hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
身体運動の挙動曲面設計論の確立とスキルレベル評価への適用と検証

身体運動は複数の関節が動くため,その全軌道を一度で視認することは非常に難しく,運動のスキルレベル評価は熟練者に頼らざるを得ない.本研究は,身体運動時の複数の関節軌道を曲面化し,力学的要素を埋め込むことで,運動における身体姿勢および力・リズム・タイミングを一度で視認できる挙動曲面の設計論を確立することを目的とする.挙動曲面に埋め込む方策,および複数の挙動曲面と被験者のスキルレベルとの相関性を見出すスキルレベルの新たな評価法を検証した.速度曲面・加速度曲面・推進作用力曲面を提案した.その後,熟練者と初心者の挙動曲面を比較して,挙動曲面を総合的に表現し,スキルレベルと挙動曲面の相関性を明らかにした.身体運動は複数の関節が動くため,その全軌道を一度で視認することは非常に難しく,運動のスキルレベル評価は熟練者に頼らざるを得ない.本研究は,身体運動時の複数の関節軌道を曲面化し,これに力学的要素を埋め込むことで,運動における身体姿勢および力・リズム・タイミングを一度で視認できる挙動曲面の設計論を確立することを目的とする.そこで,視認しやすい挙動曲面の構成と提示と,速度曲面・加速度曲面・推進作用力曲面を提案することにより,身体運動時の挙動曲面の設計論を確立し,熟練者と初心者の挙動曲面を比較して,挙動曲面を総合的に表現することにより,スキルレベルと挙動曲面の相関性を明らかにする.前提条件として,複数関節軌道の挙動曲面の提案と実証は達成済みである.この前提条件を元に,平成28年度は,1.挙動曲面の設計論の確立および2.スキルレベルと挙動曲面の相関性を明らかにした.1.挙動曲面の設計論の確立は,動作の区切り方,ビデオフレームの区切り方,視認の容易さがある.これらの3つの関連性を確立して,視認できる挙動曲面の構成論を見出すための1(1)視認しやすい挙動曲面の構成と提示法,および前述の速度・加速度・推進作用力(腕力・脚力など)を曲面にて表現することにより身体運動の挙動軌跡以外の挙動スキルレベル評価基準を確立させる1(2)速度曲面・加速度曲面・推進作用力曲面の表現法を明らかにした.さらに,2.スキルレベルと挙動曲面の相関性は,ある特定の動作スキルを取り上げ,このスキルレベルと挙動曲面との間に相関性があることを見出す.平成28年度では,スキルレベルの評価を,事前に熟練者と協議の上,スキルのシーンをフレーム毎に分割して数値化させる準備をした.筋電位計測機器の購入,被験者の募集,重回帰分析の準備がこれらの準備に該当する.項目1.挙動曲面の設計論の確立では,視認しやすい挙動曲面の構成と提示法は明らかにし,複数撮影方法を確立することが可能となった.さらに,挙動曲面の詳細内容である速度曲面,加速度曲面,推進作用力曲面の表現方法のプログラムも構築できた.ただし,次年度研究計画予定である項目2.スキルレベルと挙動曲面の相関性を明らかにする段階に至ることができなかったため,今回の区分は「2おおむね順調に進展している」を選択した.身体運動は複数の関節が動くため,その全軌道を一度で視認することは非常に難しく,運動のスキルレベル評価は熟練者に頼らざるを得ない.本研究は,身体運動時の複数の関節軌道を曲面化し,これに力学的要素を埋め込むことで,運動における身体姿勢および力・リズム・タイミングを一度で視認できる挙動曲面の設計論を確立することを目的とする.そこで,視認しやすい挙動曲面の構成と提示と,速度曲面・加速度曲面・推進作用力曲面を提案することにより,身体運動時の挙動曲面の設計論を確立し,熟練者と初心者の挙動曲面を比較して,挙動曲面を総合的に表現することにより,スキルレベルと挙動曲面の相関性を明らかにする.前提条件として,複数関節軌道の挙動曲面の提案と実証は達成済みである.この前提条件を元に,平成28年度は,1.挙動曲面の設計論の確立1.挙動曲面の設計論の確立は,動作の区切り方,ビデオフレームの区切り方,視認の容易さがある.これらの3つの関連性を確立して,視認できる挙動曲面の構成論を見出すための1(1)視認しやすい挙動曲面の構成と提示法,および前述の速度・加速度を曲面にて表現することにより身体運動の挙動軌跡以外の挙動スキルレベル評価基準を確立させる1(2)速度曲面・加速度曲面・推進作用力曲面の表現法を明らかにした.平成29年度は,2.スキルレベルと挙動曲面の相関性を明らかにした.ある特定の動作スキルを取り上げ,このスキルレベルと挙動曲面との間に相関性があることを見出した.スキルレベルの評価を,事前に熟練者と協議の上,スキルのシーンをフレーム毎に分割して数値化させる準備をした.さらに,学習者の身体の質量に対する推進作用力(腕力・脚力など)を視覚的に表現し,スキルレベルの見える化を可能にすることで,挙動曲面との相関性を明らかにした.身体運動は複数の関節が動くため,その全軌道を一度で視認することは非常に難しく,運動のスキルレベル評価は熟練者に頼らざるを得ない.本研究は,身体運動時の複数の関節軌道を曲面化し,力学的要素を埋め込むことで,運動における身体姿勢および力・リズム・タイミングを一度で視認できる挙動曲面の設計論を確立することを目的とする.挙動曲面に埋め込む方策,および複数の挙動曲面と被験者のスキルレベルとの相関性を見出すスキルレベルの新たな評価法を検証した.速度曲面・加速度曲面・推進作用力曲面を提案した.その後,熟練者と初心者の挙動曲面を比較して,挙動曲面を総合的に表現し,スキルレベルと挙動曲面の相関性を明らかにした.項目

1.挙動曲面の設計論の確立は終了し,速度曲面・加速度曲面の表示を可能にした.しかし,推進力曲面の表示は再検討が必要である.また,項目2.スキルレベルと挙動曲面の相関性のプラットフォームの設置方法が未完成である.現在,1筋電位計測機器の購入選定中であり,2被験者の募集,3重回帰分析の準備を設けている.そこで今後取り組むべき方策は,上記13の3点の早急な準備完了,および被験者の挙動データの採取およびデータベース化である.平成29年度は,挙動データの採取と解析を重点的に行う予定である.3D-CAD,ヴァーチャルリアリティ,マンマシンインターフェース,教育工学挙動曲面評価理論の確立を優先する必要があったため,設備備品および消耗品の購入より,プログラムおよび理論構築を優先することとなった.すなわち,研究自体はプログラムおよびソフトウェア等の研究費を消耗しない形での研究を進めてきた.そこで,平成29年度初頭にて,機材一式を使用する予定である.6月までに,小型無線多機能センサ筋電アンプセットの購入,データベースを保存するためのNASステーションを購入予定.さらに,8月までに3次元プリンターを購入予定である.
味覚障害の改善における亜鉛酵素の役割に関する生理学的研究

実験動物としてラットを用いて、まず味覚障害発症の機構を亜鉛酵素である炭酸脱水酵素の関与の面から検討することによって味覚障害の機構を明らかにして、味覚障害の改善に役立てることを企図した。さらに、亜鉛欠乏時の食欲調節因子(食欲調節ペプチド遺伝子の発現)の変化をモニタリングすることにより、亜鉛欠乏性味覚異常の発症機構を解明する研究を行った。1.味覚に関係していることが分かった炭酸脱水酵素の活性と味覚受容能変化:亜鉛酵素としては、亜鉛欠乏時に発現が抑制されていることが示唆されていた、舌表皮組織中や唾液中の炭酸脱水酵素に焦点を当てて検討した。一つは、亜鉛欠乏の進行とともにこれら組織中の炭酸脱水酵素の発現が低下していくことを確認した。そして、この低下とともに三叉神経舌枝の炭酸水刺激味応答が低下することが確認できた。さらに、亜鉛欠乏動物に亜鉛を与えて欠乏を回復させると、炭酸脱水酵素活性と炭酸水刺激味応答の両方が経時的に10日ほどで回復することが分かった。また、両項目の回復の時間的経過も一致した。2.亜鉛欠乏性味覚障害と食欲調節に関与する中枢性神経ペプチド分泌の制御機構亜鉛欠乏時における主要な味の嗜好性の異常については、食欲調節系の神経ペプチドの代表的なもの、すなわち視床下部領域のレプチン、POMC、ニューロペプチドY(NPY)、オレキシン、グレリン、等々のmRNA発現をモニターし、分子生物学的手法で計測した。とくに、亜鉛欠乏においては4日目頃から急激な食塩嗜好の上昇が起こり、摂食量の方は欠乏飼料給餌後すぐに低下し(3日目程度で最小値)、その後は幾分増加→低下というような摂食サイクルを示すが、これと、食欲調節ペプチドの変動をモニタリングした。その結果、POMCやNPY発現がこの摂食調節に関与していることが示唆された。さらに詳細なマイクロダイアリシス装置を用いた検討が待たれる。亜鉛欠乏性味覚障害の発症機構が、食欲調節ペプチドの分泌異常によるものなのか否か、そしてこのことが肥満や糖尿病の発症に関与しているのか否かという研究を3年間かけて実施することを通して、健康の維持のための食欲調節条件を科学的に追及することを目的とした。初年度(平成15年度)の研究によって、以下のことが明らかにされた。亜鉛欠乏による味嗜好の異常は、食塩嗜好においては飼育4日目から見られ、これは低亜鉛食条件でも亜鉛欠乏食の条件と同じ程度に強くみられた。一方、末梢における味受容能の低下は飼育初期には見られず、炭酸水で10日後の低下、他の基本味では最低3週間以上必要であることを明らかにした。初期の食塩嗜好異常はナトリウムの枯渇によるものではないことがわかり、中枢性のオキシトシン分泌が鍵を握っているというヒントをつかむことができた。別の実験で、近年発症が増えてきている亜鉛キレート剤添加食給餌によって、各種味溶液の選択が正常状態とは異なり、味覚異常を呈することを確認した。また、鼓索神経応等による味受容能の低下をも示し、一味覚異常の実験モデルを構築することができた。さらに、炭酸脱水酵素阻害剤添加食の実験も行い、味覚受容能の低下を示すことができた。亜鉛酵素である炭酸脱水酵素が、受容サイトにおける味受容に深くかかわっていることを初めて示すことができた。そして、亜鉛欠乏による唾液腺における炭酸脱水酵素(Carbonic Anhydrase=CA)アイソザイムの低下は、分泌型であるCA VIではなく主としてCA IIが関与していることを、mRNAの発現のみならず、southern blot analysisのタンパク質発現レベルでも示された。以上の諸々の解明によって、今後の研究の展望が開けた。食を通して国民の健康増進を図るための実用的な基礎研究は、ほとんどなされてきていない。

たとえば、亜鉛欠乏性味覚障害の発症機構の解明や、食欲調節因子と食品摂取の関係の分子レベルでの解明(味覚ニューロンの分類、食欲調節ペプチド遺伝子の発現等)のような、高度な技術を駆使した研究で、かつ社会に還元できるような研究が少ない状況にある。このため、味覚障害発症の機構を亜鉛酵素(炭酸脱水酵素など)の関与の面から検討し、味覚障害の改善に寄与するための研究課題を企図した。1)亜鉛キレート作用を有するフィチン酸含有食が味嗜好と鼓索神経応答に及ぼす影響亜鉛吸収の阻害させるフィチン酸を4週間与えて実験を行ったところ、低亜鉛食という条件下でのみ亜鉛欠乏(血將水亜鉛濃度でモニター)を引き起こすことが分かった。塩酸キニーネ溶液(苦味)と水の2瓶選択実験では味の嗜好異常は認められなかったものの、鼓索神経応答においては大部分の基本味応答が低下していた。また、顎下腺の炭酸脱水酵素(CA)活性が低下していた。このことから、亜鉛摂取量が少ない状況とフィチン酸摂取が重なった場合に、潜在的な亜鉛欠乏に陥ることが示唆された。2)炭酸脱水酵素(CA)阻害剤(アセトアゾラマイド)添加食が味覚受容に及ぼす影響CA阻害剤添加食の給餌により、全ての基本味の鼓索神経応答が低下していることが確認された。血漿亜鉛濃度のモニターから、これは亜鉛欠乏によらない味覚異常であると判定され、この場合、血漿カリウム濃度の低下、マグネシウム濃度の上昇等が起こることが示された。3)上記のほか、亜鉛欠乏が三叉神経舌枝における炭酸水応答低下の現象とCA活性が関係していることを突き止めた。実験動物としてラットを用いて、まず味覚障害発症の機構を亜鉛酵素である炭酸脱水酵素の関与の面から検討することによって味覚障害の機構を明らかにして、味覚障害の改善に役立てることを企図した。さらに、亜鉛欠乏時の食欲調節因子(食欲調節ペプチド遺伝子の発現)の変化をモニタリングすることにより、亜鉛欠乏性味覚異常の発症機構を解明する研究を行った。1.味覚に関係していることが分かった炭酸脱水酵素の活性と味覚受容能変化:亜鉛酵素としては、亜鉛欠乏時に発現が抑制されていることが示唆されていた、舌表皮組織中や唾液中の炭酸脱水酵素に焦点を当てて検討した。一つは、亜鉛欠乏の進行とともにこれら組織中の炭酸脱水酵素の発現が低下していくことを確認した。そして、この低下とともに三叉神経舌枝の炭酸水刺激味応答が低下することが確認できた。さらに、亜鉛欠乏動物に亜鉛を与えて欠乏を回復させると、炭酸脱水酵素活性と炭酸水刺激味応答の両方が経時的に10日ほどで回復することが分かった。また、両項目の回復の時間的経過も一致した。2.亜鉛欠乏性味覚障害と食欲調節に関与する中枢性神経ペプチド分泌の制御機構亜鉛欠乏時における主要な味の嗜好性の異常については、食欲調節系の神経ペプチドの代表的なもの、すなわち視床下部領域のレプチン、POMC、ニューロペプチドY(NPY)、オレキシン、グレリン、等々のmRNA発現をモニターし、分子生物学的手法で計測した。
腎不全リスク推定システムに基づくオーダーメイド医療の確立

遺伝子多型に対する感受性の個体差の機序を明らかにすることは、ゲノム多型情報の臨床応用にとって、必要不可欠の課題である。また、原発性糸球体腎炎の中でもIgA腎症は、早期に扁桃摘出とステロイドパルス療法を行うことにより、80%以上の完全寛解率が得られることが分かってきたが、全例にこの治療法を行うことは、副作用や医療費の面から問題がある。したがって、遺伝子多型を含めた情報から腎不全リスクを推定し、治療法に介入できれば本疾患の予後を改善させることが可能である。腎疾患の進行因子として解析されてきた遺伝子多型群は、それぞれ単独では個々の症例の腎機能予後を推定し治療に介入できるだけのインパクトは無いが、それらの相互作用・相乗作用を解析することは臨床的にも有用性が高いことを明らかにし、報告した。多様な腎疾患において、腎機能低下の進行過程には共通の機序が働いていると考えられるため、これらのSNPと腎機能低下の関連性は、IgA腎症のみでなく他の腎疾患に敷衍できる可能性が高い。IgA腎症をはじめとする腎臓病の遺伝的背景解明の試みは、国内外で行われているが、本研究では保有するデータベースの規模が単一施設では最大であり、経年的な予後を含む詳細な臨床データと定量化された組織病理所見がリンクしているため、腎機能低下のリスクを評価することが可能である。本研究の目的は、臨床データと共にゲノム多型情報を利用した腎不全リスク推定システムを構築し、それに基づいて原発性糸球体腎炎をはじめとする腎臓病の治療に介入し、より確実な治療効果の実現めざして、前向き(prospective)介入研究を行うことである。申請者らは年間400例以上の腎生検症例を経験し現在までに1万3千例以上の腎生検組織所見に関するデータベースを構築し、長期的な経過観察も継続している。また腎生検を受けた症例の遺伝子抽出を開始し、現在までに約1,400例(IgA腎症380例を含む)のゲノムDNAを連結可能匿名化し、保存した。本研究はこれまでの申請者らの経験と研究基盤を有効に活用し、ゲノム医学を腎疾患臨床に活用するための重要な基礎データを得る。本研究では2年間をかけて、腎疾患に対して臨床所見とともにゲノム多型情報を導入した腎不全リスク推定システムを構築し、治療介入への基盤となるデータを得るための前向き研究を開始する。本年度は、複数の遺伝子多型と複雑な臨床データとIgA腎症の腎機能予後について、生存分析を行った。単純な関連解析ではなく、time-to-event analysisに臨床データとともに遺伝子型データを導入して解析した。また治療に対する反応性、腎機能の長期予後を判定するシステム(特許出願中)を臨床に応用し、治療反応性ならびに腎機能の長期予後と上記遺伝子多型群との関連性を解析した。本研究の目的のうち、およそ半分は達成されたと考えている。複数の遺伝子の組み合わせにより、腎機能予後を確実に推定できること、ARBやACEiなどのRAS阻害薬の治療効果にRAS系の遺伝子が関連することを後ろ向き解析により証明し得た。
超対称模型におけるフレーバー非保存過程の研究

本研究の目的は、超対称模型において、近年発見されたヒッグス粒子と物質粒子の間の相互作用であるフレーバー構造を理論的・現象論的に探ることである。2013年度に行った研究では、フレーバー構造の起源の理論的可能性を調べた。ひとつのアプローチとして、複合粒子描像がある。これは、(超対称)標準模型粒子を、より根本的な構成要素(プレオン)がQCDのような強結合ゲージ理論によって束縛された複合粒子と仮定する考え方である。Kaplan, Lepeintre, Schmaltzらの先行研究では、Sp(6)群を用いることで、ちょうど3種類のフレーバーを出すことに成功している。さらに、模型にフレーバーを破る相互作用を導入することで、Froggatt-Nielsen機構と類似の階層性を出すことができる。だが、この模型では第1世代が重すぎるなど、完全に現象論的なフレーバーを再現したとはいえない。この状況を改善することを試みたが、フレーバー構造が模型設定と強結合ダイナミクスで決まってしまうので、何らかの拡張が必要になる。その対応策として、近年注目されている部分的複合性(partial compositeness)と呼ばれるアイデアに着目した。これは、ヒッグス粒子が複合粒子、標準模型粒子が基本粒子と複合粒子の混合であると考えてヒッグス相互作用の由来を説明しようとするものである。今年度は論文という形にすることが出来なかったが、このアイデアを適用することでより現実的なフレーバー構造が実現するのではないか、という点まで理解が進んだ。(抄録なし)超対称模型は一般にフレーバーやCPを破る相互作用を多く持ち、それらの効果が標準模型では予言されない物理過程として現れることが予期される。特に、超対称粒子がLarge Hadron Collider(LHC)で直接観測出来ないほど重い場合でも、標準模型の相互作用からのずれとして、その効果が間接的に観測できることがある。その一つに、ヒッグスと標準模型粒子との間の相互作用(湯川相互作用)があり、フレーバーやCPの破れが発生することがこれまで議論されてきた。そのような場合、CPを破るクォーク4点の演算子が発生し、CPを破る物理に対して感度がある電気双極子モーメント(EDM)に影響することが考えられる。中性子EDMはその中で特に重要で、この観測的制限がクォークの電気双極子モーメントに制限を与えている。しかし、これらの制限の理論的評価にはQCDの摂動的および非摂動的評価が伴い、不定性が大きい。今回の研究では、この中性子EDMのQCD補正に対し、これまで考えられていなかったクォーク4点の演算子からの寄与を含めた次元6までのCPを破る有効演算子のウィルソン係数について、繰り込み群方程式を導いた。これにより、超対称模型のようなNew physicsに対して、より精密な中性子EDMの評価が可能になった。ヒッグス粒子に関しては論文を1本執筆することが出来たが、レプトンフレーバーに関しては、研究があまり進行していない。大きな理由の一つとしては、博士論文の執筆と発表、再提出に、今年度後半の5ヶ月ほどを要したためである。しかし、博士論文においてレプトンフレーバーや電気双極子モーメントの最近の研究調査も兼ねることが出来たので、今後の研究に寄与すると考えている。昨年度は受託学生として名古屋大学に在籍していたが、今年度は東京大学の素粒子論研究室で研究を行って行く。東京大学ではレプトジェネシスの研究も活発になされているので、研究室のメンバーと議論を進めながら、積極的に研究を行ってゆく。(抄録なし)
先秦儒家思想における性命観と存在概念について

中国哲学の根本に性概念を認め、その性概念が命とどの様に結びつき、そしてこの両者を成立させた存在概念とどの様に連関するのかを考察したもの。後述する人間観の根拠となる実践的な反省自覚の概念は普遍的原理である天との相関関係を確立させ、そして孟子に至り性説の成立に至るとされるが、本稿では孟子による性説の成立を否定し、その成立を孔子によるものだとした。『論語』の内省・自省により自己省察が深化され人間への自覚が完成し、『孟子』に至って天人相関に踏み込んだ分、自己内省化が更に進んだと論じたもの。つまり、性概念の成立根拠に人間観の成立を認め、そして人間観成立のためには反省自覚の概念の有無が基本であるとした。次に、性と命とは孔子により区別され、孟子に至って性命観を成立させたが、それは即両者の関係を解消させるものではなく、後代まで厳然と並立していた。それは、例え孔子時代の性説を直裁的に判じがたいとしても、『論語』における運命や本性を含んだ命が性の代替えや補完的役割を果たしてきたという事実を否定することはできないからである。最後に、性説・性概念は人間を反省的存在として把握することにより成立したものであるとし、また、性概念が人間を分析し、深く理解し、把握していたと論じた。そして、人間把握の根拠に自覚的存在を認識し、人間研究の最先端にいたことに他ならないとしたものである。今般、『大久保隆郎教授退官紀念諭集漢意(からごころ)とは何か』に「存在概念」の中間報告を発哀した。「存在概念」を究明することは人間存在を究明することになるが、本稿においては、その人間存在の骨格を「反省自覚」に求め、反省自覚の面から「人間概念」「存在概念」を論じたものである。「反省自覚」の実践論による人間概念の確立は、普遍的原理としての天との相関関係を成立させ、やがて孟子に至って性説の確立を見るのであるが、本稿では、既に諸子に人間概念と反省自覚の概念の形成を認めながらも、諸子時代はその形成段階であると定義し、『論語』の「見賢思斉焉、見不賢而内自省」(里仁)、「内省不疚、夫何憂何懼」(顔淵)等により、自己省察が深化され人間への自覚が完成されたと論じ、そして『孟子』の「万物皆我に備われり」(尽心上)の様に天人一体説、天人相関に踏み込んだ分、反省がより深くなったと結論付けた。本稿作成中に生じた課題としては、『論語』『荀子』において多用された「省」が『孟子』では見当たらず、反対に『孟子』に頻出する「自反」が「荀子」では、発見出来ないと言うことが判明した。これは「省」「自反」相互の語彙変化なのか、孟荀二子による思想的変化なのか、今後考察しなけれならないと思っている。平成14年度は(1)「命」概念が「性」慨念を確立させ、そして性命観へと発展していった。(2)性説の基本概念に人問の自覚的存在があり、その人間の自覚的存在こそが人間の「存在概念」である。という事を考察していく。中国哲学の根本に性概念を認め、その性概念が命とどの様に結びつき、そしてこの両者を成立さた存在概念とどの様に連関するのかを考察したもの。後述する人間観の根拠となる実践的な反省自覚の概念は普遍的原理である天と相関関係を確立させ、そして孟子に至り性説の成立に至るとされるが、本稿では孟子による性説成立を否定し、その成立時期を孔子とした。

『論語』の内省・自省により自己省察が深化され人間への自覚が完成し、『孟子』に至って天人相関に踏み込んだ分、自己内省化が更に進んだものと論じた。つまり、性概念の成立根拠に人間観の成立を認め、そして人間観成立のためには反省自覚の概念の有無が基本であるとしたもの。次に、性と命とは孔子により区別され、孟子に至って性命観を成立させたが、それは即両者の関係を解消させるものではなく、厳然と後代までも並立していた。仮令、孔子時代の性説を直裁的に判じ難いとしても、『論語』の運命や、本性を含んだ命が性の代替や補完的役割を果たしてきたという事実を否定することはできないであろう。最後に、性説・性概念は人間を反省的存在として把握することにより成立したものであるとし、また性概念が人間を分析し、深く理解し、把握していたと論じた。そして、最も深い部分において人間を把握し、その根拠に自覚的存在を認識し、人間研究の最先端にいたことに他ならないとしたもの。
Monaphaseを用いたanaphase開始メカニズムの研究

セパレースのバイオセンサーの改良を行いより感度の高いセンサーの開発に成功した。これによりセパレースは分裂期中期の大半を厳格に抑制されており分裂後期直前に活性化することがあきらかになった。さらに、Monaphaseの細胞集団としての均一性を利用して生化学的な解析を行なうことで、この分裂期中期におけるセパレースの厳格な抑制機構を明らかにした。本研究は、染色体分離過程の体系的な理解をめざすものである。初年度の計画は、1)コヒーシン分解のタイミングの解析、及び2)Monaphaseのメカニズムの解明を主目的とした。1)セパレースの活性化を検出するバイオセンサーの改良を行い、セパレースによるコヒーシン分解のタイミングをより詳細に解析できるようにした。これにより、セパレースの活性は染色体分離の約60秒前に急峻に上昇することがわかり、コヒーシン分解は実際の染色体分離の直接の引き金ではないことが示唆された。さらに、セパレースの急峻な活性化が始まる前は活性が厳格に抑制されていることも明らかにできた。セパレースの活性を抑制することが知られているリン酸化部位に変異を導入した変異型セパレースを安定発現する細胞株においては、この厳格な抑制が解除され、セパレースの活性がより早期から上昇し始めることも見いだした。これらの知見はセパレースの活性化制御機構の理解を刷新するものである。2)私はこれまでの研究においてmonaphase開始直前になると微小管に直角に配向した姉妹キネトコアの割合が上昇することを見いだしていた。そこで、この微小管とキネトコアの強固な結合が必須かどうかを調べたところ、この割合の上昇は頭打ちになり、すべての姉妹キネトコアが微小管に対して直角になるわけではないことが明らかになった。この場合mad2の染色はネガティブになっているので、微小管とキネトコアの結合が満たされていれば、必ずしも強固な結合は必須ではないと考えられる。また、Aurora Bの阻害剤のかわりにCdk1の阻害剤を用いても同様の同期的な染色体の移動が見られたので、monaphaseの誘導にはCdk1活性の低下で十分であることが示唆された。(1)セパレース活性化タイミングの解析(1)セパレースの活性を抑制することが知られているリン酸化部位に変異を導入した変異型セパレースをBAC transgeneを用いたmutagenesis法により作製し、生理条件下で安定発現する細胞株を樹立した。この細胞株でさらにセパレースの阻害因子として知られているセキュリンをRNAi法によりノックダウンすると、セパレースの活性がより早期から上昇し始めることがわかった。(2)Monaphaseは細胞集団として非常に同調性に優れており、生化学的解析にも有用だった。Monaphase過程の細胞抽出液をゲル濾過クロマトグラフィーで分離し、セパレースの阻害因子であるセキュリンの分解の様子を調べたところ、セパレースと結合したセキュリンは比較的安定だが、セパレースと結合していないセキュリンは分解されやすいことが明らかになった。(2)Monaphaseのメカニズムの解明Aurora Bの阻害剤のかわりにCdk1の阻害剤を用いても同様の同期的な染色体の移動が見られたので、monaphaseの誘導にはCdk1活性の低下で十分であることが明らかになった。(3)染色体を引く力の増大に関わる因子Xの探索網羅的アプローチと候補遺伝子アプローチの両方向からのアプローチを計画していたが、欧州のMitoCheck consortiumにより、染色体分離時に重要と考えられる遺伝子に関する表現型の網羅的解析が報告された(Neumann et al., 2010, Huntchins et al., 2010)。これらの知見を元に、計画の変更を行い現在候補遺伝子の絞り込みを行っている。
発展途上国における死因分布のベイズ推定

本研究では,戸籍情報が十分ではない発展途上国に対して,口頭剖検データを使って死因分布を推定するための新たなベイズ統計手法の開発を行った.考案した統計手法に対して,Population Health Metrics Research Consortiumデータを用いて,地域全体における死因分布の推定精度の評価を行った.複数のシナリオの下,従来の統計モデルと比較を行った結果,提案したベイズ統計モデルの方がより正確に死因分布を推定できることがわかった.人口動態統計が十分ではない発展途上国における死因の分布推定のため、条件付独立性を仮定しない柔軟な予測統計モデルを新たに考案した.多変量正規分布に従う潜在変数に因子モデルを仮定することで、症状間の複雑な相関関係を表現しつつ、共分散行列の次元を低く抑えて計算時間の短縮を実現した.加えて、提案した死因の条件付き多変量プロビットモデルの枠組みでは、調査データに多く含まれる欠損値を補完する必要がなく、すべてのデータを効率的に使えることを示した.また、提案モデルにおけるパラメータの推定においては、マルコフ連鎖モンテカルロ法によるベイズ推定アルゴリズムを提案した.通常、多変量プロビットモデルを使った確率評価は、多変量正規分布に複雑な制約が絡むため計算が非常に困難であるが、モンテカルロシミュレーションを応用することで計算を可能とした.実証分析として、PHMRC(Population Health Metrics Research Consortium)の口頭剖検データを使った分析を行った.この実データを使って、条件付独立性に基づく既存の予測手法との比較を行ったところ、様々なシナリオにおいて、提案手法は死因の分布推定を大きく改善できることを示した.また、ある地域の死因分布の推定のために、他の地域のデータを訓練データとして用いるが、この訓練データサイトにおける死因分布が、知りたい地域の死因分布と大きく異なる場合、追加的な調査を行うことで、予測を大幅に改善できることも示した.この研究課題の核の部分である、条件付き独立性を仮定しない死因予測統計モデルを考案し、効率的なパラメータの推定方法も新たに提案した.加えて、現在広く用いられている既存のアプローチよりも死因分布の推定が優れていることも確認できた.また、これまでの研究成果をまとめて、国内研究会「高次元・高頻度データのベイズ計量経済分析」(東北学院大学、2017年2月7日)などで発表を行い、様々な研究者からのフィードバックを得ることができた.これらの点を踏まえて、「おおむね順調に進展している」と判断できるとした.本研究では,戸籍情報や人口動態統計が十分ではない発展途上国における死因分布を推定するための新たなベイズ統計手法の開発を行った.提案したアプローチでは,社会調査データにおいて頻繁に発生する欠損値に対して特別な補完処理を必要とすることなく,100以上もの症状データのモデル化を行い,口頭剖検による死因を統計的に予測することを可能とした.新たな枠組みでは,既存の統計手法において繰り返し仮定されてきた症状の条件付き独立性を取り除き,多変量プロビットモデリングを応用して症状間の複雑な相関関係を柔軟に表現している.さらに,推定すべきパラメータ数を削減するために,因子モデルを取り入れて計算時間の短縮化,推定結果の安定性を実現している.提案したベイズ統計モデルに対しては,マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた効率的なパラメータ推定方法を開発した.また,多数ある症状変数の中で,死因と関わり合いが強そうなものを推定する方法も提案している.本研究で考案した統計手法に対して,Population Health Metrics Research Consortiumによる口頭剖検用死因データを用いて,地域全体における死因分布の推定精度の評価を行った.複数の現実的なシナリオの下,条件付き独立性を仮定する従来の統計モデルと比較を行った結果,提案したベイズ統計モデルの方がより正確に死因分布を推定できることがわかった.加えて,死因と質問項目との条件付き従属性の推定も行い,病歴などの一部の変数が死因との間に比較的強めの相関があることを示した.本研究では,戸籍情報が十分ではない発展途上国に対して,口頭剖検データを使って死因分布を推定するための新たなベイズ統計手法の開発を行った.考案した統計手法に対して,Population Health Metrics Research Consortiumデータを用いて,地域全体における死因分布の推定精度の評価を行った.複数のシナリオの下,従来の統計モデルと比較を行った結果,提案したベイズ統計モデルの方がより正確に死因分布を推定できることがわかった.本研究で提案する統計モデルは、成人死因データの実証分析に応用してきたが、適用範囲が広く、子供や乳幼児の死因分布の推定にも有用であると考えられる.この場合、口頭剖検に関する質問項目が異なってくるため、モデルの変更点にも注意して応用する必要がある.研究成果は、積極的に国内外の会議で発表をするとともに、論文として仕上がり次第、国際的学術雑誌への投稿を行う予定である.29年度が最終年度であるため、記入しない。社会科学29年度が最終年度であるため、記入しない。
絶滅危惧種ハナガガシの成立環境および繁殖特性の解明と保全法の確立

1.ハナガガシの生態分布について、アカガシ亜属7種の中で最も低地型に分類されること、低地型3種の中で斜面下部への分布集中がもっとも顕著であること、植物社会学的にはミミズバイ-スダジイ群集の構成種であること、もっとも分布が類似するイチイガシと比較して、土壌の浅い急斜地を生育地とすることを見出した。2.分布中心域のハナガガシ個体群は、下部谷壁斜面で最も健全に個体群を維持しており、斜面上部のツブラジイやイスノキとハビタットを異にすること、上部谷壁斜面における密度のバラツキが、谷密度や斜面長などの集水域特性に影響を受けることを明らかにした。3.人工林内におけるハナガガシの成立密度は林齢に強く依存し、隣接する種子源や微地形の影響も受けることを明らかにした。4.ハナガガシの個体の成長が、同一地域の優占種であるツブラジイと比較して微地形に強く影響を受けること、および成長のサイズ依存性がツブラジイよりも明瞭であることを明らかにした。5.ハナガガシの種子発芽の最低温度条件として、日平均気温15°Cかつ積算温度795°C・dayが必要であることを明らかにした。6.ハナガガシの光合成特性は典型的な極相種であるイチイガシとほぼ同じであり、陽樹的性格を持たないことを明らかにした。また、分布が下部谷壁斜面に集中する原因として、イチイガシに比較して葉の水分特性の可塑性が低く、乾燥条件に対する順応性が低いことを見出した。7.地形因子および種子源となる天然林の分布情報を基に、ハナガガシの潜在的な生育地を地理情報システム上で推定する手法を開発した。また、群落再生の敵地選定においては、種子源とともに微地形が重要であることを示した。地形特性とハナガガシの出現頻度が異なる3集水域(C1,C2およびC3)において微地形の構成率とハナガガシの個体群構造および成長を調査し、集水域の地形特性がハナガガシ個体群の構造と動態に及ぼす影響を解析した。流路分岐の多いC1では頂部斜面の比率が低かった。分岐の少ないC2およびC3のうち、流路の蛇行するC2では上部・下部谷壁斜面が少なく、蛇行の緩いC3では上部・下部谷壁斜面が多かった。ハナガガシ(DBH≧5cm)の成立密度はC1で最も低くC3で最も高かった。個体密度は、いずれの集水域でも頂部斜面でコンスタントに低く下部谷壁斜面で高かった。上部谷壁斜面では個体の密度が大きくばらつき、C1で低くC3で高かった。この結果から、集水域ごとの個体密度の違いには、微地形の構成比率よりも上部谷壁斜面での成立本数の変異が影響していることが示唆された。また、頂部および下部谷壁斜面は集水域の特性に関わらずハナガガシの存在を規定していること、および上部谷壁斜面は集水域によってハナガガシの成立に異なる影響を与えることが推察された。年輪解析の結果は、いずれの集水域・微地形面でも多くの個体が伐採後に一斉更新していることを示していた。また、直径成長速度は下部谷壁斜面で最も大きく、上部谷壁斜面、頂部斜面の順に低かった。このことから、二次林におけるハナガガシのサイズ分布の違いは、一斉更新後の後継樹の発生のみならず、斜面による成長速度の差に強く依存すると推測された。地形によって異なる資源量や撹乱体制が、ハナガガシの実生稚樹の成長および生残に与える影響を調べた。

宮崎大学農学部附属田野演習林において、4つの微地形(頂部斜面、上部谷壁斜面、下部谷壁斜面、谷底面)の光環境、土壌水分環境と実生稚樹の成長、物質分配を調査し、ツブラジイとの比較した。頂部斜面は林冠ギャップ率が最も高く、株斜面ほど低かった。逆に土壌の含水率は谷底面で最も高く、上部斜面ほど低かった。実生稚樹の発生1年後の樹高は、両樹種とも微地形による差はみられなかった。また、2年目の樹高成長にも、微地形間の差は認められなかった。物質分配特性では、両種ともにギャップ率の低下に対応して葉の陰葉化が認められた。ハナガガシでは、含水率が低いほど直根が長くなっていた。また、葉面積/根重比が小さくなり、水分通導構造の改善が認められた。一方、コジイでは含水率の低下に伴う物質分配の変化は認められなかった。また、ハナガガシは微地形によって側根重が変化しており、地表撹乱の発生しやすい下部谷壁斜面で樹木の支持性を向上させていると考えられた。コジイではこのような変化は認められなかった。以上の結果は、土壌水分条件に対する耐性や地表撹乱の違いが両種の微地形的すみわけに関与していることを示唆していた。ハナガガシの植生学的な位置づけとハビタット特性を明らかにする目的で、ハナガガシおよび他の常緑カシ6種が出現する植生資料の解析を行った。7種のカシ類が出現する林分の植生資料(209地点)の高木層と亜高木層の植生を解析した結果、カシ類7種は低標高帯(400m以下)に多く出現する3種(ハナガガシ、イチイガシおよびアラカシ)と高標高帯(400m1200m)に多く出現する4種(アカガシ、ウラジロガシ、シラカシ、ツクバネガシ)の2つに分けられ、ハナガガシの分布がほぼ標高350m以下の低地に限られることが明らかとなった。低標高帯の植生資料(77地点)をTWINSPANおよびDCAにより分類・序列した結果、植物社会学的にはこれまで記載されていた暖温帯上部のアカガシ-シラカシ群団ではなく、イズセンリョウ-スダジイ群団内のスダジイ-ミミズバイ群集イチイガシ亜群集の構成種として位置づけられたられた。ハナガガシが集中的に分布する宮崎県高岡町の大淀川水系の3次・4次谷渓岸の12地点において、植生調査および立地環境調査を行ないCCAにより分析した。その結果、イチイガシは土壌が深く水分条件の良い緩斜面で優占し、アラカシは急傾斜で土壌が浅く露岩率の高い場所で高い優占度を示した。ハナガガシはイチイガシとアラカシの中間的な立地での優占が認められた。九州東部の照葉樹林3カ所5林分で、約150個体のハナガガシの葉サンプルを採取した。現在、同個体群の遺伝的多様性および地域的な分離度を評価するために、遺伝子の抽出およびマーカーの検索を行っている。1.ハナガガシの生態分布について、アカガシ亜属7種の中で最も低地型に分類されること、低地型3種の中で斜面下部への分布集中がもっとも顕著であること、植物社会学的にはミミズバイ-スダジイ群集の構成種であること、もっとも分布が類似するイチイガシと比較して、土壌の浅い急斜地を生育地とすることを見出した。2.分布中心域のハナガガシ個体群は、下部谷壁斜面で最も健全に個体群を維持しており、斜面上部のツブラジイやイスノキとハビタットを異にすること、上部谷壁斜面における密度のバラツキが、谷密度や斜面長などの集水域特性に影響を受けることを明らかにした。3.人工林内におけるハナガガシの成立密度は林齢に強く依存し、隣接する種子源や微地形の影響も受けることを明らかにした。4.ハナガガシの個体の成長が、同一地域の優占種であるツブラジイと比較して微地形に強く影響を受けること、および成長のサイズ依存性がツブラジイよりも明瞭であることを明らかにした。
人間の身体・組識の利用をめぐる倫理的法的諸問題

1.平成14年6月から同16年3月まで、本プロジェクト主催の各種シンポジウム(内一つは外国人を招いての国際シンポジウム)・ワークショップ(内一つは外国人を招いての国際ワークショップ)等を計22回開催した。その録音記録は、活字起こしのうえ、「特許と生命倫理」に関しては北大法学論集54巻2号に、「『人間の尊厳』と身体・生命の倫理的法的位置づけ」に関しては北大法学論集54巻6号以下に、またその他のものについてはすべて、簡易製本での小冊子の形で「人倫研シリーズ」として、それぞれ公刊をしてきた。2.研究代表者をはじめワーキンググループ責任者は、国内外の各種関連学会に参加し、各分担テーマに関し関連情報の収集に努め、大いに得るところがあった。3.研究報告書とりまとめのための研究成果報告会たる「生命倫理・札幌クールセミナー」を昨年7月から8月にかけて札幌で開催し、さらにその後11月東京で開催された「日本生命倫理学会」でのワークショップでは、5人のメンバーの共同で本研究プロジェクトの主要部分の(中間的)成果報告がなされた。4.本研究プロジェクト用の情報・意見交換のためのメディアとして、毎月一回A4版平均14-5頁の「人倫研ニュウズレター」を刊行し、メイリングリスト「jinrin ML」とともに、生命倫理に関心を抱く研究者にとっても有益な情報媒体としての場を提供しえたと考えている。5.内外の関連規制法令・規則等の一次資料を(翻訳したものもふくめ)デジタルのデータベース「生命倫理関係DB」として収集・整理・公開する作業をおこなった。1.平成14年6月から同15年3月まで、各種コンファレンス・シンポジウム・ワークショップ等を15回開催:その録音記録は、活字起こしのうえ、「特許と生命倫理」に関しては北大法学論集54巻2号に、またその他のものについてはすべて、簡易製本での小冊子の形で「人倫研シリーズ」として、それぞれデジタル公刊をし、更に、本研究プロジェクト(「人倫研」)ホウム・ペイジ上に掲載の予定;2.研究代表者をはじめワーキンググループ責任者は、国内外の各種関連学会に参加し、各分担テーマに関し関連情報の収集に努め、大いに得るところがあった。3.研究協力者の輪を広げるとともに、とくに本研究プロジェクト用メイリングリスト<jinrin>をつうじての情報・意見交換により、大いに得るところがあった。4.内外の関連規制法令・規則等の一次資料を(翻訳したものもふくめ)デジタルのデータベース(仮称「生命倫理関係DB」)として収集・整理・公開する作業、および速報性を要する情報を月刊の形で関係者に届ける「人倫研ニュウズレター」(仮称)の立上げに向けて作業中。1.平成15年4月から同16年3月まで、本プロジェクト主催の各種シンポジウム(内一つは外国人を招いての国際シンポジウム)・ワークショツプ(内一つは外国人を招いての国際ワークショップ)等を計11回開催した。その録音記録は、昨年度同様、活字起こしのうえ、シンポジウム「人間の尊厳」と身体・生命の倫理的法的位置づけ」に関しては北大法学論集五四巻六号以下に、またその他のものについてはすべて、簡易製本での小冊子の形で「人倫研シリーズ」として、それぞれ公刊をしてきた;2.研究代表者をはじめワーキンググループ責任者は、国内外の各種関連学会に参加し、各分担テーマに関し関連情報の収集に努め、大いに得るところがあった;3.研究報告書とりまとめのための研究成果報告会たる「生命倫理・札幌クールセミナー」を昨年7月から8月にかけて札幌で開催し、さらにその後11月東京で開催された「日本生命倫理学会」でのワークショップでは、5人のメンバーの共同で本研究プロジェクトの主要部分の(中間的)成果報告がなされた。4.本年度から新たに本研究プロジェクト用の情報・意見交換のためのメデアとして、毎月一回A4版平均14-5頁の「人倫研ニュウズレター」を刊行し、昨年度から継続運営してきたメイリングリスト「jinrin ML」とともに、生命倫理に関心を抱く研究者にとっても有益な情報媒体としての場を提供しえたと考えている。

5.現在、当プロジェクトの最後の段階である提言作業の本格的とりまとめ段階に入って、提言案をめぐって、グループメンバー相互間ないし関係専門家間等での意見交換を活発に行っている。
悪性黒色腫の抗がん剤耐性におけるスフィンゴ脂質代謝の関与と創薬研究

悪性黒色腫においてS1P受容体のアンタゴニスト(FTY720)とBRAF阻害薬(VM)の併用による細胞増殖とアポトーシスの変化、その作用機序を検討した。VM耐性株にFTY720を加えることで細胞増殖は抑制されアポトーシスは増加した。またBRAF感受性株SK-Mel-28からVM耐性株(R-SK-Mel)を作成したところ、この細胞ではERK及びAktのリン酸化が増加した。R-SK-MelではFTY720添加によりアポトーシスが誘導され、ERK及びAktのリン酸化も抑制された。したがってFTY720とVMは相乗的に増殖シグナル抑制と生存シグナル誘導により抗腫瘍効果を発現すると考えられた。抗がん剤耐性、特にBRAF阻害薬耐性を示す悪性黒色腫細胞株において、S1P受容体のアンタゴニスト(FTY720)とBRAF阻害薬(VM)の併用による細胞の生存およびアポトーシスの変化を検討し、さらにその作用メカニズムを明らかにすることによって、新規治療標的分子探索の基盤となる知見を得ることを目的としている。そこで、まずBRAF変異を有する悪性黒色腫細胞株4種を培養し、培養液にVMを添加し、MTT測定法で細胞生存率、すなわち各々のIC50を測定した。その結果から、VM耐性株WM-115と感受性株SK-Mel-28を以下の実験に用いることとした。また、VM耐性株において、FTY720を加えることにより細胞増殖は抑制され、アポトーシス・マーカーであるcleaved PARPが有意に増加した。したがってFTY720はVM耐性株においてアポトーシスを強く誘導すると考えられる。抗がん剤耐性については他のがん細胞において細胞内スフィンゴシンキナーゼ(SPHK)の高発現が注目されている。そこで悪性黒色腫細胞株のSPH-1の発現を検討したところ、FTY720により発現が抑制されることが明らかになった。さらにそのメカニズムについて検討を行っている。その中で、細胞増殖に関わるERKのリン酸化が抑制されることを見出した。現在さらに詳細なメカニズムを検討中である。BFAF阻害薬耐性悪性黒色腫細胞株と感受性株をMTT測定法により決定し、実験に用いることとした。また、耐性株において、S1P受容体のアンタゴニスト(FTY720)を加えることにより細胞増殖は抑制され、アポトーシスを強く誘導することが明らかになった。現在そのメカニズムを検討中である。研究は全体としておおむね順調に計画通り進行している。現在さらにPI3K/AKT系について検討中である。また、BRAF感受性悪性黒色腫株SK-Mel-28に高濃度のBRAF阻害薬を長期に作用させることにより耐性株を作成し、この細胞株を用いて、FTY720との併用効果、アポトーシス、SPH-1発現、シグナル伝達経路について検討中である。現在そのメカニズムについて、ERKのリン酸化だけでなくPI3K/AKTについて検討中である。本研究は、抗がん剤耐性、特にBRAF阻害薬耐性を示す悪性黒色腫細胞株において、S1P受容体のアンタゴニスト(FTY720)とBRAF阻害薬(VM)の併用による細胞の生存およびアポトーシスの変化を検討し、さらにその作用メカニズムを明らかにすることによって、新規治療標的分子探索の基盤となる知見を得ることを目的としている。そこで、まずBRAF変異を有する悪性黒色腫細胞株4種の中から、VM添加後のIC50測定結果よりVM耐性株WM-115と感受性株SK-Mel-28を以下の実験に用いることとした。VM耐性株にFTY720を加えることにより細胞増殖は抑制され、アポトーシス・マーカーであるcleaved PARPが有意に増加した。したがってFTY720はVM耐性株においてアポトーシスを誘導すると考えられた。

抗がん剤耐性については他のがん細胞において細胞内スフィンゴシンキナーゼ(SPH)の高発現が注目されている。そこで悪性黒色腫細胞株のSPH-1の発現を検討したところ、FTY720により発現が抑制された。さらにそのメカニズムについて検討を行ったところ、FTY720により細胞増殖に関わるERKのリン酸化が抑制され、Aktの発現量も減少した。また、BRAF感受性株SK-Mel-28に高濃度のBRAF阻害薬を長期に作用させることにより耐性株(R-SK-Mel)を作成したところ、この細胞株ではERKおよびAktのリン酸化が増加した。R-SK-MelではFTY720添加によりアポトーシスが誘導され、ERKおよびAktのリン酸化も抑制された。これらの結果から、FTY720とVMは相乗的に増殖シグナルの抑制と生存シグナルの誘導により抗腫瘍効果を発現すると考えられた。悪性黒色腫においてS1P受容体のアンタゴニスト(FTY720)とBRAF阻害薬(VM)の併用による細胞増殖とアポトーシスの変化、その作用機序を検討した。VM耐性株にFTY720を加えることで細胞増殖は抑制されアポトーシスは増加した。またBRAF感受性株SK-Mel-28からVM耐性株(R-SK-Mel)を作成したところ、この細胞ではERK及びAktのリン酸化が増加した。R-SK-MelではFTY720添加によりアポトーシスが誘導され、ERK及びAktのリン酸化も抑制された。したがってFTY720とVMは相乗的に増殖シグナル抑制と生存シグナル誘導により抗腫瘍効果を発現すると考えられた。本研究ではBRAF変異悪性黒色腫およびBRAF阻害薬(VM)耐性悪性黒色腫におけるシグナル伝達経路の解明とその治療薬の創薬を柱としている。VM耐性株およびS1P受容体のアンタゴニスト(FTY720)併用時のシグナル伝達経路をERK以外の分子、たとえばMEK、AKTなどについても検討したい。また、BRAF感受性悪性黒色腫株SK-Mel-28に高濃度のBRAF阻害薬を長期に作用させることにより耐性株を作成中であり、この細胞株を用いて、FTY720との併用効果、アポトーシス、SPH-1発現、シグナル伝達経路について検討を予定している。VM耐性株およびS1P受容体のアンタゴニスト(FTY720)併用時のシグナル伝達経路をERK以外の分子、すなわちPI3K、AKTなどについても検討しておりさらに続けたい。また、BRAF感受性悪性黒色腫株SK-Mel-28に高濃度のBRAF阻害薬を長期に作用させることにより耐性株を樹立できた。この細胞株を用いて、FTY720との併用効果、アポトーシス、SPH-1発現、シグナル伝達経路について検討中であり今後続けたい。皮膚科学試薬購入の際に、高品質で、かつなるべく安価な試薬を購入し研究費の節約に努めたため、使用計画よりも使用額を減じることができた。免疫ブロット法のための試薬購入に使用する予定である。
両親媒性分子を用いた人工複製系の構築

両親媒性分子が水中で自発的に形成する袋状の二分子膜をベシクルと呼ぶ。本研究では、「構成分子の前駆体をベシクルに供与すると、前駆体がベシクル膜内で反応し、新たにベシクル構成分子が生成する結果、ベシクルが増殖する」という反応システムの構築とそのダイナミクスの解析を目指している。このような反応系は、ベシクル型人工複製系と位置づけることができる。前年度において、蛍光発色型の触媒分子を含むベシクル型人工複製系の自己複製反応の過程を蛍光顕微鏡下で観測すると、触媒分子は分裂したベシクルに分配されることが明らかになっている。また、ベシクル型人工複製系についての統計解析を目指して、光散乱型フローサイトメトリーによるベシクルのダイナミクスを追跡するプロトコルを確立してきた。最終年度では、以下の研究成果を挙げた。自己複製過程におけるベシクル1個あたりの触媒量の変化についてフローサイトメトリーにより分布の統計解析を行ったところ、はじめ触媒量の分布は広く分散していたが、自己複製反応を誘導すると、その分布が収束することを見出した。この結果により、自己複製反応により分裂したベシクルに分配された触媒が次の自己複製反応を決めるという、自己複製反応と触媒量の間に相互関係が満たされている中では、自己複製反応を繰り返すベシクルが集団の中で大多数を占めることが統計的に示唆された。以上の成果は、情報伝達物質を含まないにも関わらず、分子集合体としてのベシクル型人工複製系にはたらく"淘汰"という新しい現象の発見と言え、複雑系理論の研究者の関心を大いに引いている。本研究では、「構成分子の前駆体をベシクルに供与すると、前駆体がベシクル膜内で反応し、新たにベシクル構成分子が生成する結果、ベシクルが増殖する」という反応システムの構築を目指している。このような反応系は、ベシクル型人工複製系と位置付けることができる。今年度は、以下の研究成果を得た。1.天然脂質型ベシクルの分裂挙動の観測天然の脂質は、自発的に粒径が1μm以上の光学顕微鏡で観察できるベシクルを形成する。これに、人工の双頭極性型両親媒性分子、界面活性剤、電解質を特定の濃度・組成比で添加することにより、天然脂質型ベシクルが2つ以上のベシクルへと分裂することを蛍光顕微鏡下で見出した。2.人工脂質型ベシクル内部でのベシクル合成人工の脂質を用いて光学顕微鏡で観察されうる大きさのベシクルを形成する条件は限られている。今回交流電場を利用することによって、粒径が100μm程度の人工脂質型ベシクルを生成させることに成功した。さらに、そのベシクルに対し構成分子の前駆体を供与すると、人工脂質型ベシクルの内部にベシクルが新たに生成されることを、光学顕微鏡によるリアルタイム観測により明らかにした。3.人工脂質型ベシクルのフローサイトメトリーによる粒径・内部構造評価ベシクルの複製過程における粒径変化や内部構造変化を定量的に評価するため、フローサイトメトリーの適用を検討し、人工脂質型ベシクルの粒径分布と内部構造の分布を2次元mappingできる最適プロトコルを開拓した。今年度は、,以下の研究成果を得た。(1)可逆的なベシクル形成反応系の構築シッフ塩基は水中で加水分解されるが、水中に形成される脂質二分子膜のような疎水的な環境では逆反応である脱水縮合が起こりシッフ塩基を与える。この性質を利用し、両親媒性をもつシッフ塩基で、加水分解により疎水基の脂溶性分子と極性基の電解質とに可逆的に変換される分子を設計した。この両親媒性分子が水中で形成する会合体は、加水分解反応に伴い、生成物と取り込むことで形態変化する(小ベシクル→巨大ベシクル→エマルジョン)ことが、光学顕微鏡、電子顕微鏡、動的光散乱型粒度分布計、紫外可視吸収スペクトル計を用いることで明らかになった。(2)人工脂質型ベシクルのフローサイトメトリーによる粒径・内部構造評価従来血球計算に用いられるフローサイトメトリーを用い、粒径1μm以上のベシクル水溶液を計測するプロトコルを確立した。従来の動的光散乱型粒度分布計では観測不可能であった、粒径1μm以上のベシクルや油滴といった分子集合体のヒストグラムが、粒径に対し正規分布していることが明らかになった。これを利用して、ベシクルの形態変化を10^410^5個の集団で統計的に追跡しうる基盤が整った。