hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低線量率放射線被ばくによる造血幹細胞障害とその分子基盤の解析

初年度の解析によって低線量率被ばくによっては造血幹細胞に対して特異的に障害が生じることを明らかにした。そこで、本年度は低線量率被ばくが造血幹細胞障害を引き起こす被ばくの閾値の検討を行なった。照射放射線量を20mGy/日に引き下げて5ヶ月間照射すると(累積線量2.8Gy)、特異的な細胞表面抗原をマーカーとして同定した造血幹細胞数に大きな変化は見られなかったが、長期骨髄再構築能が低下していることから、造血幹細胞障害が引き起こされる閾値は20mGy/日以下であることが解った。次に、低線量率被ばくによって造血幹細胞が特異的に減少する分子基盤について解析した。単一細胞遺伝子発現解析システムBiomark HDシステム(Fluidigm)で分化誘導遺伝子群、アポトーシス関連遺伝子群、さらに細胞生存シグナル関連遺伝子群などの発現量を解析し、低線量率被ばくが造血幹細胞の細胞運命に影響を及ぼしていることを明らかにした。また、本年度に明らかにした低線量率被ばくによる障害がヒト造血幹細胞においても同様に生ずるかどうかを明らかにすることを目指して、ヒト造血幹細胞(ヒト臍帯血由来)を移植して造血システムを再構築したヒト化マウスの確立を行った。従来、造血組織に対する放射線被ばくの影響は、高線量・高線量率被ばくの影響について解析されたものがほとんどであり、低線量・低線量率被ばくの影響についての知見は乏しかった。しかし、福島原発事故を契機として、低線量率被ばくの生体に対する影響を明らかにすることが急務となった。広島大学原爆放射線医科学研究所においては実験動物を用いて低線量率被ばくの生体に対する影響を解析するための放射線照射設備が完備したことによって本研究を本格的に執り行うことが可能になった。初年度に低線量率での放射線照射が造血幹細胞の数と活性に及ぼす影響を明らかにすることができた。本年度は、造血幹細胞に障害を及ぼす低線量率被ばくの閾値と照射期間の検討、さらにその分子基盤について解析を進めた。その結果、造血幹細胞障害を引き起こす閾値は20mGy/日以下であることが明らかになり、非常に弱い低線量率被ばくでも長期間に渡ると造血幹細胞障害が引き起こされることが解った。さらに、低線量率被ばくが造血幹細胞の細胞運命の決定に影響を及ぼしていることも解った。また、ヒト造血幹細胞(ヒト臍帯血由来)を免疫不全マウスに移植して、造血システムを再構築したヒト化マウスの確立を行った。そこで、来年度には低線量率被ばくが造血幹細胞特異的に障害を引き起こす分子基盤についてさらに詳しい解析を進めるとともに、ヒト化マウスを用いた解析も進めたいと考えている。以上、研究計画は概ね順調に進めることが出来ている。造血組織は放射線に対して高感受性であり、急性放射線障害においては造血不全が、晩発性影響においては白血病や骨髄異形成症候群が発症することが危惧される。そのため、従来から造血組織に対する放射線被ばくの影響について精力的な解析がなされて来たが、これらの多くは高線量・高線量率被ばくの造血組織への影響について解析されたものであり、低線量・低線量率被ばくの影響についての知見は未だに乏しい。本研究では低線量率被ばくの造血組織への影響について解析するとともに、分子レベルにまで解析を進め、低線量率被ばくの造血組織への影響を防ぐための基盤理論の確立を目指す。
自己免疫性肝炎の免疫応答を規定する肝内浸潤T細胞受容体β鎖CDR領域の解析

自己免疫性肝炎の肝内浸潤T細胞が特定のT細胞レセプター(TCR)Vβ鎖を優先的に使用しているか、そのT細胞がクロナリテイーを有しているか、またそれらが病態により異なるか検討し、以下の新たな知見が得られた。尚、検討には診断のために施行した肝生検組織および経過観察中に採血が必要と思われた際に得た血清の一部を用いたが、その際に採取した検体の一部を本検討に用いることを患者さんに説明し承諾を得た。1.自己免疫性肝炎の肝組織中で使用されているT細胞レセプター(TCR)Vβ鎖の検討肝内浸潤T細胞および末梢血T細胞が高頻度に使用しているT細胞レセプターVβ鎖はそれぞれ異なるが、各症例に共通して肝内浸潤T細胞が使用している疾患特異的なT細胞レセプターVβ鎖は認められなかった。しかし傾向としては肝内浸潤T細胞は末梢血T細胞に比し使用しているT細胞レセプターVβ鎖の数が限定されていた。2.肝組織中のT細胞のクローナリテイーの検討とTCRβ鎖CDR3領域のシーケンス解析肝内浸潤T細胞が末梢血T細胞に比し有意に高頻度に使用しているT細胞レセプターVβ鎖のCDR3領域のシークエンスを行うと、発症初期の活動性の強い時期の症例では特定のT細胞レセプターVβ鎖を有するT細胞がオリゴクローナルに増殖しているが、発症時からの経過が長く鎮静化した時期の症例ではそうした傾向はみられなかった。現在、そうした特定のT細胞レセプターVβ鎖を有するT細胞のクロナリテイーが治療の影響等により経時的にどのように変化するか、同一症例を用いて検討中である。
インターフェロンγが活性化するマクロファージの細菌認識メカニズムの解析

マクロファージは自然免疫の一端を担う細胞であり、インターフェロンγはマクロファージを強力に活性化する。これまでに我々は、宿主細胞の分解システムであるオートファジーが、インターフェロンγ誘導性自然免疫に関与する事を明らかにしている。本研究において、オートファジーマーカーであるLC3のリステリア感染部位への集積が、インターフェロンγ刺激により顕著に上昇する事を観察し、インターフェロンγが単に基底レベルのオートファジーを活性化するだけではなく、細菌特異的な選択的オートファジーの能力を上昇させる事を明らかにした。マクロファージに代表される食細胞は自然免疫の一端を担う細胞であり、病原体を貪食し、殺菌・分解を行う。一方で、結核菌を代表とするMycobacterium属細菌やリステリア、サルモネラといった細胞内寄生菌はマクロファージの殺菌作用を回避し、マクロファージ内で生存・増殖する。これら細胞内寄生菌に対する感染防御には種々の刺激によるマクロファージの活性化が重要である。インターフェロンγ(IFN-γ)はマクロファージの主なアクチベーターであり、細胞内寄生菌に対する感染防御機構を理解するためにはIFN-γによるマクロファージ活性化メカニズムの解明が重要である。オートファジーは細胞内の不要になった小器官を分解するだけではなく、細菌感染時には細胞内に侵入した細菌をも分解する事が知られている。近年、我々の研究グループではIFN-γ刺激によりオートファジーが活性化されることを見いだしている。そこで、本研究ではオートファジー機構の本体であるオートファゴソームがどのようにIFN-γに調節されているかを調べた。まず、RAW 264.7マウスマクロファージ様細胞株にオートファジーマーカーであるGFP-LC3発現ベクターを導入し、オートファゴソームの本体であるオートファゴソームを可視化した。Listeria monocytogenesもしくはMycobacteriumbovis BCG株を感染させたGFP-LC3発現RAW 264.7細胞を固定後、蛍光顕微鏡下で観察したところ、IFN-γ処理した活性化マクロファージ内でGFP-LC3陽性細菌が増加した。さらに、IFN-γがタンパク質キナーゼのp38MAPKシグナル伝達経路を介してオートファジーを活性化し、この作用によりIFN-γはオートファジー依存的にマクロファージの殺菌力を増強した。本研究によりIFN-γにより活性化したマクロファージでは細菌特異的なオートファジーが活性化し、この作用が感染防御に重要であることが明らかになった。しかし、結核菌を代表とするMycobacterium属細菌やリステリア、サルモネラといった細胞内寄生菌はマクロファージの殺菌作用を回避し、マクロファージ内でも生存・増殖する。オートファジーは不要になった細胞内小器官や、感染時では細胞内に侵入した細菌を分解する機構であるが、近年、我々の研究グループではIFN-γ刺激によりオートファジーが活性化されることを見いだしている。まず、RAW 264.7マウスマクロファージ様細胞株にレンチウイルス遺伝子導入法によりオートファジーマーカーであるGFP-LC3発現ベクターを導入し、オートファゴソームを可視化した。このことから、IFN-γ処理マクロファージでは細菌に対する特異的オートファジーが活性化していることが明らかになった。今後はIFN-γによるオートファゴソーム細菌認識機構の活性化メカニズムを明らかにする予定である。マクロファージに代表される食細胞は自然免疫の一端を担う細胞である。種々の細胞から分泌されるサイトカインのうち特にIFN-γが強力にマクロファージを活性化し、IFN-γ活性化マクロファージは捕食した外来病原体に対する殺菌力や、腫瘍細胞に対する破壊作用が強化される。IFN-γによるマクロファージ活性化は自然免疫において重要なステップである。細胞内寄生菌はマクロファージの殺菌作用を回避し、宿主細胞内で生存、増殖するが、IFN-γ刺激により活性化したマクロファージ内では殺菌される。IFN-γによるマクロファージ活性化メカニズムの解明は細胞内寄生菌に対する感染防御機構を理解する上でも重要である。申請者はこれまでにIFN-γ刺激

マクロファージでp38MAPKやIFN誘導性GTP結合タンパク質であるIrgm1を介して、オートファジーが活性化することを明らかにしている。そこで、本研究ではIFN-γ誘導性オートファジーの細胞内寄生細菌に対する作用メカニズムの解明を試みた。オートファジーに必須の因子をノックダウンする事で、RAW264.7マクロファージ様細胞からオートファジー機能低下細胞株を樹立し、細胞内寄生菌を用いた感染実験により、IFN-γの殺菌作用が減弱する事を明らかにした(Matsuzawa et al. Immunology 2014)。また、細菌感染の刺激でもオートファジーが活性化する事を明らかにした(Fujiwara, Matsuzawa et al. J Immunol Methods 2013)。さらにIFN-γ処理したマクロファージでのみGFP-LC3の細菌感染部位への集積が顕著に増加することを見いだしており、IFN-γは単にオートファジーを活性化するだけではなく、細菌特異的オートファジー(ゼノファジー)の機能も増加させる事を明らかにした。細菌感染学本研究の目的であった、IFN-γ誘導性細菌認識機構に関与する分子の同定はやや遅れている。しかし、本研究において申請者は、IFN-γがタンパク質キナーゼのp38 MAPKシグナル伝達経路を介してオートファジーを活性化し、この作用によりIFN-γは誘導型一酸化窒素合成酵素(NOS2)非依存的、オートファジー依存的にマクロファージの殺菌力を増強すること、IFN-γ処理マクロファージでは細菌特異的なオートファジーが活性化していることを明らかにした。以上のことより現在までの達成度の区分を「(2)おおむね順調に進展している」とした。申請者はこれまでに、IFN-γがタンパク質キナーゼのp38 MAPKシグナル伝達経路を介してオートファジーを活性化し、この作用によりIFN-γは誘導型一酸化窒素合成酵素(NOS2)非依存的、オートファジー依存的にマクロファージの殺菌力を増強することを明らかにしてきた。本研究において、IFN-γ処理マクロファージでは細菌特異的なオートファジーが活性化していることを明らかにしている。しかし、平成24年度の研究目的であった、IFN-γ誘導性細菌認識機構に関与する分子の同定が遅れている。以上のことより現在までの達成度の区分を「やや遅れている」とした。今後は、日本細菌学会や日本分子生物学会等でこれまでに得られた研究成果を発表する予定である。平成25年度にはIFN-γ誘導性細菌認識機構に関与するIFN誘導性GTP結合タンパク質及びTLR/NLR分子を同定し、IFN-γ誘導性細菌認識機構の分子メカニズムの解明を試みる。IFN-γ誘導性細菌認識機構に関与する事が明らかになった分子の細胞内動態を観察する。TLR/NLRとIFN誘導性GTP結合タンパク質との相互作用をGST-pull down解析にて調べる。
葉緑体シグナルによる核遺伝子発現の調節機構

葉緑体に代表される色素体の存在は、細胞内共生説により説明される。葉緑体には3000種類以上のタンパク質が存在するが、葉緑体ゲノムにコードされている遺伝子はわずか100種類程度に過ぎない。残りの遺伝子は進化の過程で宿主の核ゲノムに移ってしまったため、葉緑体の分化は核遺伝子の発現により支配されていると言って過言ではない。一方で、葉緑体での活動で生じる様々な代謝産物は核へのシグナルとして働き、葉緑体自身も何らかの形で核遺伝子の発現をコントロールしていると考えられるが、その実体は不明である。本研究では葉緑体から核へのシグナル伝達を担う因子の同定を目指し、解析を行ってきた。本年度は、タンパク質輸送変異体を用いた網羅的遺伝子発現解析により、葉緑体形成阻害が核遺伝子発現に及ぼす影響と、これを核へ伝達するシグナル伝達因子を探索した。まず、タンパク質輸送阻害により引き起こされる葉緑体形成阻害は、核コードの光合成関連遺伝子の発現を特異的に抑えることが明らかになった。次に、網羅的遺伝子発現解析のデータからシグナル伝達因子を探索した。その結果、18個のポジティブ・レギュレーター候補因子と55個のネガティブ・レギュレーター候補因子を同定した。この結果は、同定したシグナル伝達候補因子が葉緑体シグナルに応答した光合成関連遺伝子の発現調節に関与していることを示唆している。葉緑体は光合成細菌が真核細胞に共生することで生まれた植物固有のオルガネラである。もともと葉緑体ゲノムが持っていた遺伝子のほとんどは進化の過程で核ゲノムに移ってしまったため、葉緑体の分化は核遺伝子の発現により支配されていると言って過言ではない。その一方で、葉緑体自身も何らかのシグナルを核に送り、核遺伝子の発現を調節していると考えられている。これまでの研究で、クロロフィル中間体などいくつかのシグナル候補因子が同定されてきた。しかし、これらの候補の多くはいわゆる「シグナルソース」であり、実際に「シグナル伝達」を担う因子は未だ不明である。そこで本研究では、葉緑体タンパク質透過装置複合体構成因子のRNAi株及び遺伝子破壊株を利用して、葉緑体から核へのシグナル伝達因子を探索するごととした。まず、エストロゲン誘導的にTic110の発現を抑制するRNAiコンストラクトを作製し、これをシロイヌナズナに形質転換した。RNAiを誘導すると形質転換体は期待されるアルビノ表現形を示した。現在、この植物を用いてRNAiに応答して変化する遺伝子を探索している。これと同時に、別のタンパク質透過装置複合体構成因子Toc159を欠失するppi2変異体を用いて、低温応答性遺伝子COR15Aの産物であるCor15amタンパク質の蓄積が損なわれていることを明らかにした。興味深いことに、タンパク質のみならずCOR15Aの核での発現も損なわれていたことから、低温シグナル伝達系と葉緑体シグナルのクロストークが示唆された(Nakayama et al.,in press)。
木橋の腐朽劣化を防止するために―その評価と対策法について

本研究の到達目標は以下の4項目である。1.木橋の腐朽事例を収集・整理と腐朽しやすい箇所の特定2.腐朽菌の鑑定による腐朽害の系統的評価と今後の劣化進行速度の予測3.腐朽した部材の強度特性の解明、および構造上の重要度とあわせた評価4.部材の腐朽劣化が橋梁全体の構造特性及ぼす影響の実橋実験による検証本目標に基づいた2年間の成果を要約すると以下のとおりとなる。・木橋が再び見られるようになって10年あまりであるためそれらの多くは比較的新しく、腐朽事例はあまり目立たなかった。しかしその中でも腐朽が疑われる箇所は水回りの不備ときわめて明快な相関があった。近代木橋の中には水回りに対する適切な配慮が欠けているものが多く今後問題となることが予想される。・今後の劣化予測は維持管理と密接な関係があるため、一概な表現は難しい。劣化防止の観点からは適切な維持管理のあり方が示される必要がある。また木材腐朽菌は住宅等で知られているものが多く木橋特有の傾向は見られなかった。ただし、蟻害すなわちシロアリの被害は見られなかった。・木橋に使用されていた古材を回収し、強度などの物性試験および腐朽度診断を実施した。その結果、交換された部材でも強度面では十分な性能を有すること、腐朽が見られる部材でも一般の木材と同様な点検器具により物性を予測しうること等がわかった。・木橋部材に求められる性能は腐朽しないことではなく、腐朽が見られても必要な強度を有しているかどうかという点である。この点から、腐朽させないよう配慮しておくことはいうまでもないが、腐朽が進行しつつある部材の強度性能の評価が今後は重要になると考えられる。本年度の到達目標は以下の2項目である。1.木橋の腐朽事例を収集・整理と腐朽しやすい箇所の特定2.腐朽菌の鑑定による腐朽害の系統的評価と今後の劣化進行速度の予測これらを鑑み今年度は全国34橋の実地調査を行い、以下の知見を得た。・木橋が再び見られるようになって10年あまりであるためそれらの多くは比較的新しく、腐朽事例は目立たなかった。・腐朽が疑われる箇所は水回りの不備ときわめて明快な相関がある。しかしながら近代木橋の中には水回りに対する適切な配慮が欠けているものが多く今後問題となることが想像される。・木材腐朽菌はそれぞれについて複数種存在するが、これらは住宅等に一般に見られるものであり特に木橋特有の傾向は見られなかった。しかし、木橋は住宅で間題となる蟻害については全く見られなかった。・ボンゴシのような高耐久性をうたう輸入木材を用いた木橋では、必ずしも当初の期待を発揮していないものが見られた。これらについては日本の気候風土を考慮した設計とはなっておらず水回りに決定的な問題があるので、今後監視が必要である。・今後の劣化予測は維持管理と密接な関係があるため、一概には表現できない。・維持管理に費やすことができるコストも無尽蔵なわけではなく、最低限の維持管理スペックとしての程度と要点をまとめることが重要であると思われる。一方で、現在ほとんど維持管理がなされていない木橋であっても十分に機能は有していることからも、それらの安全性をいかに判断するかが今後の課題である。
女性の出産・育児と就業行動の実証研究

女性の就業促進、具体的には、1非労働力から労働力への移動の促進、2既に就業中の母親の場合は、彼女達の労働時間の延長や機会の拡大、などを推進するために、パートナーである男性の働き方を変えることが、どの程度影響があり効果的な政策であるかを分析した。その一環として、育児や家事分担に関して、父親がフレックスタイムの様な柔軟な働き方をする場合の変化について分析した。さらに、労働条件に対する選好が男性と女性とで異なることを考慮した均衡サーチモデルを構築し、そのモデルに基づいたシミュレーション分析により、男女の労働時間の違いによってもたらされる企業の生産性、及び、労働者の人的資本形成への影響を明らかにした。平成24年度は、日本と米国の就業と生活に関する個票データの分析をはじめた。米国はNational Longitudinal Survey of Youth 1979 (NLSY1979)の最新年度のデータを分析年に加えた。日本は「くらしと仕事に関する調査(Longitudinal Survey on Employment and Fertility)」及び「国勢調査」のデータを整備した。日本と米国のデータを使い、職場におけるワークライフバランス施策(育児休業制度、短時間勤務制度、在宅勤務制度、フレックスタイム制、時差出勤の制度、事業所内保育施設等)と子供の有無・子供の学校外の活動等の関係を調べた。また、近年、不妊に悩む夫婦が増加しているため、不妊治療と就労の両立を人々はできているのか、日本の「くらしと仕事に関する調査」を使い検証している。さらに、出産前と出産後で、また子供数が増えるときで、女性の職業・業種・就業形態やスキルがどのように変化するのかを調べている。平成25年度は、米国のデータを用いて、出産前と出産後で、また子供数が増えるときで、女性のスキルがどのように変化するのかを調べた。日本の「くらしと仕事に関する調査(Longitudinal Survey on Employment and Fertility)」の個票データに基づき、母乳育児と親の就業との関係について分析した。子供の出産後1年以内に、母親が仕事に復帰すると母乳育児期間は短くなる一方、父親がフレックスタイム制で働くと母乳育児期間が長くなることを明らかにした。平成23年度は、職業情報データを整備し、福利厚生制度の情報を収集した。福利厚生制度の資料はデータ化し、福利厚生制度と雇用政策に関するサーベイをした。また、分析対象となるマイクロデータを整備した。出産前後および子供数が増えるときのそれぞれにおいて、女性の職業・業種・就業形態がどのように変化するのかを調べた。本研究では、女性の出産前後における労働条件、及び、仕事内容の変化を分析した。さらに、男性と女性では労働条件に対する選好が異なることを考慮した均衡サーチモデルを構築し、そのモデルに基づいて、労働時間、及び、勤続形態の違いによってもたらされる企業の生産性、及び、労働者の人的資本形成への影響を分析した。平成26年度は、母親の就業状況、及び、父親の働き方が、家庭生活、とくに育児や家事分担へもたらす影響を分析した。「National Longitudinal Survey of Youth; (NLSY)」と、「くらしと仕事に関する調査(Longitudinal Survey on Employment and Fertility; (LOSEF)」に基づいて、父親がフレックスタイム制のような柔軟な働き方をすることが育児や家事分担に与える変化について分析した。このような、母親だけでなく、父親の働き方をも関連させた分析結果は、海外の既存研究と比較しても新しい知見である。これに基づいて、女性の就業促進、具体的には、1非労働力から労働力への移動の促進、2既に働いている母親の場合はさらに労働時間を増やせるようにすること、などの政策を推進するためには、パートナーである男性の働き方を変えることが、どの程度影響があり効果的な政策であるかを検証した。これらの研究成果については、コンファレンスで発表し一般メディアでも掲載されている。さらに学術論文の形にまとめて学術雑誌に投稿しており、既に採択されている雑誌もあるが、さらなる刊行を目指している。労働経済学産前産後の休暇又は育児休業の取得に伴う科学研究費助成事業の補助事業期間の延長を申請し、承認された。新たな研究実施計画における平成24年度の研究計画を実行した。日米の個票データの整備が終了した。マイクロデータの記述統計、回帰分析を行いながら、女性の就業と出産・育児の関係を把握している段階である。米国のデータを用いて、出産前と出産後で、また子供数が増えるときで、女性のスキルがどのように変化するのかを調べた。LOSEFデータを用いた母乳育児に関する論文が査読雑誌に掲載された。資料収集とマイクロデータの整備を行い、データ解析を行っている。申請書の研究の目的の平成23年度予定をほぼ達成した。出産前と出産後で、また子供数が増えるときで、女性の職業・業種・就業形態やスキルがどのように変化するのかを調べる。

そして、日本と米国の結果を比較して、それぞれの女性の就業形態とスキルの変化の特質を明らかにする。その類似点は何か、その差異は何から生まれるのか、政策の違いに起因するのかを、制度、政策も調べることにより、明らかにする。育児期の女性が転職する確率と、非就業になる確率の変化を分析し、それに伴う賃金の変化を分析する。また、LOSEFデータを用いて、夫婦の育児・家事分担と夫婦満足度の関係について分析する。育児期の女性が、転職する確率、非就業になる確率を分析し、その時期に賃金がどう変化するかを分析する。育児期の女性がミスマッチを解消するために転職する場合、人的資本がどれだけ損失するかを測り、それが賃金ロスにどのような影響を与えるかを分析する。一部のデータ解析の作業を遂行するため研究補助が必要となる。統計ソフトは名古屋大学情報処理センターの研究用計算機システムを使用するため、計算機使用料が発生する。研究会、学会に参加して当該研究について意見交換を行うため、研究費を使用する。使用していた計算用計算機システム(名古屋大学情報基盤センター)の統計ソフトが、昨年夏のシステム更新の際、更新されず、そのため、結果的に、同システムを利用できなくなり、当初予定していた額の計算機利用料が発生しなかった。このシステム更新に対処するため、プログラムを別のソフト対応のものに修正するなど対応した。データ解析の作業を遂行するため研究補助が必要となる。また、研究会、学会に参加し、当該研究について報告、意見交換を行うため、研究費を活用する。データ解析の一部の作業を遂行するため大学院生の研究補助が必要となる。研究成果については学会等で報告するため、旅費が必要となる。
リアルタイム誘発脳波抽出手法

脳と外部機器を直結するBMI(Brain Machine Interface)技術が注目されており,脳波を利用して,機器の操作や幾つかの脳内意思の解読等を行うことが可能である.今後,多種多様な操作・解読を行うためには,未だ発見されていない誘発脳波の検出・抽出が必要である.しかし,既存の抽出手法では,1つの誘発脳波の抽出に膨大な時間がかかるため,様々な誘発脳波の抽出は困難である.したがって,本研究では,ディープクラスタリングを応用したリアルタイム誘発脳波抽出手法の研究を行う.脳と外部機器を直結するBMI(Brain Machine Interface)技術が注目されており,脳波を利用して,機器の操作や幾つかの脳内意思の解読等を行うことが可能である.今後,多種多様な操作・解読を行うためには,未だ発見されていない誘発脳波の検出・抽出が必要である.しかし,既存の抽出手法では,1つの誘発脳波の抽出に膨大な時間がかかるため,様々な誘発脳波の抽出は困難である.したがって,本研究では,ディープクラスタリングを応用したリアルタイム誘発脳波抽出手法の研究を行う.
『万葉集』の特殊性と普遍性　翻訳の実践および理論を通して

万葉詩人の表現の独自性がどのようなものであるかという問いに対し、翻訳の実践と理論を通して答を導いた。一方では、例えば、和歌に含まれる掛詞の二重の意味をどのように掴み、別の言語で伝えることができるかについて考察した。また、枕詞については、日本で評価を得ている注釈書をいくつか検討し、広い知識をもとに意味合いを導き出し、別の文化においてそれに対応する表現を見出した。他方では、例えば、翻訳学学者メショニックの理論を基に、彼の言う「主体」「リズム」などの概念をどのように『万葉集』の和歌に当てはめられるかを問い、万葉詩人の技法を通して、当時の人々の世界観、時間の感覚などの「文明的な」要素を明らかにした。『万葉集』の和歌における枕詞、掛詞、序詞に関する三つの研究発表を行った。1「『万葉集』における恋の祈りー「乞ふ」と「恋ふ」を翻訳する」(翻訳実践と理論の研究学会(SEPTET)主催の国際シンポジウム「聖なるものを翻訳する」、アルトワ大学、5月22日)。第3巻第380番歌を扱い、枕詞「ゆふだたみ」に焦点を当て、この枕詞と「手向」山との結びつきによって、和歌が聖なる世界と俗なる世間とを結びつける象徴的な境を喚起していること、また神に祈りを捧げると同時に恋人に恋を打ち明けているような歌が、身体の欲望と心魂の願望とのあいだの結びつきを生むことを示した。2「『万葉集』における「孤悲」の表現ーそのフランス語訳についての一考察」(日本比較文学会第50回関西大会、11月22日)。第4巻第560番歌および第9巻第1778番歌を取り上げ、「孤悲」という孤独と悲しみを意味する漢字二字からなる古語をどう解釈し、フランス語に訳すべきかについて論じた。また「踏み平す」の表現に着目し、「平す」は「鳴らす」に通じることから、悲しみのなかにも喜びの響きが潜んでいることを示した。3「『万葉集』の一首に見られる、エクメーネ的視点、つまり詩人が自己の内面と外界の様子を結びつける視点」(社会科学高等研究院(EHESS)、日本学研究センターのセミナー「風土学」、3月13日)。第8巻第1617番歌に焦点を当て、物象、心象とつなぎ詞の分析を通して、内面世界が外界の風景に当てはめられて描写されることを示し、詩の主体を包む風景が同時にまた詩の主体によって包まれてもいるような、和歌が提起する哲学的、詩的、存在論的意味合いについて考察した。なお、2011年のフランス比較文学会での発表に基づき、「翻訳の重要な基準としての美学的観点ー上代和歌2首を現代語訳、フランス語訳と比較して」と題した論文を出版した。詩には語および文法を解読して得られる言語学的な意味と、詩に詠われているものとの共感によって把握される人間学的な意味の二つがあり、その二重の意味合いについて理論的な研究を行った。研究発表は以下の4点である。1上代文学会における「『萬葉集』における恋の表現についてー翻訳を試みて」(5月)、2全国大学国語国文学会における「和歌の表現の巧みさをどのように翻訳するかー『万葉集』の一首の和歌における同音異義語のはたらきを例に」(6月)、3万葉文化館第共同研究にて研究発表「『万葉集』の歌三首から「おほほしく」をどう解釈し、フランス語に翻訳するか」(11月)、4フランス翻訳学会第1回研究会における「詩の「詩性」をどのように翻訳するかーアンリ・メショニックの『リズム論』をめぐって」(平成28年3月)。学術出版は以下の3点である。1「和歌における枕詞の働きー『万葉集』の三つの和歌について」『芸術のかたちと受容の質ー「生の作用」のさまざまな芸術の出会いー』(マルク・マチュー=ミュンシュ編、オノレ・シャンピオン出版、10月)、2「秋風と露の涙ー『万葉集』の一首に関する風土的な考察」(インターネット出版、11月)、3「春の日を愛でる言葉「菅の根」『万葉集』における同士「こひわたる」と助詞「を」の働きに関する一考察」(平成28年3月)。なお、上記に加えて『万葉集』および古典文学の専門家3名へのインタビューを行った。以上の研究を通して、『万葉集』における恋の表現の多様なニュアンスを吟味するとともに、それらの極めて日本的な表現がいかに普遍性を有しているかを示すことを試みた。一方では詩の意味を理解するために解釈学が不可欠であるが、他方、翻訳するためには、翻訳先の言語における修辞の中から、原文が与える作用を同じように与えるものを見つけることが必要であることを明らかにした。当初の計画書においては予定されていなかった活動をいくつか下に挙げる。12つの学術論文を発表した。さらに加えて、本務校の紀要へ論文「春の日を愛でる言葉「菅の根」ー『万葉集』における動詞「こひわたる」と助詞「を」の働きに関する一考察」を投稿した。2フランス翻訳学会第1回研究会における発表。ここではアンリ・メショニックのリズム論に基づいて、詩におけるリズムについて考察した。その結果として理論的なアプローチを試みることになった。なお、この研究会の主催を務め、今後の共同研究プロジェクトの代表者となった。

3この会においては古典文学および『万葉集』を専門とする3名(駒木敏、岩下武彦、西澤一光諸氏)へのインタビューを行ったばかりではなく、万葉文化館の井上さやかおよび小倉久美子両氏へのインタビューも録音することができた。このような成果によって、平成28年度の活動計画についても一層、期待できることとなった。本年度夏、パリにてフランス翻訳学会における「日仏翻訳学夏期セミナー」を主催するが、その際、フランスで『万葉集』の研究を行っている専門家5名、また、翻訳そのものについて議論するため、15名を講師として招く。詳細は以下に記載されている通り:http://www.kit.ac.jp/wp/wp-content/uploads/2016/04/events160829_jp.pdf。なお、平成29年度4月には、フランスにて同学会の第一回国際大会が行われるが、その中で「日仏方法学的対話」と題されるセッションを主催する。以上の活動を通して、日仏の翻訳学的問題および日本古典文学の現代語・外国語への翻訳の問題に関して、様々な側面を議論してゆくことができる。その中で、和歌の日本的な特殊性と普遍性について、考察を深めることができるに違いない。「翻訳し難いもの」に焦点を絞り、以下のテーマを扱った。1.枕詞。2.『萬葉集』の和歌における時間性。3.和歌における恋の象徴的表現。1.「あしひきの」「しきたへの」「うちひさす」を挙げ、賀茂真淵の解釈の再評価を試みた。彼の解釈は科学的知識を欠くという批判があるものの、その一貫した基準が美を求める詩的なものであることを明らかにした。2. H.メショニックの詩論によれば、詩の世界には、ある主体が存在しうるが、それが存在するためには、詩の中に時間性がなくてはならないという。第十巻第1934番歌の表現に焦点を絞り、詩の主体がどのような時間性の中に生きているかについて検討した。また、加藤周一の理論によれば、能や歌舞伎では不動に向かう動きを観客に見せるだけでなく、観客自身の生においてその永遠の瞬間を感じ取らせるという。詩の作用によって、和歌の読者もまた、歌に現れると同時に自身の生にも「今」はっきりと現れる、ある存在を感じ取るのだとすると、その存在はメショニックの言う「主体」に通じるものではないか。読者への作用は訳し難いとしても、翻訳者はこの作用を意識すべきであり、そうして初めて和歌の持つ力を西洋の読者にも感じさせることができるのだと結論した。3.第11巻第2919番歌の分析を通して、着物の帯紐が恋人の間に結ばれた絆を象徴することを示し、次いで第10巻第1921番歌を通して、枕詞「菅の根の」にも同様の象徴性があることを論じた。最後に第11巻第2406番歌を問題にし、従来の和歌の注釈に忠実な視点を踏まえつつ、一読者として三つの和歌を総合した新しい解釈を提案することで、より十全な翻訳に達する可能性を示した。以上の研究を通して、和歌の「翻訳し難いもの」を示しつつ、日本的な表現の特殊性の中にある普遍性が見出されることを明らかにした。万葉詩人の表現の独自性がどのようなものであるかという問いに対し、翻訳の実践と理論を通して答を導いた。一方では、例えば、和歌に含まれる掛詞の二重の意味をどのように掴み、別の言語で伝えることができるかについて考察した。また、枕詞については、日本で評価を得ている注釈書をいくつか検討し、広い知識をもとに意味合いを導き出し、別の文化においてそれに対応する表現を見出した。
脊椎動物における標的相同組換え法の確立と変異体作製

標的相同組換え法はマウス以外の脊椎動物では成功が報告されていない。そこで、ショウジョウバエでの成功例を参照し、小型熱帯魚ゼブラフィッシュを用いて脊椎動物での標的相同組換え法の確立を目指した。(1)熱誘導型Creリコンビナーゼ、(2)熱誘導型I-SceIメガヌクレアーゼ、(3)アルビノあるいはゴールデン遺伝子座に対する標的配列、の全てを保持するトリプルトランスジェニックフィッシュを作製し、成魚になった段階で熱処理してアルビノあるいはゴールデンのホモ接合体と交配した。その結果、アルビノ遺伝子座に対する試行において、およそ二万三千の胚のうち二個体でアルビノ表現型を示した胚を得た。脊椎動物においてはマウスにおいて培養細胞系を介した相同組換えを用いてトランスジェニックマウスが多数作製されているが、その他の脊椎動物では相同組換えによるトランスジェニック動物作製の成功例は報告されていない。2000年にRongとGolicによりショウジョウバエでの標的相同組換えの成功が報告された。彼らはトランスポゾンPエレメント、FLP-FRPリコンビナーゼ、I-SceIメガヌクレアーゼ、の三つのシステムを組み合わせ、生殖系内で相同領域の組換えを誘発する方法を用いた。そこで本研究ではその報告を参照し、小型熱帯魚ゼブラフィッシュを用いて脊椎動物での標的相同組換え法の確立を目指した。組換えが容易に判断出来るよう、体表模様の変異体であるアルビノ、ゴールデンのそれぞれの原因遺伝子について相同組換えの試みを行うこととした。まずTol2システムを用いて必要とされるトランスジェニックフィッシュ系統を作製した。熱誘導型Creリコンビナーゼ、熱誘導型I-SceIメガヌクレアーゼ、それぞれを保持するトランスジェニックフィッシュ系統を樹立し、それらを交雑させることで両方の挿入を持つダブルトランスジェニック系統を作製した。一方、アルビノ遺伝子座、ゴールデン遺伝子座に対して内部にメガヌクレアーゼ認識配列を含んだ相同なゲノム配列を持ったトランスジェニックフィッシュ系統もそれぞれ作製して、これらをあらかじめ樹立したダブルトランスジェニックフィッシュと交雑してトリプルトランスジェニックフィッシュを作製した。系統化したトリプルトランスジェニックフィッシュを交雑可能になるまで育て、成育後毎日37°Cで一時間ヒートショックを与えた。その後、アルビノあるいはゴールデンのホモ個体と交配し、それぞれの表現型を示すかどうか解析した。現在までの所、アルビノ遺伝子座に対する相同組換えの試行において、およそ二千二百の胚を観察し、そのうち一個体でアルビノ表現型を示した胚が得られた。脊椎動物における相同組換え法はマウスでのみ行われており、マウスでは多数のトランスジェニック動物が作製されている。一方、その他の脊椎動物では相同組換えを利用したトランスジェニック動物の作製は報告されていない。しかしながら、突然変異体を用いた遺伝子機能の解析には、変異部位をコントロール出来る標的相同組換え法の確立が不可欠である。彼らはトランスポゾンPエレメント、FLP-FRPリコンビナーゼ、I-SceIメガヌクレアーゼ、の三つのシステムを組み合わせ、生殖系内で相同組換えを誘発する方法を用いた。そこで本研究ではその報告を参照し、小型熱帯魚ゼブラフィッシュを用いてマウス以外の脊椎動物での相同組換え法の確立を目指した。組換えが視覚的に容易に判断出来るよう、体表模様の変異体であるアルビノ、ゴールデンのそれぞれの原因遺伝子について相同組換えを試行した。昨年度の段階で、必要とされる熱誘導型Creリコンビナーゼ、熱誘導型I-SceIメガヌクレアーゼ、相同ゲノム配列を持つトリプルトランスジェニックフィッシュを樹立しており、これらを用いて研究を進めた。系統化したトリプルトランスジェニックフィッシュを交雑可能になるまで育て、成育後毎日370Cで一時間ヒートショックを与えた。現在までに、アルビノ遺伝子座に対する相同組換えの試行において、およそ二万三千の胚を観察し、そのうち二個体でアルビノ表現型を示した胚が得られた。残念ながらこれら二個体は成育途中で死亡してしまったため、相同組換えについての詳細な解析は行えなかった。またゴールデンについては組換え体が得られなかった。
広範囲なHIV臨床分離株を用いた薬剤耐性誘導システムの樹立と効率的な治療法確立

広範囲な新規臨床分離株を用いた、in vitro薬剤耐性誘導システムを樹立し、解析を行った。4種類の抗HIV剤に対する耐性誘導過程において、各抗HIV剤が作用部位とは異なるエンベロープ領域のdiversity(多様性)を減少させるのみならず、それぞれの薬剤によって選択するウイルスのエンベロープ領域に違いが見られることを明らかにした。このことは、今後、抗HIV-1療法における侵入・融合阻害剤との組み合わせにおける薬剤選択に重要な知見となると考えられる。これまで耐性ウイルス出現の機序の研究には実験室株であるHIV-1サブタイプBのCXCR4指向性HIV-1(X4ウイルス)をT細胞株に感染させるin vitro耐性誘導解析が主に行われてきたが、in vitroの結果と臨床(in vivo)の結果で乖離が認められることが多かった。実際に患者体内で感染の主体となっているウイルスはCCR5指向性HIV-1(R5ウイルス)であり、また、サブタイプB以外のHIV-1の感染が広がっていることなどが原因と考えられる。そこで、本研究は、HIV-1感染患者から、各種サブタイプ(B, C, CRFO1_AE,およびCRFO8_BC)のR5-、X4-、およびX4/R5混在-臨床ウイルスを分離し、広範囲なラルテグラビル(RAL)に対するin vitro耐性誘導及びその解析を行った。その結果、これまでin vivo耐性ウイルスでのみ認められていたY143C/R変異や、現在までに一度も報告がされていない新たな関連変異(G189Rなど)がin vitroで誘導された。これらの結果は実験室株ではなく各種臨床分離株を用いる本システムにより、in vivoに近い耐性変異のデータを得ることが可能なことが示された。また非常に興味深いことに、RALのプレッシャーによりインテグラーゼだけでなくエンベロープ(Env)の領域においても、耐性誘導前のクワシスピーシスから、耐性誘導群と継代コントロール群で明らかに異なった配列を有するウイルスが選択されることが明らかになった。つまり、RAL耐性獲得過程で何らかのEnv領域の選択に対する関与が存在することが示唆された。昨年度に実施した各種サブタイプのR5-、X4-、およびX4/R5混在-新規臨床分離株を用いたインテグラーゼ阻害剤ラルテグラビル(RAL)に対する広範囲なin vitro耐性誘導過程において、(i)RALによりエンベロープ(Env)領域が選択圧を受ける可能性、(ii)Ehv配列がRAL感受性に影響することが確認された。そこで、本年度は、RAL以外の抗HIV剤として逆転写酵素阻害剤ラミブジン(3TC)、プロテアーゼ阻害剤サキナビル(SQV)、およびCCR5阻害剤マラビロック(MVC)存在下でも同様の実験を行い、各HIV剤が作用部位とは異なるEnv領域のdiversityを減少させるのみならず、それぞれの薬剤によって選択するウイルスのEnv領域に違いが見られることを明らかにした。このことは、今後cARTにおける侵入・融合阻害剤との組み合わせにおいて薬剤選択に重要な知見となると考えられ、論文にまとめ、現在投稿準備中である。他方、上記の解析において、RAL選択圧が作用部位とは異なるEnv領域に影響することが明らかになった。そこで、MVCに対するin vitro耐性誘導で得られたMVC耐性株を用いて、RALに対するin vitro耐性誘導を行ったところ、Env V3 tip領域に変異が生じ、MVCに対する感受性を高度耐性から高度感受性に大きく変化させる結果が得られた。V3変異がMVC高度感受性をもたらす知見は過去に報告されておらず、現在、組換えウイルスを中心に更なる解析を進めている。この成果は、国際学会「IAS2011」で報告し(Abstract number : TUPE089)、数ヶ月中に、学術雑誌に投稿する予定である。
急性心筋梗塞患者における再灌流障害発症メカニズムの解明

1.経時的NOの定量評価(カテーテル型NOセンサーの評価)麻酔雑種犬において右大腿動脈から7Frのガイディングカテーテルを挿入し、ガイディングカテーテルを介してカテーテル型NOセンサーを大動脈弓直下の下行大動脈に留置した。右内頚動脈から6Frピッグテールカテーテルを左室内に挿入し、それを介してアセチルコリンを持続注入したところ、直ちにNO濃度の上昇を認めた。また、L-NMMA(NO合成酵素阻害物質)投与後にアセチルコリンを持続注入してもNO濃度の上昇が抑制されることを確認した。2カテーテル型NOセンサーの冠静脈洞への応用カテーテル型NOセンサーを冠静脈洞へ用いるため、先端に血管壁損傷予防でsoft tipおよびセンサー自体の強度を増すためセンサーの両端にmetal wireを装着し改良した。麻酔下成犬の頚静脈から7Frカテーテルを冠静脈洞へ挿入しカテーテル型NO・スーパーオキサイドセンサーを冠静脈洞内へ留置した。この状態で、アセチルコリン(0.4および1.0μg/kg)を冠動脈注入するとNO濃度は上昇しさらにアセチルコリンの容量依存性に上昇した。また、L-NAME投与後に同様にアセチルコリン(0.4および1.0μg/kg)を冠動脈注入すると、NO濃度の上昇が認められたがその上昇度は明らかに抑制されていた。このことから、カテーテル型NOセンサーをもちいてアセチルコリン依存性のNO産生の測定が可能でL-NAME投与後にそれが抑制されることも実証した。また、L-NAME投与によりNOSを抑制したにも関わらすNO濃度が上昇していることは興味深いところである。また、アセチルコリン依存性のNO上昇だけでなくL-NAMA投与するだけで有意なNO濃度の低下が認められた。ISDN 0.5mg投与による内皮非依存性のNO濃度の変化も観察しており、アセチルコリンよりは少ないがNO濃度の上昇を認めている。さらに、同時に経時的に冠血流速の測定も行っておりアセチルコリンによりNO濃度同様に上昇し、冠血流速が低下してもNO濃度は上昇し冠血流速のpeakの約1分後にNO濃度のpeakを認めるデータを得た。今後、このセンサーを用いて冠循環における経時的なNO動態の評価が可能となり、心疾患・心機能への詳細なNOの関与や新たな治療薬の開発への貢献が期待される。1.NO・スーパーオキサイドの定量評価(カテーテル型NOセンサーの評価)麻酔雑種犬において右大腿動脈から7Frのガイディングカテーテルを挿入し、ガイディングカテーテルを介してカテーテル型NO・スーパーオキサイドセンサーを大動脈弓直下の下行大動脈に留置した。また、L-NMMA(NO合成酵素阻害物質)投与後にアセチルコリンを持続注入してもNO濃度の上昇を認めないことを確認した。

2.心筋梗塞モデル麻酔開胸犬において左前下行枝を剥離し対角枝に留置針を挿入し、それを介して間歇的にマイクロスクェアーを左前下行枝に注入し、経時的に左前下行枝遠位に装着したトランジット血流計でフローパターンと心エコーにて壁運動を観察した。その結果、最終的にはフローパターンはスローフローまたはノーリフローパターンとなり、壁運動も左前下行枝領域の低下(akinesisまたはdyskinesis)を認め、これを心筋梗塞モデルとして使用する。3.今後の研究計画冠状静脈洞へのカテーテル型NO・スーパーオキサイドセンサーの留置が可能となり、留置した状態で上記の心筋梗塞モデルを使用しマイクロスフェアーを注入する過程でNO濃度の変化を観察する。また、左前下行枝を閉塞-再灌流する過程でも同様にNO濃度の変化を観察する。さらに、ニコランジルなどの再灌流障害予防薬剤投与後における虚血再灌流過程でのNO濃度の変化を観察し効果判定する。1.カテーテル型NO・スーパーオキサイドセンサーの冠静脈洞への応用カテーテル型NO・スーパーオキサイドセンサーを冠静脈洞へ用いるため、先端にsoft tipおよびセンサーの両端にmetal wireを装着し改良した。麻酔下成犬の頚静脈から7Frカテーテルを冠静脈洞へ挿入しカテーテル型NO・スーパーオキサイドセンサーを冠静脈洞内へ留置した。この状態で、アセチルコリン(0.4および1.0μg/kg)を冠動脈注入するとNO濃度は上昇しさらにアセチルコリンの容量依存性に上昇した。また、L-NAME投与後に同様にアセチルコリン(0.4および1.0μg/kg)を冠動脈注入すると、NO濃度の上昇が認められたがその上昇度は明らかに抑制されていた。このことから、カテーテル型NO・スーパーオキサイドセンサーをもちいてアセチルコリン依存性のNO産生の測定が可能でL-NAME投与後にそれが抑制されることも実証した。また、L-NAME投与によりNOSを抑制したにも関わらすNO濃度が上昇していることは興味深いところである。また、アセチルコリン依存性のNO上昇だけでなくL-NAME投与するだけで有意なNO濃度の低下が認められた。ISDN 0.5mg投与による内皮非依存性のNO濃度の変化も観察しており、アセチルコリンよりは少ないがNO濃度の上昇を認めている。さらに、同時に経時的に冠血流速の測定も行っておりアセチルコリンによりNO濃度同様に上昇し、冠血流速が低下してもNO濃度は上昇し冠血流速のpeakの約1分後にNO濃度のpeakを認めるデータを得た。
DHA・EPA刺激による膵β細胞インスリン分泌増強作用における分子機構の解明

膵β細胞で非常に多く発現している遊離脂肪酸受容体1(GPR40)は中長鎖脂肪酸が結合するとグルコース依存性インスリン分泌を増強するが、その制御機構は不明である。本研究では長鎖脂肪酸DHA・EPA刺激によるグルコース依存性インスリン分泌増強作用、並びに腸管ホルモンGLP-1との同時刺激によるインスリン分泌相加・相乗作用の分子機構を検討し、そのメカニズムを定量的・総合的に解明する。実験と理論の独創的アプローチでGPR40・GLP-1レセプター(GLP-1R)の下流シグナル系のクロストークを検討すると共にDHA・EPAとGLP-1との同時刺激によるインスリン分泌の効率性・安全性を検討し安心・安全な糖尿病治療の実現を目指す。EPAは濃度依存的にβ細胞株INS-1のグルコース依存性インスリン分泌を有意に増加させた(平成29年度)。GPR40シグナル伝達系下流因子であるPKCのactivator(PMA)も同様に、グルコース刺激によるインスリン分泌を有意に増加させた。またPMA存在下でGLP-1R刺激を行うと、それぞれ単独の刺激によるインスリン分泌を相乗的に増加させたPMAのインスリン分泌相加・相乗作用は、GLP-1Rシグナル伝達系下流因子であるPKAの阻害剤で抑制されたことから、GLP-1とGPR40の下流シグナル制御のクロストークが示唆される(平成30年度)。数理β細胞モデルを用いた理論研究では、PKAおよびPKCの活性化による細胞内カルシウム濃度の増加は、主にIP3Rの活性化が重要な要素であることが明らかとなったことから、IP3RがGLP-1とGPR40の下流シグナル制御のクロストークの主要要素であると考えられる。GPR40は主に膵β細胞で非常に多く発現しているGタンパク質共役受容体で、中長鎖脂肪酸が結合するとグルコース濃度に依存してインスリン分泌を増強するが、その制御機構は不明である。本研究は、長鎖脂肪酸DHA・EPA刺激によるグルコース濃度依存性インスリン分泌増強作用、並びに腸管ホルモンGLP-1との同時刺激によるインスリン分泌相加・相乗作用の分子機構を検討し、理論研究によって定量的・総合的に解明することを目的とする。実験と理論の反復的フィードバックによる独創的アプローチでGPR40・GLP-1Rの下流シグナル制御のクロストークを検討すると共にβ細胞の機能制御機構について更に理解を深めるばかりでなく、DHA・EPAとGLP-1との同時刺激によるによるインスリン分泌の効率性・安全性を検討し、安心・安全な糖尿病治療の実現を目指す。本年度は、当初平成30年度の研究実地計画であったDHA・EPA刺激やGLP-1との同時刺激による[Ca2+]iの上昇を再現し、それに伴うインスリン分泌増強作用メカニズムを定量的・総合的に解析するための包括的数理β細胞モデルの構築をおこなった。数理解析の結果、IP3Rの活性化を介したER内カルシウムの減少によるSOCCのコンダクタンスの上昇がインターバースト期間を縮小させる最も重要な要素であった。またIP3Rの活性化は、Na/Ca exchangeerのdeactivationを減少させることでバースト持続時間を上昇させるばかりでなく、IP3R近傍のCa2+濃度の顕著な上昇を齎すことからIP3Rを介して流出するCa2+が直接インスリン分泌を惹起する可能性が示唆された。そこで、細胞膜直下に小胞体が存在している作業仮説を提案する。当初、平成30年度の研究実施計画を本年度に行い、DHA・EPA刺激による[Ca2+]iの上昇を再現し、それに伴うインスリン分泌増強作用メカニズムを定量的・総合的に解析する基盤を構築した。今後、実験で得られた結果に応じてモデルを精緻化し、再度、シミュレーションおよび数値・数理解析を行うことを予定している。膵β細胞で非常に多く発現しているGPR40(Gタンパク質共役受容体)は、中長鎖脂肪酸が結合するとグルコース濃度に依存してインスリン分泌を増強するが、その制御機構は不明である。本研究は、長鎖脂肪酸ドコサヘキサエン酸(DHA)・エイコサペンタエン酸(EPA)刺激によるグルコース濃度依存性インスリン分泌増強作用、並びに腸管ホルモンGLP-1との同時刺激によるインスリン分泌相加相乗作用の分子機構を検討し、理論研究によって定量的・総合的に解明することを目的とする。実験と理論のフィードバックによりGPR40・GLP-1Rの下流シグナル制御のクロストークを検討すると共にβ細胞の機能制御機構について更に理解を深めるばかりでなく、DHA・EPAとGLP-1との同時刺激によるによるインスリン分泌の効率性・安全性を検討し、安心・安全な糖尿病治療の実現を目指す。29年度は、ラット膵島β細胞及びβ細胞株INS-1においてEPA刺激によるインスリン分泌増強作用及びGLP-1との同時刺激によるインスリン分泌相加・相乗作用を検討した。INS-1細胞では、EPA刺激によるインスリン分泌増強作用は認められたが、実験によっては、ほとんどEPAの作用がみられないこともあった。ラット膵島β細胞も同様の結果が得られた。GLP-1との同時刺激においても、GLP-1のグルコース濃度依存性インスリン分泌増強作用は再現可能であるものの、インスリン分泌相加・相乗作用は認められなかった。ラット膵島β細胞及びINS-1細胞では、EPA刺激によるインスリン分泌増強作用の再現性が低く、GLP-1との同時刺激においても、GLP-1のグルコース濃度依存性インスリン分泌増強作用は再現可能であるものの、インスリン分泌相加・相乗作用は認められなかった。そのため、当初予定していたGPR40・GLP-1Rの下流シグナル制御のクロストークの検討は予定通り進められなかった。平成29年度に所属研究機関が変更になり、現分野で研究を始めたことも、本研究がやや遅れている原因でもある。