む技術イノベーション等が採掘活動量等に与える影響の評価にも取り組む。加えて、可視化の際には、公開用のツール作成を含めてインフォグラフィック等の手法を活用することで効果的な情報発信に努める。

そして、c.地球改変が与える影響に関する議論として、本研究で重たる計測指標として取り上げる採掘量、面積およびTMRに加えて、銅鉱山等を事例に水利用強度、環境負荷、CO2排出量の推計、Ecological Footprint(EF)の計算やTMRとの比較などを試行した。加えて、効果的な可視化手法の検討を進めた。本研究の核となる分析モデルとして、多地域産業連関分析モデルの1つであるGLIO(Global Link Input-Output)modelを応用した誘発資源採掘量および改変量のサプライチェーン分析モデルの開発および事例解析(鉄、銅、ニッケルへの適用)が進んだ。一方で、改変量に関する推計結果の実態把握および精緻化については、解析対象とする鉱山の選定に際して、解析対象となる膨大な衛星画像の検索・処理を伴うため若干の遅れが生じている。現在、定性的な情報等をもとに主要あるいは特徴的な国・地域を選定した上で、統計情報などをもとに解析対象の絞り込みを実施した上で、画像の検索を実施している。本研究で実施しているサプライチェーン分析モデルの開発により、経済活動が誘発する資源採掘に伴う改変の俯瞰的な把握が可能となり、注視すべき国・地域や経済活動の同定、社会の持続可能性を高めるための管理方策等の議論が可能となった。一方、操業や廃棄物・環境管理等は、鉱山ごとに異なることなどが指摘されていることから、操業実態の反映や精緻化に向けて、国・地域ごとの傾向や鉱山ごとの傾向を反映できるようにモデルの改良を進めると共に、データの精緻化・推計手法の精査を進める。今後は、更なる効率的な研究実施のために、遅れの生じている鉱山の選定について、専門家集団など協力のもとで衛星画像の選定作業の効率化を目指す。その上で、検索結果と鉱山の活動履歴を比較し、対象鉱山を選定し、衛星画像解析および操業情報等を考慮した積み上げ法による推計を進める。衛星画像解析では、対象とする鉱山を絞り込む。また、ミクセル分解法を実際に適用して、年スケールでの鉱山の活動履歴を復元する。更に、各国・各地域における資源採掘や資源採掘に伴う地球改変が引き起こしている社会的問題や環境問題を、定性的情報および定量的な情報を含めて整理・可視化すると共に、確立した手法をもとに、リサイクルを含む技術イノベーション等が採掘活動量等に与える影響の評価にも取り組む。加えて、可視化の際には、公開用のツール作成を含めてインフォグラフィック等の手法を活用することで効果的な情報発信に努める。本研究では、総予算に対して、衛星画像の購入および解析に従事する研究員の人件費が大きな割合を占める。しかしながら、2018年度は、人材の確保が不調和になったことに加えて、衛星画像の選定に遅れが生じている。2019年度における同費目の執行に際しては、博士研究員以外の雇用(准特別研究員やリサーチアシスタント)を含めて、研究体制を強化する為の雇用の準備を進めると共に、画像の検索については、専門家集団への外注などによる実施などを視野に研究を推進する。
金属錯体による可逆的ヘテロリシスに基づく水素の高活性化と水素貯蔵材料開発への展開

本研究の目的は、研究代表者がこれまで明らかにしてきた、金属錯体と機能性配位子の協働による水素分子の可逆的ヘテロリシスに関する理解を深化するとともに、この素反応を活用した有機分子の高速水素化反応ならびに高速脱水素化反応を触媒的に実現することである。さらに、上記の基盤成果を発展させ、これまでにない水素貯蔵系を構築し、使用しやすい水素貯蔵材料の開発へと発展させることに挑む。
フォトクロミック分子と金属蒸気間の選択的相互作用とその応用に関する研究

フォトクロミック・ジアリールエテン分子(DAE)がその異性化状態に依存して示す金属マグネシウムに対する蒸着選択性の、原因解明及びエレクトロニクス分野への応用に関する研究を行った。この蒸着選択性の原因は、光異性化に伴うガラス転移点(Tg)変化(表面の分子運動状態変化)にある。低いTg状態では活発な表面分子運動状態にあり、Mg蒸気原子は表面に付着後、再離脱をおこす。この原理を用いて、マスクレス蒸着による有機ELの微細陰極メタルパターン形成を実証した。フォトクロミック分子は、光異性化反応に伴って様々な分子物性が変化する材料として知られている。本研究では、特に本申請者が発見したジアリールエテン系分子の特定種が示す、光異性化状態に依存した金属Mg蒸気に対する堆積選択機能の原因と、他の有機材料・金属材料に対する一般性に関する研究を行った。ジアリールエテン分子が有するMg蒸着選択機能は、有機エレクトロニクス分野において微細な金属電極や配線のマスクレス形成への応用ができ、当該分野で重要な技術となる可能性がある。1.マグネシウムが蒸着しない消色状態のジアリールエテンアモルファス分子薄膜は、そのガラス転移点が室温付近にあることが判明した。光異性化反応に伴って着色状態になると、ガラス転移点は100°C近傍まで上昇する。ガラス転移点付近における膜中の分子は、より安定な相状態である結晶に転移するために活発な分子運動状態にある、その結果、Mg原子との相互作用の弱さも相まって、Mg蒸気中の原子を表面で跳ね返していることが分かった。この原理は、他のTgの異なる様々な有機アモルファス膜の温度を変えてMg蒸着を行ったところ、Mgの堆積性はやはりそれぞれのTgと相関関係が観察されたことで確認できた。さらにMgを堆積させない異性化状態のジアリールエテン分子でも、固体中の分子の運動がより少ないと考えられる結晶状態ではMgが堆積することから、上記した考え方(分子運動の活性度)がMg堆積性を支配していることが示された。これにより、他の有機材料系への応用展開の可能性が示された。2.他の金属種への可能性を探求したところ、特に分子間相互作用が弱い一部のジアリールエテンにおいて比較的原子量の小さい金属種(Ca、Al、Kiなど)において、非堆積性を示すものがあることが判明した。この現象は分子の異性化状態に依存したものではないが、今後この機能の一般性を示す上で重要な現象の発見であると考えられる。フォトクロミズムを示す特定種のアモルファスジアリールエテン薄膜は、その異性化状態に依存して金属マグネシウムに対する蒸着選択性を示す。本研究ではその応用として、有機エレクトロニクスデバイスの電極パターン形成について検討した。有機電子デバイスでは、通常であれば陰極と電子注入・輸送層が接触する構造になっている。有機デバイスのMg陰極パターンにジアリールエテンの蒸着選択性を利用するためには、電子輸送層と陰極の間に極めて薄いジアリールエテン層を形成する必要があるが、その際に陰極からの電子注入特性が大幅に抑圧されるという問題があることが判明した。しかし同時にこの問題点は、さらにその上に1nm前後のきわめて薄いAlq3電子輸送層を形成することにより、蒸着選択性を保持したまま電子注入特性が改善できることを見出した。そこで、この様な薄い中間層を介しての蒸着選択性発現の原因について探求した。着色状態のジアリールエテン上にAlq3層を形成した後に異性化パターン形成を行う際にレーザー光照射をするが、その時に発生する熱の影響によってジアリールエテン層上の薄いAlq3層に変形・凝集が起こり、その結果下地の消色状態のジアリールエテンが露出するということがAFM観察により確認された。一方着色体上のAlq3膜はレーザー照射を行わないので凝集現象を起こさなかった。これはジアリールエテン上のMgマイグレーション・反射という蒸着選択性の「弱い」現れ方を示していると解釈することもできる。さらにジアリールエテンをポリマーにドープしても蒸着選択性が発現することを新たに見出したが、このことは低分子を用いたエレクトロニクスデバイスへの応用に留まらず、ポリマーエレクトロニクスデバイスにも本原理による電極パターン形成が応用できる可能性を示していると言える。フォトクロミック・ジアリールエテン(DAE)の示すMg蒸着選択性を有機エレクトロニクスに応用するに当たって、この方式で得られたMg膜からの有機層への電子注入特性を改善することが必要である。DAE膜上に直接Mg膜を形成した場合、電子注入が大幅に阻害されるが、DAEとMgの間に電子注入層として薄いAlq3層を形成することにより蒸着選択性を保ったまま電子注入特性が改善される。膜厚については、Alq3層が10nm以下で且つDAE層よりもAlq3層が薄い場合に、電子注入特性と蒸着選択性が両立することが判明した。

このとき、着色DAE膜上のAlq3層は薄い均一な膜が保持されているのに対して、消色膜上ではAlq3が凝集してアイランド上となり、下地のDAEが露出したためにMgの非堆積現象が発生していることを解明した。さらにこの薄い中間層を介した蒸着選択性は、Alq3のみならず、NPBやAgなど多種の薄膜に対しても成立することが示され、様々なキャリア注入層に対しても応用可能であることが示唆された。この現象を応用して、典型的なAlq3層を発光層とする有機ELデバイスの陰極パターンを行ったところ、100ミクロン幅の陰極パターニングのマスクレス形成と、それに対応したEL発光を実証することができた。微細Mgパターンニングの解像度としては、レーザーの走査条件やパワーを調整することで、数ミクロン程度が得られた。またこの方式で形成したグレーティング素子によるレーザーの回折効果も確認することができた。
物質代謝系社会基盤システムの安定性と環境影響

1.物質代謝システムの統合モデル化として(1)国内、国外の多数の都市の資源/エネルギー/環境データの解析して、エネルギー消費を中心とした都市活動と地球環境の係わりを示した。(2)環境保全型都市形成のための計画論の類型化、評価指標の体系化をおこない、都市代謝基盤システムの計画論の枠組みを示した。2.地下を含む都市立体空間の熱・水のフローの統合に関して(1)土地特性上の熱・水関連マトリクスにもとづき、下水処理水地下環元のアセスメントに関する自然・人工要素を類別した。(2)排水系の利用を含む都市廃熱賦存量データベースを試作するとともに、下水処理場のエネルギー回収モデルを試作した。(3)水再利用システムについて流量データーの収集・解析をもとに適性評価、バッファサイズの最適化について考察した。3.水資源・廃棄物の海陸広域系構成として、(1)関東圏降水量データを用い、小流域ごとの水資源量とその使用計画について考察した。(2)廃棄物の洋上処理・処分について、ケーススタディを通じて陸・海上の輸送システムからアセスメントに至る概念設計を提示した。(3)一般廃棄物に関するデータベースの構築を行うとともに、製品のライフサイクル環境評価、自治体における廃棄物処理事業のライフサイクル分析による評価を実施した。4.都市環境技術の会社的持続性に関して、(1)現在の完全焼却型廃棄物処理計画を脱焼却資源リサイクル型に転換する過渡型のプロセスを、焼却炉の残余寿命・廃棄物発生に関する地域特性に関連づけてマニュアル化するため、分別収集徹底型・デポジット型・工房型・高度技術型をそれぞれ仮説した計画転換フローを示した。(2)環境試資料の保存に関する研究を通じ、環境政策、科学技術の未来都市社会における役割を検討するとともに、超長期の技術持続性を考慮した社会基盤システムの評価をおこなった。
癌細胞特異的なWFDC2結合タンパク質の同定と機能解析

本研究は、広義の癌細胞において発現量が亢進しているWFDC2と結合する未知の結合タンパク質を単離・同定することで、病態との因果関係を明らかにすることを目指している。WFDC2は近年癌のバイオマーカーとして注目を集めている分泌性の糖タンパク質であるが、バイオマーカーとしての応用が先行する一方で、どのようなメカニズムで病態に影響を与えているか、分子レベルでの詳細な解析はなされていない。そこで本研究では、化学合成と生化学的研究を組み合わせることにより、未知の結合タンパク質の単離・同定を試みる。また、同定された結合タンパク質の解析を通じてアンタゴニストの創出を目指す。
極限環境への挑戦：知的探査ロボットのＳＬＡＭ及びナビゲーション

本研究は,知的探査ロボットのSLAM(Simultaneous Localization and Mapping,自己位置推定と環境地図作成を同時に行うこと)及びナビゲーションの新規手法を提案するものである.具体的には,SLAM分野における未解決問題である「(1)知能化空間の構築におけるサービスロボットの知的ナビゲーション」,「(2)音響カメラを用いた水中SLAM」について,それぞれ新しいパラダイムの確立を目指することを研究目的とした.(1)については,分散センサから得られる動的な環境情報も同時に処理可能な新しい移動ロボットのナビゲーションパラダイムを構築すると同時に,環境内の分散センサの配置を地図情報のみで自動的にキャリブレーションする手法を構築した.(2)については,陸上環境において確立されているSLAM技術を発展・応用することで水中における新しい超音波SLAMの枠組みを構築した.平成29年度は,平成28年度に確立した新しいパラダイムを実際に用いるための新しい枠組みを構築し,提案したパラダイムの有効性を示した.(1)については,平成28年度に構築したカメラの位置・姿勢計測手法を発展・応用させ,分散カメラから得られる知能化環境に対する動的な情報と,静的な地図情報を適切に統合する枠組みを構築し,新しい移動ロボットのナビゲーション手法(知能化空間におけるロボットの自己位置推定法や運動制御手法)を提案した.(2)については,超音波カメラを搭載した水中ロボットの6自由度の位置・姿勢情報及び環境に対する3次元情報を計測可能な水中SLAMアルゴリズムを新規に構築し,水中環境においてその有効性を検証した.以上により,極限環境における知的探査ロボットのSLAMおよびナビゲーションの新パラダイムを確立し,有効性を実証した.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。知的探査ロボットのSLAM(Simultaneous Localization and Mapping,自己位置推定と環境地図作成を同時に行うこと)及びナビゲーションの新規手法を構築した.具体的には,SLAM分野における未解決問題である「(1)知能化空間の構築におけるサービスロボットの知的ナビゲーション」,「(2)音響カメラを用いた水中SLAM」について,それぞれ新しいパラダイムの確立を目指することを目的として研究を進めた.(1)については,分散センサから得られる動的な環境情報も同時に処理可能な新しい移動ロボットのナビゲーションパラダイムを構築すると同時に,環境内の分散センサの配置を地図情報のみで自動的にキャリブレーションする手法を構築した.(2)については,陸上環境において確立されているSLAM技術を発展・応用することで水中における新しい超音波SLAMの枠組みを構築した.平成28年度は,基本原理を確立し,新しいパラダイムの基盤確立を目指した.(1)については,環境中に複数台のカメラを設置し,それらをネットワークで接続することにより,知能化空間を構築した.この際,ロボットによるSLAMを通じて生成した地図情報を用いて,ネットワークカメラの位置・姿勢を自動的に求める手法を新規に提案した.(2)については,音響カメラで取得した音響カメラ画像を用いて,音響カメラの位置・姿勢を自動的に計測する手法を構築した.一般的な光学カメラ画像では奥行き方向の情報が未知である一方,音響カメラの場合では奥行き情報は画像に表現されるため方向角情報が未知であり,両者は基本的な原理が異なっている.そこで,音響カメラを用いた3次元計測の幾何学を新規に構築した.具体手には,音響カメラ画像情報からロバストな特徴点抽出手法,オプティカルフロー計算手法,特徴点を用いたSLAM手法を新規に提案した.平成28年度に計画していた内容をおおむね達成できたため.本研究は,知的探査ロボットのSLAM(Simultaneous Localization and Mapping,自己位置推定と環境地図作成を同時に行うこと)及びナビゲーションの新規手法を提案するものである.具体的には,SLAM分野における未解決問題である「(1)知能化空間の構築におけるサービスロボットの知的ナビゲーション」,「(2)音響カメラを用いた水中SLAM」について,それぞれ新しいパラダイムの確立を目指することを研究目的とした.(1)については,分散センサから得られる動的な環境情報も同時に処理可能な新しい移動ロボットのナビゲーションパラダイムを構築すると同時に,環境内の分散センサの配置を地図情報のみで自動的にキャリブレーションする手法を構築した.(2)については,陸上環境において確立されているSLAM技術を発展・応用することで水中における新しい超音波SLAMの枠組みを構築した.平成29年度は,平成28年度に確立した新しいパラダイムを実際に用いるための新しい枠組みを構築し,提案したパラダイムの有効性を示した.(1)については,平成28年度に構築したカメラの位置・姿勢計測手法を発展・応用させ,分散カメラから得られる知能化環境に対する動的な情報と,静的な地図情報を適切に統合する枠組みを構築し,新しい移動ロボットのナビゲーション手法(知能化空間におけるロボットの自己位置推定法や運動制御手法)を提案した.(2)については,超音波カメラを搭載した水中ロボットの6自由度の位置・姿勢情報及び環境に対する3次元情報を計測可能な水中SLAMアルゴリズムを新規に構築し,水中環境においてその有効性を検証した.以上により,極限環境における知的探査ロボットのSLAMおよびナビゲーションの新パラダイムを確立し,有効性を実証した.平成29年度は,前年度に確立した新しいパラダイムを実際に用いるための新しい枠組みを構築し,提案したパラダイムの有効性を示すことを目指す.(1)については,前年度に構築したカメラの位置・姿勢計測手法を発展・応用させ,分散カメラから得られる知能化環境に対する動的な情報と,静的な地図情報を適切に統合する枠組みを構築し,新しい移動ロボットのナビゲーション手法(知能化空間におけるロボットの自己位置推定法や運動制御手法)を提案する.

(2)については,超音波カメラを搭載した水中ロボットの6自由度の位置・姿勢情報及び環境に対する3次元情報を計測可能な水中SLAMアルゴリズムを新規に構築し,水中環境においてその有効性を検証する.以上により,極限環境における知的探査ロボットのSLAMおよびナビゲーションの新パラダイムを確立し,有効性を実証する.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
熱水中での励起分子ダイナミクスの研究

本研究は、過渡回折格子法、過渡吸収測定法、蛍光測定法などを応用して、熱水中での光励起反応におけるエネルギーダイナミクスと生成した分子の拡散過程の測定を行ない、通常の有機溶媒と比較して熱水に特徴的なダイナミクスを明らかにすることを目的とする。本年度では昨年から制作を行ってきた2方窓付きの高圧セルを用いて、ケチルラジカルのダイナミクスの測定をこころみた。しかしながらセルに用いた材料が有機物を含んだ超臨界水に対して十分安定でなかったために、当初予定していた反応系で測定を行うことができなかった。そこで再度材料を調達し、新規セルを制作した。その間、超臨界水と他の有機溶媒との比較検討のために高温高圧のメタノールならびにエタノール中でのべンゾフェノンの光反応ダイナミクスの測定をおこなった。制作したセルを用いて130°C、2000気圧の条件まで、ベンゾフェノン分子の光反応ダイナミクスを過渡回折格子法により測定し、生成したベンゾフェノンケチルラジカルの拡散ダイナミクスを測定することに成功した。その結果ラジカルの拡散係数も溶媒の拡散係数と相関して変化することがわかった。現在新しく構築したセルで、熱水中でのベンゾフェノンの光反応ダイナミクスの測定をはじめており、今後有機溶媒と水との比較検討を進める。これらの実験と並行して超臨界流体中での分子拡散に関するシミュレーションをおこない、拡散に対する密度効果において局所密度が支配的であることを明らかにしてきた。現在超臨界水においても同様の評価をおこなっているところであり、その違いについて検討を加えていく。またエネルギー移動の課題として、常温の超臨界流体中で時間分解蛍光スペクトルを測定し、エネルギー移動ダイナミクスの評価をおこない、基本的には2体衝突モデルで説明できることを示した。今後超臨界水系にも応用をおこない、比較検討を進めていく予定である。本研究は、過渡回折格子法を中心に、過渡吸収測定法、蛍光測定法などを応用して、熱水中での光励起反応におけるエネルギーダイナミクスと生成した分子の拡散過程の測定を行ない、通常の有機溶媒と比較して熱水に特徴的なダイナミクスを明らかにすることを目的とする。本年度は熱水中でこれらの分光学的測定をおこなうための高圧光学容器の設計と制作を中心に研究を進めた。具体的には、上記の分光法全てに対してまかなえるよう、二方窓付きで、温度コントロールを±1Kを目標に小型の高温高圧用の光学セルをデザインした。設計耐圧は2000気圧、温度は500°Cであり、水の超臨界状態を十分カバーできるものとなっている。また、セル内の溶液は外部高圧ポンプによりコントロールされるが、セルとポンプの間にミキサ-を入れることにより試料の濃度が調節できる仕様とした。高温高耐圧の仕様のための材料として始めチタン合金を選んで制作を進めていたが、途中、水の対してチタン合金が不安定である可能性を示す結果が得られたため、現在、材料を耐熱耐水ステンレスに変更してセルを制作中であり、制作完了後、耐圧試験および温度コントロールテストをおこない、必要があれば改良を行なう予定である。一方で、測定に適切な試料を探索するために、120°Cまでの条件で、ベンゾフェノン、アセトナフトン等のカルボニル化合物に対して水中で過渡回折格子法による無輻射失活過程の測定をおこない、適切なプローブ波長を選べば、三重項状態の量子収率ならびに三重項状態からの無輻射失活速度を求めることができることがわかった。次年度は新しくできるセルを用いて、超臨界状態の水中での測定に適用する予定である。
口腔がん患者のアイデンティティの再構築をめざして ―QOLの変化と要因の明確化―

本研究の目的は口腔がん患者のアイデンティティの崩壊・再構築のプロセスを明確にするために、心理・社会的ニーズおよび生活問題の要因を明らかにすることである。研究は手術後の口腔がん患者(22名術後1か月10年)に聞き取り調査を実施した。また、抑うつ(BDI-II)、主観的口腔機能(咬度、会話)、QOL(SF8 H&N35)に関する質問紙調査、半構造化面接によるSEIQoL-DWを実施した。そのうち6名には手術直後から最長16か月の継続調査を行った。質問紙調査のクロス集計では「社会生活機能」(SF8)とH&N35のFeeding tube、Weight lossに、H&N35のWeight lossとSF8の心の健康、日常役割機能(精神)、精神的サマリースコアと主観的な会話困難感に有意な相関があった(p<0.05)。SEIQoL-DWの平均はSF8とH&N35の身体的な痛みが関係していた。2016年度に実施した質的研究では、口腔がんは一般的ながんと同様の問題とともに、摂食嚥下障害による社会関係の減少や心理的苦痛が生じていた。今年はそれを客観的に数値で裏付ける結果となった。縦断調査によるSEIQoL-DWの変化には、さまざまな要因が関連していた。摂食嚥下機能障害がない患者のQOLは手術の前後で変化がなかった。しかし、体重減少をともなう摂食嚥下機能障害がある患者のQOLは、1年後が一番低かった。継続調査対象の6名が生活の質に大切だと考えるキュー(項目)に、全員が「仕事・経済・お金」を挙げた。その他に「健康」(4名)、「おいしいものを食べる」(4名)があった。本研究により、口腔がん患者の社会的苦痛を含むトータルペインへの支援の必要性が明らかになった。歯科専門職と福祉専門職が連携するべき項目を明確にしたことで、口腔がん患者の人生が豊かになる可能性が高くなることは意義深いといえる。本研究では質的研究を通して、口腔がん患者のアイデンティティの崩壊・再構築のプロセスと関連要因を明確にする。特に、1告知後から手術後の心理社会的ニーズの変化および生活上の問題点とその要因2アイデンティティの崩壊・再構築とQOLおよび抑うつの関連3アイデンティティの再構築への家族の影響について明確にする。本研究により歯科専門職と福祉専門職との連携が広がり、口腔がん患者のトータルペインへの支援を行うことで、口腔がん患者の人生が豊かになる可能性が高くなる。本研究では2つの調査を実施する。調査1は口腔がん患者への縦断研究であり、病状告知後から心理検査とSEIQolーDWを実施することで、アイデンティティの崩壊と再構築のプロセスおよび抑うつの関連を明確にする。調査2は口腔がん患者および家族への聞き取り調査であり、患者のアイデンティティの崩壊・再構築のプロセスの関連要因を分析するとともに、家族の心理・社会的ニーズと家族への影響を明確にする。本年度は調査2について、患者7名、家族2名に対して調査を実施した。口腔がんは一般的ながんと同様の問題点とともに特有の問題が生じていた。独自の問題では、摂食嚥下機能低下により外食が困難となり日常生活に制限が生じたり、友人との食事を避けるなど社会的関係の減少に繋がっていた。また、「食べることができる環境なのにおいしい物が食べられない悔しさ」が語られた。構音機能障害では聞き返される経験を繰り返すことが精神的苦痛となり話すことが消極的になるなど、社会的関係に影響していた。さらに、経済的な影響、仕事への影響、抗がん剤による日常生活への影響などがあった。口腔がんにより生じた問題への対処は、過去の問題に対処したストレスコーピング特性が関係していた。調査1は、病状告知後からの継続的な調査を実施する予定である。研究分担者を始め研究のフォールドである新潟大学医歯学総合研究科組織再建口腔外科学分野の歯科医師へ協力依頼を行ってきたが、研究の同意を得ることができなかった。本研究は口腔がん患者のアイデンティティの崩壊・再構築のプロセスと関連要因を明確にすることが目的である。2つの質的研究を通して、心理・社会的ニーズと生活上の問題点、QOLおよび抑うつとの関連、家族の影響について検討している。調査1は口腔がん患者への縦断研究であり、聞き取り調査と心理検査、SEIQolーDWを実施し、アイデンティティの崩壊と再構築のプロセスおよび抑うつの関連を検討している。現在7名の患者に告知後から継続的な調査を実施し、データの収集中である。調査2は術後1年以上経過した口腔がん患者とその家族へ聞き取り調査を行い、患者と家族の心理・社会的ニーズと家族への影響を検討している。昨年度と合わせて患者15名、家族4名に調査を実施した。今年度は口腔機能障害の重症度別に、心理社会的ニーズを検討した。構音障害や嚥下障害などの口腔機能障害の重症度は、抑うつ状態やQOLに影響していなかった。ベッグ抑うつ質問票の中等症抑うつの人は2名であった。ひとりは退職直後に発病し趣味もないため、一人で落ち込むことがあるという。もうひとりは口唇の麻痺があるために友人との食事に影響していた。家族との関係では、悩みを共有する家族と共有しない家族に分かれた。問題を共有する家族では家族に悩みを相談することが、心理的な支えとなっていた。それ以外に仕事や通院のサポートなど家族の協力があった。

問題を共有しない家族は、本人と家族が別々に悩んでいたが、お互いを気遣う結果として、病気のことに触れないように努めたり、普段通りに接していたという人もいた。また、仕事などでの問題への対処方法と同様に、口腔がんによる問題もひとりで対処していたために、家族にと悩みを共有しない人もいた。このように口腔がんに対する対象も、発症前の家族関係やストレスコーピング特性が影響していた。調査1は病状告知後からの継続的な調査を実施している。28年度は協力を得ることができなかったが、29年度は7名の患者に協力を得ることができた。本研究の目的は口腔がん患者のアイデンティティの崩壊・再構築のプロセスを明確にするために、心理・社会的ニーズおよび生活問題の要因を明らかにすることである。研究は手術後の口腔がん患者(22名術後1か月10年)に聞き取り調査を実施した。また、抑うつ(BDI-II)、主観的口腔機能(咬度、会話)、QOL(SF8 H&N35)に関する質問紙調査、半構造化面接によるSEIQoL-DWを実施した。そのうち6名には手術直後から最長16か月の継続調査を行った。質問紙調査のクロス集計では「社会生活機能」(SF8)とH&N35のFeeding tube、Weight lossに、H&N35のWeight lossとSF8の心の健康、日常役割機能(精神)、精神的サマリースコアと主観的な会話困難感に有意な相関があった(p<0.05)。SEIQoL-DWの平均はSF8とH&N35の身体的な痛みが関係していた。2016年度に実施した質的研究では、口腔がんは一般的ながんと同様の問題とともに、摂食嚥下障害による社会関係の減少や心理的苦痛が生じていた。今年はそれを客観的に数値で裏付ける結果となった。縦断調査によるSEIQoL-DWの変化には、さまざまな要因が関連していた。摂食嚥下機能障害がない患者のQOLは手術の前後で変化がなかった。しかし、体重減少をともなう摂食嚥下機能障害がある患者のQOLは、1年後が一番低かった。継続調査対象の6名が生活の質に大切だと考えるキュー(項目)に、全員が「仕事・経済・お金」を挙げた。その他に「健康」(4名)、「おいしいものを食べる」(4名)があった。本研究により、口腔がん患者の社会的苦痛を含むトータルペインへの支援の必要性が明らかになった。歯科専門職と福祉専門職が連携するべき項目を明確にしたことで、口腔がん患者の人生が豊かになる可能性が高くなることは意義深いといえる。調査1については、患者への心理的配慮を行いつつ研究協力依頼を継続する予定である。計画では聞き取り調査の担当は、研究代表者のみであった。しかし、口腔がん患者の新患から研究の同意を得られた場合、いつでも実施することができるように、新潟大学医歯学総合研究科組織再建口腔外科学分野の歯科医師も聞き取り調査を実施することができるように、聞き取り調査等の技法を習得してもらった。平成29年度は研究協力者を確保できるように努力する。調査2については、対象者数を増やしていく予定である。調査1は患者への心理的配慮を行いながら研究協力依頼を継続する予定である。
エピジェネティクスを利用したステロイドホルモン産生細胞分化誘導技術の開発

卵巣顆粒膜細胞における転写因子LRH-1の転写調節は、転写因子SF-1および転写共役因子PGC-1αにより協調的に制御されていることが明らかとなった。卵巣型LRH-1はプロゲステロン合成への寄与が大きく、ステロイドホルモン合成酵素遺伝子の転写制御にはSF-1からLRH-1を介する経路の存在が示唆された。プロゲステロンの分泌は、排卵後の卵胞に残る莢膜細胞および顆粒膜細胞が分化した黄体により行われる。排卵に続く黄体化およびプロゲステロン産生には、ステロイドホルモン産生細胞分化のマスターレギュレーターである転写因子SF-1およびLRH-1が重要な役割を担うことが示唆されているが、その分子メカニズムの詳細は明らかではない。黄体機能不全に対する新たな治療法の技術開発を行うことを目的とし、卵巣顆粒膜細胞に特異的に発現している卵巣型LRH-1の機能解析および新たな転写調節因子の同定を行った。レポーターアッセイを行ったところ、卵巣型LRH-1はステロイドホルモン合成酵素遺伝子であるCYP11A1、HSD3B2、StARのプロモーターに対してSF-1あるいは従来の肝臓型LRH-1と同等の転写活性化能を持つことが明らかとなった。ヒト卵巣顆粒膜細胞腫由来KGN細胞において卵巣型LRH-1をノックダウンすると、SF-1の発現が維持されているにも関わらず、cAMPにより誘導されるCYP11A1およびHSD3B2の発現レベルが著しく減衰した。また、卵巣型LRH-1のプロモーター活性は、転写共役因子PGC-1αがSF-1と協調的に制御していることを明らかにした。これらの結果から、卵巣顆粒膜細胞においては、SF-1はLRH-1の機能を完全には補完することが出来ず、LRH-1はプロゲステロン合成への寄与が大きいこと、更に、ステロイドホルモン合成酵素遺伝子の転写制御にはSF-1からLRH-1を介する経路が存在することが示唆された。前年度までに、卵巣型LRH-1のプロモーター活性は、転写共役因子PGC-1α、転写因子SF-1およびSpファミリーが協調的に制御していることを明らかにした。卵巣顆粒膜細胞における転写因子LRH-1の転写制御機構の全容解明に向けて、卵巣特異的な遠位エンハンサー領域の同定を試みた。まず、卵巣型LRH-1の保存性を検討するために、ラット、マウス、ラビットの卵巣において発現しているLRH-1の転写開始点を決定した。その結果、全ての種においてヒトと同様に卵巣特異的な新規転写開始点が存在することが明らかとなり、卵巣型LRH-1は哺乳類に広く保存されていることが示唆された。そこで、イントロン領域において、哺乳類間で高度に保存されている領域を7箇所選別した(領域A-G:各々約1kb)。この遠位エンハンサー候補領域A-GとLRH-1の卵巣型プロモーターとをつなげ、KGN細胞においてレポーターアッセイを行った。その結果、プロモーター活性を顕著に増強する領域として領域D(約1.4 kb)を同定した。また、領域Dは核内受容体の転写共役因子PGC-1αに応答し、プロモーター活性を更に数倍増強した。ヒト黄体においては転写因子SF-1の発現が減衰することが報告されているが、LRH-1発現の維持がどのように制御されているか明らかではない。そこで、Spファミリーが欠失しているSL2細胞を用いてレポーターアッセイを行った。Spファミリーと卵巣型LRH-1を共発現させることにより、SF-1存在下と同等レベルにまで卵巣特異的LRH-1プロモーター活性の増強が認められた。このことから、ヒト黄体においては、LRH-1が自らの転写活性を正に制御するオートレギュレーションが働いていることが示唆された。黄体機能不全に対する新たな治療法の技術開発を行うことを目的として、卵巣顆粒膜細胞に特異的に発現している卵巣型LRH-1の機能解析と新たな転写調節因子の同定を行った。卵巣顆粒膜細胞においてSF-1はLRH-1の機能を完全には補完することが出来ず、卵巣型LRH-1はプロゲステロン合成への寄与が大きいことが示唆された。また、卵巣型LRH-1のプロモーター活性が、転写共役因子PGC-1αとSF-1によって協調的に制御されていることを明らかにした。更に、PGC-1α応答性を持つLRH-1の卵巣特異的遠位エンハンサーの候補領域の同定に成功した。最終年度は、卵巣型LRH-1のプロモーター領域のエピジェネティックな変化の検討と、LRH-1の発現を増強させる薬剤の探索を行った。バイサルファイト法の結果から、ヒト肝臓、ヒト副腎、肝臓癌由来HepG2細胞、卵巣顆粒膜細胞腫由来KGN細胞由来の各々のゲノムDNAにおいては、卵巣型LRH-1のプロモーター領域のメチル化に差異は認められないことが分かった。KGN細胞において、PKCを活性化させるホルボールエステルであるPMAあるいはミトラマイシンA処理により、LRH-1の発現レベルが増強されることが分かった。本研究により、ステロイドホルモン合成酵素遺伝子の転写制御にはSF-1からLRH-1を介する新たな経路が存在していることなど、これまで不明であった卵巣におけるLRH-1を中心とした遺伝子発現制御機構が明らかとなった。

卵巣型LRH-1はプロゲステロン合成への寄与が大きく、ステロイドホルモン合成酵素遺伝子の転写制御にはSF-1からLRH-1を介する経路の存在が示唆された。本年度は、卵巣型LRH-1の遠位エンハンサー領域を同定し、PGC-1αへの応答性も明らかにした。また、黄体化に伴うLRH-1の発現レベルの維持において、LRH-1自身によるオートレギュレーションが重要であることを示した。卵巣特異的なLRH-1の発現制御機構の解明は、黄体化の分子レベルでの解明につながり、LRH-1を用いた幹細胞からステロイドホルモン産生細胞への分化誘導技術の開発に重要な知見を与える。このことから、現在までの達成度はおおむね順調に進展しているものと考えている。医師薬学エンハンサー領域においてPGC-1αと協調的に働く転写因子の同定を行う。また、プロモーター領域とエンハンサー領域におけるエピジェネティックな変化を、LRH-1が発現している臓器(卵巣、肝臓)と発現していない他の臓器で比較することにより、卵巣特異的なLRH-1の発現制御機構を明らかにする。組織から抽出したゲノムDNAをバイサルファイト処理し、ゲノムDNA上のメチル化の変化を捉える。ChIP法により、ヒストン修飾の変化を明らかにする。本年度は、卵巣顆粒膜細胞における転写因子SF-1と卵巣型LRH-1の機能差を明らかにし、プロゲステロン合成に重要なLRH-1遺伝子の新たな転写調節因子としてPGC-1αを同定した。これらは、本研究の目標の一つであることから、現在までの達成度はおおむね順調に進展しているものと考えている。引き続き、卵巣型LRH-1の転写調節機構の解明を行う。ヒト以外の生物の卵巣型LRH-1の保存性を検討し、そのデータを基にして候補となる遠位エンハンサー領域を選定する。候補となる領域をクローニングした後、卵巣型LRH-1のプロモーター領域と結合したコンストラクトを作製し、レポーターアッセイ等によりエンハンサー領域および転写調節因子を同定する。
近代ドイツの啓蒙思想とドイツ語の発展-ライプニッツの『国語論』を中心にして-

ライプニッツの国語論に関する2次文献を,書籍及びコピー複写の形で網羅的に収集し,G.W.ライプニッツの言説を跡づけた.その際,より正確な理解が可能となるように,平成12年3月にArmin Burkhardt教授(Magdeburg大学)およびPeter Schmitter教授(Munster大学)を日本へ招聘して,専門知識の供与とわれわれとの討論をお願いした.このようにして,われわれはドイツとヨーロッパにおける啓蒙思想の展開とドイツ語の歴史的発展を歴史記述の諸問題への方法論的反省も踏まえて文献学的に研究し,ライプニッツの国語論をドイツ思想史・ドイツ語史のなかで位置づけることを試みた.その結果,判明したことは以下の通りである:ライプニッツは,統語論(文構造)に対する理解に足らないところがあったにしても,造語による言語改新や伝統的な専門表現と方言の採用による言語再生も頭に入れながら,ドイツ語が語彙面において世界的な学問語として発展し確立していけるように,実際的で具体的な提言を行った.実際にライプニッツの提言は,後世における学問語としてのドイツ語の発展に,確かに大きな影響力をもった.このことのとも関連させながら,われわれは阪神ドイツ文学会でのシンポジウム「思想としての正書法改革」(平成13年1月28日)において,パネリストとして新正書法導入問題をドイツ語史に照らして評価することを試みた.また最後に,今回の共同研究の副産物として,ライプニッツの書いた『悟性と言語のよりよい使用のためのドイツ人への戒め』と『ドイツ語の鍛錬と改良に関する私見』の翻訳を,本邦初の初訳として完成させることができた.ライプニッツの国語論に関する2次文献を,書籍及びコピー複写の形で網羅的に収集し,G.W.ライプニッツの言説を跡づけた.その際,より正確な理解が可能となるように,平成12年3月にArmin Burkhardt教授(Magdeburg大学)およびPeter Schmitter教授(Munster大学)を日本へ招聘して,専門知識の供与とわれわれとの討論をお願いした.このようにして,われわれはドイツとヨーロッパにおける啓蒙思想の展開とドイツ語の歴史的発展を歴史記述の諸問題への方法論的反省も踏まえて文献学的に研究し,ライプニッツの国語論をドイツ思想史・ドイツ語史のなかで位置づけることを試みた.その結果,判明したことは以下の通りである:ライプニッツは,統語論(文構造)に対する理解に足らないところがあったにしても,造語による言語改新や伝統的な専門表現と方言の採用による言語再生も頭に入れながら,ドイツ語が語彙面において世界的な学問語として発展し確立していけるように,実際的で具体的な提言を行った.実際にライプニッツの提言は,後世における学問語としてのドイツ語の発展に,確かに大きな影響力をもった.このことのとも関連させながら,われわれは阪神ドイツ文学会でのシンポジウム「思想としての正書法改革」(平成13年1月28日)において,パネリストとして新正書法導入問題をドイツ語史に照らして評価することを試みた.また最後に,今回の共同研究の副産物として,ライプニッツの書いた『悟性と言語のよりよい使用のためのドイツ人への戒め』と『ドイツ語の鍛錬と改良に関する私見』の翻訳を,本邦初の初訳として完成させることができた.ライプニッツの国語論に関する2次文献を,書籍及びコピー複写の形で収集し,ライプニッツの言説を跡づけた.より正確な理解が可能となるように,次の二名のドイツ人学者を日本へ招聘して,専門知識の供与とわれわれとの討論をお願いした:Armin Burkhardt教授(ドイツ連邦共和国,Magdeburg大学)およびPeter Schmitter教授(ドイツ連邦共和国,Munster大学および大韓民国,韓国外国語大学).それにより次のような結果を得た:ライプニッツがそれまでの文法家と異なり新しいと言える点のひとつは,造語による言語改新だけでなく,伝統的な専門表現と方言の採用による言語再生も頭に入れていたことである.また,言語改良によって知識を広く知らしめ,蒙を開くという国民教育的な視点がより鮮明に前面へ出されている点も,ライプニッツを本質的に特徴づけていると言える.ただし他方で,語彙にしか興味を示さず,文法・統語論に対して目を開こうとしなかった点で,ライプニッツは他の文法家たちと比べて明らかな後退を見せている.この啓蒙主義的哲学者の書くドイツ語が,期待に反し明晰さを欠き複雑怪奇に映じてしまう面があるのは,このことの帰結である.ライプニッツは言語育成についての先人たちの考え方をより明確に集約し,一部新たにそれに深みを与えたが,ライプニッツのアピール文が人の目にとまり意義を持ちえたのは,他ならぬヨーロッパ第1級の思想家ライプニッツの筆から出たものであってこそだと,言うべきであろう.高田の実績は以下の通りである.ライプニッツは,統語論(文構造)に対する理解に足らないところが著しくあったにしても,造語による言語改新や伝統的な専門表現と方言の採用による言語再生も頭に入れながら,ドイツ語が語彙面において世界的な学問語として発展し確立していけるように,実際的で具体的な提言を行った.

実際にライプニッツの死後に,この提言に沿った形でドイツ語による学問的用語が拡充ていく様子を,Takada(2001)は,ライプニッツ自身がドイツ語ではなくフランス語でしか著すことができなかった『弁神論』(De Theodicee,1710)のドイツ語訳の諸版(1720,1726,1744)を年代順に比較することによって,明らかにした.ライプニッツの提言は,後世における学問語としてのドイツ語の発展に,確かに影響力をもったのである.渡辺の実績は以下の通りである.渡辺は,ドイツとヨーロッパにおける啓蒙思想の展開とドイツ語の歴史的発展を歴史記述の諸問題への方法論的反省も踏まえて文献学的に研究し,ライプニッツの国語論をドイツ思想史・ドイツ語史のなかで位置づけることを試みた.また,ドイツ語の新正書法導入をドイツ語史に照らして評価するため,近現代ドイツ語史研究会や阪神ドイツ文学会で研究報告とシンポジウム報告を行った.これらの成果の一部は,Watanabe(2000),渡辺(2000),渡辺(2001)に結実している.また,ライプニッツの国語論については,「ドイツ人への戒め」の下訳を完成させた.全体として思想史と言語史の関わりについての基礎研究・事例研究ができたことをもって成果としたい.
脳神経特異的新規ビタミンK2合成酵素欠損マウスを用いたビタミンKの脳機能解析

本研究では、神経幹細胞の時点からUbiad1欠損となるNestin-cre Ubiad1-CKO(CKO)マウスを作出した。このCKOマウスは、正常に出生したが成長遅延が認められた。10週齢における脳組織中Ubiad1発現およびMK-4濃度は著しく低値か検出限界以下であり、CKOマウスでは、脳組織全体でUBIAD1が欠損しMK-4欠乏となった。また、脳機能では短期記憶能力、恐怖心、運動協調性の低下が観察され、脳組織解析により小脳萎縮とプルキンエ細胞の消失が観察された。このことから、脳神経系においてUBIAD1およびMK-4は特に小脳の構造機能維持に必須の役割を担っていることが明らかとなった。これまでの申請者の研究により、摂取したビタミンKが生体内でビタミンK2 (メナキノン-4, MK-4)に変換されること、それを担う酵素「MK-4生合成酵素」がUBIAD1 (UbiA prenyltransferase domain containing 1)であることを明らかにしている。UBIAD1は種を超えて保存されており、ショウジョウバエやゼブラフィッシュではその変異が発生異常を引き起こす。しかし、哺乳動物におけるUBIAD1の機能は十分に解析されていない。特にUBIAD1は脳で最も発現が高く、MK-4も脳内で高濃度に蓄積していることから、脳で重要な役割を担っていると予想される。本研究では、世界に先駆けて脳特異的にUBIAD1遺伝子を欠損したマウスを作出し、UBIAD1とMK-4の脳神経機能における役割の解明および脳神経変性疾患への関連性を解析することを目的に遂行している。全身性にUBIAD1を欠損するUBIAD1-KOマウスが胎生致死であるため、初期胚からES細胞を樹立し、MK-4合成活性を評価した。また、組織特異的にUBIAD1を欠損したマウスとして、神経幹細胞特異的にcreを発現するNestin-creマウスを用い、脳特異的にUBIAD1を欠損するマウスの作出を行った。さらに、Synapsin-creマウスを用いて神経細胞のみでUBIAD1が欠損したマウスの作成も行った。これらのマウスの表現型を解析するとともに、マウスから初代培養神経細胞を単離培養し、細胞レベルでの機能解析も行い、UBIAD1の脳における機能解析を行っている。平成26年から継続して脳組織特異的CKOマウスを作出し、出生したマウスについて行動解析として、探索行動や危険評価行動などの情動行動が評価する新奇ケージテスト、不安様行動を測定する高架式十字迷路テスト、平衡感覚を評価する平行棒試験および水平棒試験などを実施した。その結果、いずれの試験においても行動異常が認められた。また、組織化学的解析として組織標本を作製し、神経細胞の分布状態および神経細胞ネットワークの形成状態をニューロンやアストロサイト、オリゴデンドロサイトなどに対する特異抗体で免疫染色することにより評価解析を行った。その結果、小脳に大きな構造異常が観察された。また、脳内のMK-4濃度については、脳組織部位ごとに分けてLC-APCI-MS/MSにより定量分析した結果、大脳、小脳など脳全体でMK-4濃度の顕著な低下およびMK-4合成活性の低下が認められた。ヒトにおいてはビタミンKの欠乏がアルツハイマー病やパーキンソン病のリスク要因と考えられることから、Nestin-cre Ubiad1-CKOマウスやSynapsin-cre Ubiad1-CKOマウスでは、脳内でアルツハイマー病やパーキンソン病の病変が認められる可能性がある。そこで、これら病態に関連する因子として、タウ、アミロイドβ、αシヌクレインなどの染色も行ったが、これらには大きな変化は認められなかった。これまでの申請者の研究により、神経幹細胞はMK-4の刺激により選択的にニューロンへと分化誘導することから、UBIAD1の欠損により神経細胞分化に異常が認められる可能性は非常に高いと考えられる。そこで、細胞レベルでの解析として、胎生14日齢のマウス胎仔大脳より神経幹細胞を単離培養し、ニューロンおよびアストロサイトへの分化能を評価を行った。初代細胞でもMK-4合成能が欠損していることが観察された。コンディショナルノックアウトマウスの作出および表現型解析は順調に進んでおり、ほぼ計画通りに進めることができている。摂取したビタミンKは、生体内で「MK-4生合成酵素」であるUBIAD1 (UbiA prenyltransferase domain containing 1)によりビタミンK2(メナキノン-4, MK-4)に変換される(Nature 2010)。しかし、哺乳動物におけるUBIAD1の機能は十分に解析されていないため、我々は組織特異的UBIAD1遺伝子欠損マウスを作出し、解析を行っている。本研究では、世界に先駆けて脳特異的にUBIAD1遺伝子を欠損したマウスを作出し、UBIAD1とMK-4の脳神経機能における役割の解明および脳神経変性疾患への関連性を解析した。Nestin依存的にCreリコンビナーゼを発現するNestin-creマウスを用いて脳神経特異的UBIAD1欠損マウス(Nes-CKOマウス)を作出した。Nes-

CKOマウスは、脳全体でUBIAD1が欠損しており、脳内MK-4濃度も検出限界以下まで低下した。出生後より成長不全があり、運動協調性の低下、短期記憶能力の低下など脳機能異常が認められ、小脳萎縮とプルキンエ細胞の消失が観察された。しかし、神経細胞のみで欠損が起こるSynapsin依存的UBIAD1欠損マウス(Syn-CKO)ではプルキンエ細胞の消失のみが40週齢以上の高齢の時点で認められるのみで、大きな機能異常は観察されなかった。このことから、神経細胞の形成早期におけるUBIAD1の欠損が、脳機能の異常を引き起こしていると推察された。今後脳機能異常が発症するメカニズムについて解析する予定である。本研究では、神経幹細胞の時点からUbiad1欠損となるNestin-cre Ubiad1-CKO(CKO)マウスを作出した。このCKOマウスは、正常に出生したが成長遅延が認められた。10週齢における脳組織中Ubiad1発現およびMK-4濃度は著しく低値か検出限界以下であり、CKOマウスでは、脳組織全体でUBIAD1が欠損しMK-4欠乏となった。また、脳機能では短期記憶能力、恐怖心、運動協調性の低下が観察され、脳組織解析により小脳萎縮とプルキンエ細胞の消失が観察された。このことから、脳神経系においてUBIAD1およびMK-4は特に小脳の構造機能維持に必須の役割を担っていることが明らかとなった。これまでに、全身性にUBIAD1を欠損したマウスの作出を試みたが、胎生致死であったため、胚からES細胞を樹立し、細胞レベルでUBIAD1欠損の影響を解析している。ES細胞の樹立は順調に行うことができ、MK-4合成活性が消失していることも確認できている。また、脳特異的UBIAD1欠損マウスとしてNestin-cre-UBIAD1 CKOマウスの作出に成功した。このマウスについて、表現型解析を行ったところ、行動学的な異常や脳組織形成異常があることが見いだされている。さらに現在、脳神経細胞の初代培養を行いながら、細胞レベルでの機能異常について解析を進めている。また、ニューロンなどの神経細胞でのみUBIAD1が欠損したマウスを作成するため、Synapsin-creマウスを用い、Synapsin-cre-UBIAD1 CKOマウスの作出を行った。このマウスについても作出に成功し、現在細胞レベルや個体レベルで表現型解析を進めている。このように、本研究はほぼ計画通りに進行することができている。平成28年度では、平成27年度で完結できなかった内容を継続すると共に、Nestin-creによるUBIAD1のCKOマウスで、MK-4投与のレスキュー効果について検討を行う。レスキュー方法としては、胎生早期からMK-4を供給するため、雌雄マウスを交配する時点からMK-4の投与を行い、産仔についても投与を継続し、脳神経細胞特異的UBIAD1欠損に伴う異常に対する是正効果を評価解析する。