hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
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

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。非侵襲的脳機能測定装置の開発・研究さらに臨床応用に関して国際共同研究を通じて多大な成果をあげてきた.非侵襲的脳機能測定装置による研究をさらに発展させて、ヒト脳における機能画像,脳磁図などを用いて,統合された脳機能の解明を目指した.1、磁気共鳴機能画像(fMRI)、PETによる研究:(1)陰性運動に関する研究.神経学で陰性ミオークロヌスと呼ばれる突然の筋の脱力の機序を解明する目的で,運動を急に止めるときに大脳皮質運動関連領域がどのような関連性を持って機能しているかを,fMRIを用いて検討した.筋脱力と同時に補足運動野と一次運動野で脳機能の活動が亢進することが明らかになった.(2)痛覚刺激受容に関する研究.二酸化炭素レーザーを用いて皮膚と全く接触のない痛覚刺激を与え,痛覚受容に関する研究をFMRIよって時間分解能を高め,二次知覚野と帯状回の関連について,詳細な検討をおこなっている.2、全頭型脳磁図計を用いた研究:(1)電気刺激に対する体性感覚誘発脳磁場,脳電位の同時記録より,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分のArea3bから脳冠部のArea 1,2へと移行していくことを示した.(2)感覚刺激に対しての注意の影響を体性感覚ならびに聴覚刺激に対する脳磁場反応において示した.電気刺激強度の強弱に対する注意課題を与えることにより,一次体性感覚野および二次体性感覚野での反応が増強し,同様に,選択的聴覚注意課題においては,一次聴覚野の反応の増強が認められた.(3)聴覚オッドポール課題により誘発されるP300成分は認知に関与しているが,これに対応する磁場成分が約400msに誘発され,少なくとも両側の上側頭葉,頭頂葉下部,側頭葉内側の計6箇所が発生源であることを示した.3、難治てんかん患者の手術に関連した焦点の検索難治てんかん患者の手術においても,非侵襲的な方法を駆使してのてんかん焦点の検索と大脳の高次機能マッピングの必要性が重要視される.てんかん原性焦点に関しては,発作時DC電位がヒトのてんかん原性焦点をより特異的に同定できることを明らかにした.またヒトの高次脳機能に関しては,(1)ヒトの前補足運動野が随意運動の選択に関わる刺激弁別と運動選択,さらにその運動遂行の準備に直接関わることを明らかにした.(2)稀発刺激の認知に関わる事象関連電位が海馬より明らかに出現することが側頭葉てんかん患者におけるてんかん手術の前後での全頭型脳磁図計による検討で非侵襲的に明らかにできた.最終年度としての本年度は、各共同研究施設との間で得られた結果を総合的にまとめる一方、それぞれのプロジェクトを更に推進させた。(1)全頭型脳磁図計を用いた研究健常者に随意的に運動開始、終止を行わせた場合の脳磁場変化および機能的MR画像を用いて本施設および米国NIHにおいて共同研究を行った。特に運動終了時において運動と反対側および同側の一次運動感覚野における背景活動の非同期化が顕著に認められた。また事象関連機能的MR画像の検討では、随意運動開始に比較して、運動終了時に内側前頭葉特に固有補足運動野および前補足運動野の局所脳血流の増加が認められ、これらの領域が陰性運動現象に深く関連することが示唆された。(2)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い、その解析においてヘルシンキ工科大学との共同研究を推進した。
装着型能動視覚センサを用いた3次元物体の形状と表面情報の復元に関する研究

本研究では、ユーザが手にし、それを持ち変えて観測している物体を装着型視覚センサでとらえ、その物体の3次元形状、及び、表面情報を復元する手法の確立を目指している。本研究によって得られた成果は、以下のようにまとめられる。1.装着型能動視覚センサを用いた視線検出:視線測定装置とコンピュータ制御可能な2台の首振りカメラで構成される装着型能動視覚センサを構築した。そして、視線測定装置と2台の首振りカメラを強調させることによって、周囲の奥行きが場所毎に大きく変わる環境でも、正確にその視線情報を検出する手法を考案した。2.3次元把持物体の形状復元:把持物体の全形状を復元するためには、物体を手で持ち変える前後で復元された部分形状を張り合わせる必要がある。本研究では、復元された部分形状を距離画像として捉え、物体表面の局所構造を保持する距離画像の張り合わせ手法を考案した。3.3次元把持物体の表面情報の復元:対象物を手で持ち変える前後で得られた画像群の明度情報を解析して、環境中での証明の強度と物体表面の反射特性との両方を推定する手法を開発した。本手法は、複雑な分布をもつ一般照明下において反射率を正確に推定することが可能であるという点において従来手法にはない特長を備えている。4.装着型能動視覚センサを用いた運動推定:2台の能動カメラそれぞれを注視点制御することにより、3次元空間中を自由に移動する人物の運動を逐次的に推定する手法を考案した。本手法は、装着した2台のカメラの基線長に依存せずに、長い運動に対しても、高精度な推定を安定に実現する手法となっている。視線測定装置とコンピュータ制御可能な2台の能動カメラで構成される装着型ビジョンセンサを開発した.このセンサは,カメラが装着者と視点を共有することで,装着者の視線情報を獲得することができる.構築したセンサは,計算機とヘッド部に大別される.ヘッド部には,視線測定装置とコンピュータ制御可能な2台の能動カメラが装備されている.2台のカメラの投影中心と左右の眼球中心は全て,ほぼ同一直線上に並ぶように設計されている.視線測定装置は,非接触型で,瞳孔/角膜反射法を実装したNac製EMR-8を用い,右眼の視線情報を獲得する.また,カメラはSony製EVI-G20を用いている.EVI-20は,内部にモータを2個搭載していて,コンピュータ制御によって,パン,チルト方向に,カメラの撮像系全体を物理的に回転することができる.また,駆動系の回転中心とカメラの投影中心とが一致するように設計されている.一方,計算機はPC(PentiumIII 750MHz)を用いている.まず,2台のカメラによってステレオ視を実現させることによって,見ている点までの奥行きを算出し,その奥行きに応じて,画像上に重ね書きされた装着者の視線を表す点を補正する自動キャリブレーションアルゴリズムを考案した.この補正により,装着者が見ている点の奥行きが変わるような現実的な環境下でも,正確にその視線情報を検出することが可能になった.一方,装着型ビジョンセンサを用いた,把持物体の3次元形状復元では,対象までの距離が近いため,復元された部分的な形状を張り合わせて,物体の全体形状を復元する必要がある.従来,特徴点の位置情報のみを利用して形状の張り合わせが行われていたが,本研究では,位置情報に加えて明度情報を用いることで,ノイズや特徴点の誤検出が存在する場合でも,頑健に形状の張り合わせを実現するアルゴリズムを検討した.また,キャリブレーションされていないカメラで撮影されたコニックの投影像を解析し,多視点から得られたコニックの投影像の間には,多重線形形式で表現される拘束式が存在することを示した.本研究では,ユーザが手にし,それを持ち変えて観測している物体を装着型視覚センサでとらえ,その物体の3次元形状,及び,表面情報を復元する手法の確立を目指しており,本年度得られた成果は,以下の通りである.

1.把持物体の全形状復元のための距離画像の高精度張り合わせ:物体表面の局所構造を保持する距離画像の張り合わせ手法を考案した.本手法では,距離画像での近傍の計測点を用いて,局所的な面の形状パターンと対応の歪係数を導入し,誤った対応を取り除くと同時に面の局所構造を保持する張り合わせを実現している.合成画像や実画像を用いた基礎実験により,従来手法に比べ,正確で頑健な張り合わせを実現できていることを確認した.2.把持物体の表面反射特性の推定:対象物を手で持ち変える前後で得られた画像群の明度情報を解析して,環境中での照明の強度と物体表面の反射特性との両方を推定するアルゴリズムを開発した.ここでは,対象物を手で持ち変えて得られた時系列画像から物体の形状を復元し,その情報を利用して,照明強度と物体表面の反射率を推定している.本手法は,特に,複雑な分布をもつ一般照明下において反射率を正確に推定可能であるという点において従来手法にはない特長を備えている.3.装着型能動視覚センサを用いた自己運動の推定:装着型能動視覚センサを用いて,装着者の頭部運動を推定するアルゴリズム考案した.本手法では,2台の装着型視覚センサを独立に注視点制御することによって注視点の対応を自動獲得し,さらに注視点周辺のオプティカルフローを利用することで,装着者の頭部運動を推定する.注視点間の距離の違いによる推定精度の評価実験を行い,注視点間の距離を大きくとればとるほど,推定精度が向上することを確認した.本研究では,ユーザが手にし,それを持ち変えて観測している物体を装着型視覚センサでとらえ,その物体の3次元形状,及び,表面情報を復元する手法の確立を目指している.最終年度にあたる本年度は,これまでに開発した手法の安定化や高度化に主眼をおいて研究を推進し,以下の成果を得た.1.装着型視覚センサを用いた視線検出の安定化:平成14年度に開発した視線検出手法では,検出データが人間の視覚特性を反映していることを考慮していなかったため,その検出精度には自ずと限界があった.本研究では,この問題を克服するために,注視時の固視微動を考慮して視線の動きを捉えることにより,視線検出の安定化をはかった.そして,被験者を用いた実験によって,統計的に有意に視線検出精度が向上したことを示した.2.装着型能動視覚センサを用いた自己運動推定の安定化:平成15年度に開発した装着者の頭部運動推定手法における蓄積誤差を軽減する手法を開発した.具体的には,局所時間内に得られた推定結果にバンドル調整を適用することで,時々刻々に推定された運動がそれまでの入力画像系列と幾何学的に整合するようにそのつど推定結果を修正する手法を考案した.そして,この修正によって,長い運動に対しても安定に運動推定を実現することができることを示した.3.把持物体の全形状復元のための距離画像張り合わせの高度化:平成15年度に開発した,物体表面の局所構造を保持する距離画像の張り合わせ手法の前処理として,距離画像のおおまかな張り合わせ手法を考案した.ここでは,距離画像間で共有している領域の復元点を抽出し,それらの画像間での対応を見つける問題を組合せ最適化問題として定式化し,最も整合する復元点の対応組を大域的に見つけている.これにより,前処理や視点の位置関係に関する知識をまったく必要とすることなく,大域的に最適な,距離画像のおおまかな張り合わせを実現することができる.
Ｔ細胞のエピジェネティク改変による免疫疾患制御

誘導性制御性T(iTreg)細胞は試験管内において大量に産生可能であるため、免疫寛容を促すツールとして様々な免疫疾患治療への応用が期待される。しかし、iTreg細胞ではFoxp3遺伝子のCNS2領域内CpG配列におけるDNA脱メチル化が起こらないため、マスター転写因子であるFoxp3遺伝子の発現が不安定である。そこで我々は、iTreg細胞においてCNS2領域のDNA脱メチル化を介したFoxp3発現の安定化を目指し、DNA脱メチル化反応を触媒するTETタンパク質に注目した。TETタンパク質には、TET13の3種類のアイソフォームが存在する。我々はiTreg細胞における内在的なTETの発現を促進させる方法の確立を試みた。その結果、低酸素培養条件においてすべてのTET発現が増強されることを確認し、低酸素培養によりCNS2領域のDNA脱メチル化がTET2/TET3依存的に促進されることを示した。また我々は、iTreg細胞の誘導時における低酸素条件およびTETタンパク質の触媒活性を増強するビタミンC処理による相乗効果を調べた結果、それぞれ単独の培養条件よりも、低酸素条件およびビタミンC処理iTreg細胞の方がCNS2領域のDNA脱メチル化が促進され、Foxp3発現の安定性がより保持されることが解った。また、Rag2欠損マウスを用いた誘導性大腸炎モデルにおいて各種iTreg細胞の抑制効果を比較したところ、低酸素条件およびビタミンC処理iTreg細胞は、ビタミンC処理のみのiTreg細胞または通常のiTreg細胞よりも腸炎を効果的に抑制した。以上により、TETタンパク質の誘導とその酵素活性の増強によってin vitroにおいて安定なiTreg細胞の産生が可能であること、さらにこれらの方法で作成されたiTreg細胞は生体での炎症性疾患の強力な治療効果を有することが示された。29年度が最終年度であるため、記入しない。免疫寛容の中心を担う制御性T細胞(Treg)は,胸腺で発生するnTregと末梢でTGFβの作用により誘導されるiTregが存在する。Tregのマスター制御因子はFoxp3であり,in vitroにおいてその発現を人為的に惹起することでiTregを誘導できる。しかし,iTregはFoxp3の発現を失いやすく,in vitroで誘導したiTregを生体に移入してもその免疫抑制効果は限られる。一方,nTregにおける安定的なFoxp3の発現には,Foxp3遺伝子のエンハンサー領域のひとつであるCNS2領域のCpGアイランドが,完全に脱メチル化されていることが重要と言われている。そこで私は,脱メチル化酵素TET (ten-eleven translocation)に注目し,これをFoxp3-CNS2領域へ人為的に付加することで,エピジェネティック制御改変によるiTregの安定化を試みた。具体的には,STAT5などの転写因子とTET1の酵素活性部位を融合した人工Tet融合遺伝子を,レトロウイルスベクターに搭載し, iTregに導入することで, CNS2領域の部位特異的なDNA脱メチル化が促進されるかを検討した。その結果,Tet融合遺伝子の導入により, Foxp3-CNS2領域のCpGアイランドにおける部分的な脱メチル化が認められた。次に,脱メチル化の影響を調べるため,Tet融合遺伝子導入iTregにおけるFoxp3発現の安定性を比較した。その結果,in vitro / in vivoいずれの実験においても従来のiTregに比べ,Tet融合遺伝子導入iTregではFoxp3の発現が有意に維持された。更に,Tet融合遺伝子導入iTregの機能について,マウスの病態モデルを用いて評価を行った。その結果,Tet融合遺伝子導入iTregは,従来のiTregよりも炎症を抑制する結果が得られた。Tet融合遺伝子発現ベクターのプライマリーT細胞(iTreg)への導入及びその効果の検討をはじめとする当初の計画に加え,採用年度2年目以降に予定していた,生体内におけるTet融合遺伝子導入iTregのFoxp3発現の安定性の確認や,病態モデルにおける効果の確認など,現段階において本研究の目的に見合う結果が得られた。以上の理由から,本研究課題の推進状況は,現在のところ当初の計画以上に進展していると考える。誘導性制御性T細胞(iTreg)は,TGFβ存在下でNaive T細胞より誘導され,in vitroにおいて多量に作成可能である。このことから,iTregは様々な免疫疾患治療への応用が期待されるが,一方で,iTregは胸腺で成熟したnTregに比べ、マスター制御因子であるFoxp3の発現が不安定であるため,その免疫抑制効果は限られている。TregにおけるFoxp3発現の安定性はTreg-specific demethylation regions (TSDRs),特にFoxp3のエンハンサー領域のCpG motifsの一つである,CNS2が脱メチル化されていることに大きく依存する。そこで我々は,脱メチル化酵素TET (ten-eleven translocation)に注目し,その活性部位(TET-CD)を過剰発現させることでiTregにおけるTSDRsの脱メチル化を試みた。TET-CD過剰発現iTregでは,部分的なCNS2の脱メチル化が亢進され,in vitroおいてより安定的なFoxp3の発現を示した。また,TET-CD過剰発現iTregは,炎症性腸管疾患モデルにおいてもコントロール群に比べ,より安定的な抑制能を示すことがわかった。

さらに,我々はTET関連タンパク質の発現が低酸素培養で増強され,TET2及びTET3が発現しない状況では,低酸素条件でもCNS2のDNA脱メチル化とFoxp3発現の安定化に至らないことを示した。また,TETの触媒活性を増強するVitamin Cとの組み合わせでは,低酸素条件で誘導したiTregが最も強い抑制能及びFoxp3発現の安定性を持つことがわかった。以上のことから,本研究は,iTregにおいてTETの発現を増強することで,iTregが自己免疫疾患やアレルギーや,臓器移植後の免疫寛容などへの治療に応用可能であることを示唆している。前年度の研究推進方策で予定していた通り,Vitamin.Cを用いたTETの触媒活性の増強や,新たに細胞内在性のTETタンパク質の誘導方法として,低酸素培養法の導入によって,より簡便なiTregの安定化を実現し,Foxp3発現の安定化や病態モデルにおける効果など,現段階において本研究の目的に見合う結果が得られた。さらに,本研究をより充実させる内容として,Treg特異的TET2及びTET3欠損マウスを用いた実験により,TETによるFoxp3-CNS2領域の脱メチル化がiTregの安定化に貢献する直接的な結果が得られた。以上のことから,本研究は現段階において,当初の計画以上に進展していると評価する。誘導性制御性T(iTreg)細胞は試験管内において大量に産生可能であるため、免疫寛容を促すツールとして様々な免疫疾患治療への応用が期待される。しかし、iTreg細胞ではFoxp3遺伝子のCNS2領域内CpG配列におけるDNA脱メチル化が起こらないため、マスター転写因子であるFoxp3遺伝子の発現が不安定である。そこで我々は、iTreg細胞においてCNS2領域のDNA脱メチル化を介したFoxp3発現の安定化を目指し、DNA脱メチル化反応を触媒するTETタンパク質に注目した。TETタンパク質には、TET13の3種類のアイソフォームが存在する。我々はiTreg細胞における内在的なTETの発現を促進させる方法の確立を試みた。その結果、低酸素培養条件においてすべてのTET発現が増強されることを確認し、低酸素培養によりCNS2領域のDNA脱メチル化がTET2/TET3依存的に促進されることを示した。また我々は、iTreg細胞の誘導時における低酸素条件およびTETタンパク質の触媒活性を増強するビタミンC処理による相乗効果を調べた結果、それぞれ単独の培養条件よりも、低酸素条件およびビタミンC処理iTreg細胞の方がCNS2領域のDNA脱メチル化が促進され、Foxp3発現の安定性がより保持されることが解った。また、Rag2欠損マウスを用いた誘導性大腸炎モデルにおいて各種iTreg細胞の抑制効果を比較したところ、低酸素条件およびビタミンC処理iTreg細胞は、ビタミンC処理のみのiTreg細胞または通常のiTreg細胞よりも腸炎を効果的に抑制した。
時間選好率の経済分析:決定因とマクロ経済含意

時間選好率の決定要因を明らかにすることを目的とした本研究プロジェクトでは、実証分析については、時間選好率アノマリーの検出、双曲割引の負債保有への影響の検出、人口統計要因と時間選好率の関係の検出、および時間選好率と肥満の相関性の検出を行い、理論分析については、時間割引率と奢侈財の動学分析、減少的時間選好率のマクロ含意の分析、習慣形成と時間選好率の関係とそのマクロ含意の分析、および危険回避度と時間選好率の相関に関する学術知見を得た。(1)時間選好率のマクロ経済含意論文Ikeda(2007,IER)では、異時点消費選択モデルを用いて、奢侈財と必要財の違いを分析し、所得が増加する局面では奢侈財消費に関する時間選好率が必要財に関するそれより低くなることを示した。その上で、奢侈財消費を規制する奢侈税や奢侈財輸入関税が、富や資本の蓄積をかえって阻害することを明らかにした。時間選好率が富に関して減少的である場合、安定的な最適消費経路が得られないという予想から、実証的には支持される減少的時間選好率(decreasing impatience)の分析がほとんど行われていない。論文Hirose and Ikeda(2007,JER in press)では、減少的時間選好率の下では、消費の増加がもはや生涯効用水準の上昇に寄与しないような「飽和点」が存在することを明らかにし、複数定常均衡の可能性と定常点の安定性の観点から小国モデルと閉鎖(外生的)成長経済モデルの最適経路の性質を分析した。とくに、成長経済では、不安定的な飽和点と鞍点安定的な修正黄金律点という2点で複数定常均衡を持つことを示し、政策分析を行った。(2)時間選好率の実証分析論文(池田・筒井,2006)では、アンケート調査と経済実験のデータを用いて分析した結果、時間選好率の推定値が金額効果や双曲割引などの定型的性質を示すとともに、性別や富などの社会・経済属性に強く依存し、負債や喫煙などにみられる被験者の行動特性を有意に説明することを示した。(3)その他肥満、中毒、負債行動に時間割引率がどのようにかかわっているかについて、実証分析を進めている。成果の一部は、週刊『エコノミスト』連載の「よく効く経済学」(「せっかち」な人ほど肥満化する」(10/10号)、「目先の誘惑に負け、禁煙後回し」(11/21号))、日本経済新聞「経済教室」(「人間心理と多重債務問題」2/4)などに公表。(1)時間割引率の実証研究書間・池田(2007)では、経済実験とアンケートを併用することによって、被験者の時間割引率が、金額や期間に関する異時点選択の条件や、被験者自身の人口統計的、経済的属性にどのようにいぞんするのかを統計的に明らかにし、さらに、推定された時間割引率が被験者の日常の食料消費行動や負債行動を有意に説明することを示した。とくに、双曲割引傾向が強い被験者ほど負債保有の確率が高くなることを示した出版論文は、これが初めてである。(2)上限金利規制の行動経済学的分析筒井・大竹・書間・池田では、消費者金融の利用者を含む一般社会人を対象にインターネットを用いて行った大規模アンケートのデータを用い、消費者金融の利用者、多重債務者、それ以外の回答者で、選好や意思決定の傾向がどのように異なるかをとくに時間割引率と衝動性の観点から分析した。その結果、時間割引率が高いほど、双曲割引傾向が強いほど、また、衝動性が強いほど、消費者金融利用や多重債務の確率が高くなることが明らかになった。(3)その他時間選好率などの消費者の選好が、一見経済学と無関係な肥満や中毒などの日常的な問題を理解する上でどのように重要であるかを啓蒙的なエッセイにまとめ、それが、『こんなに使える経済学』(大竹文雄編、ちくま新書、2007年)所収の形で出版された。肥満の経済分析については、現在論文としてまとめつつあり、すでに一橋大学などでセミナーを行った(Ikeda, Khang, Ohtake,2008, Fat debtors: Time discounting, its anomalies, and body mass index.)。交付申請書「研究の目的」にあるように、平成20年度は、時間割引率の決定要因とその経済含意を理論と実証の両面から分析した。とりわけ、実証的に広く観察される冨・時間割引率間の負相関の経済含意については、マクロ動学的な観点から理論的な研究を行い、論文Hirose and Ikeda(2008)(「研究発表」欄参照)にまとめた。実証研究については、「研究実施計画」に従って、時間割引率およびそのアノマリー(双曲割引、符号効果)と、肥満度やBMIなどの体格形成について分析を行った(大阪大学ISERDP No.732)。

この研究では、時間割引のレベルによって表される人々のせっかち度(degree of impatience)だけではなく、双曲割引による後回し傾向や符号効果といった時間割引の特性(アノマリー)が人々の体格差を説明することを初めて明らかにした。また「計画」(2)にしたがって、危険回避度と時間選好率の相関を説明できる理論モデルを考案し、その含意をマクロ動学と実証の両方の観点から明らかにした。サーベイデータや経済実験を用いた実証研究では、推定される時間選好率が回答者や被験者の危険回避度と相関をもつことがしばしば報告されている。本研究では、こうした傾向を説明するために、選択者の選好に確率的なゆらぎがあるモデルを考え、そうした消費選好の内部に存する「内部リスク」を割り引くパラメターとして時間選好率を内生的に導出した。その結果、危険回避によって誘発された時間選好率が経済成長などのマクロ経済問題や危険回避度と富の実証的な関係にも大きなインプリケーションをもつことも明らかになった。
パラミクソウイルスの病原性遺伝子の探索と遺伝子複製の制御因子に関する研究

パラミクソウイルス科ルブラウイルスの病原性の分子基盤を解明するために、本研究では特に糖蛋白遺伝子の機能解析と、リバースジェネティクスの確立を試みた。初年度はムンプウイルスの病原性の指標として細胞融合に着目し、HN糖蛋白の関与について解析したところ、HN糖蛋白上の262番目のアミノ酸が細胞融合能と極めて密接に関わっていることが明らかになった。続いて2年目はF蛋白の機能を知るために、F遺伝子を発現するベクタープラスミドでマウスを免疫したところ、中和活性を示す抗体の産生が認められた。F蛋白がウイルスの感染において重要な役割を演ずることが確認された。最終年素には麻疹ウイルスを用いて、cDNAから感染性ウイルスを回収する、リバースジェネティクスシステムの確立を試みた。Billeterらの開発した手法に準じたところ、CAT遺伝子を挿入したミニゲノムならびに完全長の麻疹ウイルスゲノムに対するcDNAを挿入したプラスミドDNAから、それぞれCAT活性の発現ならびに感染性ウイルスの産生が確認された。パラミクソウイルス科ムンプスウイルスは培養細胞に感染し巨細胞を形成し細胞機能を傷害する。この細胞融合には感染細胞表面に発現したF、HN両ウイルスタンパクが必要であることが明らかにされている。また、ムンプスウイルスには巨細胞形成を起こさないウイルス株(RW)が存在し、これはFの195番目のアミノ酸残基の種類が規定していることが解っている。一方、RW株をノイラミニダーゼ(NA)阻害剤存在下で増殖させたところ細胞融合能の著しく強いウイルスが分離された。このウイルスにはHNのアミノ酸残基181番(I-T)と262番(Q-K)の2ヵ所に変異が見い出された。本研究ではムンプスウイルスのF及びHNの相互作用を解明していくためにこの変異ウイルスの細胞融合能を規定すると考えられるHNタンパクをFと共発現させ細胞融合活性を調べた。PCRを応用してRW株HNcDNAに点変異を導入し181T、262K及び両方の変異を持つ組換えDNAを作製し、COS細胞に導入してタンパクの発現を行った。いずれの変異HNタンパクも発現されたが、181T及び181T262Kの赤血球吸着能は低下、262Kは活性を無くしていた。またNA活性は181Tでは検出されたが262Kおよび181T262Kでは無かった。これらの変異HNを細胞融合能の低いRW株Fタンパクと共発現させたところ262Kでは著しい巨細胞形成が見られたが181Tではほとんど認められなかった。181T262Kでは再び巨細胞形成が認められた。このことは変異RW株が細胞融合活性を示したのは2つの変異により回復したことを支持するものでありムンプスウイルスの細胞融合活性にFとHNタンパクが特異的相互作用が重要であることを示している。パラミクソウイルス科に属するムンプスウイルスは培養細胞に感染し細胞融合を起こして多核巨細胞を形成するが、これにはFのみならずHNの共発現が必要である。また、他のパラミクソウイルスのHNとの組み合わせでは細胞融合活性を誘導することはできないし、FやHNの特定のアミノ酸変異により細胞融合活性が著しく変化する。以上のことは、ムンプスウイルスにおいても両タンパクの間には特異的な相互作用があるものと考えられる。そこで、抗Fまたは抗HNモノクローナル抗体を用いた放射免疫沈降法による解析を試みた。両タンパクを共発現させた細胞をマイルドな界面活性剤であるジギトニンを用いて可溶化した細胞抽出液について、抗Fまたは抗HNモノクローナル抗体を反応させ免疫沈降し、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により沈降したタンパクの解析を行った。しかし、これまでに抗F抗体による免疫沈降でHNの、逆に抗HN抗体でFの特異的なバンドは検出されず、さらに可溶化の条件などを検討する必要がある。近年、組換えプラスミドDNAを直接実験動物に投与することにより、目的のタンパクに対する免疫を誘導できることが報告され各種タンパクで試みられている。そこで、ムンプスウイルスのF及びHNを発現できる組換えプラスミドDNAをマウスに投与して抗体の誘導を試みた。マウス血清中には、F及びHNいずれのタンパクに対する抗体が誘導されていることがELISA法により確認できた。さらに、これらの抗体はウイルス中和活性を有しており、F及びHNのいずれもがウイルス中和抗原として重要であることを示している。これらのマウス血清中に誘導されたポリクローナル抗体は、各タンパクに特異的に反応することが間接蛍光抗体法及び放射免疫沈降法により確認され、今後のFとHNの相互作用の解析にも利用できる可能性がある。

われわれはムンプスウイルスcDNAから感染性ウイルスを回収する所謂リバースジェネティクスシステムの構築を目指してきたが、これまでのところ成功していない。われわれが実験に用いたプラスミドDNAやワクシニアウイルスあるいは実験操作に問題があるか否かを把握するために、同じパラミクソウイルスの一員である麻疹ウイルスのcDNAからの回収を試みることにした。この系は既にDr.Martin A.Billeterらによって2種類の方法が確立されているので、これらの方法を導入することによりわれわれの実験系を検証できると考え本研究を行った。麻疹ウイルスN、Pタンパク質およびT7RNAポリメラーゼを恒常的に発現している293-3-46細胞に麻疹ウイルス完全長cDNAを含むp(+)MV2AプラスミドおよびLタンパク質発現プラスミドpEMC-Laプラスミドをリン酸カルシウム法によりトランスフェクトした後、培養上清中のウイルスの存在をCPEを指標に測定したところ、ウイルスの回収が確認できた。また、CATレポーター遺伝子を含むミニゲノムプラスミドp107MV(-):CATをトランスフェクトした場合には細胞内にCAT活性が検出された。同様の実験をHeLa細胞を用いて行ったところ、T7ポリメラーゼを発現するワクチニアウイルスMVA-T7を感染させた後に、Nタンパク質発現プラスミドpEMC-Na、Pタンパク質発現プラスミドpEMC-Pa、Lタンパク質発現プラスミドpEMC-La、p(+)MV2Aプラスミドをリン酸カルシウム法によりトランスフェクションした場合に、感染性ウイルスが回収できた。またp107MV(-):CATをトランスフェクトした場合には細胞内にCAT活性が検出できた。
自家不和合性アブラナ科植物に見いだした新規種内一側性不和合性の分子遺伝学的解析

アブラナ科植物B.campestris(syn.rapa)の花粉と柱頭との認識反応には、この自家不和合性以外にも、自分とは異なる種を排除するなどの様々な認識システムの存在が考えられているが、その実態は明らかでない。S遺伝子の実態を明らかにする過程で、異なるS遺伝子表現型であるにもかかわらず、特定の個体がトルコ集団由来の系統の花粉を排除することを発見し、この現象が、S遺伝子座とは独立の1遺伝子によって制御されていることを明らかにした。この原因遺伝子単離を目的とした。SUI系統に対し、異なる交配親であるS9 rapid cycling系統を戻し交雑をおこなった。この結果、表現型の分離比は期待通り、1:1であった。この組み合わせを用いてさらに遺伝学的解析を行うことで、今後目的の遺伝子が単離できることが予想された原因遺伝子単離に向けて、PUI遺伝子型がnon-UIホモ遺伝子型個体とPUIホモ遺伝子型個体を用いてAFLP解析を行った。AFLP解析の結果、6個の連鎖マーカーを単離した。このAFLP解析で得られたPUI F_2集団各個体の遺伝子型情報を基に連鎖地図を作成した。その結果、全ての連鎖マーカーが1つのグループに分類され、全長約18cMの連鎖地図が作成された。さらに、本連鎖地図上に標的遺伝子座であるPUI遺伝子座が座上するかを解析するためにPUI F_2集団の表現型データを基に解析を行った。その結果、DNAマーカー・E-AAC/M-CCTとE-ACG/M-GAC間の約5cMにピークが検出された。ゆえに、この2つのマーカー間にPUI制御遺伝子座が座上すると考えられた。アブラナ科植物B.campestris(syn.rapa)の自家不和合性は、1遺伝子座S複対立系によって制御されており、S遺伝子の表現型が雌雄で一致したとき、自己花粉が拒絶され、受精に至らない。この現象は、柱頭上での自己・非自己の認識反応である。しかしながら、花粉と柱頭との認識反応には、この自家不和合性以外にも、自分とは異なる種を排除するなどの様々な認識システムの存在が考えられているが、その実態は明らかでない。自己・非自己を決定するS遺伝子の実態を明らかにする過程で、異なるS遺伝子表現型であるにもかかわらず、特定の個体がトルコ集団由来の系統の花粉を排除することを発見し、この現象が、S遺伝子座とは独立の1遺伝子によって制御されていることを明らかにした。この原因遺伝子を単離・解析を目的とする。今年度は、その雌雄の因子単離を目指して、分子マーカーの単離を行った。花粉側については、2,000AFLPprimerを実験したところ、2つの連鎖するマーカーを単離できた。現在、そのマーカー間の位置関係などを詳細に検討している。また、連鎖したマーカーから、原因遺伝子に到達するために、BACライブラリーを構築する必要があったが、共同研究を行っている奈良先端大の高山教授のグループが有しているものを利用可能であることが明らかにできた。雌ずい側因子については、遺伝学実験で、昨年の秋の実験と今年度の一致がみられず、再度、来年度実験を行うこととした。この様に、一側性不和合性を制御する遺伝子単離に向けて、順調に研究を開始できた。また、自家不和合性の優劣性の分子機構を明らかにできたことは、今年度の付加的であるが、大きな進展であった。アブラナ科植物B.campestris (syn.rapa)の自家不和合性は、1遺伝子座3複対立遺伝子系によって制御されており、3遺伝子の表現型が雌雄で一致したとき、自己花粉が拒絶され、受精に至らない。

しかしながら、花粉と柱頭との認識反応には、この自家不和合性以外にも、自分とは異なる種を排除するなどの様々な認識システムの存在が考えられているが、その実態は明らかでない。自己・非自己を決定する3遺伝子の実態を明らかにする過程で、異なる8遺伝子表現型であるにもかかわらず、特定の個体がトルコ集団由来の系統の花粉を排除することを発見し、この現象が、8遺伝子座とは独立の1遺伝子によって制御されていることを明らかにした。この原因遺伝子を単離・解析を目的とする。今年度は、その雌雄の因子単離を目指して、分子マーカーの単離・全離集団の作成を行った。育成した約100系統の分離集団から既存のSSRマーカーを用いて連鎖解析を行ったが、強く連鎖するマーカーを単離することができなかった。今後は、使用するSSRマーカーの数を増やすこと、異なる遺伝的背景を持つ分離集団の作成が重要と考えた。一方、雌ずい側因子については、柱頭側UI系統に対し、異なる交配親であるS9 rapid cycling系統を戻し交雑をおこなった。この結果、表現型の分離比は期待通り、1:1であった。この組み合わせを用いてさらに遺伝学的解析を行うことで、今後目的の遺伝子が単離できることが予想された。原因遺伝子単離に向けて、PUI遺伝子型がnon-UIホモ遺伝子型個体とPUIホモ遺伝子型個体を用いてAFLP解析を行った。AFLP解析の結果、6個の連鎖マーカーを単離した。このAFLP解析で得られたPUIF_2集団各個体の遺伝子型情報を基に連鎖地図を作成した。その結果、全ての連鎖マーカーが1つのグループに分類され、全長約18cMの連鎖地図が作成された。さらに、本連鎖地図上に標的遺伝子座であるPUI遺伝子座が座上するかを解析するためにPUIF_2集団の表現型データを基に解析を行った。その結果、DNAマーカー・E-AAC/M-CCTとE-ACG/M-GAC間の約5cMにピークが検出された。ゆえに、この2つのマーカー間にPUI制御遺伝子座が座上すると考えられた。
味覚・臭覚機能を持つセンシングシステムの開発一動的非線形応答の活用

1.臭覚機能を持つセンサーシステムの開発を目指して、半導体ガスセンサーの動的非線形情報を利用したガス種の定性・定量を試みた。従来まで識別が困難であった炭化水素系ガスについて、その応答の非線形特性を解析することにより、定量的に識別することが可能になった。センサへの反応速度や活性化エネルギーの違いをパラメータとして入れた、非線形微分方程式での計算機シミュレーションにより再現させることが可能になった。これにより、動的非線形応答を化学物理の定性・定量のための情報源として用いることの、理論的基盤をかためることができた。さらに複数のガス感応部を用いたガスセンサーや振動的なガス流速を印加したガスセンシングも新たに考察し、実験を進めた。これにより様々な環境下で、混合ガスまたは不純物の存在するガス系の中から特定ガスを検出することが可能になった。2.味覚機能を持つセンサーの研究の一環として、チオール誘導体で修飾した金属電極を用いた化学センサーを構築した。センサ表面上での固定化物質の吸着状態及び吸着密度が、固定化条件や化学物質に依存して異なることが、UV、FTIR、及びSEMの測定より、定量的に明らかにした。また、チオール誘導体で修飾したタンパク質についても吸着状態をAFM、QCM、電気化学的非線形応答を用いて定量的な計測を行なった。以上のことから、味覚機能の実現に向けての、安定な修飾電極作成の基礎を固めることが出来たものと考えられる。本研究は現在継続中であるが、現在までに次のような成果を得ている。1.味覚機能を持つ化学センサーの研究脂質二分子膜にウイーンブリッジ発振回路を電気的に結合させた系で、引き込み同調現象を利用した、味覚センシングを試みた。その結果Mg^<2+>,K^+などの無機イオンの定性・定量が可能であることが明らかになった。また、膜の非線形容量を取り入れたシミュレーションにより実験結果の再現が可能であることを示すことができた。この様な結果は、細胞膜自体の非線形な性質が、味覚や嗅覚の受容機構において重要であることを、物理化学的な視点から示唆するものとなっている。今後、多様な化学物質に対しての脂質二分子膜の応答性を系統的に研究していくことで、様々な化合物を認識するセンシングシステムの構築が可能となるであろう。2.嗅覚機能を持つ化学センサーの研究セラミック型の半導体ガスセンサーについて、温度を周期的に変化させたときの、伝導度の非線形応答を複数種のセンサーについて系統的に解析し、多種類のガスを分別し、定量することのできるガスセンサーの実用化をめざした研究を行っている。その結果、組成の異なるセンサーでは全く違う化学応答を示すことを明らかにした。これはセンサーの情報次元を拡大する意味で重要である。また、現在プラハ工科大学のMilos Marek教授と共同で、応答の理論的なモデル化のために種々の物理化学的パラメータの推定を行っている。これら2つの研究を融合させることにより、より多くのガス種を定性・定量することの可能な解析方法の確立を目指している。本研究では、「味覚、嗅覚では、受容器での化学情報が神経インパルスの情報に、非線形変換」されている事実を直視し、「非線形応答を活用することこそが、本当の意味でのインテリジェント型センサーを実現する道である」といった理念を実現を目指してきた。本年度の主要な成果を以下、紹介する。1.味覚機能を持つ化学センサーの研究安定な発振を得る目的で、外部から電圧を印加する外部電源駆動型の化学センサーによる研究を行った。チオール誘導体や脂質で金電極を修飾した実験系により、味応答のセンサーを実現する上での基礎的な知見を得た。また脂質二分子膜に外部回路を結合し、「引き込み同調」による安定な非線形発振が得られることを見出した。この非線形発振の波形の理論的解析により、溶液中の味物質の定量・定性が可能なことが分かった。2.味覚機能を持つ化学センサーの研究セラミック型の半導体ガスセンサーを用いた味覚機能を持つ化学センサーの研究を行った。

今回特にセンサーに周期的に送風を行いその非線形応答によりガス種を識別する呼吸型センサーの研究を精力的に行った。センサー本体に周期的な送風を加えた場合についての詳細な温度特性について明らかにし、またその場合の伝導度の非線形応答を系統的に記録し解析した。これらの成果をふまえ、呼吸型センサー実用化のための非線形応答の定量的に信頼出来るモデルの構築を目指したいと考えている。これまでの過去2年間の研究の成果、半導体ガスセンサーに周期的なヒーター電流を印加し、それにより半導体表面が温度変化することを利用すると、多種類のガスを定性・定量できることが明らかとなった。本年度は、より生物の嗅覚に近い機能を示すガスセンサーの開発に重点をおき、研究を進めた。具体的には、センサーに一定のヒーター電流を印加しておき、周期的にサンプルガスを吹き付ける実験系を構築した。その結果、エタン、エチレン、一酸化炭素などのガスの化学構造の違いに依存して、センサーの応答曲線が特異的に変化することが明らかとなった。応答波形の歪みを、フーリエ変換による高調波成分の強度を示標とすることにより、定量的に評価できることを示した。以上まとめると、嗅覚類似機能をもつセンサーの実現にむけて、重要な発展があったと言える。また味覚類似機能をもつセンサーの構築へむけて、金属電極の修飾方法についての研究も進めた。具体的にはチオール誘導体で修飾したセンサに対する味応答について研究を行った。その結果、センサ表面上の固定化物質の表面状態のUV、FTIR、及びSEMの測定より、吸着状態及び吸着密度が、固定化条件や化学物質に依存して異なることが定量的に明らかになった。また本年度は最終年度にあたるので、これまでの嗅覚・味覚機能をもつセンサーの研究の全体のとりまとめを行った。
Rae1の動態と機能の解析

多くの癌では染色体異数体といった染色体異常が見られるが、癌悪性化における異数体発生機序やその役割については未だよくわかっていない。細胞有糸分裂における正常な染色体分離のメカニズムを知ることは、癌悪性化を引き起こす染色体不安定を理解するのに必須である。核膜孔複合体は核膜上にあって細胞質と核の間の分子の交換を制御するものであり、最近この核膜孔複合体を介した巨大分子の核内外への輸送が有糸分裂に深く関わっていることが明らかになってきた。この複合体はヌクレオポリンと呼ばれるタンパク質の集合によって構成されている。その中の一つであるRaelは核と細胞質間の分子の輸送に重要であり、また有糸分裂に関与する微小管に結合することが示されている。申請者はこのRaelが分裂期の微小管重合体に結合し、NuMAと相互作用して紡錘体極の形成に関与していることを明らかにしており、さらに最近cohesinのサブユニットであるSMC1とも相互作用して染色体の正常な分離に深く関与していることを見いだした(PNAS, 105:15441-5,2008)。申請者は現在も引き続きRaelについての検討を継続しており、他ヌクレオポリン(Nup88、Nup98など)との相互作用や、また新たに他ヌクレオポリンについての解析も進めている。申請者の研究室では、順調に研究が進むとともに次々と新しい展開が出てきており、実験道具消耗品、新しい設備備品など、多額の研究費が必要となっている。しかしながら、現在の経済状況ではこれらを買い揃えるには、申請者が新規に取得した科研費若手研究(B)を併せても、厳しいと言わざるを得ない。近年Raelの過剰発現が乳癌患者で確認されたり、ヌクレオポリン遺伝子(Nup98)の異常が関係する白血病は難治性であると報告されるなど、核膜孔複合体の欠陥と癌との関係が示唆されている。本研究はこれらの見解と併せ考えても、基礎生物学及び臨床医学の両面から重要な課題であると思われる。
金融業の産業組織を考慮した効率的な証券市場システムの整備

本研究では金融業の産業組織と証券市場を分析することにより、次のような研究成果を得た。第1に我が国の社債発行市場において新発債価格が流通市場における実勢価格から乖離する傾向を説明する経済理論モデルを構築した。第2にその流通市場におけるアノマリーを分析し、我が国における企業の決算時期のばらつきが市場の非効率性に影響することを示した。第3に証券業の生産効率とパフォーマンスを評価し、中小証券会社でも大手証券会社と同程度の高い生産効率を見せる企業が存在することを示した。これらの成果は国際学術雑誌、国際学会において公表することができた。本研究の目的は、これまでの政府による金融行政に影響される形で、間接金融に大きく依存してきた金融業における我が国特有の産業組織を考慮した上で、年金額の増大や、M&Aのケースの増加といった社会的動向を鑑み、直接金融に焦点を当て、より効率性の高い証券市場と、それに関連する望ましい法制度・政策のあり方を探求することである。本年度はまず非効率性の観察される普通社債市場を分析し、次のような理論・実証結果を得た。先行研究では、我が国では普通社債は発行市場において、流通市場の実勢から大幅に乖離した低い利回りの設定が行われることが現在まで指摘されてきた。本研究ではまず社債の第1回目の起債銘柄であるIPO(Initial Public Offering)はSPO(Seasoned Public Offering)と同様に低い利回り設定がされることを実証的に示し、内外の株式市場と全く反対の傾向が観察されることを示した。さらに、時系列的に分析をすると、引受主幹事証券会社を経験した証券会社が少ない期間に起債された銘柄ほど、低い利回りが設定されることを確認した上で、この現象を証券業の産業組織の観点から説明する経済理論モデルを組み、国際学術雑誌に投稿した。この理論モデルでは、新発債が発行市場で低い利回りが設定される原因は、証券業の産業組織的要因や資金需要側の要因に求められると説明しているが、他方で資金供給側の要因がこの現象の成立に寄与していないかを探ることも、重要な課題となるから、これは次年度の課題となる。またこの他に、証券業の生産効率性を計測することで産業組織を実証的に分析する研究も行った。証券業務は発行市場における引受以外にも自己売買など複数の業務があげられるが、特に近年になり増大したインターネットの委託売買業務に重点を置く、上場証券会社以外の中小の証券会社も含む収益性のデータをパネルの形式で独自に構築し、その分析を行った。結果として、従来の支店営業よりもむしろインターネットをリテールとして重視している新興の証券会社はむしろ生産の効率性は低いことや、物理的に店舗を持つ証券会社は支店を増加させるほどその収益を圧迫することなどが明らかとなった。こちらの成果も国際学術雑誌へ投稿中となっている。本年度は研究の初年度のため、以上の国際雑誌に投稿中の研究成果は研究代表者所属機関のワーキングペーパーとした。本年度は実施計画に基づき、社債の発行市場から、流通市場に分析の焦点を移し、非効率性の1つである季節性が存在するかどうかを検証した。社債市場に関して流通市場の非効率性、あるいは季節性やアノマリーを分析する研究は、株式市場と比較すると国際的にもほとんど見られない。数少ない先行研究では米国の社債市場の分析がなされているが、そうした研究では米国の債券市場では株式市場と同様、多くの企業の会計年度が始まる1月に証券価格が上昇することが実証的に示されている。さらに米国の先行研究では、格付けが低いジャンク債が特に決算期に価格を下げ、逆に新しい会計年度が始まると価格が上昇することが明らかになっている。これに対し我が国では、上場企業の8割前後が3月決算であり、さらに個人投資家や個人事業主は12月が決算月となる。こうした制度的要因を考慮し、本年度に実施した実証研究では、こうした決算期のタイミングが社債市場の非効率性に影響を与えていることを示した。これは財務情報を開示する決算期前には危険資産を売却するという仮説(window dressing)、あるいは節税対策のために証券を売却する仮説(tax-loss selling)と一貫するものである。この傾向は特に格付けが低い社債ほど強まることも示されたが、この結論も上に述べた米国の実証研究と同様なものとなる。またこれに付随して、我が国の格付機関は、ムーディーズやスタンダード・アンド・プアーズといった海外の格付け機関よりも、企業の財務状態を高く評価する傾向があることなども明らかになった。以上の成果は本年度末に国際学術雑誌に投稿したため、研究成果は研究代表者所属機関のワーキングペーパーとしている。またこの他に、前年度から継続して行っている発行市場の非効率性の研究成果は、本年度に国際学術雑誌に受理され、出版予定となっている。さらに証券業の生産効率性を計測し、その産業組織を実証的に分析する研究を前年度から引き続いて行ったが、こちらの成果も今年度国際学術雑誌に受理され、出版予定となっている。

最終年度である本年度は,前年度までに実施した研究を国際学会等において報告を行い,研究者と実務家の双方から知見を得ることにより,研究をより現実の市場を描写するように向上させた.前年度までに,我が国の社債券の流通市場では,債券価格は多くの企業の会計年度が開始する4月以降に統計的に有意に上昇し,決算期が近づくにつれ,価格は平均的に低下していくという季節性が検出されていたが,今年度はそうした非効率性を裏付ける理論的な仮説を探った.我が国では,投資家側が国債に対して追加的なリスクスプレッドを取る誘因を強く持つのは会計年度が始まる4月であり,決算期の12月,あるいは3月が近づくにつれて,その誘因を弱めるために,年度初めには社債券が多く需要される結果,その価格が上昇し,金利は低下することが明らかとなった。さらに資金調達者側は多くの企業の会計年度が始まる時期には投資意欲が旺盛となるため,起債が頻繁に行われ,債券市場が活性化する結果,債券価格が上昇する.したがって,証券市場の非効率性の1つと解釈される季節性は,決算期のタイミングに依存するものの,その理論的な説明は米国の証券市場とは異なる根拠に求めなければならないことが明らかとなった.以上の研究の具体的な成果としては,ヨーロッパ会計学会の年次大会,およびアメリカ会計学会の年次大会で報告を行い,それぞれのプロシーディングスに収録された.この研究論文についてはさらに国際学術雑誌への投稿活動を継続する.また,前年度に既に受理されていた論文2本が学術雑誌Applied Financial EconomicsLettersとInternational Journal of Revenue Managementに本年度10月にそれぞれ掲載・出版された.