hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核融合プラズマ研究に関する計算機シミュレーションコードの集中開発

1)3次元MHDシミュレーションの実用化すでに開発した3次元コードを用いて、逆磁場ピンチの3次元ダイナミックスの解明、改良有限ベータコードによる非円形断面トカマクの圧力駆動不安定の発見とベータ限界の解析によって3次元シミュレーションの実用性がより鮮明となった。有限要素法3次元MHDコードもほぼ完成し、現在その有効性をテストしている。2)3次元有限ラーモア効果MHDシミュレーションコード開発すでに開発したコードを具体的にヘリカル系(ヘリオトロン)に応用し、交換不安定性に対するラーモア半径効果の可能性を見い出した。さらに、有限ベータではラーモア半径効果のためにディスラプションが発生する可能性があることが判明した。3)マクロスケール粒子シミュレーションコード開発長時間スケール化粒子コードを開発し、いくつかの低周波不安定性に対しその有効性を実証した。特に時間ステップを従来の粒子コードに対しほぼ無制限に近い状態にまで延ばせることがわかった。また、これとは別にマクロスケール化コードを開発し、電子ビーム入射によるトカマク電流駆動に対する基本的特性がいくつか解明された。これらの結果は、粒子シミュレーションの新時代の幕あけを意味する重要な成果と言える。4)慣性核融合爆縮シミュレーションコード開発核反応生成粒子輸送コードを用いて実験で観測された2次核反応に対し燃料とプツシャーの混合の可能性を指摘した。更に原子過程とX線輻射輸送コードを開発し、アルミニウム標的に対してコードのテストを行っている。その他、カラーグラフィックの表現法の開発を合せて行い、3次元シミュレーション結果を16ミリアニメーションとして数本制作した。
離婚・別居後の面会交流と子どもの最善の利益についての国際比較研究

面会交流に関する取決めや判決は、当事者たちの生活に長期にわたって影響をおよぼす。司法は申立てに対して調停や判決を下すが、その後の親子関係の状況や展開についてのフォローアップの機能は備えていない。子どもの最善の利益を保証するためには、司法のみならず、中長期にわたり子どもの成長・発達を把握し、必要に応じて専門家(臨床心理や児童精神科など)につなぐ社会制度の構築が重要である。幼児も含め子どもの本心に真摯に寄り添いつつ、面会交流について適切に判断し当事者らが必要とする支援を行うためには、乳幼児や子どもの発達に関する最先端の知見や情報を専門領域の境界を超えて共有することが重要である。本年度は、離婚後の面会交流と子どもの最善の利益に関する基礎研究と海外現地調査(8月:イギリス、1月:フィンランド)を実施した。基礎研究は司法実務・家族法の分野での国内外の研究動向の把握とともに、法学研究、家族・児童福祉、臨床心理ならびに乳幼児児童精神保健の諸分野における研究知見の分析に取り組んだ。離婚・別離後の子どもの養育についての監護・親権研究会を12か月に一度の割合で主に京都で定期的に実施し、判例・研究文献を精読しつつ議論を重ねた。文献研究とともに国内外の専門家による講演会や研究セミナーを企画・実施した。オーストラリアの面会交流では子どもの安全と安定が重視されるようになり一部法改正も行われていることが、リサ・ヤング博士(マードック大)の講演会(8月、東京・京都)を通じて明らかになった。ロレーヌ・ラッドフォード博士(セントラル・ランカシャー大)の講演会(10月、岡山)では、イギリス(イングランドおよびウェールズ)での面会交流についての見解の対立の現実と子どもの安全の重要性についての調査研究が紹介された。さらに、マージョリー・フィールズ氏(元ニューヨーク州最高裁判所裁判長)の講演会(12月、東京)では、ニューヨーク州を中心にアメリカでの面会交流の司法実務の現状と課題について最新の情報提供を得た。これらの国際講演会から、共同監護制を基本としている司法制度のもとでは、子どもや同居親の生活の安定や安全よりも、むしろ、別居親と子どもの交流維持が優先されがちであることが確認できた。さらに、渡辺久子博士を講師に迎えての研究セミナー(2月、京都)を実施し、乳幼児の発達に関する理論と研究知見および高葛藤・逆境にある子どもへの臨床ケアの実情について乳幼児精神保健の領域からの知見を得た。本研究は、離婚・別居後の親子関係のあり方について「面会交流」に焦点を当て子どもの最善の利益から国内外の課題を考察することを主要な目的としている。本年度は、初年度に着手した理論研究(文献研究)を継続するとともに、諸外国における面会交流に関する現地調査を、二つの研究班によってオーストラリアとフィンランドにおいて実施した。オーストラリアについては、8月に海外共同研究者L.Young博士の協力を得つつ、マードック大学を中心に西部オーストラリアの司法実務家(裁判官、判事、弁護士等)や民間のアドボカシー組織における現地調査から、近年のオーストラリア家族法の一部改正の面会交流への影響に関する最新の研究情報を収集した。また、フィンランドについては、8月に海外共同研究者K.Puura博士(児童精神科医)らを通じてタンペレ市とユヴァスキュラ市での面会交流の現状と課題についての研究知見を収集し、11月にはヘルシンキ市およびトゥルク市で面会交流の実施に関する子どもの養育・発達支援システムについての現地調査を実施した。研究交流として、9月に岡山でN.Stanley氏(セントラル・ランカシャー大学教授)から英国での子ども虐待予防の最前線の取組みについての研究知見を得た。研究成果の発表では、7月には、(1)国際社会学会世界大会(横浜)において、高橋、Mervio(連携研究者)、Radford(海外共同研究者)が、(2)東アジア社会政策国際会議(ハワイ大学)において高橋がそれぞれ研究発表を行い、さらに、10月には高橋が国際会議「Investing in Children」(ポーランド・ウッチ大学)において研究発表した。11月以降は最終年度の集大成に向けて、研究成果を出版物にまとめるための準備を進めた。最終年度として国内外の学会や国内の国際講演会等および論文・出版物の刊行を通じて、本プロジェクトの研究成果の発表に取り組んだ。ヨーロッパ社会学会(8月・プラハ・高橋)での成果報告のほか、国内にひろく研究成果を還元するために、連携研究者と研究協力者の原稿を編集し、『離別後の親子関係を問い直す:子どもの福祉と家事実務の架け橋をめざして』(全206頁)を法律文化社から刊行した。本書は、国内の課題考察とともに、海外共同研究者リサ・ヤング博士によるオーストラリアの家族法制の変遷と最新の動向についての特別寄稿を含み、本研究の集大成ともいえる出版物である。家族・親子関係の葛藤や支配といった課題に関して、ランディ・バンクロフト&ジャク・パトリッシの共著"Should I Stay or Should I Go?"の日本語版を『別れる?それともやり直す?カップル関係に悩む助成のためのガイド:うまくいかない関係に潜む"支配の罠"を見抜く』(全449頁)を明石書店から刊行した。離別後の親子関係に大きな問題が生じるとすれば、問題の萌芽はその家族関係のなかにあるという見地から、予防的な知見を提供することにこの訳書発刊の主要な意義がある。2016年1月と3月には海外共同研究者を招聘しての国際講演会・シンポジウムを実施した。フィンランドからは国立ユヴァスキュラ大学家族研究センター研究員マリアンネ・ノトコ博士を招聘し、1月下旬に松江、岡山と神戸で家族研究およびDV問題の子どもへの影響についての講演会を実施した。

3月上・中旬にはイギリス・セントラルランカシャー大学ソーシャルワーク研究科のニッキー・スタンレー教授を招聘し、性虐待をも視座に含めての家族間暴力と子どもの安全を主なテーマとする講演会・シンポジウムを岡山、名古屋、金沢で実施し、3年間の本研究の総括とした。面会交流に関する取決めや判決は、当事者たちの生活に長期にわたって影響をおよぼす。司法は申立てに対して調停や判決を下すが、その後の親子関係の状況や展開についてのフォローアップの機能は備えていない。子どもの最善の利益を保証するためには、司法のみならず、中長期にわたり子どもの成長・発達を把握し、必要に応じて専門家(臨床心理や児童精神科など)につなぐ社会制度の構築が重要である。幼児も含め子どもの本心に真摯に寄り添いつつ、面会交流について適切に判断し当事者らが必要とする支援を行うためには、乳幼児や子どもの発達に関する最先端の知見や情報を専門領域の境界を超えて共有することが重要である。学際的かつ国際的な研究プロジェクトとして,海外現地調査および国際会議等での研究成果の発表を実施し,ほぼ計画通りに進展しているため。27年度が最終年度であるため、記入しない。福祉政策論最終年度では、国内外の研究協力を推進し研究成果を出版物として日本国内に還元できるように努める。複合領域にまたがる研究課題について、海外現地調査と講演会・研究セミナー等を通じての国内外の研究者や実務家との学術交流をほぼ計画通りに実施できているため。初年度での調査研究をさらに国内外で充実させ、研究成果の発表に重点的に取り組む。
潜在・顕在意識評価に基づく対話ロボットの継続利用を実現する対話技術の開発

平成30年度は、対話ロボットとの利用意欲の向上を実現する対話技術を実現するために、研究項目1対話における潜在意識の心的変容の検討、研究項目2対話における顕在意識の心的変容の検討、に着手した。以下に各研究項目の研究実績を詳述する。研究項目1対話における潜在意識の心的変容の検討:心理学や介護福祉分野において用いられる潜在的に相手と親和性を向上する技術であるペーシングに着目し、カウンセリングなど1対1での対話場面において,ラポール(信頼関係)を形成するためにカウンセラーがクライアントの話し方や呼吸などのペースを合わせるアプローチを対話ロボットで実現する手法を開発した。話し手のピッチ、話速、音量のパラメータを計測し、話し手と同様発話を実現するペーシング技術をロボットに実装し、実験においてペーシングを適用したロボットと対話をした際の印象評価を、主観的・客観的指標を用いて行った。研究項目2対話における顕在意識の心的変容の検討:これまで開発しているTV雑談エンジンの高度化を進めるとともに、利用者の対話内容の評価を収集するために、TV雑談スマホアプリ・Webアプリの開発を継続して実施した。さらに、利用者の対話意欲の向上に影響する心的要因である「共感」に着目し、TV視聴時の雑談において、エージェントとの共感を生む出す環境構築を実施した。具体的には、番組内の実況音声やソーシャルメディアのコメント内容・量に基づいて,番組の盛り上がりや爆笑の雰囲気を推定する。たとえば、スポーツ中継などの番組視聴時に、加点やファインプレーなどが発生した際に番組内の実況音声の韻律を模倣することで,場面に感情を移入したようにロボットを発話させることができる。また,ロボットが単体のみだけでなく、複数存在する際の,盛り上がり共有の効果の予備検証を実施した。研究項目1対話における潜在意識の心的変容の検討、研究項目2対話における顕在意識の心的変容の検討に関する進捗状況を詳述する。研究項目1対話における潜在意識の心的変容の検討:主観的評価においてペーシングを適用したロボットとの対話の方が適用しなかったロボットとの対話と比較して,「親しみやすいか」「対話は楽しいか」「繋がりを感じたか」「自分に同調していたか」「継続的に利用したいと思ったか」「話を聞いている感じがするか」の各項目に有意な差が見られた。客観的評価においてはペーシングを適用したロボットの方が適用しなかったロボットと比較して、心拍のストレス指標であるLF/HFの被験者間平均値に有意な差が見られ、ペーシングを適用したインタラクションはユーザとロボットの信頼関係を構築する上で有効であることが示された。さらに、TV雑談スマホアプリ(Andorid、iPhone版)、Webアプリ「だべらいぶ」、および、フィジカルロボット(身体を持つロボット)に雰囲気共有として、「盛り上り」・「爆笑」環境を共有する機能を開発し、評価実験を実施した。その結果、盛り上がり・爆笑の両条件において,雰囲気共有をロボットに適用した場合、非適用時に比べユーザが雰囲気に対して受け取る感情の変化に,ロボットが追従し、ユーザから共感を得られる可能性が示唆された。盛り上がり表現の評価においては、雰囲気共有非適用時よりも、適用した際のロボットの方が、ユーザが受ける盛り上がりの印象を強めることがわかった。雰囲気共有におけるロボットの視差がユーザに対する盛り上がり・爆笑の印象の向上に影響する可能性が示唆された。研究項目1対話における潜在意識の心的変容の検討、研究項目2対話における顕在意識の心的変容の検討、研究項目3対話における心的変容の評価・実験、に関する今後の研究方策を詳述する。研究項目1では、対話ロボットによるペーシングの効果の評価実験を進めるとともに、ペーシングと同様に心理学分野で提唱されている、相手の感じている感情を見た目の動作や姿勢、表情を真似ることで、聞き手が話し手を理解する手法であるミラーリングに着目する。対話エージェントの身振りが利用者に与える心的変容に関して検討を行う。評価項目として、利用者の身振りを身体性のある対話ロボットに実装し、対話時の心理的変容を評価する。身振りの計測に画像処理よる表情・ジェスチャー計測を行い、実時間で対話ロボットの身振りに反映させ、研究項目3で開発する心的変容の主観的・客観的の評価手法により、ミラーリングの効果を解析する。研究項目2では、雰囲気共有技術の効果の被験者実験を通じて更なる検証を進めるとともに、TV雑談エージェントに関して、過去の対話におけるユーザのフィードバックに基づいて、コメントを自動評価し、より魅力的な対話文を生成する手法の開発を実施する。さらに、ユーザ発話に対して感情ラベルの付与とテキストの書き起こしを行い、それらを学習データとした感情識別処理を導入し、より魅力的な発話文の生成手法の開発を行う。また、利用者の対話意欲を向上させる各要因には個人差が発生するため、エージェントの適切な対話手法を決定するために、個人に適応した対話モデルを構築することで、個人差による対話意欲の影響の違いに適応する。具体的には、エージェントとの対話への順応過程、および対話意欲に関する心理変化の検証を実施する。その後、生理指標の実時間計測結果をモデル化し、研究項目12で開発した対話技術を組み合わせたエージェントを利用した評価に着手する。

平成30年度は、対話ロボットとの利用意欲の向上を実現する対話技術を実現するために、研究項目1対話における潜在意識の心的変容の検討、研究項目2対話における顕在意識の心的変容の検討、に着手した。以下に各研究項目の研究実績を詳述する。研究項目1対話における潜在意識の心的変容の検討:心理学や介護福祉分野において用いられる潜在的に相手と親和性を向上する技術であるペーシングに着目し、カウンセリングなど1対1での対話場面において,ラポール(信頼関係)を形成するためにカウンセラーがクライアントの話し方や呼吸などのペースを合わせるアプローチを対話ロボットで実現する手法を開発した。話し手のピッチ、話速、音量のパラメータを計測し、話し手と同様発話を実現するペーシング技術をロボットに実装し、実験においてペーシングを適用したロボットと対話をした際の印象評価を、主観的・客観的指標を用いて行った。研究項目2対話における顕在意識の心的変容の検討:これまで開発しているTV雑談エンジンの高度化を進めるとともに、利用者の対話内容の評価を収集するために、TV雑談スマホアプリ・Webアプリの開発を継続して実施した。さらに、利用者の対話意欲の向上に影響する心的要因である「共感」に着目し、TV視聴時の雑談において、エージェントとの共感を生む出す環境構築を実施した。具体的には、番組内の実況音声やソーシャルメディアのコメント内容・量に基づいて,番組の盛り上がりや爆笑の雰囲気を推定する。たとえば、スポーツ中継などの番組視聴時に、加点やファインプレーなどが発生した際に番組内の実況音声の韻律を模倣することで,場面に感情を移入したようにロボットを発話させることができる。また,ロボットが単体のみだけでなく、複数存在する際の,盛り上がり共有の効果の予備検証を実施した。研究項目1対話における潜在意識の心的変容の検討、研究項目2対話における顕在意識の心的変容の検討に関する進捗状況を詳述する。研究項目1対話における潜在意識の心的変容の検討:主観的評価においてペーシングを適用したロボットとの対話の方が適用しなかったロボットとの対話と比較して,「親しみやすいか」「対話は楽しいか」「繋がりを感じたか」「自分に同調していたか」「継続的に利用したいと思ったか」「話を聞いている感じがするか」の各項目に有意な差が見られた。客観的評価においてはペーシングを適用したロボットの方が適用しなかったロボットと比較して、心拍のストレス指標であるLF/HFの被験者間平均値に有意な差が見られ、ペーシングを適用したインタラクションはユーザとロボットの信頼関係を構築する上で有効であることが示された。
強皮症モデルマウスを用いた、皮膚硬化の分子機構の解明と新規治療法の開発

我々が樹立した、ブレオマイシン(BLM)誘導性強皮症モデルを用いて、新しい分子標的薬等の、抗線維化効果の有無ならびにその分子生物学的機序の検討を行った。まず、分子標的薬であるSunitinibの効果を検討する目的で、C3H/HeJマウスの背部に、BLM (250μg/ml)を皮内注するのと同時に、sunitinib (4mg/kg/day, 40 mg/kg/day)を3週間(週5回)経口投与した。観察期間内ではsunitinibはtolerableであり、皮膚硬化の誘導は、病理組織学的に抑制されてみられ、真皮厚、病変部に浸潤する肥満細胞数、皮膚のコラーゲン含有量も有意に抑制されてみられた。一方、肺線維症に対しては、予測された抗線維化効果はみられず、Sunitinib 4mg/kg, 40mg/kg投与群のいずれにおいても肺線維化病変はコントロールとほぼ同程度の病理学所見を呈し、肺胞壁の浮腫を伴う肥厚、炎症細胞浸潤も残存してみられた。皮膚と肺組織の、BLMに対する感受性の違いが推測された。次に、近年強皮症の病態に注目されているエンドセリンの受容体拮抗薬であるボセンタンの治療効果を検討した。CH3/HeJマウス背部へBLM(250μg/ml)により誘導された強皮症様の皮膚硬化は、ボセンタン(150μg/ml)の同時経口投与で病理組織学的にも有意に減弱した。ボセンタン投与群では真皮内筋線維芽細胞の減少とE-selectin陽性の血管内皮細胞と毛細血管(CD31陽性)の増数とに相関していた。ボセンタン投与群では真皮内への肥満細胞浸潤、ならびにそれらの脱顆粒の程度が減少していた。ボセンタンがE-selectin陽性血管床の増加を介して、病初期の肥満細胞や他のエフェクターとなる炎症細胞浸潤を抑制することにより、BLM誘導性皮膚硬化を改善している可能性が示唆された。エンドセリン受容体拮抗作用をもつボセンタンが強皮症の2次性肺高血圧症のみならず、皮膚症状の改善に効果を示すことが報告されている。今回我々はブレオマイシン(BLM)誘導強皮症モデルマウスを用いて、皮膚硬化に対するボセンタンの治療効果を検討した。CH3/HeJマウス背部皮下へBLM(250μg/mL)を局注して誘導された強皮症様の皮膚硬化は、ボセンタン(150μg/mL)の同時経口投与で病理組織学的にも有意に減弱した。経口生食投与(対照)群に比べ、ボセンタン投与群のBLM注射部皮膚では発毛が増加し、この効果は免疫組織染色での真皮内α-smooth muscle actin (αSMA)陽性筋線維芽細胞の減少とE-selectin陽性の血管内皮細胞と毛細血管(CD31陽性)の増数とに相関していた。ボセンタンがe-selectin陽性血管床の増加を介して、病初期の肥満細胞や他のエフェクターとなる炎症細胞浸潤を抑制することにより、BLM誘導性皮膚硬化を改善している可能性が示唆された。

なお、実際にヒト強皮症においても、1例のみの検討であるが、ボセンタンにより手指の硬化が短期間に劇的に軽快した症例を経験している(Nishibu A, et al.Adramatical effect of endothelin receptor antagonist bosentan fordermal sclerosis in a patient withsystemicsclerosis.Austral J Dermatol(in press))。また、Sunitinibに関しても、BLM局注と同時に、経口投与したところ、皮膚硬化の誘導は抑制された。皮膚に含有されるコラーゲン量も有意に減少した。以上より、ボセンタンおよびSunitinibが皮膚硬化に抑制的に働くことが示された。今後はそのメカニズムについてさらに詳しく検討する予定である。ブレオマイシン誘導性強皮症モデルマウスを用いて、分子生物薬であるスニチニブの抗線維化作用を検討した。実験は、i)ブレオマイシンとスニチニブを同時に投与する、ongoing experiment, ii)ブレオマイシンで皮膚硬化が誘導された後に、スニチニブのみを投与する、post-onset experiment,の二つの系で行った。C3H/HeJマウス背部皮膚へブレオマイシン(250μg/ml)を局注して皮膚硬化を誘導するとともに、スニチニブ(4mg/kg,40mg/kg)を経口投与した。3週間後、ブレオマイシンとスニチニブの同時投与により、病理組織学的な皮膚硬化は有意に抑制された。一方、対照群(経口生理食塩水投与)では、皮膚硬化は抑制されなかった。皮膚に含有されるコラーゲン量も有意に減少してみられた。また皮膚に浸潤する肥満細胞数、真皮の厚さも有意に減少してみられた。しかし、肺の線維化は抑制されなかった。これに対し、先にブレオマイシンで皮膚硬化を誘導した後にスニチニブ(40mg/kg)を3週間投与した群では、皮膚硬化の抑制はみられなかった。今後は、スニチニブの抗線維化作用のメカニズムについて、さらに詳しい検討を予定している。我々が樹立した、ブレオマイシン(BLM)誘導性強皮症モデルを用いて、新しい分子標的薬等の、抗線維化効果の有無ならびにその分子生物学的機序の検討を行った。まず、分子標的薬であるSunitinibの効果を検討する目的で、C3H/HeJマウスの背部に、BLM (250μg/ml)を皮内注するのと同時に、sunitinib (4 mg/kg/day, 40 mg/kg/day)を3週間(週5回)経口投与した。観察期間内ではsunitinibはtolerableであり、皮膚硬化の誘導は、病理組織学的に抑制されてみられ、真皮厚、病変部に浸潤する肥満細胞数、皮膚のコラーゲン含有量も有意に抑制されてみられた。一方、肺線維症に対しては、予測された抗線維化効果はみられず、Sunitinib 4mg/kg, 40mg/kg投与群のいずれにおいても肺線維化病変はコントロールとほぼ同程度の病理学所見を呈し、肺胞壁の浮腫を伴う肥厚、炎症細胞浸潤も残存してみられた。皮膚と肺組織の、BLMに対する感受性の違いが推測された。次に、近年強皮症の病態に注目されているエンドセリンの受容体拮抗薬であるボセンタンの治療効果を検討した。CH3/HeJマウス背部へBLM(250μg/ml)により誘導された強皮症様の皮膚硬化は、ボセンタン(150μg/ml)の同時経口投与で病理組織学的にも有意に減弱した。ボセンタン投与群では真皮内筋線維芽細胞の減少とE-selectin陽性の血管内皮細胞と毛細血管(CD31陽性)の増数とに相関していた。ボセンタン投与群では真皮内への肥満細胞浸潤、ならびにそれらの脱顆粒の程度が減少していた。
NO遊離とポタシウムチャンネル開口作用の冠血管拡張作用の細い動脈での体系的研究

FurchgottによるEDRFの発見は血管内皮の機能的役割の重要性を認識させてきた.その一方ではEDRFの本体がNOである可能性が指摘されて以来,古くから知られている硝酸エステル,すなわちc-GMPを増加させて血管を拡張させるとされている薬もNOを遊離するということで注目を浴びるようになって来ており,血管のみならず中枢神経系での研究にも使用されるようになってきた.所謂NO遊離薬である.以上の結果から現在の段階ではNO遊離薬といわれているが,直接NOを遊離していないで別のステップが関与している可能性が高いことが示されている.FurchgottによるEDRFの発見は血管内皮の機能的役割の重要性を認識させてきた.その一方ではEDRFの本体がNOである可能性が指摘されて以来,古くから知られている硝酸エステル,すなわちc-GMPを増加させて血管を拡張させるとされている薬もNOを遊離するということで注目を浴びるようになって来ており,血管のみならず中枢神経系での研究にも使用されるようになってきた.所謂NO遊離薬である.以上の結果から現在の段階ではNO遊離薬といわれているが,直接NOを遊離していないで別のステップが関与している可能性が高いことが示されている.
細胞の機能分化に関わる遺伝子制御ネットワーク研究の推進

本重点領域研究の計画及び公募研究は平成8年度をもって終了したが、総括班は、本年度内に、4年間の研究成果報告書(冊子体)として精選論文集を作成することを主たる目的とした活動を実施した。本年度の活動方針を決めるため、特に、総括班会議を開催せず、必要事項は通信等によって班員の意見集約を行った結果、精選論文集を発行することとなった。成果報告集作成のための具体的作業などについては、領域代表者を含めた総括班幹事との相談の結果決定し、以下に示した要領に基づいて実施した。なお、ニュース・レターの発行、公開シンポジウム等は行なわなかった。1)研究成果報告集は本研究経費によって行なわれた研究成果で、平成9年10月までに印刷された原著論文に限った。2)計画、公募の班員に各自34編の論文別刷を提供してもらい、その中から、代表者が報告集全体の総ページ数を考慮し精選した。3)この精選論文集は別刷のオフセット印刷によった。そのため、カラー写真などは鮮明度や理解度において問題がなくはなかったが、経費の点から止むを得なかった。4)精選論文集は1月末に完成し、総括班員を含む全班員と関連重点領域研究の代表者、幹事らに配布した。また、それ以外の関連研究者の主だった研究者にも贈呈した。以上の論文集は、本重点領域研究によってサポートされた研究の成果として印刷された原著論文約850編の中から精選されたもので、内容的に国際レベルにあるものが多く、優れたものとなった。本重点領域研究を円滑に推進させるため、本年度は以下の活動を行った。なお、この活動のため、研究連絡及び調整の総括班幹事会を3回と、総括班全体会議を1回開いて協議した。1.班員名簿とニュースレターの発行:総括班、計画研究及び公募研究の全員の所属、職、役割分担を明記した名簿を発行した。また、班員相互の研究交流や活動状況を知らせるため、ニュースレター(No.13)を発行し、全員に配布した。2.公開シンポジウムの開催:総括班主催のシンポジウム「遺伝子制御ネットワーク'93」を平成5年6月11日、東京大学山上会館を会場に開催した。演者は班員から4名、班員外から1名の5名で、それぞれ、各自の研究テーマに関係した最先端の話題を紹介し、集まった聴衆に多くの感銘を与えた。3.研究成果発表会の開催:総括班主催で、計画研究と公募研究の全員の成果発表会を、平成5年9月13日(月)15日(水)の3日間、宇奈月の地方職員保養所「黒部荘」において開催した。計画研究者15名と公募研究者23名の総勢38名が1人1530分成果を発表した。活発な討論のため、予定時間を大幅に延長し毎日夜11時頃までのきびしい、しかし有意義なコンファレンスとなった。代表者としては、大いに満足できるものであった。4.総括班からの研究費の追加援助:班員間の共同研究及び技術研修のために数名の班員に出張旅費を援助した。また、特に、優れた研究を展開している研究者数名に対し、総括班経費から1件当り数百万円の追加援助をして、研究をサポートした。5.ワークショップの開催:本重点領域研究の中堅・若手研究者と関連領域の中堅・若手研究者30数名が一堂に会したワークショップ「若手研究者による転写考:part1」を、総括班主催で、平成6年1月27日(木)29日(土)の3日間、安比高原、アッピグランドで開いた。出席者には出張旅費の1部と、必要経費を援助した。会は成功裡に終った。6.研究成果報告書の作成:年度末に、本年度の計画研究者及び、公募研究者の全員の研究成果をまとめた研究成果報告書(A4版)を冊子としてまとめた。冊子は、各研究者の研究内容と、本年度公表された論文リスト、さらに論文別刷集(各自1編)から成っている。以上、本重点領域研究は、初年度にもかかわらず順調に推移しており、次年度以降の研究成果も大いに期待できる状況にある。本重点領域研究を円滑に推進させるため、本年度は以下の活動を行なった。なお、この活動のため、研究連絡及び調整の総括班幹事会を4回と、総括班全体会議を1回開いて協議した。また、班員相互の研究交流や活動状況を知らせるため、ニュースレター(No.46)を発行し、全員に配布した。2.公開シンポジウムの開催:総括班主催のシンポジウム「遺伝子制御ネットワーク'94」を平成6年7月12日、大阪市の千里ライフサイエンス・センターを会場に開催した。演者は班員から5名、班員外から1名の6名で、それぞれ、各自の研究テーマに関係した再先端の話題を紹介し、集まった聴衆に多くの感銘を与えた。3.研究成果発表会の開催:総括班会議で、計画研究と公募研究の全員の成果発表会を、平成6年9月29日(木)10月1日(土)の3日間、静岡県の南熱海農林年金会館「松風苑」において開催した。計画研究者17名、公募研究者24名、それに班員の研究協力者と関連研究領域から2名のゲストスピーカーを招き、総勢70名が参加した。

班員は1人1530分成果を発表したが、活発な討論のため、予定時間を大幅に延長し毎日夜11時頃までのきびしい、しかし有意義なコンファレンスとなった。4.総括班からの研究費の追加援助:班員間の共同研究及び技術研修のため、数名の班員に出張旅費を援助した。また、特に、優れた研究を展開している研究者数名に対し、総括班経費から1件当り百百数拾万円の追加援助をして、研究をサポートした。本年度は、優れた共同研究成果が出てきたことが特筆された。5.ワークショップの開催:本重点領域研究の中堅・若手研究者と関連領域の若手研究者57名が一同に会したワークショップを総括班主催で、平成7年1月25日(水)27日(金)の3日間、宮城蔵王において開催した。出席者には出張旅費の一部と、必要経費を援助した。会は大成功裡に終わった。6.研究成果報告書の作成:年度末に、本年度の計画研究者及び、公募研究者の全員の研究成果をまとめた研究成果報告書(A4版)を冊子としてまとめた。冊子は、各研究者の研究内容と、本年度公表された論文リスト、さらに論文別刷集(各自1編)から成っている。以上、本重点領域研究は、本年は2年目であったが、班員の研究成果も着実に出て来ており、この分野の研究の進展に寄与していることが示された。従って、次年度以降の研究成果も大いに期待できる状況にある。本重点領域研究を円滑に推進させるため、本年度は以下の活動を行なった。なお、この活動のため、研究連絡及び調整の総括班幹事会を4回と、総括班全体会議を1回開いて協議した。1.班員名簿とニュースレターの発行:総括班、計画研究及び公募研究の全員の所属、職、役割分担を明記した名簿を発行した。また、班員相互の研究交流や活動状況を知らせるため、ニュースレター(No.79)を発行し、全員に配布した。2.公開シンポジウムの開催:総括班主催のシンポジウム「遺伝子制御ネットワーク'95」を平成7年7月7日、仙台市の東北大学・艮陵会館を会場に開催した。演者は班員から5名、班員外から1名の6名で、それぞれ、各自の研究テーマに関係した最先端の話題を紹介し、集まった聴衆に多くの感銘を与えた。3.研究成果発表会の開催:総括班主催で、計画研究と公募研究の全員の成果発表会を、平成7年9月28日(木)30日(土)の3日間、山梨県の地方職員共済組合富士保養所「富士桜荘」において開催した。計画研究者17名、公募研究者28名、班員の研究協力者20数名、関連研究領域から1名のゲストスピーカーを加え、総勢80余名が参加した。班員は1人1530分成果を発表したが、活発な討論のため、予定時間を大幅に延長し毎日夜11時過ぎまで活発な討論がなされ、昨年、一昨年同様有意義なコンファレンスとなった。本年度も、優れた共同研究成果が出てきたことが特筆される。5.ワークショップの開催:本重点領域研究の中堅・若手研究者と関連領域の若手研究者50数名が一堂に会した第3回ワークショップを総括班主催で、平成7年1月9日(火)11日(木)の3日間、長野県の志賀高原において開催した。この会も毎夜12時近くまで活発に討論が続き、例年のように大成功裡に終った。6.研究成果報告書の作成:昨年末に、本年度の計画研究者及び、公募研究者の全員の研究成果をまとめた研究成果報告書(A4版)を冊子としてまとめた。
次世代中性子電気双極子能率探索実験のための新型中性子反射鏡の開発研究

当初の目標通り、研究期間内に高い核力ポテンシャル、低い表面粗さを持つ重水素化炭素薄膜の製膜技術を確立することができた。重水素化炭素薄膜は中性子電気双極子能率測定実験のための超冷中性子輸送導管に適していることが分かった。本研究の目的は、中性子反射鏡として有望な重水素化Diamond Like Carbon (DLC)薄膜の成膜技術を世界に先駆けて行うことである。当該年度にて重水素化DLC薄膜試料を製膜パラメータを変えて複数製作し、中性子反射鏡としての特性を以下の方法により系統的に調査した。なお、製膜パラメータに関しては、今年度はバイアス電圧のみに集中した。1、RBS/ERDA法による元素比率組成の測定。測定は筑波大学のタンデトロン加速器を用いて行った。2、X線反射率法による密度および膜厚の測定。測定は理化学研究所のSmartlab装置を用いて行った。3、中性子反射率法による核力ポテンシャルの測定。測定は京都大学原子炉実験所および茨城県東海村のJ-PARC物質生命科学研究施設にて行った。比較のため、同様の測定を軽水素DLC薄膜についても行った。以上の測定結果より、(1)重水素DLCの核力ポテンシャルは軽水素DLCのそれに比して当初の予測通り高いことを確認した。(2)1および2の結果による核力ポテンシャルめ推定値と3の結果を比較し、線形性が良いことを確認した。(3)バイアス電圧がおよそ0.5kVの時に膜密度が最大となることを確認した。また、今後の検討課題を以下に挙げる。(A)(1),(2)の結果では測定値と推定値の問におよそ15%の差があり、原因については目下調査中である。(B)非鏡面反射の評価については3の測定でデータはすでに同時に取得されており、現在詳細解析中を行っている。以上の結果を踏まえて、次年度には重水素DLC薄膜による超冷中性子導管の試作、性能評価を行う。当該研究では、中性子反射鏡として有望な重水素化Diamond Like Carbon(以下、DLC)薄膜の成膜技術の確立を世界に先駆けて行い、試作導管の制作・試験までを一貫して行うことを目的とする。当該研究期間内に、およそ60枚の重水素化DLC及び軽水素DLC薄膜を様々な製膜条件(原料の流量、基板電圧、圧力等)製膜した。また、当該研究期間内にJ-PARC BL16の水平型中性子反射率計のビーム試験に2回採択され、製膜した全てのサンプルを中性子ビームに照射した。その結果からフェルミポテンシャルおよそ230neVの重水素化DLC薄膜の製膜方法を確立した。なお、このフェルミポテンシャルは従来中性子反射鏡として用いられているニッケルミラーに匹敵するもので、DLCを重水素化することにより当初の予想通り高いフェルミポテンシャルを得る事ができた。また、製膜した重水素化DLC及びシリコン基板、ニッケルミラーの表面粗さを原子間力顕微鏡で測定した。その結果、当初の予想通りDLC薄膜の基板転写生は非常に良く、表面粗さはシリコン基板と同程度であることが分かった。また、非鏡面反射確率はニッケルミラーと比すと一桁以上改善していることが示された。表面粗さに関して、中性子ビーム照射データの解析は目下進行中である。以上の結果より、重水素化DLCは中性子電気双極子能率測定実験のための超冷中性子輸送導管に適していることが分かり、そのための製膜技術を確立することができた。バイアス電圧と測定結果との相関で多少理解できていない部分はあるが、同一製膜パラメータでの再現性は良く、当初の予定通り高い核力ポテンシャルを持つ重水素化DLC薄膜の製膜技術は確立できたと言える。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度では当初の予定通り重水素化DLC薄膜による超冷中性子導管を試作し、その性能評価を行う。重水素化DLCの製膜パラメータまではこれまでに得られている最良のものを用いる予定であるが、平行してより最適な製膜パラメータを模索する。
遺伝子改変マウスを用いたGABAの神経再生・可塑性誘導に関する研究

抑制性神経伝達物質であるGABAとグリシンは発生期及び神経損傷後、興奮性に作用する。その興奮性は、神経系の発生及び損傷の修復に寄与すると予想されているが、証拠は示されていない。本研究は、GABA・グリシン伝達を担う小胞型GABA輸送体(VGAT)とK, Cl共輸送体(KCC2)の発現量が半減したヘテロマウスを用いて、神経再生への関与を解析した。その結果、GABA・グリシンの作用を抑制性に導くKCC2の発現量が半減した場合、顔面神経の機能回復が早まるが、小胞への充填を担うVGATの発現量が半減した場合、遅延していた。この結果、GABA・グリシンの興奮性作用が、神経の再生に寄与することが示された。GABAは成熟動物の中枢神経系において、抑制性神経伝達物質として働く。一方、幼弱期には興奮性に作用し、神経系の形態形成に関与すると考えられている。我々は、これまでの研究で以下のことを明らかにしてきた。(Takayamaら2006, 2007, 2010, Kinら2014, Kosakaら2012, Tatetsuら2012, Takayama & Kim 2013, Kimら準備中)1.幼弱期、GABAはシナプス外に放出され、興奮性に作用する。2.GABAシナプス、GABA入力の増加にともなってGABAの作用が抑制性に変化する。3.神経軸索の損傷後、再生(再伸長)時に、GABAの作用が興奮性に変化し、機能回復とともに、抑制性に戻る。以上の結果を踏まえて、本申請の研究において、GABAシグナルに関与する分子の発現が、損傷神経軸索の再生に影響を与えるか否か神経損傷モデルマウスを用いて解析した。注目した分子は、GABAの合成を担うグルタミン酸脱炭酸酵素(GAD),GABA及びグリシンの小胞放出に関与する小胞型GABAトランスポーター(VGAT)、そして、GABAの作用を興奮性から抑制性にシフトするK+, Cl-,共輸送体(KCC2)、の3つでありいずれの分子も完全欠損では生後呼吸不全などで生存できないため、2か月齢のヘテロマウス(いずれも発現量が半分)を用いた。顔面神経損傷モデルを作成し、その後の回復経過を顔面神経の機能を指標に解析した。その結果、VGATのヘテロマウスでは、回復が遅れた。一方、KCC2とGADのヘテロマウスでは回復が促進されていた。このことから、以下のことが推測された。1.GABAの興奮性は、軸索の再伸長を加速する。2.GABA・グリシンの開口放出の減少は軸索の再生を阻害する。3.VGATとGADで逆の結果が示されたことから、グリシンの変化を今後検討する必要があると考えている。1.神経軸索損傷後の標準的再生過程を明らかにする目的で、顔面神経切断・縫合モデルを用いて、末梢神経軸索の神経再生、末梢神経機能の回復、運動ニューロンに発現するマーカー分子の変化(発現・局在)を時間的・空間的指標で解析した。その結果、以下の点を明らかにした。(1)顔面神経の機能を8点満点で評価し、その回復には60日を要した。(2)損傷後、ChATの発現が消失した。その後、順次発現が回復した。ChAT陽性細胞の数が、顔面神経機能と非常に強い相関があった。(3)CGRP, Galaninはそれぞれ軸索損傷後に発現が増加した。しかしながら、回復を待たずに正常値に戻った。(4)GABAの作用を決定するKCC2の発現が損傷後低下し、機能回復とともに、発現が正常化した。(5)その他のマーカーに大きな変化は認められなかった。以上の事から、顔面神経の行動検査とChAT陽性細胞数、KCC2の発現量の間に強い相関があり、両者が顔面神経損傷・再生過程における機能解析に有用であることが明らかになった。本研究結果は論文として作成終了し、まもなく学術論文として投稿予定である。2.同様の解析を舌下神経モデルにおいて行った。その結果、顔面神経と同じような結果が得られた。3.1.2で得られた結果を用いて、神経再生へのGABAの関与を解析した。昨年、行動実験において、KCC2の発現が50%になった場合には再生が速い事が確認され、VGATの発現が50%になった場合には、再生が遅延する結果が得られた。この結果を補強する目的で、ChATの発現変化と、その他軸索損傷後に発現が増加する分子マーカーである、CGRPとGalaninの発現変化を解析した。その結果、行動実験を補強するデータが得られた。現在、統計的解析を行っている。以上の事から、GABAの放出と興奮性作用は損傷軸索の再生(再伸長)にポジティブに働くことが明らかになった。申請時にGABAの合成と放出、GABAの興奮性が損傷軸索の再生に促進的に働くと予想していた。これまでの研究から、行動実験においてポジティブな結果が得られた。本年度は、それを客観的に裏付けるための予備的実験を行い、マーカー分子を特定することが出来た。そして、その結果を元に、行動実験を裏付ける結果が得られた。これらのことから、GABAが終末から放出され、運動ニューロンに興奮性に作用することが軸索の再伸長に重要な役割をする結論が得られた。

今後は、GABAの興奮性の下流にある分子カスケードメカニズムを明らかにすることにより、次年度で申請内容が達成されると考えられた。平成27年度の報告書で、KCC2ノックアウトマウスのヘテロでは切断後の顔面神経機能の回復が早まり、一方で、VGATノックアウトマウスのヘテロでは機能回復が遅延することを示した。さらに、顔面神経切断・縫合後、コリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)とカリウム・塩素・共輸送体(KCC2)、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)の3種の発現変化が、顔面神経機能の回復と関連が有ることを示した(現在、論文投稿中)。平成28年度は、この結果を受けて、(1)顔面神経の機能回復速度について、追試実験を行い、昨年まで得られた行動解析のデータの正しさを裏付ける。(2)ヘテロマウスにおけるマーカー分子の発現変化が、正常マウスでの変化と異なり、顔面神経機能の回復速度とパラレルになっているかを解析する。(3)舌下神経の切断・縫合モデル(Tatetsu et al. 2012)を用いて、マーカー分子の発現変化がヘテロと野生型で異なるかを解析した。その結果は以下の通りである。(1)VGATノックアウトマウスのヘテロにおいて、顔面神経機能の回復が遅延した。(2)KCCノックアウトマウスのヘテロでの神経機能回復は、個体によってばらつきが多く、同様の結果は得られなかった。(3)顔面神経核と舌下神経核でのマーカー(ChAT,KCC2,CGRP)発現の変化を、VGATノックアウトマウスのヘテロと野生型マウスで比較したが、両者で顕著な差は得られなかった。(4)顔面神経核と舌下神経核でのマーカー発現の変化を、KCC2ノックアウトマウスのヘテロと野生型マウスで比較したが、両者で顕著な差は得られなかった。以上の結果から、行動解析の結果からGABAが機能的回復に関与することは示唆されるが、マーカーの変化では裏付けられなかったため、今後さらなる精査が必要であることが明らかになった。抑制性神経伝達物質であるGABAとグリシンは発生期及び神経損傷後、興奮性に作用する。その興奮性は、神経系の発生及び損傷の修復に寄与すると予想されているが、証拠は示されていない。本研究は、GABA・グリシン伝達を担う小胞型GABA輸送体(VGAT)とK, Cl共輸送体(KCC2)の発現量が半減したヘテロマウスを用いて、神経再生への関与を解析した。その結果、GABA・グリシンの作用を抑制性に導くKCC2の発現量が半減した場合、顔面神経の機能回復が早まるが、小胞への充填を担うVGATの発現量が半減した場合、遅延していた。この結果、GABA・グリシンの興奮性作用が、神経の再生に寄与することが示された。研究を始めるにあたって、GAD,KCC2, VGATの3つの分子は神経再生に重要な役割を果たしていることは確信していたが、発現量が半減しただけで変化が現れるか不透明であった。再生過程に影響が出るかどうかが、本研究の最も重要な点であり、その結果が初年度に得られたことから、おおむね順調といえる。現在、症例数を増やして行動解析の再現性を確認するとともに、再生に伴って変化するシグナル分子(内部コントロール)の発現変化を解析中である。
熱帯雨林に分布するラワンの地下部バイオマスと根系の分布-菌根共生系の解明

インドネシア、スマトラ島中部のジャンビ州にあるガジャマダ大学演習林内で調査は行った。1.植生-1haの植生調査区内には胸高直径10cm以上の樹木が総計402本あり、少なくとも31科70種の樹木が分布していた。調査区内の樹木の胸高断面積合計は28.2m^2であり、25.5%をしめたフタバガキ科、10%をしめたフトモモ科、5%前後を占めたカンラン科、ムクロジ科、トウダイグサ科、ネムノキ科等が優占していた。2.根系-フタバガキ科の一種Shorea parvifoliaの胸高直径1075cmの木について、その根系の半分または4分の1の量を採取した。根系の水平分布は直径10cm程度の木では樹幹から48mの範囲に分布しており、直径20cmでは10m、直径3040cmでは15m、直径75cmの木では28mであり、大木では非常に大きいことがわかった。多くの側根は深さ80cmまでに分布しており、主根も直径10cmの木では1mまでであったが、直径75cmの木では深さ4mと大きくなるに連れ深くまで分布していた。根系のバイオマスは3620kgと推定され、その約半分が主根および板根によるものであった。側根の全体重量に占める割合は大きくなるにつれて増加すると考えられた。菌根量の推定値は301670gと根量に対して非常に少なかった。また菌根は土壌表層の腐植層に限って分布していた。熱帯では養分循環において落葉の分解が重要と考えられているが、この落葉からの養分吸収について主に菌根が担っていると考えられた。得られた菌根量から林分の菌根バイオマスを推定したところ、温帯や亜寒帯針葉樹林に比べて菌根量は少なく、有機質の少なさと対応しているのかもしれない。熱帯雨林において、特定の樹種の根系の分布やバイオマス、菌根量を初めて詳しく明かにすることができたと言える。インドネシア、スマトラ島中部のジャンビ州にあるガジャマダ大学演習林において植生調査と根系の調査を行った。年平均気温は26度前後、降水量は2600mmの場所である。1.植生調査:1haの植生調査区を設定した。調査区内には胸高直径10cm以上の樹木が総計402本あり、そのうち74本は植栽されたゴムの木であり、天然生の樹木は328本であった。328本のうち種まで同定できたものが148本、属まで同定できたものが147本、未同定樹種が33本となった。少なくとも31科70種の樹木が分布していた。調査区内の全ての樹木の胸高断面積合計は28.2m2であり、そのうちゴムノキ(2.11m2)を除くと26.1m2であった。全胸高断面積合計の25.5%をしめたフタバガキ科、10%をしめたフトモモ科、5%前後を占めた、カンラン科、ムクロジ科、トウダイグサ科、ネムノキ科、ヒルギ科、サクラソウ科などが優占樹種として挙げられた。

2.根系調査:胸高直径(樹高)10cm(11m)、13cm(19m)、13cm(13m)、14cm(17m)、21cm(21m)の5本の木について、その根系のおおよそ半分の量を採取した。直径21cmの木については4分の1を採取した。根系の範囲は48mであり、多くの根は深さ80cm程度までに分布していた。根系のバイオマスは348kg程度と推定され、その約半分が主根によるものであった。側根の全体重量に占める割合は樹木が大きくなるにつれて増加すると考えられた。菌根の量については、直径10cmの木についてのみ定量が終了したが数十グラム程度とバイオマスとしては非常に小さかった。しかし落葉層中に分布している細根のほとんどは菌根化しており、養分吸収は主に菌根が担っていると考えられた。インドネシア、スマトラ島中部のジャンビ州にあるガジャマダ大学演習林において、植生調査区の菌根バイオマスの調査および根系の調査を行った。1.植生調査区の菌根バイオマス:昨年度設定した1haの植生調査区を10x10mのサブプロット100個に分割しサブプロットの南西端に50x50cmの菌根サンプリングプロットを設定した。100カ所のサンプリングプロット全てについて、そこに含まれる外生菌根および細根を採取した。サンプルは0.2mmの節上で洗い、菌根の定量を行っている。サンプル数が多いため定量には最終年度半ばまでかかる予定。傾向としてはフタバガキが多く分布する調査区の西半分では菌根が多いが、フタバガキが少ない東半分では菌根は少なかった。2.根系調査:胸高直径(樹高)40cm(35m)、75cm(40m)の2本の木について、根系のおおよそ1/4の量を採取を試みた。直径40cmの木については4分の1の採取を終了した。根系は幹から14m程度までの範囲に及び、直径が半分程度のものの倍程度の範囲に広がっていた。多くの根は深さ80cm程度までに分布していた。直径75cmの木については表層40cm程度の根についてのみ採取を終えた。当初計画にはなかったが、採取が比較的順調に進んだため、フタバガキの大木と言って差し支えない大きな木についても根系を調査することとした。根は長いもので、樹幹から28mの範囲に及んでおり、これは1970年代の論文の約30mという値とほぼ同じであった。直径40cmのものに比べて、根の範囲は倍になっていた。根量は直径75cmの木が圧倒的に多く、これまで採取したすべての木の根よりも多い量となった。来年度はこの木の根の採集を終え、菌根サンプルの定量を行い、根系の解析を行う予定である。東南アジアの熱帯雨林を構成する樹木の地上部バイオマスについては多くの調査が行われてきたが、根系についての調査例は少なく、特定の樹種の根系バイオマスの調査は皆無である。本研究ではインドネシア、スマトラ島中部のジャンビ州にあるガジャマダ大学演習林(年平均気温26度、降水量2600mm)において、優占するフタバガキ科に属するShorea parvifoliaの根系および菌根バイオマスの調査を行った。昨年度までに直径40cmまでの木については数本ずつのサンプルを終え、今年度は直径75cm、樹高40mの大木について、根系の約1/4量のサンプルを行った。このレベルの大きさの樹木の根系の堀り取り調査はこれまでにないが、この種の根系の成長や増加を考える際に必須である。昨年度、表層40cm程度の根については採取を終えていたので、より深い場所の根系の調査を行った。深いところでも根の範囲は最大で樹幹から22mの範囲に及んでおり、表層の28mよりは短かったが広い範囲に根系が及ぶことが確かめられた。深さについては主に80cm程度のところまでに多くの側根が分布していたが、一部の側根は樹幹から離れた場所でも深さ3mに達する垂下根を形成していた。直根の一部は垂下し、地下4mに達していた。樹幹から23m程度の範囲には板根から多くの垂下根が発生し、3m以上の深さに伸びていた。
ミクログリア活性化のコントロールによる自閉症発症の制御

自閉性障害や統合失調症は、ひとたび罹患すると患者のクオリティー・オブ・ライフは一生涯影響を受けるため、根本的な治療法や予防法を確立することが社会的に求められている。本研究は、血管の異常を期待して作成した新規分子Leucine rich repeat containg 33(Lrrc33)のノックアウトマウスにおいて、偶然見出した意外な表現型を足掛かりとして遂行されている。Lrrc33ノックアウトマウスでは、血管に異常は全く無い一方、感染や異物が無いにもかかわらずミクログリアが恒常的に活性化され、発生期より脳において持続的な炎症反応がおこり、神経の器質的な傷害とともに、重篤な自閉症様症状を呈する。この知見を突破口とし、ミクログリアが、精神神経疾患の発症・病態の進行にどのように関与しているかを、マウスモデル、ヒトゲノムサンプルの有機的な連携を通じて、炎症を介する自閉症の発症機構の一端を明らかにすべく遂行されている。本年度の成果としては、Lrrc33は自然免疫を司るToll様受容体(TLR)、特にウイルスdsRNAの受容体であるTLR3とのヘテロダイマー形成により、TLRシグナルの負の制御因子として働くことを示唆する所見を、構造生物学的解析、免疫沈降法から得た。また、ヒト自閉スペクトラム症サンプルのゲノム解析によって得られたLrrc33遺伝子の一塩基変異に関し、ゲノム編集技術を駆使し、それらに相当する変異マウス(T488A,R688C)を作成し、その表現型の解析を進めている。近年、精神神経疾患の発症におけるキープレーヤーとして特に注目を集めているのが、中枢神経系における免疫細胞であるミクログリアである。本来外敵排除のために静止状態で待機しているミクログリアが、何らかの原因で制御不能となった場合、神経に対して危害を及ぼし、精神神経症状が出現すると考えられている。つまり、自閉症などの精神神経障害の少なくとも一部は、大脳における『炎症細胞社会のコントロール不全』と考えることが出来る。これまでの臨床研究において、自閉症の一部は炎症が関与することは、ほぼ明らかとなっているが、機能的側面からのアプローチは、ヒトを対象とした研究では難しい。これらを背景に本研究は、遺伝子改変マウスの解析、ヒトゲノム解析を同時進行させ、ヒトとマウスをサイエンティフィックに頻繁に往来し、Lrrc33遺伝子の自閉症発症における意義の全容解明を通じて、炎症細胞社会の破綻と自閉症発症の関連性の全容を解き明かすというものである。本研究の当初の計画に沿って、Lrrc33は自然免疫を司るTLR3とのヘテロダイマー形成により、TLRシグナルの負の制御因子として働くことを示唆する所見を、構造生物学的解析、免疫沈降法から得た点、また、ヒト自閉スペクトラム症サンプルのゲノム解析によって得られたLrrc33遺伝子の一塩基変異に関し、ゲノム編集技術を駆使し、それらに相当する変異マウス(T488A,R688C)を作成した点に関し、当初の予定通りに研究計画は進展しているといえる。本研究で解析されているLrrc33はTLR3の内因性のnegative regulatorとして作用することが構造生物学的解析、免疫沈降法による研究成果から示唆されているが、本年度は、その下流で働く分子経路を、Lrrc33欠損マウスの単離ミクログリアサンプルから、多面的に、分子生物学的、生化学的に検証し、その実態を明らかにする。またLrrc33欠損マウスの自閉症様の症状に関し、さらに行動解析のテスト(open field test、novel object testなど)を追加し、この表現型の解釈にさらなる幅を持たせる。理化学研究所吉川武男博士との共同研究である、ヒト自閉スペクトラム症サンプルのゲノム解析によって得られたLrrc33遺伝子の一塩基変異に関し、ゲノム編集技術を駆使して作成された一塩基変異ノックインマウス(T488A,R688C)の表現型解析を通じて、それらの変異の機能的な意義の検証をすすめる。また、本研究の柱となるのは、共焦点顕微鏡による蛍光免疫組織学的解析であり、紛れもなく必須の実験であるが、昨年度まで使用していた既存の共焦点顕微鏡装置が老朽化、レーザー発振装置、ディテクターの経年劣化、さらには、メーカーのサポートの中止により、装置を新たに整備する必要が生じている。これに対する対応策として、2019年度は共焦点顕微鏡レーザー発振装置(オリンパス製FV3000)の購入を予定している。