hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
映像シーン検索を目的としたコーパスの自動構築と時系列アノテーション法の開発

本研究では,平成30年度に,1)YouTubeをデータソースとする映像集合からその集合の内容を表す代表的なタグを抽出し,同一タグの内容を含む映像を学習データセットとして構築する手法に着手しアノテーションモデルのアルゴリズム開発,2)構築した映像コーパスを学習データとして利用した識別モデルを構築,識別モデルの出力値を観測することで時系列アノテーションを行いシーンにラベル付けを施す手法の開発に目処を立てることを目指している.本年度に得られた研究の成果は,以下の通りである.まず,映像特徴に基づいた映像クラスタリングから得られるクラスタから代表的なタグを抽出するアルゴリズムを開発した.この手法は,各クラスタに属する映像タグを,分散表現を用いてベクトル化し,タグ同士の関連性を評価することでクラスタ内で最も中心的なタグを抽出する.本研究では,そのタグをキーワードにした映像検索により同一タグの内容を含む映像を収集することで学習データを構築するが,この時に関連度の低い映像がデータセットに含まれる問題の解決を図った.具体的に平成29年度に開発した映像のリランキング手法に適合性フィードバックを導入した高精度化を実現した.具体的な数値として,前年度と比較して約20%の精度向上を実現した.また,平成30年度では,これまでに構築した映像の学習データセットを利用した映像のアノテーションモデルの構築に着手した.初期検討として,映像全体にアノテーションを施すアルゴリズムを開発した.本アルゴリズムは関連する映像間で同一のタグが付与されているかどうかを投票することでアノテーションの信頼性を向上させる点が新しい.以上までの研究成果は,国内および査読付き国際学会で発表した.以上より,本研究で目標としてるアノテーションのための学習データの構築部とラベル付与の初期検討を平成30年度におおむね完了したと考えている.本年度は,研究実績の概要で述べた1)YouTubeをデータソースとする映像集合からの映像コーパスの構築,2)構築した映像コーパスを学習データとして利用した映像へのラベル付与法の提案に関しておおむねアルゴリズムの開発・実装と評価をすることができた.1)では,YouTubeから収集した映像の内容を代表的するタグの自動抽出と抽出したタグと関連する映像の高精度な収集,2)では,映像全体へのラベル付けを施すアノテーション手法をそれぞれ提案した.この2)のテーマについては,映像をシーン分割して時系列にアノテーションを行う部分など,未検討の部分があるものの,これらのテーマについての研究は順当に進んでいると考えている.また,得られた成果の一部は,国内および査読付き国際学会で発表した.2)について未完成な部分が生じた理由として,学習データセットとして用いる映像の収集部において想定よりも高い精度が求められることが分かり,1)のデータ精錬部を再検討し高精度化を図る必要が生じアノテーションモデル構築の検討が遅れたためである.しかし,本年度で平成29年度よりも高い精度を実現したため,研究期間内にこのテーマを進めることが出来ると考えている.以上の点から,本年度の研究はおおむね順調に進展していると考えている.基本的には,研究は順調に推移しているので,当初の計画通り研究を進めることを考えている.すなわち,今年度得られた結果を踏まえて,最終年度に取り組む課題として以下の課題について検討する.1)映像をシーンに分割し,平成30年度までに構築した映像コーパスを学習データとして利用した識別モデルを構築,識別モデルの出力値を観測することで時系列アノテーションを行い,シーンにラベル付けを施す手法を検討する.2)望む映像を素早く探し出すことを可能とする提示法を開発し,これらのアルゴリズムを実装した検索ユーザインタフェースを設計する.本研究では,平成29年度に,SNSを情報源として得られるマルチメディアデータを活用した映像コーパスの自動構築法を検討する.このテーマは, 1)マルチメディアデータを活用した関連ラベルの抽出手法の開発,2)SNSから収集したデータの精錬と映像コーパスの自動構築法の検討を順に進める.本年度に得られた研究の成果は,以下の通りである.まずマルチメディアデータを活用した関連ラベルの抽出手法の開発では,代表的な動画ホスティングサービスであるYouTubeをデータソースとして映像に付随するタグを補完,その適合性を自動推定する手法について検討した.タグが映像内容を正しく表すか否かの判断のため,類似映像からなる近傍集合において,共通するタグが付与されているかを投票するアルゴリズムを開発した.この結果を用いてタグが映像内容を表す度合いを定量化することで,ある映像集合を代表するタグとそれと関連するタグを抽出した.手法の有効性は,タグベース映像検索の精度で確認し,適合性の評価を用いない手法と比較して約37%の精度向上を図った.次に,SNSから収集したデータの精錬と映像コーパスの自動構築法の提案では,テキスト映像検索の高精度化を目的とした映像のリランキング手法について検討した.この手法ではまずテキストキーワードをクエリとする検索により大まかに関連する映像をランキング形式で取得,その結果を映像特徴の類似性に基づいてランキングを並べ替えることでランキングの精錬を可能とする.このとき事前にランキング内の映像内容をクラスタリングすることで,最新の従来手法と比較して約2%の精度向上を可能とした.また,この研究成果は,学会および査読付き雑誌論文で発表した.以上より,本研究で目標としてる映像コーパスを自動構築における映像データの自動収集部についてのアルゴリズム開発を平成29年度におおむね完了したと考えている.本年度は,研究実績の概要で述べた1)マルチメディアデータを活用した関連ラベルの抽出手法の開発,2)SNSから収集したデータの精錬と映像コーパスの自動構築法の提案に関しておおむねアルゴリズムの開発・実装と評価をすることができた.1)では,投票アルゴリズムを用いたタグの適合性の定量化と関連ラベルの抽出手法,2)では,映像の事前クラスタリングを導入した映像リランキング手法をそれぞれ提案した.

この2)のテーマについては,映像コーパス構築において最終段階である,1)で抽出した関連ラベルと2)で精錬したデータを対応付ける部分など,未検討の部分があるものの,これらのテーマについての研究は順当に進んでいると考えている.また,得られた成果の一部は,学会と査読付き雑誌論文で発表した.2)について未完成な部分が生じた理由として,膨大なデータを保存し効率的に管理するデータベースの仕様決定と構築が遅れたためである.しかし,データベース仕様を定め,平成29年度に計上した高速演算用のワークステーションを予定通り購入したため,研究期間内にこのテーマを進めることが出来ると考えている.以上の点から,本年度の研究はおおむね順調に進展していると考えている.本研究では,平成30年度に,1)YouTubeをデータソースとする映像集合からその集合の内容を表す代表的なタグを抽出し,同一タグの内容を含む映像を学習データセットとして構築する手法に着手しアノテーションモデルのアルゴリズム開発,2)構築した映像コーパスを学習データとして利用した識別モデルを構築,識別モデルの出力値を観測することで時系列アノテーションを行いシーンにラベル付けを施す手法の開発に目処を立てることを目指している.本年度に得られた研究の成果は,以下の通りである.まず,映像特徴に基づいた映像クラスタリングから得られるクラスタから代表的なタグを抽出するアルゴリズムを開発した.この手法は,各クラスタに属する映像タグを,分散表現を用いてベクトル化し,タグ同士の関連性を評価することでクラスタ内で最も中心的なタグを抽出する.本研究では,そのタグをキーワードにした映像検索により同一タグの内容を含む映像を収集することで学習データを構築するが,この時に関連度の低い映像がデータセットに含まれる問題の解決を図った.具体的に平成29年度に開発した映像のリランキング手法に適合性フィードバックを導入した高精度化を実現した.具体的な数値として,前年度と比較して約20%の精度向上を実現した.また,平成30年度では,これまでに構築した映像の学習データセットを利用した映像のアノテーションモデルの構築に着手した.初期検討として,映像全体にアノテーションを施すアルゴリズムを開発した.本アルゴリズムは関連する映像間で同一のタグが付与されているかどうかを投票することでアノテーションの信頼性を向上させる点が新しい.以上までの研究成果は,国内および査読付き国際学会で発表した.以上より,本研究で目標としてるアノテーションのための学習データの構築部とラベル付与の初期検討を平成30年度におおむね完了したと考えている.本年度は,研究実績の概要で述べた1)YouTubeをデータソースとする映像集合からの映像コーパスの構築,2)構築した映像コーパスを学習データとして利用した映像へのラベル付与法の提案に関しておおむねアルゴリズムの開発・実装と評価をすることができた.
ナノフルイドを擬似移流媒体に用いる新規自己組織化プロセスの開発

本研究では,コロイド粒子の移流自己組織化現象を利用した大面積・無欠陥の規則配列粒子膜の形成手法の確立を目指す。着想のポイントは,従来の単成分溶媒に代えて,ナノ粒子が分散した懸濁液(ナノフルイド)を媒体として用いることによるコロイド粒子間の相互作用制御に立脚した,粒子膜構造設計にある。ナノフルイドの特性は懸濁するナノ粒子のサイズや濃度で多様に変化するため,原子間力顕微鏡を用いた精密な相互作用測定を行い,ナノフルイド特有のコロイド粒子間相互作用力の発現機構を明らかにし,ナノフルイドが構造形成過程で担う役割を解明することが目的である。本年度は,ナノ粒子サイズ,pH,イオン濃度を変化させ,コロイドプローブとガラス基板間に働く相互作用力をナノフルイド中でin-situに測定した。その結果,ナノ粒子を添加しない場合に働く流体力学的な潤滑力が,ナノ粒子を添加することによって小さくなり,その効果は粒子サイズ大きくなるほど顕著になることが明らかとなった。これは,コロイドプローブと基板との間にナノ粒子が挟まることで,空隙が広くなり,その結果潤滑効果が抑制されたものと考えられる。さらに,ナノ粒子の存在が相互作用力に与える影響を検討するため,格子ボルツマン法とsmoothed profile法を組み合わせた流体シミュレーションを行った。その結果,コロイド粒子間に働く潤滑力は周囲にナノ粒子が存在しても変化はないが,表面間にナノ粒子が挟まった時のみ,潤滑力が小さくなった。これは,実験結果を支持するもので,実験とシミュレーションを組み合わせることで,ナノ粒子が相互作用力に及ぼす影響と役割を明らかにすることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ナノフルイドの特性は懸濁するナノ粒子のサイズや濃度で多様に変化するため,原子間力顕微鏡を用いた精密な相互作用測定を行い,ナノフルイド特有のコロイド粒子間相互作用力の発現機構を明らかにする。本年度は,ナノフルイドを分散媒としたコロイド粒子懸濁液の移流集積過程を対象に,ナノフルイド中のナノ粒子サイズが,粒子膜の周期構造に与える影響について詳細に検討した。まず,集積手法について検討したところ,当初予定していた垂直堆積法では,ナノフルイドを添加しても均一な粒子膜が得られなかった。そこで,手法を水平移流集積法に変更し,集積実験を行った。大粒子には2マイクロメートルのシリカ粒子,ナノ粒子には30, 50, 90 nmの3種のシリカ粒子を用いた。その結果,ナノ粒子を添加しない場合は,空隙のある粒子膜が得られる一方で,ナノ粒子を添加することで,均一な粒子膜が得られることが明らかとなった。その粒子膜の均一性は,添加するナノ粒子サイズに依存し,今回の条件では,50 nmの場合がもっとも規則性が高い粒子膜が得られた。さらにナノフルイド中での大粒子間に働く相互作用力を明らかとするため,原子間力顕微鏡(AFM)を用いて,探針の先にシリカ粒子を接着したコロイドプローブとガラス基板との相互作用力を,ナノフルイド中でin-situに測定した。その結果,従来の報告に見られたナノ粒子の存在に起因する「構造力」は測定されなかった。一方で,潤滑力による引力が,ナノ粒子を添加することで,減少することを新たに見出した。集積実験の手法決定と粒子膜形成条件の特定にやや手間取ったため,H28年度は当初の計画から遅れ,予算の繰越申請をせざるを得なかった。しかし,一旦,手法が定まってからは,順調に,かつ集中的に実験を行うことができた。それにより,相互作用力測定にも取り組むことができ,測定手法を構築することができた。従って,H29年9月までには当初の遅れを取り戻し,予定していた検討内容をほぼ達成することができたため。得られた相互作用ポテンシャルを組み込んだシミュレーション解析により,相互作用が配列過程に及ぼす影響を詳細に検討し,実験結果との比較検討を通して,配列機構を解明する。本年度は,昨年度構築した粒子膜作製実験手法と相互作用力測定手法を用いた検討をさらに深化させ,コロイド粒子膜の作製およびナノフルイド中でのコロイドプローブと基板間に働く相互作用力と摩擦力の測定という,2つの面から詳細に考察を行い,自己集積機構の解明を試みた。集積実験の結果,粒子膜の規則性を向上させるナノ粒子サイズはイオン濃度・pHによって変化し,最適なナノ粒子径は電気二重層を含む有効粒子径を考慮すべきという興味深い事実が明らかとなった。

さらに,相互作用測定実験からは,ナノ粒子径が大きくなるにつれて潤滑力に起因する引力が小さくなること,およびナノフルイド中では摩擦力が軽減されることが明らかとなった。以上の結果より,凝集体を形成しない程度の適度な潤滑引力が移流過程の粒子に働くこと,また摩擦の軽減により乾燥過程における粒子の移動性が向上することが,規則性向上の重要な因子となることを見出した。研究実施計画に沿って検討を行い,その目的をほぼ達成することができたため。本研究では,コロイド粒子の移流自己組織化現象を利用した大面積・無欠陥の規則配列粒子膜の形成手法の確立を目指す。着想のポイントは,従来の単成分溶媒に代えて,ナノ粒子が分散した懸濁液(ナノフルイド)を媒体として用いることによるコロイド粒子間の相互作用制御に立脚した,粒子膜構造設計にある。ナノフルイドの特性は懸濁するナノ粒子のサイズや濃度で多様に変化するため,原子間力顕微鏡を用いた精密な相互作用測定を行い,ナノフルイド特有のコロイド粒子間相互作用力の発現機構を明らかにし,ナノフルイドが構造形成過程で担う役割を解明することが目的である。本年度は,ナノ粒子サイズ,pH,イオン濃度を変化させ,コロイドプローブとガラス基板間に働く相互作用力をナノフルイド中でin-situに測定した。その結果,ナノ粒子を添加しない場合に働く流体力学的な潤滑力が,ナノ粒子を添加することによって小さくなり,その効果は粒子サイズ大きくなるほど顕著になることが明らかとなった。これは,コロイドプローブと基板との間にナノ粒子が挟まることで,空隙が広くなり,その結果潤滑効果が抑制されたものと考えられる。さらに,ナノ粒子の存在が相互作用力に与える影響を検討するため,格子ボルツマン法とsmoothed profile法を組み合わせた流体シミュレーションを行った。その結果,コロイド粒子間に働く潤滑力は周囲にナノ粒子が存在しても変化はないが,表面間にナノ粒子が挟まった時のみ,潤滑力が小さくなった。これは,実験結果を支持するもので,実験とシミュレーションを組み合わせることで,ナノ粒子が相互作用力に及ぼす影響と役割を明らかにすることができた。これまでの検討で,ナノフルイドを分散媒としたコロイド粒子懸濁液を用いた移流集積実験を主に行い,規則構造形成に向けた実験手法を確立することができた。今後は,移流集積実験をさらに深化させ,イオン濃度やpHが集積構造に与える影響を検討する。さらに,ナノフルイド中での相互作用をin-situに測定する実験装置も構築できたため,それを活用し,相互作用と周期構造の関係を明らかにする。これまでの2年間で取り組んできた相互作用力測定をさらに深化させ,異なるナノ粒子サイズ,粒子濃度,粒子サイズ比,イオン濃度,pH条件下で測定を行い,特異な相互作用発現のメカニズムと集積挙動に与える影響を詳細に検討する。粒子間に働く特異な潤滑引力の発現機構の解明が目的である。さらに,相互作用測定実験やシミュレーション解析によらずとも,ナノフルイドの物性のみから構造を予測可能な解析モデルの構築に取り組む。これによって,ナノフルイドを移流媒体とした新規な自己組織化プロセスの構築へとつなげたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ヒト癌におけるミスマッチ修復遺伝子欠損の分子病態

【緒言】本研究では、独自に開発した遺伝子全領域同時SSCP法などの解析法を用いて、大腸癌や胃癌などのうち遺伝的不安定性を示すものを中心としてミスマッチ修復機構の欠損とその標的遺伝子変異への効果、修復欠損を起こす原因となった初発遺伝子異常はどのようなものかなどを明らかにすることを目的とした。【方法】1,研究検体の確保のため今までに約1,000例の腫瘍/正常組織を含む腫瘍バンクを設立した。2,微小な遺伝子異常検出法として遺伝子全領域同時SSCP法と蛍光標識マイクロサテライト(MS)解析法を開発し、癌に関係する遺伝子の異常解析を行った。【結果】これまでの本研究により、マイクロサテライトの不安定性(MI+)を示す胃癌と大腸癌の約37%に転写活性化因子で癌遺伝子ともなりうるE2F4のエキソン内マイクロサテライト変異を見い出した。またE2F4変異を持つ癌の80%以上が修復遺伝子であるhMSH3のエクソン内に1塩基フレームシフト変異を持つことを明らかにし、これらの癌ではE2F4遺伝子がhMSH3遺伝子の関与するミスマッチ修復機構の欠損の標的であることを初めて報告した。昨年度の研究で、変異型E2F4遺伝子をNIH3T3細胞で発現させると著明な増殖促進が見られることを明らかにしていたが、この効果は変異型E2F4による転写の活性化が上昇したことによることを本年度確認した。これらhMSH3,E2F4両遺伝子の変異を遺伝性非腺腫性大腸癌(HNPCC)と散発性大腸癌とで比較したところ、HNPCCではこれらの変異が有意に低く、また変異の形式がリピート数の減少を主にしており、散発性癌と大きく異なっていた。散発性のMI+癌における修復遺伝子欠損変異の成因を解明するために、DNAの修復と複製に関わるDNAポリメラーゼδ,εとPCNAなどの遺伝子の癌特異的変異を検索したが、有意な結果は得られなかった。しかし共同研究によって、DNAのミスマッチ修復に関わると思われるDNAポリメラーゼβ遺伝子の癌特異的変異を6例の胃癌において発見し、その変異は除去修復能を失活させることを報告した。また、食道癌などの検体で見られた染色体17番長腕の微小な欠失領域中にDNAの組み換え修復に関与する遺伝子が局在することをごく最近見い出した。この知見はDNAの組み換え修復に重要な役割を果たす遺伝子の半数化または異常が癌化の前提条件としてのゲノム不安定性に関与する可能性を示唆するものと考えられ、重要な発見であるため、本課題研究期間終了後も引き続き解析する予定である。
フリーラジカルの超微量分離分析法の開発と疾病解析への応用

生体内の活性酸素やフリーラジカルは癌、糖尿病、老化など各種疾患の原因とされ、近年活発に研究されている。これらのフリーラジカルの分析方法は従来から行われている酵素を用いた吸光光度法、蛍光法に加えて電子スピン共鳴法(ESR)や化学発光法が最近非常に多く発表されている。しかしESR法はフリーラジカルの同定には最適であるが、数種の化合物が同時に生成された場合は解析が困難である。生成したフリーラジカルの分析法として液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて分離後、ESR及び電気化学検出器や化学発光検出器を用いたラジカルクロマトグラフィーシステムの構築を試み、物理化学作用によって生成されるあらゆるフリーラジカルを同時に高感度で分離定量することを目的とした。まず、カルボン酸のパラニトロフェナシルブロミド誘導体であるパラニトロフェナシルエステルがアルカリ溶液中で加水分解されてフリーラジカルを生成することを見出した。この反応を用いて、HPLCで分離した各カルボン酸のパラニトロフェナシルエステルを、ポストカラム法で加水分解し、生成したパラニトロ安息香酸ラジカルアニオンを検出することができた。ECDを使用することで、ESR測定よりも高感度な測定が可能となった。モルモット胆嚢胆汁中の胆汁酸に関しては、この測定法による生体内の胆汁酸の高感度分析が期待される。このシステムは、フリーラジカルの関与する様々な化学反応の解明に応用できるものである。近年、フリーラジカル及び活性酸素種と各種疾患との関係が非常に注目されている。しかしその直接測定する方法には電子スピン共鳴法(ESR)がよく用いられているが、複数のラジカルが同時に存在し、その性質が似ている場合はその同定が不可能である。そこで、分離手段として高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を、検出器にはESRを用いたシステムを構築し、疾病と関係ある各種活性酸素種を生成させ、その分離同定を試みた。まずヒドロキシルラジカル、スーパーオキシドアニオン及びメチルラジカルの生成方法について検討した。アルカリ条件下でDMSOと過酸化水素を用いて行った結果、これらの三種のラジカルの発生が確認でき、この生成系に二価の鉄イオンを添加するとさらにそれらの生成量が増強した。次にHPLCを用いて、これらのラジカル種の分離条件の検討を行った。溶離液は0.03Mクエン酸緩衝液とアセトニトリル8:2の混液に、キレート剤としてDTPAを添加して用い、流速は0.4mL/minに設定し、三者の分離を試みた結果、良好なベースライン分離が達成できた。さらに各ピークについて、ストップアンドフロー法でESRにより同定を行った結果、DMPO-OOH、DMPO-OH、及びDMPO-CH_3の三者が同定できた。近年、フリーラジカル・活性酸素が各種疾患との関係が非常に注目されている。そのフリーラジカルを直接測定する方法として電子スピン共鳴法(ESR)があるが、複数のラジカルが同時に存在する場合は分離する必要があり、また微量の分析を測定する場合には高感度検出方が必要となる。そこで、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いたHPLC/ESRシステムを構築して、フリーラジカル種の分離定量を行った。カルボン酸フェナシルエステルが加水分解過程でフリーラジカルが生成することを見いだいしたため、このフリーラジカルの高感度分離分析法を検討した。カルボン酸をフェナシルエステルの誘導体化した後、加水分解によりフリーラジカルを生成させる。高感度検出器として電気化学検出器(ECD)を本システムに組み込み、生成されたフリーラジカル高感度定量した。その結果、カルボン酸として50500pmol範囲で良好な直線が得られた。また、生体試料としてモルモット胆嚢胆汁中の胆汁酸を用いて、本システムを用いて分離定量を試みた。その結果、定量限界50pgの高感度胆汁酸の分離定量できた。
アデノ随伴ウイルスを用いた心臓特異的遺伝子抑制による心筋細胞成熟化因子の同定

NintedanibはFGFやVEGF、PDGFの受容体の阻害剤である。これまでに、Nintedanib投与によるマウス心臓への影響について、複数の知見を得ている。そこで、Nintedanibの心臓および心筋細胞への作用について、さらなる解析を進める。Nintedanibがターゲットとする受容体に対して、アデノ随伴ウイルス(AAV)9-shRNAによる心臓特異的な遺伝子ノックダウンを行い、目的のシグナル伝達経路を遮断する。AAV9-shRNA投与によって心機能や心筋細胞の成熟が抑制されるマウス個体を特定、解析することにより、心筋細胞の成熟化を制御するシグナル経路、分子を同定する。
培養系における青斑核細胞の神経突起伸長に関する研究

中枢神経系におけるカテコールアミン神経の主たる起始核である青斑核を培養し,この核の神経出力を観察した。特に培養液の条件や周囲の細胞が青斑核の神経線維の動向にどのように関与するかに注目し,以下のような知見を得た。1.新生仔ラット青斑核は,コラーゲンコートしたMEM培地内で約2週間にわたって良好に生育し、細胞体及び神経線維は抗チロシンハイドロキシラーゼ抗体にて強く染色された。2.青斑核の神経線維は,同一培地内に混合培養された同種ラットの松果体内に進入した。これは両組織の間にグリア細胞が密に存在する時に顕著であった。哺乳類松果体は本来中枢性神経支配をほとんど受けない。本研究によって,培養系の中で末梢性カテコールアミンのみならず,中枢性神経カテコールアミン神経も松果体内に分布しうる可能性が示された。またこれは広く中枢神経ニューロンの神経支配の多様性をも示唆する可能性があり,興味深い。最後に青斑核の神経出入力,特に他組織とのinteractionを検討する上で,培養系におけるラット新生仔青斑核の観察はたいへん有用であることを付記する。
炭素表面の含酸素化合物の生成・分解のダイナミックスに関する研究

有機高分子から得られた不純物のない炭素を試料とし、その酸素ガス化反応の挙動を過渡応答法、昇温脱離法、in situ FT-IRで調べた。その結果、次のことが明らかとなった。1.過渡応答法によりガス化反応の中間体である含酸素化合物の量を求めた。それより、反応中間体として働いている含酸素化合物の量は昇温脱離法によって求められる安定な含酸素化合物に比べて非常に少ないことが分かった。つまり、炭素表面上にはかなりの量の含酸素化合物が存在しているが、直接反応の場で活性な含酸素化合物の量はごく僅かであることが明らかとなった。2.酸素ガス化反応後の炭素表面をFT-IRで分析することにより、環状の酸無水物、カルボニル基、エーテルなどの含酸素化合物がガス化反応中に生成したことが分かった。3.過渡応答法で求められる含酸素化合物は、その量が非常に少なく、FT-IRでは分析が困難であることが分かった。したがって、FT-IRで分析できた上記の含酸素化合物は昇温脱離法によって求められる比較的安定な含酸素化合物に対応する。4.ガス化後の試料を不活性気体中でガス化温度(773K)より僅か150K高い温度で処理するとFT-IRのピークは消失した。このことからFT-IRで検出できる含酸素化合物はガス化温度では脱離しないが、それよりやや高い温度で脱離する程度の熱安定性しかないことが分かった。
乳酸菌のゲノムＤＮＡを利用した抗炎症薬の開発

抗炎症薬であるNSAIDsの長期服用による慢性炎症の抑制は、がんの予防・治療につながる。しかし、NSAIDsの長期服用は胃腸障害を誘発する。本研究では、抗炎症作用を持つ乳酸菌に着目し、腸管以外の組織でも使用できる抗炎症薬の創出を目指し、乳酸菌の抗炎症成分であるゲノムDNAに着目した。そして、乳酸菌のゲノムDNAがヒト腸管上皮細胞の中に侵入すること、細菌のゲノムDNAを特異的に認識する受容体toll-like receptor 9を介して抗炎症作用を示すことを明らかにした。このメカニズムはNSAIDsとは異なるため、乳酸菌のゲノムDNAは長期服用が可能な新しい抗炎症薬になると考えられる。本研究の目的は、乳酸菌のゲノムDNAが代表的な抗炎症薬であるNSAIDsとは異なる作用機構で抗炎症作用を示すことを実証し、がんの予防・治療を目的とした長期服用が可能な抗炎症薬を創出することにある。昨年度の研究成果より、乳酸菌のゲノムDNAが抗炎症薬と成り得る可能性を見いだしたが、ゲノムDNAには分子量が大きい、合成できない等の医薬品としての問題がある。そこで、本年度は、乳酸菌のゲノムDNA内に含まれる抗炎症作用を持つ短い配列(オリゴデオキシヌクレオチド; ODN)を特定することで、抗炎症薬の低分子化を試みた。本研究成果により、抗炎症薬の人工合成が可能となり、容易に製造できる医薬品の創出につながる。昨年度の研究により、乳酸菌の一種であるLactobacillus caseiのゲノムDNAに含まれる抗炎症作用を持つ24個の部分配列(200 - 500 bp)を特定している。この24個の部分配列に高頻度に含まれる配列をGenetyxを用いて探索した結果、8塩基から成る9種類の配列が高頻度に存在していた。本配列のsense鎖およびanti-sense鎖を合成して得られた18種類のODNを抗炎症作用を持つODNの候補とした。そして、これらのODNとH2O2をヒト腸管上皮由来Caco-2細胞に曝露し、炎症の指標であるIL-8の遊離量を測定した結果、14種類のODNがH2O2によるIL-8の遊離を抑制した。特に、L. caseiのゲノムDNA内に最も多く含まれていたODN-7F (TTTTGCCG)が最も強くIL-8の遊離を抑制した。以上のことから、ODN-7Fが上皮細胞に対して強い抗炎症作用を持つことが示唆された。よって、本年度の研究により、ODN-7Fは新たな抗炎症薬と成り得る可能性を見いだすことができた。本年度は、乳酸菌ゲノムDNAの抗炎症作用に、細菌のDNAを特異的に認識する受容体TLR9および炎症誘発因子の発現を誘導する転写因子NF-kBが関与するか検討した。1.乳酸菌ゲノムDNAの抗炎症作用にはTLR9が必要であるRNAi法を用いて、TLR9の発現を抑制した腸管上皮由来Caco-2細胞を作製した。そして、H2O2と乳酸菌ゲノムDNAを48時間曝露し、炎症の指標であるIL-8の遊離量をELISAで測定した結果、TLR9の発現抑制が乳酸菌ゲノムDNAのIL-8遊離抑制作用を消失させた。2.乳酸菌ゲノムDNAはTLR9を介してNF-kBの核内移行を抑制するCaco-2細胞へのH2O2の曝露により、NF-kBは細胞質から核内に移行した。そして、乳酸菌ゲノムDNAの曝露は、H2O2によるNF-kBの核内移行を遅延させ、移行するNF-kB量を減少させた。また、TLR9の発現を抑制した細胞では、乳酸菌ゲノムDNAによるNF-kBの核内移行抑制作用は消失した。本年度の研究結果から、乳酸菌ゲノムDNAは上皮細胞内に侵入後、細胞質内のTLR9に結合し、NF-kBの核内移行を抑制することで、IL-8の遊離を抑制することが明らかとなった。乳酸菌ゲノムDNAが作用を発揮するためには、TLR9が局在する細胞質に侵入する必要がある。乳酸菌ゲノムDNAは炎症を誘発した状態のCaco-2細胞にのみ侵入するため、NSAIDsのように非炎症組織において副作用を示す可能性は低い。よって、本年度の研究により、乳酸菌ゲノムDNAがNSAIDsとは異なる作用機構で抗炎症作用を示す可能性を見出すことができた。本研究の目的を達成するためには、「乳酸菌ゲノムDNAの抗炎症作用機構を解明する」、「炎症性腸疾患を初めとする慢性炎症疾患マウスに対する乳酸菌ゲノムDNAの治療効果を検討する」、「乳酸菌ゲノムDNAに含まれる抗炎症作用を持つ塩基配列を決定する」の3項目を実施する必要がある。

本年度の研究により、それぞれの項目について、以下の結果を得ることができたため、おおむね順調に進展していると判断した。「乳酸菌ゲノムDNAの抗炎症作用機構を解明する」:乳酸菌ゲノムDNAは細胞内に侵入後、TLR9に結合し、NF-kBの核内移行を抑制することで、H2O2によるIL-8の遊離を抑制することを明らかにした。「炎症性腸疾患を初めとする慢性炎症疾患マウスに対する乳酸菌ゲノムDNAの治療効果を検討する」:乳酸菌ゲノムDNAの治療効果を検討する前段階として、炎症性腸疾患モデルマウスを作製することに成功した。具体的には、6週齢の雄性C57BL/6Nマウスに5%デキストラン硫酸ナトリウムを7日間自由飲水させることで、体重減少、下痢、血便、大腸の短縮、腸管におけるミエロペルオキシダーゼ活性の増大、炎症性サイトカインの発現誘導を観察することができた。「乳酸菌ゲノムDNAに含まれる抗炎症作用を持つ塩基配列を決定する」:乳酸菌ゲノムDNAライブラリーを作製し、乳酸菌ゲノムDNA内の抗炎症作用を持つ24個の部分配列を特定することができた(DDBJ登録済み、公開予定日2014年3月1日、Accession numbers:AB780864-AB780887)。しかし、抗炎症作用を持つ短い配列の決定には至っていない。今後は、「炎症性腸疾患を初めとする慢性炎症疾患マウスに対する乳酸菌ゲノムDNAの治療効果を検討する」、「乳酸菌ゲノムDNAに含まれる抗炎症作用を持つ塩基配列を決定する」の2項目を実施する。「炎症性腸疾患を初めとする慢性炎症疾患マウスに対する乳酸菌ゲノムDNAの治療効果を検討する」:本年度の研究成果により作製した炎症性腸疾患モデルマウスに乳酸菌ゲノムを経口投与し、大腸炎が改善されるか検討する。また、ジブチルスズクロライドの静脈内投与により慢性膵炎を、四塩化炭素の腹腔内投与により慢性肝炎を発症するモデルマウスを作製した後、乳酸菌ゲノムDNAの治療効果を検討する。「乳酸菌ゲノムDNAに含まれる抗炎症作用を持つ塩基配列を決定する」:これまでに、10bp以下の塩基配列が免疫機能を活性化するという報告があるので、本年度の研究により特定した乳酸菌ゲノムDNA内の抗炎症作用を持つ24個の部分配列(200 - 500bp)から、より低分子の抗炎症作用を持つ塩基配列を特定する。具体的には、24個の部分配列に高頻度に含まれる配列を探索し、その配列を合成した後、Caco-2細胞を用いてH2O2によるIL-8遊離抑制作用を評価することで、抗炎症作用を持つ短い塩基配列を決定する。さらに、この人工合成可能な塩基配列を炎症性腸疾患モデルマウスに経口投与し、大腸炎が改善されるか検討する。次年度の直接経費として、消耗品1,100千円を使用する予定である。DSSなど慢性炎症を誘発させるための生化学的研究試薬に200千円を、マウスの各臓器からのRNA抽出や抗炎症作用を持つ配列を特定するためのELISAキットなどに必要な分子生物学的研究試薬に200千円を、細胞培養などに必要な試薬に200千円、器具に200千円を試算している。さらに、慢性炎症疾患モデルマウスの作製および治療効果の検討に必要な実験動物の購入に300千円が必要である。その他、研究成果発表用の国内旅費として150千円を、外国語論文の校閲費や印刷費などに150千円を、人件費・謝金などに100千円を試算している。
パブリック・インテレクチュアルとしてのエマソン―自然に基づく普遍言語の可能性―

6月21日に24日に京都で開催された国際ポー・ホーソーン合同学会に、アメリカのエマソン学会から派遣されたパネル、研究協力者Sarah Widerが組織した“Emerson in translation"で、エマソンの翻訳論を詩"Woodnotes II"に表現された自然観と関連づけて発表した。参加者との質疑応答でもエマソンの考える普遍性と西欧語におけるエマソン翻訳の困難性など発展的な議論になり高評を得た。6月30日には、日本ソロー学会の協力を得、大東文化大学小倉いずみ先生との共催で、WiderのC. Sturgisとエマソンとの自然への考察に関わる基調講演に始まる研究会を行い、他の19世紀研究者とも意見交換ができた。7月にハイデルベルク大学で開催されるアメリカのエマソン学会に、「文学・哲学・宗教」をテーマとする学際性に関心をもち出席した。WiderもSturgisの自然観と超絶主義との関係について発表を行い、また、多くの発表が本研究に深く関わる、post-secular、また、Panentheismについて考察しており、今後の展開のしかたについて、6月の国際学会での課題を発展させる有益な情報を得、意見交換することができた。自然をめぐるエマソンのエッセイ集の翻訳を進めているが、エマソンのエッセイの日本語への最初の翻訳者、「報償論」の訳者・中村敬宇についても調査・研究を進め、2月23日に放送大学三重学習センターの公開講演会で「明治の日本人に影響を与えたアメリカ文学」の題で、エマソンともう一人敬宇が訳したイギリス人、S.SmilesのSelf-Helpとの比較からエマソンの特徴、日本人の受容のしかたについて講演した。3月末には、共同研究者Anita Pattersonとボストン大学で研究打合せを行い、エマソンのめざした普遍性のモダニズムとの関連性を中心に議論を深めた。2018年度から19年度にかけて三重大学が日本英文学会中部支部の事務局を引き受け、その事務局長の仕事や、大学の学科目代表としての仕事に時間をとられることが多く、調査研究の成果を論文にまとめることができなかった。また、エマソンのエッセイの翻訳もまだ「自然」の訳稿のみで、1年間の予定の半分にも達していない。しかし、2019年度はそれらの仕事が軽減される予定であり、進めている調査研究は課題が明確になり、順調に推移していると考えている。パブリック・インテレクチュアルとしての歴史上のエマソンと、作品が表すエマソンの自然観の普遍性とは、矛盾するものがあり、それをエマソンの今日的な理解、受容としてどのように統合していくかが課題であり、2019年度はそれについてさらに検討を重ねていく。その成果の一部は、2019年5月に開催されるホーソーン協会のEconomyをテーマにしたシンポジウムでの発表や、エマソンの影響をテーマに私が企画した秋の日本英文学会中部支部大会のシンポジウムで発表し、批評を仰ぎ、今後の展開に活かしたい。また、それらを口頭発表に終わらせず、論文にまとめて発表していく。エッセイの翻訳は今年度中に終えることを目指して加速的に進めたい。その過程で明らかになる問題点については、共同研究者たちとメールで議論を続けるほか、夏や冬の休暇期間に研究会を持ち、集中的に議論をして、その成果を最終年度にはシンポジウムや書物の形で公開することを念頭に、共同研究としても確実に進めていく。

しかし、2019年度はそれらの仕事が軽減される予定であり、進めている調査研究は課題が明確になり、順調に推移していると考えている。パブリック・インテレクチュアルとしての歴史上のエマソンと、作品が表すエマソンの自然観の普遍性とは、矛盾するものがあり、それをエマソンの今日的な理解、受容としてどのように統合していくかが課題であり、2019年度はそれについてさらに検討を重ねていく。その成果の一部は、2019年5月に開催されるホーソーン協会のEconomyをテーマにしたシンポジウムでの発表や、エマソンの影響をテーマに私が企画した秋の日本英文学会中部支部大会のシンポジウムで発表し、批評を仰ぎ、今後の展開に活かしたい。また、それらを口頭発表に終わらせず、論文にまとめて発表していく。エッセイの翻訳は今年度中に終えることを目指して加速的に進めたい。その過程で明らかになる問題点については、共同研究者たちとメールで議論を続けるほか、夏や冬の休暇期間に研究会を持ち、集中的に議論をして、その成果を最終年度にはシンポジウムや書物の形で公開することを念頭に、共同研究としても確実に進めていく。
状況に埋め込まれた相づちのタイミングと韻律

平成29年度は、以下の2点に絞って相づちと後続発話の関係について検討した。1相づちの効果について。従来の研究では、相づちには「促し」効果(相手の後続発話を促進するという効果)があると指摘されている。だが、異なる形式の相づちによる「促し」効果に違いがあるかどうか、もしあればなぜその違いが生じるのかはさほど検討されていない。2後続発話について。相づちの後続発話について、「相づちに対する相づち」というパターンは、先行研究の結果を見ると、日本語母語話者の会話以外はほぼ出現しないと指摘されている。それに例外があるかどうかは検討されていない。前年度では、中国語天津方言の話者は、日本語母語話者と同程度に相づちを打つことを明らかにしたため、今年度は、日本語と中国語天津方言の比較をおいて考察した。第1点。相づちによる「促し」効果について、日本語の「うん」「はい」と天津方言の「ng」「a」「ei」のタイミング(出現場所)と韻律を比較し、それぞれの感動詞が相づちとなる場合に「促し」効果が生じるメカニズムを分析した。その上、相づちの「促し」効果の強弱については、「a」>「ei」>「うん」「はい」「ng」ということを解明した。第2点。従来の研究では、会話参加者2人が相づちを連続的に交わす(「相づちに対する相づちの連鎖」)という現象は、日本語の会話にしか頻繁に現れないと報告されているが、今年度の調査で、中国語天津方言にも多数あるということを確かめられた。更に、日本語の「相づちに対する相づち」の連鎖は話題転換あるいは話者交替をより円滑にするもののに対して、天津方言の「相づちに対する相づち」の連鎖は、会話参加者がお互いの合意を確かめる際に、会話の流れを一時的に中止するものであると結論づけられた。以上の2つの問題を検討したことで、相づちと後続発話の関係を、日中両言語の比較で解明した。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は、「相づちが相手の先行発話にどのように影響されるか」という問題に取り組んだ。考察する際に、相づちの意味、頻度、印象といった視点から展開した。意味について。実験と会話分析の方法で、相手の先行発話に対する理解度・態度が異なる際に、相づちのタイミングと韻律が変化することが分かった。日本語母語話者は相手の先行発話をあまり理解していない、あるいは相手の発話に賛成しない際にも相づちを打つことがあるが、その際に相づちの打たれるタイミングは遅くなるか、非常に早くなることが分かった。つまり、相づちは必ずしも理解・賛成につながるとは限らないことが分かった。一方、日本語学習者には、このような傾向が見られなかった。頻度について。日本語の会話において、相づちは相手発話の速度に影響されるかどうかについて聴覚実験で確かめられた。実験の結果から、発話の長さが一節でも、複数の節の場合でも、速度が非常に速いと、相づちは打たれにくいことが分かった。それに対して、非常に遅い速度の発話は、複数の節が続く場合相づちは打たれにくいが、一節の場合はそうでない。また、中国語母語話者の相づちの頻度を分析する際に、従来の研究で使用されていない天津方言のデータを分析した。分析した結果、天津方言話者は、話し手の発話が統語的・意味的に完結していなくても高頻度で相づちを打つということが明らかになった。印象について。相づちは「会話の進行を促すもの」と指摘されてきたが、日本語と中国語の天津方言の感動詞類の相づちの比較を通して、必ずしもそうではないことを明らかにした。中国語の天津方言の感動詞類の相づちは、タイミング・韻律はほぼ定まっており、「会話の進行を促すもの」になるが、日本語の相づちはタイミング・韻律が多様に変化することで、様々な言語行動を達成することができ、必ずしも「会話の進行を促す」ものとは限らないことが分かった。本研究の目的は、日本語コミュニケーションの中で、(1)「相づちが相手の先行発話にどのように影響されるか」、(2)「相づちが相手の後続発話にどのように影響を与えるか」といった2つの問題を明らかにしようとすることである。また、中国語母語話者の相づちの使用状況を調査し、日本語学習者がどのように日本語の相づちを習得するかを明らかにしようとする。平成28年度では、主に(1)「相づちが相手の先行発話にどのように影響されるか」に取り組んで、解決しようとしていた。調査の結果、相手の先行発話に対する理解度や態度が異なる際に、日本語の相づち「うん」と「はい」はタイミングや韻律の変化によって、「理解したー理解していない」「賛成するー賛成しない」「促進するー阻害する」といった連続的な聴覚印象を生じさせることと、相手の発話速度によって相づちの打たれる頻度が変わることが確かめられた。以上の研究結果で、問題(1)「相づちが相手の先行発話にどのように影響されるか」という問題を明らかにすることができた。

そのほか、中国語母語話者の相づちの使用状況を把握するために、本年度は従来の研究でさほど注目されていない中国語の天津方言の会話における相づちを調査対象とし、考察を行った。考察の結果、天津方言話者は、日本語母語話者と同様に、話し手の発話が統語的・意味的に完結していなくても高頻度で相づちを打つということが明らかになった。また、日本語の相づち「うん」「はい」に比べて、天津方言の相づち「ng」「a」はタイミング・韻律がほぼ定まっており、特定の言語行動しか達成できないことが分かった。さらに、日本語の相づち「うん」「はい」は場合によって会話の促進にならないこともあるが、中国語の天津方言の「a」はほとんどの場合、会話の促進になることが確かめられた。これらの調査と考察結果からは、当初の計画以上の進展が達成できたと考えられる。平成29年度は、以下の2点に絞って相づちと後続発話の関係について検討した。1相づちの効果について。従来の研究では、相づちには「促し」効果(相手の後続発話を促進するという効果)があると指摘されている。だが、異なる形式の相づちによる「促し」効果に違いがあるかどうか、もしあればなぜその違いが生じるのかはさほど検討されていない。2後続発話について。相づちの後続発話について、「相づちに対する相づち」というパターンは、先行研究の結果を見ると、日本語母語話者の会話以外はほぼ出現しないと指摘されている。それに例外があるかどうかは検討されていない。前年度では、中国語天津方言の話者は、日本語母語話者と同程度に相づちを打つことを明らかにしたため、今年度は、日本語と中国語天津方言の比較をおいて考察した。第1点。相づちによる「促し」効果について、日本語の「うん」「はい」と天津方言の「ng」「a」「ei」のタイミング(出現場所)と韻律を比較し、それぞれの感動詞が相づちとなる場合に「促し」効果が生じるメカニズムを分析した。その上、相づちの「促し」効果の強弱については、「a」>「ei」>「うん」「はい」「ng」ということを解明した。第2点。従来の研究では、会話参加者2人が相づちを連続的に交わす(「相づちに対する相づちの連鎖」)という現象は、日本語の会話にしか頻繁に現れないと報告されているが、今年度の調査で、中国語天津方言にも多数あるということを確かめられた。更に、日本語の「相づちに対する相づち」の連鎖は話題転換あるいは話者交替をより円滑にするもののに対して、天津方言の「相づちに対する相づち」の連鎖は、会話参加者がお互いの合意を確かめる際に、会話の流れを一時的に中止するものであると結論づけられた。以上の2つの問題を検討したことで、相づちと後続発話の関係を、日中両言語の比較で解明した。平成29年度は、研究目的の(2)「相づちが相手の後続発話にどのように影響を与えるか」という問題を明らかにし、さらに日本語と中国語における相づちの共通点と相違点を引き続き比較する予定である。「相づちが相手の後続発話にどのように影響を与えるか」という問題を明らかにするために、研究問題(1)「相づちが相手の先行発話にどのように影響されるか」の結果を出発点とし、相づちのタイミング、韻律が異なることによって、話し手の後続発話の内容と会話の進展がどのように変わってくるかを明らかにしようとする。調査は、実験心理学と会話分析など、多様な手法を併用し、実施する予定である。さらに、収録した中国語の天津方言の会話データをさらに分析することで、日本語と中国語の相づちの共通点と相違点を比較する。調査は、主に感動詞系の相づちに注目する予定である。相づちとなるそれぞれの感動詞の用法に焦点を当て、相づちのニュアンスを解明する。
失われた四肢再生能を回復させるモデルの構築

高効率で遺伝子組換え個体を作製できる利点を生かして、変態後に低下するXenopusの四肢再生能を回復させることを目指した。まず遺伝子発現の操作を効率よく行えるように、その手法を改良した。ついで四肢再生の開始過程におけるWntシグナリングの機能を解析し、幼生期と成体期では同シグナリングの再生開始への関与が異なることを明らかにした。さらにWntシグナリングの活性化によって、本来は全く再生できない神経を除いた四肢の再生を回復させえることを発見した。アフリカツメガエル(以下Xenopus)は幼生期においては四肢を切断されても完全に再生できるが、変態が完了した後のfrogletでは軟骨のみからなる一本のスパイク状構造しか再生できなくなる。この四肢再生能の違いが生じる原因を分子レベルで明らかにし、再生能が低下した四肢の再生能を回復させることを最終的に目指すためには、特定の遺伝子を時期特異的に発現させる実験系が不可欠である。この目的を達するために、熱ショックプロモーター(hsp70)およびテトラサイクリン(Tet)による発現誘導系を組み込んだトランスジェニック(Tg)個体の作製を計画した。XenopusにおけるTg個体作製(transgenesis)の方法としては主にREMI法とI-SceI法の2つの方法があるが、幼生期や変態後まで生存するTg個体を大量に作製することは、一部の研究室を除いて困難とされていた。しかし今年度の研究によって、現在の研究室において上記の2つの手法のいずれによっても大量のTg個体を得ることが可能になった。そこでまず熱ショックプロモーターを利用した発現誘導系を用いてWntシグナル経路を阻害する実験を行った。研究代表者は以前に幼生期の四肢再生において同シグナル経路を再生開始時期に阻害すると、四肢再生が完全に阻害されることを報告している。ところがfrogletの時期において同シグナル経路を阻害しても四肢再生の阻害がみられず、スパイク状構造の再生が起きることを今年度の研究から明らかにした。したがって幼生期と変態完了後とでは異なる機構で再生の開始が行われている可能性が示唆された。またTetを用いた遺伝子発現の誘導系によって、実際に特定の遺伝子の発現を再生芽特異的に誘導しうることを作製したTg個体を用いた実験から確認した。この四肢再生能の違いが生じる原因を分子レベルで明らかにした上で、遺伝子操作によって再生能が低下した四肢の再生能を回復させること目的とする。平成20年度までの研究によって現在の研究室において特定の遺伝子を組み込んだトランスジェニック(Tg)個体の大量作製が可能になった。さらに平成21年度にはクリスタリンプロモーターを利用して遺伝子が導入された個体を標識することで、導入個体を効率よく選別することが可能になった。これら技術を利用して、Wntシグナリングを時期特異的に操作する実験を行い、幼生期の四肢再生には同シグナリングが必須であるが、frogletの再生には必須ではないこと、さらに四肢再生に必須な神経からのシグナルとWntシグナリングとの関連を示すデータを得た(一部のデータは次ページ記載の学会発表にて発表)。またレチノイン酸(RA)シグナリングに応答するゲノムの応答領域(RARE)を組み込んだTgガエルを作製して、四肢形成・再生の過程におけるRAシグナリングの活性化を視覚化することを可能にした。さらにshh遺伝子の発現を制御するゲノム上のプロモーター・エンハンサー領域を組み込んだTgガエルを作製して、基本的に内在性のshhの発現パターンを再現しうることを確認し、再生能の回復を図る目的で将来、shhの発現を操作するための基盤となる知見を得た。アフリカツメガエル(以下Xenopus)は幼生期においては四肢を切断されても完全に再生できるが、変態が完了した後のカエル(froglet)では軟骨のみからなる一本のスパイク状構造しか再生できなくなる。前年度までの研究で、幼生期の四肢再生にはWnt/β-cateninシグナリングが必須であるが、frogletの再生には必須ではないことを明らかにしていた。イモリやサンショウウオと同様に、frogletの再生は四肢に入り込む神経からのシグナルに依存することが知られているが、神経の数が減った状態でWnt/β-cateninシグナリングをブロックするとfrogletでも四肢再生が阻害されることを示す実験を前年度から本年度にかけて行った。さらに本年度では四肢領域の神経をほぼ全て除き、そのままでは四肢再生を行えない除神経frogletに対して、Wnt/β-cateninシグナリングを活性化させる働きのあるGSK3阻害剤(BIO)を作用させると再生が回復することを発見した。これらの結果から、成体期における四肢再生ではその開始過程においてはWnt/β-cateninシグナリシグよりも神経からのシグナルが重要な働きを担っているが、両者の機能は互いに補い合える相補的な関係にあることが明らかになった。

またshh遺伝子の発現を制御するゲノム上の遠位エンハンサー領域を組み込んだトランスジェニック(Tg)個体を作製して、基本的に四肢発生の過程でのshhの発現パターンを再現しうることを前年度に確認したが、本年度はこれらTg個体を性成熟する段階まで育てライン化を可能にするとともに、四肢再生の過程でもshhの発現パターンを基本的に再現できることを明らかにした。再生能の低下した四肢の再生芽の後側においてshhを発現させ、四肢再生能の回復を図る上で重要な知見になると期待される。