hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
国際競争力を高める企業の直接投資戦略・プロセスに関する実証研究

一方、キャッシュフローの予測を行うことは、業績に正の影響があり、企業競争力を高める。また、マクロデータをもちいて、日本の輸出競争力を調べた研究では、比較優位の測定は、日本は中国に次ぐ競争力であるが、技術レベルを示す絶対優位の測定は、日本は中国よりも高くアメリカに次ぐ競争力を持つことが明らかになった。また、本研究は、法政大学比較経済研究所のプロジェクトと連携をしており、契約理論に基づくイノベーションマネジメント、コストマネージメントに基づく開発拠点の海外移転、さらに、為替レートが企業の研究開発投資に与える影響など、異なる研究分野の視点から、企業の直接投資戦略や競争力について分析を深めることができた。本研究の目的は、日本の国際競争力を高める直接投資の特性やプロセスを探求することである。日本の製造業企業の戦略タイプを調べ、それぞれの企業の直接投資への姿勢や投資目的を調べた。その結果、探索型傾向が高い企業ほど直接投資に積極的であり、防衛型傾向が高い企業は直接投資に消極的であること、探索型傾向が高い企業は日本・第三国への輸出を目的とする複合型直接投資が多い一方、防衛型傾向が高い企業は現地生産、販売拠点といった垂直型、水平型直接投資が多いことがわかった。日本企業に多い分析型傾向が高い企業は、直接投資姿勢、直接投資目的とも、探索型に追随する形ではあるが、中間的な値を取っている。企業の日本の製造業企業に対して行ったアンケートをもとにして特定した各企業の投資戦略タイプに適応した投資行動が、その企業の業績を高めることを,実証的に示した研究成果を、2014年American Accounting Association AnnualMeetingにおいて報告し、より多くの研究者と意見交換を行うことが出来た。法政大学、および、他大学の異なる分野(国際貿易、国際金融、契約理論、管理会計、マクロ経済)の研究者をプロジェクトメンバーとする法政大学比較経済研究所のプロジェクトと連携し、研究会を行うとともに、2015年3月には中間報告コンファレンスを行い、すべてのメンバーが研究成果を報告し意見を交換した。異なる分野からの知見により、日本企業の国際競争力を高める直接投資戦略についての従来の国際貿易の理論に、新しい視点を与える理論を構築できている。国際経済学今後は、昨年度までに構築した、戦略タイプによって異なる日本企業の直接投資、アウトソーシング行動についての理論分析に基づき、実証研究を行う。いままでは、日本の製造業企業に対して行ったアンケートにもとづき実証分析を行ってきたが、サンプル数が少ないため有意な結果が得られないこともあった。そこで、公表された企業データを使って企業の戦略タイプを分類し、より多くのサンプルで実証分析を行う。引き続き、比較経済研究所のプロジェクトメンバーとともに研究を推進し、アメリカブラウン大学のJonathan Eaton教授にもコメントをいただき、再来年度のアメリカ経済学会で、メンバーによるセッションを作っての報告をめざす。計画通りに、過去の研究で行ってきた企業の戦略タイプ別の投資行動の分析をさらに進めて、企業の戦略タイプによって異なる投資行動が、企業の競争力(業績)にどのように結びつくかの実証分析を行うことができた。
物質構造のスパース推定における信頼性評価法の開発

信頼性評価の手法を放射線測定を模倣した理論モデルの推定に応用し、電子線CTとほぼ同様の正誤判定が可能なことを検証した。電子線CTが離散値の再構成問題なのに対し、放射線源検知問題は連続値の再構成問題であり、また正則化項の形も異なる。そのため、これを通して同手法のより公汎な適用可能性が確認できた形になる。また、ボンドカオス現象との関連について、明確な結論が得られていないため結果としては未発表であるが、連続変数における振る舞いを調べる過程で、データの欠損に対するリサンプリング推定結果の鋭敏性の振る舞いはボンドカオスと呼ぶにはやや鈍いことがわかった。しかしながら、カオス的と呼べるほどばらついてはいないとはいえ、初期値の違いに対する推定結果の変化は唐突かつかなり大きな規模(システムサイズに対する比率)で起こる。そのため、ある種のフラジリティはあると考えられる。今後はこのフラジリティのボンドカオスとは別の仕方での特徴付けを模索する。電子線CTの観測データからのリサンプリングにおいて、実際にはデータが存在しない方向からの仮想的な射影を考え、ブートストラップ推定の結果を利用して仮想射影の結果の分散を計算した。射影軸の方向により分散の大きさは変わるが、軸が既存のもののいずれかに近い場合は分散の値は小さく、また既存のいずれの軸ともより直交に近い場合ほど分散が大きいことが見出された。これはリサンプリングに基づく分散の大きさが独立な情報の度合いと関連することを意味しており、この分散を情報取得の指標とすることによる観測の最適化への期待を根拠づけるものである。この結果をもとに、予測分散の大きくなる点をつぶすように計測を進めることで観測点の最適配置の実現をはかるアイディアに思い至った。連続変数の場合等に対してもデータのリサンプリングによる分散を利用した正誤判別が実行できることを確認し、当初の目的に照らして拡張は出来ている。データの欠損に対するリサンプリング推定結果の鋭敏性はボンドカオスではない可能性が見いだされた意味では当初の予想と異なるものの、継続して理論的な研究を行う余地があるまた、研究を推進する過程で予測分散を用いた計測点の最適配置の問題意識を新たに得ることができ、新学術研究での連携により実データをもとに遂行できそうである。これらの点を鑑み、全体的にはおおむね順調に進展していると考えている。予測分散を用いた計測点の最適配置の問題を放射線源検知の問題に応用し、実データに基づく研究に着手する予定である。また、データの欠損に対するリサンプリング推定結果の鋭敏性を特徴付けるための研究を継続する。
高エネルギーガンマ線検出のためのチェレンコフ望遠鏡のオートメーション・IT化の研究

カンガルー計画においては現時点で南オールトラリアのウーメラにおいて計4台の大型チェレンコフ望遠鏡が稼動し始めた。各望遠鏡の口径は10mであり、同規模チェレンコフ望遠鏡はアフリカに1台、北半球に2台あり、これにより全天をカヴァーしつつある。現場は砂漠地帯であり、電話と電気があることのほかは、水もなく、また高速ネットワーク(ADSLなど)もない。このような状況のもと観測シフトには4人の科学者を毎月派遣している。ほぼ一人が1台の望華鏡のオペレーションにかかわっている状況である。これによる支出は年間1000万円を超え、今後の運営に重大な問題を環残している。今回の科研費によりこの人員をすこしでも削れるようにオートメーション化の一部を施した。具体的には観測所内におけるネットワークを駆使し、手動であった装置を計算機コントロールできるような変更をほどこした。また、無線設備を駆使することにより望遠鏡間(100m)の配線も最小限にした。柏キャンパスにおいて観測コントロールプログラムの最適化を検討したが、やはり電話による日本からのコントロールには転送速度限界による無理があり、またこれを衛星回線にしても、まだ厳しいとの結果が得られた。また衛星回線による設備投資、運営費用も見積もられ、採算性に問題があることがわかった。最低ADSLなどの高速回線を15km先のウーメラ村まで開通させることが先決でありこれからオーストラリア側とも交渉していく必要がありそうである。すくなくともウーメラまで回線がくれば、そとから観測サイトまでは無線でつなげられる。以上の研究により今後の望遠鏡運営が3人で行えるとの見通しはついた。今後の課題としてウーメラまでの高速回線をなんとかするのが最重要課題であり、これは科研費の範囲を超えているので、今後は違う形での研究を推し進めていかねばならない。高エネルギーガンマ線検出のためのチェレンコフ望遠鏡のオートメーション化およびIT化の開発研究を行った。宇宙から来る高エネルギーガンマ線(可視光の約1兆倍のエネルギーをもつ光)の検出は宇宙線の起源を研究する上でもっとも効率的な方法である。現在世界の数箇所に大口径の反射望遠鏡(イメージングチェレンコフ望遠鏡)がつくられつつある。我々は世界最大級の口径(10m)の反射望遠鏡をすでに3台オーストラリアの砂漠地帯に建設ずみで今年度2台によるステレオ観測をスタートした。これほど大口径の望遠鏡を複数台同時に稼動させたのは我々が世界初である。来年度には4台の望遠鏡を稼動できる見込みである。現在我々は2台の望遠鏡を制御する目的で3人の研究者を現場に派遣している。これら4台の望遠鏡は来年度の完成後も10年近く運用していかねばならない。観測ターゲットは星の数ほどあるわけである。これらを見通し観測機器のオートメーション化を行い観測に必要な人員数をへらす努力を行わねばならない。今年度はこれに先立ち、各種電子回路のオンライン制御下、およびカメラ開閉装置の自動化を試みた。いずれも柏キャンパスにおける性能試験は良好であった。来年度はこれらの現地での設置、およびさらなる電子制御機能の開発をおこなう。また日本からのネットワークによる望遠鏡制御の可能性の検討も開始した。現在のところは近隣の町にADSLなどの高速回線が整備されていないのでとりあえず衛星回線によるIT化の検討を行っている。現状ですくなくとも一部のモニターのネットワーク化は可能であるとの結論を得た。ただし、少なからぬ初期投資と維持費が必要ではある。各望遠鏡の口径は10mであり、同規模のチェレンコフ望遠鏡はアフリカに1台、北半球に2台あり、これにより全天をカヴァーしつつある。

現場は砂漠地帯であり、電話と電気があることのほかは、水もなく、また高速ネットワーク(ADSLなど)もない。このような状況のもと観測シフトには4人の科学者を毎月派遣している。ほぼ一人が1台の望遠鏡のオペレーションにかかわっている状況である。これによる支出は年間1000万円を超え、今後の運営に重大な問題を残している。今回の科研費によりこの人員をすこしでも削れるようにオートメーション化の一部を施した。具体的には観測所内におけるネットワークを駆使し、手動であった装置を計算機コントロールできるような変更をほどこした。また、無線設備を駆使することにより望遠鏡間(100m)の配線も最小限にした。柏キャンパスにおいて観測コントロールプログラムの最適化を検討したが、やはり電話による日本からのコントロールには転送速度限界による無理があり、またこれを衛星回線にしても、まだ厳しいとの結果が得られた。また衛星回線による設備投資、運営費用も見積もられ、採算性に問題があることがわかった。最低ADSLなどの高速回線を15km先のウーメラ村まで開通させることが先決でありこれからオーストラリア側とも交渉していく必要がありそうである。すくなくともウーメラまで回線がくれば、そこから観測サイトまでは無線でつなげられる。以上の研究により今後の望遠鏡運営が3人で行えるとの見通しはついた。今後の課題としてウーメラまでの高速回線をなんとかするのが最重要課題であり、これは科研費の範囲を超えているので、今後は違う形での研究を推し進めていかねばならない。
フィリピン・せブおよびボホールにおける戦時性暴力とその記憶をめぐる地域史的研究

本年度においては、2018年度10月に、フィリピン・サンカルロス大学の学会誌Philippine Culture and Society Quarterlyに、論文を投稿した。数回の往還の後、本論文は掲載が決まったが、先方の都合により、11月以降ゲラの作成などには進んでいない。2019年度の早期に刊行されることを期待している。また、2018年11月9日は東京大学ヒューマニティーズセンターの公開レクチャーで、最新の研究成果の報告をすることができた。地理情報を日本軍史料とBC級戦争裁判資料から描きだすもので、おおむね好評だった。また、11月の日本フィリピン研究国際大会(Philippine Studies Conference in Japan, PSCJ2018)では現在フィリピン政治と暴力の問題を問うパネルを招集し活発な議論が展開された。さらに、2月には「性暴力と裁判ーフィリピン戦が伝えるもの」『グローバル化する<正義>の人類学』昭和堂, 2019年2月28日, 199-232を刊行した。3月末には、フィリピン・セブに赴き、セブ州タリサイ長におけるタカスというセブ解放の記念日のコメモレーションを参与観察した。また、現地の調査協力者と懇談する機会を得、いわゆるグローバル・サウスにおける記憶の継承に対する知見を深めた。さらには、従前より交渉していた、『セブ地方史集』(Cebu Provincial History Series)55巻の寄贈をセブ州政府から受けることができた。本科学研究費の研究計画で示した諸項目の内、項目のほぼすべてに着手することができたと言え、上々の滑り出しである。2年目には上述のものも含めて、更なる成果の公表に努め、異なる戦場で異なる性暴力が行われたことを論証し、事実に基づく冷静な議論の土台を構築することに努めたい。上述したとおり、共著の一編、発表一度、文献資料収集、その他投稿一点を行っており、予想以上の成果を上げることができた。投稿中の論文は2014年の日本語論文で使用したBC級裁判資料に加え、防衛省戦史資料室の資料とセブ・サンカルロス大学セブアノ・スタディーズセンター所蔵の資料を使ったものであり、本格的な軍事史研究となっている。また共著本の一章では、戦時性暴力に対する司法の追及が、通説で言われているような1990年以前にも起きていたことを論じるものであり、それは日本軍による拷問を訴追しようとするアメリカ軍がいわば偶発的にレイプやその他戦時性暴力を発見し、それゆえに訴追していったことを論じた。このように資料としては、防衛研究所やセブ現地の資料を収集し使用することができた。また、ゲリラの行動などを勘案した軍事史にも一歩踏み出すことができたし、国際司法との関係の中に、日本軍の性暴力を位置づけることができた。予想したよりも、より学際的に戦時性暴力についての考察を深めている。本年は、いわゆるフィリピンにおける「記憶の政治」も含め、第一には上述論文の刊行にまで至りたいし、その上で日本語または英語における発表を積極的に行いたい。また、単著刊行の核となりうる主要な論文を書きあげ、執筆し、投稿したい。可能であれば、セブのみならず、ボホール、パナイ、ネグロスの島々での調査も行いたい。それぞれの戦場における比較を、軍事史・制度史に基づいた論考にて行いたく希望しており、このアプローチが主要な方法となる予定である。その一環として、上述の国際司法との関係や軍事史として、より精緻な議論はできる余地が大きく残されており、精緻さの追求を今後の課題として位置付けたい。

投稿中の論文は2014年の日本語論文で使用したBC級裁判資料に加え、防衛省戦史資料室の資料とセブ・サンカルロス大学セブアノ・スタディーズセンター所蔵の資料を使ったものであり、本格的な軍事史研究となっている。また共著本の一章では、戦時性暴力に対する司法の追及が、通説で言われているような1990年以前にも起きていたことを論じるものであり、それは日本軍による拷問を訴追しようとするアメリカ軍がいわば偶発的にレイプやその他戦時性暴力を発見し、それゆえに訴追していったことを論じた。このように資料としては、防衛研究所やセブ現地の資料を収集し使用することができた。また、ゲリラの行動などを勘案した軍事史にも一歩踏み出すことができたし、国際司法との関係の中に、日本軍の性暴力を位置づけることができた。予想したよりも、より学際的に戦時性暴力についての考察を深めている。本年は、いわゆるフィリピンにおける「記憶の政治」も含め、第一には上述論文の刊行にまで至りたいし、その上で日本語または英語における発表を積極的に行いたい。また、単著刊行の核となりうる主要な論文を書きあげ、執筆し、投稿したい。可能であれば、セブのみならず、ボホール、パナイ、ネグロスの島々での調査も行いたい。それぞれの戦場における比較を、軍事史・制度史に基づいた論考にて行いたく希望しており、このアプローチが主要な方法となる予定である。その一環として、上述の国際司法との関係や軍事史として、より精緻な議論はできる余地が大きく残されており、精緻さの追求を今後の課題として位置付けたい。当初計上していた、『セブ地方史集』については寄贈を受けたため、その購入費用がかからなかった。その反面、PSCJでのパネルについては、海外からのゲストや国内旅費が多くかかり、予想以上の出費となった。差し引いた結果18万円ほど2019年度へ繰越となった。サンカルロス大学では資料を使わせてもらっているし、編集局のベルサレル氏とは研究協力をする関係にある。タリサイ・コミュニティ・カレッジの学長バカルトス氏が開催協力しているセブ解放記念祭タカスには、参与観察させてもらっている。両学校はセブにある。
SCIDに対する子宮内造血幹細胞移植治療のブタモデル

重症複合免疫不全症(SCID)は、生まれつき免疫がなく、頻繁に感染症に罹患する。SCIDの中で最も多いX染色体連鎖SCID(X-SCID)は、IL2受容体γ鎖(IL2RG)遺伝子に変異があり、男子のみ発症する。我が国で年間数名10名出生と推定される。生存には造血幹細胞移植が必須だが、多くのケースではドナーが見つからない(>75%)。本研究では、X-SCIDのピッグモデルを利用して、X-SCIDの出生前造血幹細胞治療を開発する。しかし、X-SCIDピッグ胎仔に対する組織採取や移植は技術的に難しかった。ピッグ子宮構造上の問題や、ピッグが流産しやすいといったことが理由である。ピッグ胎仔の組織採取や移植ができなければ、X-SCIDの出生前診断も出生前治療も難しい。このことは研究計画段階で予想されていたことではある。交付申請書の研究計画で述べたとおり、出生直後の治療実験に変更となった。2年目の30年度は、出生1ヶ月後のX-SCIDピッグに対して、造血幹細胞の自家移植を実施した。ピッグの造血幹細胞は、骨髄有核細胞から各種分化マーカー陽性細胞を除去したものを用いた。こうして得られたX-SCIDピッグの造血幹細胞は、正常IL2RG遺伝子を発現できるように遺伝子改変した。遺伝子改変造血幹細胞をX-SCIDピッグの骨髄内に移植した。現在までに二頭のX-SCIDピッグに対して遺伝子改変造血幹細胞の自家移植実験を実施した。しかし、いずれも移植23ヶ月後、免疫系が再構築される前に感染症で死亡した。X-SCIDピッグ治療後の感染症対策が今後の課題となる。これまでに我々は、X-SCIDピッグの作出(Watanabe M et al. PLOS ONE 2013)、繁殖(Matsunari H et al. PNAS 2018)、およびその3ヶ月以上にわたる長期飼育(Hara H et al. Exp Anim 2017)に成功した。さらに30年度は、X-SCIDピッグ造血幹細胞の自家移植実験を2頭に対して実施できた。この過程で、ピッグ骨髄細胞の採取、造血幹細胞の濃縮、移植、移植後管理等について、標準プロトコールがほぼ出来た。したがって、本研究はおおむね順調に進捗していると言える。しかし、ピッグ子宮の構造上の問題や、ピッグが流産しやすいといったことが理由で、X-SCIDの出生前治療は技術的に困難である。交付申請書の研究計画で述べたとおり、出生直後(約1ヶ月)の移植実験に変更となった。死亡したX-SCIDピッグ2頭は、いずれも感染症による死亡だった。治療後の感染予防体制を確立したい。具体的には、無菌的飼育、抗生剤投与、水平感染予防などを検討する。現在、ピッグ造血幹細胞は、ピッグ骨髄有核細胞から各種分化マーカー(Lin)陽性細胞を除去することで濃縮したものを実験に使用している。しかし、濃縮率は依然として不十分であり、大量の細胞を遺伝子改変する費用が問題となっている。Linマーカーの追加、またはLinマーカー以外にPositive selectionマーカー(例えばCD34)を追加することで、造血幹細胞の濃縮率をさらに高められないか検討する。ヒトやマウスにおいて造血幹細胞の培養にはstem cell factor, thrombopoietin, Flt-3 ligand (SCF/TPO/FL)が必須とされている。しかしながら、ピッグと交差するTPOは市販されておらず、SCFやFLに関してはピッグと交差するものはあっても、ピッグへの移植細胞の培養に足る量の確保は困難である。そこで、これらのサイトカインを安定的に供給する体制を構築する。具体的には、これらのサイトカインを発現するcDNAをクローニングする。クローニングしたサイトカインcDNAを適当な細胞に強制発現させ、その培養上清をピッグ造血幹細胞の培養液に添加して使用する。無菌アイソレーターの中で過ごすためBubble boy diseaseと呼ばれる。最も多いX染色体連鎖SCIDは、IL2受容体γ鎖(IL2Rg)遺伝子に変異があり、男子のみ発症する。約10万人に1人。2歳までに骨髄移植が必須(未移植は死亡、移植により約半数が生存)。多くのケースではドナーが見つからない(>75%)。本研究では、SCIDのピッグモデルを利用して、SCIDの出生前造血幹細胞治療を開発する。出生前なら、HLAが不一致でも移植可で、両親をドナーにできるメリットがある。さらに本年度は、健常ピッグをレシピエントとするピッグ造血幹細胞の自家移植を初めて実施した。ピッグでは造血幹細胞マーカー、たとえばCD34に対する抗体がなく、これを用いた造血幹細胞の濃縮ができない。骨髄細胞を濃縮せずそのまま移植すると、骨髄中のT細胞がレシピエント組織を攻撃する、いわゆる移植片対宿主病(GVHD)が生じる。今回は、移植細胞からTリンパ球を除去して移植した。ピッグでは造血幹細胞マーカー、たとえばCD34に対する抗体がなく、造血幹細胞を濃縮できない。造血幹細胞を濃縮せずそのまま移植すると、同種移植の場合、骨髄中のT細胞がレシピエント組織を攻撃する、いわゆる移植片対宿主病(GVHD)が生じる。

移植細胞からTリンパ球を除去して移植することとした。本年度は、健常ピッグをレシピエントとするピッグ造血幹細胞移植を初めて実施。今回は自家移植。移植自体は成功した。重症複合免疫不全症(SCID)は、生まれつき免疫がなく、頻繁に感染症に罹患する。SCIDの中で最も多いX染色体連鎖SCID(X-SCID)は、IL2受容体γ鎖(IL2RG)遺伝子に変異があり、男子のみ発症する。我が国で年間数名10名出生と推定される。生存には造血幹細胞移植が必須だが、多くのケースではドナーが見つからない(>75%)。本研究では、X-SCIDのピッグモデルを利用して、X-SCIDの出生前造血幹細胞治療を開発する。しかし、X-SCIDピッグ胎仔に対する組織採取や移植は技術的に難しかった。ピッグ子宮構造上の問題や、ピッグが流産しやすいといったことが理由である。ピッグ胎仔の組織採取や移植ができなければ、X-SCIDの出生前診断も出生前治療も難しい。このことは研究計画段階で予想されていたことではある。交付申請書の研究計画で述べたとおり、出生直後の治療実験に変更となった。2年目の30年度は、出生1ヶ月後のX-SCIDピッグに対して、造血幹細胞の自家移植を実施した。ピッグの造血幹細胞は、骨髄有核細胞から各種分化マーカー陽性細胞を除去したものを用いた。こうして得られたX-SCIDピッグの造血幹細胞は、正常IL2RG遺伝子を発現できるように遺伝子改変した。遺伝子改変造血幹細胞をX-SCIDピッグの骨髄内に移植した。現在までに二頭のX-SCIDピッグに対して遺伝子改変造血幹細胞の自家移植実験を実施した。しかし、いずれも移植23ヶ月後、免疫系が再構築される前に感染症で死亡した。X-SCIDピッグ治療後の感染症対策が今後の課題となる。これまでに我々は、X-SCIDピッグの作出(Watanabe M et al. PLOS ONE 2013)、繁殖(Matsunari H et al. PNAS 2018)、およびその3ヶ月以上にわたる長期飼育(Hara H et al. Exp Anim 2017)に成功した。さらに30年度は、X-SCIDピッグ造血幹細胞の自家移植実験を2頭に対して実施できた。この過程で、ピッグ骨髄細胞の採取、造血幹細胞の濃縮、移植、移植後管理等について、標準プロトコールがほぼ出来た。したがって、本研究はおおむね順調に進捗していると言える。しかし、ピッグ子宮の構造上の問題や、ピッグが流産しやすいといったことが理由で、X-SCIDの出生前治療は技術的に困難である。交付申請書の研究計画で述べたとおり、出生直後(約1ヶ月)の移植実験に変更となった。SCIDピッグ胎仔の組織採取が技術的に難しい。ピッグ子宮の構造上の問題や、ピッグが流産しやすいといったことが理由である。ピッグ胎仔の組織採取ができなければ、SCIDの出生前診断は困難である。出生前にSCIDを診断できなければ出生前の治療はもとより難しい。
超音波工具を用いた電解研削加工によるリブ溝及びリブ形状のロボット研磨

本年度行うことができた事項は以下の通りである。(1)回転工具電極を用いた電解研削の基礎データの収集(2)高感度5分力計の製作と動作テスト電解研削加工は不働態被膜を形成するNaNO_3電解液を使用する.これは不働態化被膜が形成された部分では電解作用が起こらず,被膜が除去された部分のみ電解作用が生じ加工されるので加工精度が良いことによる.また、超音波工具の砥石の役割は不働態化被膜の除去が主であり,工具に加える荷重が少なくてすむので剛性の少ないロボットを用いて自動化するのに適する.まず,電解研削の基礎的なデータを得るため,実験が比較的容易な回転工具を用いた基礎データの収集を行った。その結果,工具に加える荷重を1kgf/cm^2と小さくしても十分に加工ができ,最初から粒度の細かい砥石を用いても加工効率は低下せず良好な面あらさが得られ,しかも,研削比が高いことなどが分かった.これらのデータを基に工具をリブ溝に倣わせるための5分力計の設計を行った.図1に超音波工具と5分力計を示す.超音波振動工具はX,Y,Z(工具軸)方向の荷重並びにX,Y軸まわりのモーメントが検出可能である5分力計に取り付ける.分力計は平行平板ロードセルを組み合わせたもので,感度を上げるために平行平板部の厚みが今まで使用していたものに比べて薄くしてある.使用したロボットは5軸制御であるが,工具をリブ形状に倣わせるためには6軸の制御が必要である.砥石まわりの1軸はステッピングモータを追加して6軸目を制御した.動作確認試験により工具はリブ溝に倣って動作することが確認できた.本年度行うことができた事項は以下の通りである。その結果,工具に加える荷重を1kgf/cm^2と小さくしても十分に加工ができ,最初から粒度の細かい砥石を用いても加工効率は低下せず良好な面あらさが得られ,しかも,研削比が高いことなどが分かった.これらのデータを基に工具をリブ溝に倣わせるための5分力計の設計を行った.図1に超音波工具と5分力計を示す.超音波振動工具はX,Y,Z(工具軸)方向の荷重並びにX,Y軸まわりのモーメントが検出可能である5分力計に取り付ける.分力計は平行平板ロードセルを組み合わせたもので,感度を上げるために平行平板部の厚みが今まで使用していたものに比べて薄くしてある.使用したロボットは5軸制御であるが,工具をリブ形状に倣わせるためには6軸の制御が必要である.砥石まわりの1軸はステッピングモータを追加して6軸目を制御した.動作確認試験により工具はリブ溝に倣って動作することが確認できた.
ヘムセンサー転写因子NPAS2による体内時計制御と情報伝達の分子機構

哺乳類の概日リズム制御に関与するヘムタンパク質であるNPAS2の機能に対するガス小分子の影響を解析した。その結果、NPAS2の転写活性およびDNA結合活性は、COやNOのヘムへの結合によって濃度依存的に影響されたことから、COおよびNOシグナル系による時計遺伝子発現の制御が示唆された。さらに、変異体を用いた実験により、これらにシグナルの分子内伝達に重要なPASAヘム結合ドメイン内のアミン酸残基を特定した。NPAS2のヘムセンサードメインのアミノ酸点変異体の動物細胞発現系を作成し、ルシフェラーゼレポーターを用いて時計遺伝子Per1、Per2のNPAS2依存型転写活性に対するCOの効果を調べた。その結果、各種変異体の中で、ヘムの内部リガンドであるHis171に隣接するCys170のAla変異体のみがCOによる転写活性の阻害を受けなかった。そこでさらにCys171Met,Cys171Ser変異体を作成し解析したところ、Cys171Metは野生型と同様COによる阻害を受けたが、Cys171Ser変異体はCO感受性がなくなった。それぞれの変異体のDNA結合ドメインとヘムセンサードメイン(NPAS2 bHLH-PASA)を大腸菌で発現精製し、ゲルシフトアッセイを行ったところ、C170AはCOの添加によるBMAL1とのヘテロダイマー形成、DNA結合活性が阻害されなかった。以上のことから、Cys170はNPAS2においてCOのヘムへの配位シグナルを機能へ伝達する重要な残基であるということが示唆された。さらに、NOのNPAS2転写活性に対する効果を調べたところ、COと同様Per1,Per2の発現に対して阻害的に働いた。現在in vitro系でDNA結合活性に対するNOの効果を見るために実験条件を検討中である。また野生型bHLH-PASAの大量発現精製(15mg/L培養)が可能になったので京大・薬学研究科との共同研究で結晶化を試みている。今後さらにこれらの変異体のヘムセンサードメインの構造と機能の解析を進める予定である。NPAS2のDNA結合活性のCOやNOによる制御の分子機構を明らかにすることを目的に、NPAS2のPASAヘムセンサードメインの各種変異体を作製し、DNA結合活性の解析を行った。その結果、NPAS2の野生型をはじめほとんどの変異体では、COの添加によってそのDNA結合活性が減少したが、C170AではCOによるDNA結合活性の阻害は生じなかった。これらの結果は、Cys170はCOがヘムに配位したというシグナルを機能へ伝達するために重要な残基であることを示唆している。そこで、C170S、C170M変異体を作製し同様の実験を行ったところ、C170Sは野生型と同様にCOによるDNA結合活性の阻害が見られたが、C170MはCOによる阻害を受けなかった。このことから、NPAS2のヘムセンサードメインがCOを感知しDNAに結合できない構造をとる為には、Cys残基の負極性が重要な役割を果たしていると考えられる。一方、NOはCOと同様にNPAS2の還元型ヘムに結合するが、NO添加によって野生型のDNA結合活性はむしろ増加することがわかった。さらに、NOが結合しない酸化型ヘムのNPAS2でもNOによるDNA結合活性の増加が観察されたことから、NOの効果にNPAS2ヘムへの結合は関与しないと考えられる。以上の結果は、NPAS2がCOを感知し機能変化を引き起こす構造要因が、既知のバクテリア系ガスセンサータンパク質とは異なること、またNPAS2のDNA結合活性は、COシグナルとNOシグナルを介して、それぞれ異なる機構によって制御されることを示している。また、NPAS2のPASAヘムセンサードメインの結晶化のための大量精製法を確立し、結晶化条件を検討中である。結晶化が出来れば、ほ乳動物では初めてのヘム/COセンサーの構造解析が可能となる。平成21年度の研究で、NPAS2のDNA結合活性のCOによる制御には、NPAS2のPASAヘムセンサードメインのヘムの内部配位子のひとつであるH171の隣のC170がCOによる機能阻害に関与することを明らかにした。そこで平成22年度は、C170で感知されるシグナルが、BMAL1とのヘテロダイマー形成あるいはDNA結合部位であるbHLHドメインへどのように分子内で伝達されるかを明らかにするために、更に5つの変異体を作製し、DNA結合活性の解析を行った。これまでの結果ではいずれの変異体もホロ、アポともにDNA結合活性を示すことが分かったが、まだCO結合による活性を解析中である。また、活性型のNPAS2/BMAL1ヘテロダイマー形成はNAD(P)Hにより促進され、NAD(P)+により阻害されると報告されているが詳細は不明である。そこで、NPAS2とNAD(P)H補因子との相互作用について解析を行った。NPAS2のDNA結合ドメインであるbHLHドメインのC末端側からの欠損変異体を用いて、そのDNA結合活性に対するNADPHの効果を調べた。

その結果、NPAS2のN末端の61アミノ酸(1-61aa)だけでもBMAL1とヘテロダイマーを形成してDNAに結合し、その結合活性はNADPH濃度依存的に増加した(EC^<50>=2.5mM)。このことから、NADPHとの相互作用に必要なNPAS2の領域は、1-61aa領域にある事が示唆される。また、BMAL1のみの系に5mM以上の高濃度のNADPHを加えたところ、BMAL1ホモダイマーのDNA結合活性はNADPH濃度依存的に阻害された。したがって、NADPHはNPAS2-BMAL1ヘテロダイマーのDNA結合に対しては正の、BMAL1ホモダイマーのDNA結合に対しては負の制御効果を持つことが示唆される。さらに、NPAS2のbHLH-PASAドメインの構造を明らかにするために、大量精製系を工夫し約800条件での結晶化を試みたが、まだ未完成である。
魚類における体側模様の左右非対称性とその社会的機能に関する研究

特殊な体側模様を持つサケ科魚類「イワメ」について、主に以下の3点についてその生態を明らかにした。イワメの体側にはサケ科特有のパーマークや黒点がなく、その生態を明らかにすることは、魚類の体側模様の進化を解明する上でも重要であると考えられる。イワメは1961年に新種Oncorhynchus iwameとして記載されたが、アマゴ(Oncorhynchus masou ishikawae)やヤマメ(Oncorhynchus masou masou)の変異型ではないかと疑念視されていた。そこで、イワメとアマゴが同所的に生息する三重県三国谷において、その繁殖生態を調査した。その結果、イワメとアマゴ間には生殖前隔離がなく、任意に交配していることが明らかになった。このことからイワメとアマゴは同種である考えられる。ヤマメ域に生息するイワメについても、ヤマメの変異型であると考えられる。さらに三重県三国谷においてイワメとアマゴの生態を調査し、その特性を比較した。その結果、成長、サイズ、食性、性比、適応度などの基本的な生態特性について、二者に有意な差は認められなかった。つまりイワメとアマゴ間には、体側模様以外に本質的な差異はないものと考えられる。このことから、パーマークや黒点などの体側模様は中立的な進化であり、従来から指摘されているような隠蔽の効果やナワバリ維持の効果は、ほとんどないものと思われる。イワメは過去に日本の7ヶ所の生息地から報告されているが、近年になってその絶滅が危惧されている。一方で、各地のイワメについてこれまでに詳細に調査されたことはなかった。そこで各地のイワメについて生息状況を調査した結果、2ヶ所の生息地で既に絶滅した可能性が高いことが判明した。これらの生息地では、養殖されたアマゴの放流が行われており、交雑による遺伝的影響を受けたものと考えられる。繁殖期のアマゴにおける、体側模様を介した状況依存的メス擬態戦略について野外調査により明らかにした。秋の繁殖期において、アマゴのメスは産卵床を掘るなどの繁殖行動を通じて、放卵直前に体側模様が側線から下にかけて黒化する。メスが産卵床を掘っている間、サイズの大きい優位オスは、スニーキングしようとする比較的小さな劣位オスからメスをガードする。このとき、劣位オスの一部(70%)は、放卵直前のメスと同じ黒化した体側模様を呈する。モデル実験により、このような劣位オスの黒化した体側模様が、優位オスの攻撃を弱める効果があることが明らかになった。また、ペアの放卵放精の瞬間に突進して放精できたのは、いずれもメスに擬態した劣位オスであった。このように、劣位オスは放卵直前のメスの体側模様を真似ることで、優位オスからの攻撃を回避し、スニーキングのチャンスを高めることができた。ここまでの話は、多くの体外受精の生物種において報告されているメス擬態戦略に関する枠を越えないが、本研究ではさらに、このようなメス擬態戦略が状況依存的であることを示した。アマゴは両性ともに、一回の繁殖期に多数回産卵する。繁殖行動の観察において個体を遠隔的に個体識別することにより、その個体の社会的地位(優位オスか劣位オス)の変動と体側模様の変動の履歴を記録し、その二つがどう関連しているかを洗い出した。その結果、同一個体が社会的地位の変動に合わせて都合よく体側模様を変えていることが明らかになった。これらの結果は、代替繁殖戦略の可塑性に関する議論に、一つの新たな事例を与えるものである。また、これまで河川型サケ科魚類の研究においては、外見による雌雄の判別が困難であった。そこで、魚の口から胃に小指を挿入することによって生殖腺を間接的に触診し、雌雄を判別する方法を開発した。

一方で、各地のイワメについてこれまでに詳細に調査されたことはなかった。そこで各地のイワメについて生息状況を調査した結果、2ヶ所の生息地で既に絶滅した可能性が高いことが判明した。これらの生息地では、養殖されたアマゴの放流が行われており、交雑による遺伝的影響を受けたものと考えられる。
食道癌におけるPI3K-Akt経路に着目した発癌機構の解明

PI3K-AKT経路のなかでも、特に重要と思われたPIK3CAについての解析を行った。88症例の食道癌臨床検体において、PIK3CAの変異解析、特に変異のhot spotであるexon9とexon20に関して、アプライドバイオシステム社の7500TaqManリアルタイムPCR装置を用いて解析した。nxon9はhelical domainであり、exon20はkinase domainである。PCR解析では、Wild typeのピークに対し、mutantのピークは左方に移動した。88人の患者のうち2人(2.2%)にexon9の左方への移動がみられたため、それぞれをdirect sequenceし、確認したところ、exon9にはE545K、E545Qの変異があったが、exon20には変異は認めなかった。臨床病理学的には特徴的なことはなかった。また食道癌細胞株TEシリーズ15種類およびKYSEシリーズ12種類に関しても同様な解析を行ったが、TE5とKYSE510にexon9に変異があったが、その他の細胞株には変異がなく、exon20はすべてwildtypeであった。これらの細胞株を用いて、PI3Kinhibitor(LY294002)にてPI3Kをblockした。PI3K変異株であるTE5とKYSE510にLy294002を加えて72時間後の細胞数を測定したところ、TE5は細胞数の減少が得られた。対照的に、KYSE510は細胞数の減少は得られなかった。一方、TE2、KYSE150のPI3Kに変異を持たない細胞株についても同様の実験をおこなったが、TE5ほどの抑制は認めなかった。KYSE510になぜ細胞死が誘導できなかったかは不明であるが、TE5のようにPIK3CAに変異がある場合、PI3Kを抑制することによる細胞死の誘導、もしくは増殖抑制効果が期待できた。これらは、臨床の場において、PI3Kに変異のある食道癌については、PI3Kinhibitorを用いることにより、治療効果が得られる可能性を示唆したものである。PI3K-AKT経路のなかでも,特に他癌での報告が多く,重要と思われたPIK3CAについての解析を行った。88症例の食道癌臨床検体において,PIK3CAの変異解析を行った。特に変異のhot spotであるexon9とexon20に関して,アプライドバイオシステム社の7500TaqManリアルタイムPCR装置を用いて変異解析した。Exon9はhelical domainであり,exon20はkinase domainである。PCR解析では,Wild typeのピークに対し,mutantのピークは左方に移動した。88人の患者のうち2人(2.2%)にexon9の左方への移動がみられたため,それぞれをdirect sequenceし,確認したところ,exon9にはE545K,E545Qの変異があったが,exon20には変異は認めなかった。この患者に関しては,臨床病理学的にはstageIVとIIであり,pT4とpT3と深達度が進行しているとは思われたが,特徴的なことはなかった。また食道癌細胞株TEシリーズ15種類およびKYSEシリーズ12種類に関しても同様な解析を行い,TE5とKYSE510にexon9に変異があったが,その他の細胞株には変異がなく,exon20はすべてwild typeであった。

今後はPI3K inhibitorを用いて,細胞株でのPI3K経路をブロックし,wild typeの細胞株とmutantの細胞株では,どのような変化を示すか解析する予定である。前年度までの報告で、食道癌におけるPIK3CAの変異を同定したが、88症例中2例の症例に認めたのみであった。また食道癌細胞株でTE5とKYSE510にexon9に変異を認めた。今年度はこの細胞株を用いて、PI3Kinhibitorを用いることによって、細胞株に変化が起こるかどうかの実験を行った。すでにPI3Kinhibitorとしてコンセンサスの得られているLY294002を用いてPI3Kをblockした。PI3K変異株であるTE5とKYSE510をLy294002を1, 5, 10, 50uMの濃度を変えて加えて72時間後の細胞数を測定したところ、TE5はそれぞれ8、30、57、93%の減少が得られた。対照的に、KYSE510は細胞数の減少は得られなかった。一方、TE2、KYSE150のPI3Kに変異を持たない細胞株についても同様の実験をおこなったが、TE5ほどの抑制は認めなかった。この結果をふまえ、KYSE510がなぜ細胞死が誘導できなかったかは不明であるが、TE5のような変異がある場合、PI3Kを抑制することにより、細胞死を誘導、もしくは増殖抑制効果があることが理解された。これらは、臨床の場において、PI3Kに変異のある食道癌については、PI3Kinhibitorを用いることにより、治療効果が得られる可能性を示唆したものである。今後は、臨床への応用を目指した研究を行って行く予定である。
設計用入力地震動におよぼす表層地盤の影響評価とその予測法

運動学的断層モデルから発生した地震波が地盤中を伝播し地表面に到達するという地震波発生・伝播の物理過程を境界積分方程式によって定式化した。この境界積分方程式を一定要素の3次元境界要素法を使って離散化し、地表面の地震動を計算するプログラムを開発した。本研究では、無限粘弾性体におけるグリーン関数を基本にしているため、地表面も離散化する必要があるものの、地表面の地形の影響を解析できる利点を有する。また、震源断層-不整形地盤系が境界積分方程式によって統一的に定式化され、これを境界要素法によって離散化している解析法であるため、従来の方法に比べ解析のための仮定がなく解析結果は厳密であるといえる。震源断層を含む半無限地盤の上に矩形谷地盤が存在するような震源断層-不整形地盤系のモデルを想定し、震源断層と矩形谷地盤の位置関係によって地表における地震動の時間的-空間的分布特性がどのように変わるかを調べた。この解析では地盤が水平成層構造とみなされるような場合についても解析を行った。その結果、震源断層近傍の地震動は台風の雲の動きのように渦を巻きながら伝播し、地震動の時空間分布特性は極めて複雑であるあること新しく見つけた。そして、これらの渦を巻きながら伝播する地震動特性は、震源断層と矩形谷地盤の位置によって大きく異なることがわかった。神戸のように硬い岩盤に接して洪積層が存在する場合、地震動の最大値の分布は断層から少し離れた位置に生じるなどの1995年兵庫県南部地震の際の「地震の帯」も再現できた。このように震源断層近傍では、震源断層と不整形地盤の位置関係によって地震動の時空間分布が大きく変わるが、これを簡易に予測するまでには至っていない。(1)地震学分野で開発されている不均質断層モデルと、本研究で用いている経験的グリーン関数法並びに確率論的グリーン関数法におけるモデルパラメータの関係を明らかにした。1987年日向灘地震(M6.6)及び1997年鹿児島県北西部地震(M6.3)による観測加速度波形を本研究のモデルによって再現し、震源特性・地震波伝播特性・表層地盤特性と観測加速度波形の関係を分析した。(2)運動学的断層モデルから放射される地震波の解析解並びに、剛性マトリックス法による水平成層地盤の地震波応答計算に必要な解析解を導き、1966年パークフィールド地震(M6.0)による断層近傍の加速度波形を再現した。本研究で開発した剛性マトリックス法による地震波合成法は、従来の方法よりも数値計算での安定性が良く、さらに簡単なコンピュータプログラムとなるのが特長である。(3)現状の計算機能力や地層・地質構造の不明確性という条件を考慮するとき、震源断層から地表に至る地震波合成を一度に解析することには限界があるように思われるので、全体を分割して計算する部分解析法を提案した。このアイデアは、上記(2)で剛性マトリックス法による地震波合成の定式化を新しく提案したことにより導かれたものである。(1)震源から地表地盤に至る地震波伝播計算に部分分割法の考え方を適用し、これを定式化した。この定式化に基づいて、3次元水平成層地盤の場合と2次元不整形地盤の場合について、境界要素法を使って数値計算を行い、定式化の検証を行った。(2)震源断層近傍の地震動は、表層地盤内の地震波伝播と断層破壊伝播特性の相互作用により時間的、空間的に極めて複雑で、渦を巻きながら地震波が進行することを前年度開発した剛性マトリックスに基づく地震波合成法を使って明らかにした。この現象を地震波の渦と呼ぶことにした。(3) 3次元直接境界要素法プログラムの検証がほぼ終了し、震源断層からの波動場との結合が行える段階に到達した。

運動学的断層モデルから発生した地震波が地盤中を伝播し地表面に到達するという地震波発生・伝播の物理過程を境界積分方程式によって定式化した。この境界積分方程式を一定要素の3次元境界要素法を使って離散化し、地表面の地震動を計算するプログラムを開発した。本研究では、無限粘弾性体におけるグリーン関数を基本にしているため、地表面も離散化する必要があるものの、地表面の地形の影響を解析できる利点を有する。また、震源断層-不整形地盤系が境界積分方程式によって統一的に定式化され、これを境界要素法によって離散化している解析法であるため、従来の方法に比べ解析のための仮定がなく解析結果は厳密であるといえる。震源断層を含む半無限地盤の上に矩形谷地盤が存在するような震源断層-不整形地盤系のモデルを想定し、震源断層と矩形谷地盤の位置関係によって地表における地震動の時間的-空間的分布特性がどのように変わるかを調べた。この解析では地盤が水平成層構造とみなされるような場合についても解析を行った。その結果、震源断層近傍の地震動は台風の雲の動きのように渦を巻きながら伝播し、地震動の時空間分布特性は極めて複雑であるあること新しく見つけた。そして、これらの渦を巻きながら伝播する地震動特性は、震源断層と矩形谷地盤の位置によって大きく異なることがわかった。神戸のように硬い岩盤に接して洪積層が存在する場合、地震動の最大値の分布は断層から少し離れた位置に生じるなどの1995年兵庫県南部地震の際の「地震の帯」も再現できた。このように震源断層近傍では、震源断層と不整形地盤の位置関係によって地震動の時空間分布が大きく変わるが、これを簡易に予測するまでには至っていない。
高木および高齢木の水分生理学的適応様式の解明：貯水・通水機能の組織と役割

従来、樹木は高木になるほど根から梢端までの水輸送が物理的に困難となり、梢端部は慢性的な水不足に陥りやすいと考えられてきた。しかし近年、いくつかの針葉樹高木種において梢端部ほど葉の貯水能が高くなることが明らかとなり、水輸送の困難さが補償されていることが示唆されている(Ishii et al. 2014; Azuma et al.2016;Chin and sillett.2016)。東南アジア熱帯雨林には突出木が出現するが、マレーシアのパソ森林保護区内に生育する樹高40mほどのフタバガキ科Dipterocarpussublamellatusには、同一林冠樹種とは異なる高所での特有の給水システムの存在が示唆されていた(福井ら2007)。D.sublamellatusの葉はふくらんだ葉柄をもつことから、蒸散や光合成など水分要求の高い葉に近い場所での貯水・給水システムの可能性を推測し、葉の水分生理学的評価および組織構造の観察を行った。その結果、D. sublamellatusの葉は高い貯水能を示し、水ポテンシャルは枝では夕方にかけて低下したものの、葉では低下しなかった。また、葉柄の含水比は1日を通して葉身よりも高かった。このことは、D. sublamellatusの葉柄が貯水タンクとなって葉における蒸散などの水分要求度に応じた一時的なインバランスを補償しており、高所の葉への水輸送にかかる負荷を緩和する役割をもつことを示唆している。一方で、幹の木部貯留水の寄与はみられなかった。葉柄の組織構造は皮層が厚く、これが外観におけるふくらみを形成しており、葉柄の高い含水比に寄与していると考えられる。これらの研究成果によって、熱帯高木種D.sublamellatusに特有な高所における給水システムの実態が明らかとなってきた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
アンジェルマン症候群における認知記憶機能障害のメカニズムと治療法の探索

以前我々はアンジェルマン症候群(AS)モデルマウスの小脳において、「GABA持続抑制」というGABA作動性シナプス性抑制とは異なる抑制機構が減少していることを示し、ASの小脳失調の原因である可能性を示した。本研究では、GABA持続抑制の程度を他の脳領域で広く評価し、ASの多彩な神経症状への関与を検討した。ASマウス海馬・皮質の錐体細胞ではGABA持続抑制の減少がみられたが、視床では減少はみられなかった。GABA持続抑制を脳全体で増強させる薬剤を投与したが、ASの認知機能障害などは改善しなかった。これらの結果から、GABA持続抑制の脳領域間での不均等がASの病態生理に重要であることが示唆された。共同研究者(浜松医科大学神経生理学分野)との共同研究で、アンジェルマン症候群モデルにおける海馬CA1錐体細胞での電気生理学的検討を行った。これまでの先行研究における小脳顆粒細胞の結果と同様に、海馬錐体細胞においてもGABA持続抑制がアンジェルマン症候群モデルで減少していることを示した。この結果は、GABA持続抑制の減少が、小脳のみではなく、グローバルにおこっていることを示唆しており、アンジェルマン症候群における神経病態生理機序の一つとして重要な役割を担っていることを意味している。一方、抑制性シナプス後電流のプロパティ,頻度には有意差がなく、グラミシジン穿孔パッチクランプ記録で明らかにされる細胞内Cl-濃度にも有意差がなかったことから、シナプス性抑制は正常であることを明らかにした。細胞内Cl-濃度に関しては、電気生理学的手法での結果を確かめるために、細胞内Cl-濃度を調整するタンパク、NKCC1,KCC2の発現に関しても検討をおこなったが、やはり有意差をみとめなかった。近年、細胞内Cl-濃度の変化と病態生理については他の自閉症疾患モデルでも報告がみられ注目されている。我々の結果は陰性データはあるが、アンジェルマン症候群の病態生理を考えるうえで重要であろうと考えられる。れらの結果は小脳での先行研究の結果と合わせて、平成27年度日本生理学会総会で発表した。今後は海馬顆粒細胞での電気生理学的検討を行い、行動実験を介して認知メカニズムを探索していく予定である。当初計画していた北海道大学学内での電気生理学的検討について準備が予想以上にかかり始動に遅れがあった。結果として実験動物の繁殖にも若干の遅れが生じている。現在セットの準備はととのい実験を進めていく。本年度、アンジェルマン症候群モデルマウスの各脳部位からGABA持続抑制の強度を電気生理学的手法にて検討した。その結果、アンジェルマン症候群モデルマウスの海馬CA1錐体細胞ではGABA作動性持続抑制が減弱していることが示された。一方、視床のGABA持続抑制には有意な差をみとめず、持続抑制の減弱の程度は脳部位ごとに異なることが明らかとなった。脳神経機能は、脳領域間での信号情報のやりとりによって実現されるため、このような脳領域間での抑制強度の不均等が本疾患の脳機能障害の原因のひとつではないかとの仮説をたてた。この仮説を証明するため、海馬あるいは脳皮質特異的にGABA持続抑制を増強する薬剤の効果を検証することを着想し、近年そのような薬剤を開発した米国の研究機関との共同実験を立ち上げた。この薬剤の治療効果を検証する目的に、脳波測定、認知機能を評価するための水迷路試験を立ち上げ、現在検証をおこなっている。これらの試験をもちいてアンジェルマン症候群モデルマウスにおける脳機能障害を評価し、上記薬剤の機能改善効果を検証する予定となっている。一方、当初計画していた検証対象薬剤(THIP、あるいはガボキサドール)は、脳全体のGABA持続抑制を増強する。したがって、脳領域間での抑制不均等が増強され、かえって脳機能障害を増強する可能性がある。THIP投与による脳機能評価の検討を行い、この可能性を検証する。脳の領域ごとに持続抑制減少の程度が異なるという結果は当初の予想外であり、アンジェルマン症候群の病態生理を考えるうえで大変重要なものと考える。その機序として、細胞外GABA濃度を規定するGABAトランスポーターの発現が脳領域ごとに異なる可能性が考えられ、これも検証していく。当初小脳顆粒細胞で認めたGABA持続抑制の減少が、他の脳領域でも同様に存在するとの前提で研究計画を立てていたが、脳領域ごとに異なるという予想外の結果となったため、治療戦略の見直しが必要となった。時宜に適い、該当する脳領域特異にGABA持続抑制を増強させる薬剤が米国より発表され、その開発者と連絡をとりあい新規薬剤を試みることとなったが、そのための書類の手続きに時間がかかったため、治療効果を検証する実験に入るのが遅れている。しかしながら、試薬は無事に到着し、行動実験の進捗は良好であることから間もなく薬理実験に入るところである。最終的には当初の予定通り3年で実験は完遂するものと予想される。自閉症スペクトラムを示す遺伝性疾患アンジェルマン症候群(以下AS)の脳機能障害のメカニズムおよび治療法は確立していない。申請者は前年度までに、ASモデルマウスで認知機能に大きな役割をもつ海馬CA1錐体細胞におけるGABA持続抑制はASモデルマウスで有意に低下していること、一方で海馬・皮質に信号入力を投射する基底核・視床の神経細胞では、GABA持続抑制に異常はないことを明らかにした。本年度は、減弱しているGABA持続抑制を薬理的に増強させることがAS患者における認知機能障害・てんかんの改善に有効であることを検証する目的に、まずAS患者でみられる認知機能障害・てんかんをモデルマウスで評価する系をたちあげた。