hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
廃用性筋萎縮の新たなメカニズムの解明：体内時計の乱れは筋肉をも壊してしまうのか？

坐骨神経切除肢において、Arntl, Per1, Rora, Nr1d1, Dbpの発現量は萎縮の進行に伴って減少、Per2発現量は増大した。Arntl, Dbp遺伝子発現リズムの位相は、坐骨神経切除肢において前進した。Clock遺伝子の発現は坐骨神経切除3日後から有意に増大し、28日後も発現誘導されていた。これらの体内時計遺伝子発現の変動は、偽出術肢(右肢)では見られなかったことから、液性因子の作用によるものではないと推測された。除神経、及び筋萎縮は、各時計遺伝子に特異的な機構を介して骨格筋時計遺伝子の概日リズムを攪乱することがわかった。筋萎縮の進行に伴い発現リズムが乱れた時計遺伝子が多かったことから、骨格筋機能の維持が'筋時計'のリズムの維持に重要であると推測される。この成果をChronobiology International誌に発表した。栄養学、時間生物学グルココルチコイド剤投与、加齢のモデルを用いて筋肉特異的Bmal1欠損マウス、野生型マウスの筋重量を比較する実験を計画した。グルココルチコイド剤投与モデルについて、先に述べたように投与時刻が異なれば筋萎縮の程度も異なることを論文にまとめたため、当該マウスを用いた実験は平成26年度に行う予定である。加齢モデルについては現在も飼育を継続しており、解析は平成26年度に行う。研究計画通り、筋肉特異的Bmal1欠損マウス(M-Bmal1 KOマウス)と野生型マウスの筋萎縮の重症度を比較したが、予想に反してどちらのマウスの筋肉も同程度に萎縮した。現在、他の筋萎縮モデルである、加齢による筋減少症(サルコペニア)の発症についてこれらのマウスを比較しており、研究を進展させている。平成26年度は、グルココルチコイド剤投与、加齢のモデルを用いて筋肉特異的Bmal1欠損マウス、野生型マウスの筋重量、筋萎縮マーカー遺伝子発現量を比較し、筋萎縮機構が時計遺伝子の制御を受けているか、今年度に引き続き検討する。一方、骨格筋に発現する時計遺伝子は、体内時計中枢である脳(視交叉上核)からの神経性因子、液性因子による制御を受け日周発現し、様々な生理機能を調節すると考えられている。我々は、除神経(坐骨神経切除)した骨格筋において各時計遺伝子の日周発現の位相、振幅がそれぞれ異なる変動パターンを示すことを見出した。この結果から、骨格筋における時計遺伝子は、各遺伝子に特異的な機構により脳の体内時計に同調し、下流の遺伝子の働きを調節することが示唆された。そこで現在、坐骨神経切除試験に供したマウス骨格筋における遺伝子の日周発現についてマイクロアレイ解析を行い、時計遺伝子およびその下流の遺伝子の日周発現の動態、発現位相や振幅を制御する因子について解析を進めている。当初の研究計画では、平成25年度は産業技術総合研究所が所有する睡眠障害モデルマウスを坐骨神経切除試験に供し、正常マウスの坐骨神経を切除した際の筋萎縮の重症度と比較する予定であった。睡眠障害モデルマウスは、正常マウスと比較して1日の総活動量、および体重が減少するにも関わらず、摂餌量が増加することから、摂取した栄養を代謝できない状態に陥っていると考えられる。このような状態では筋萎縮遺伝子の発現量は増加すると予想していた。しかし、本年度に行った予備試験から、睡眠障害モデルマウスは筋萎縮遺伝子の発現量が抑制されているという結果を得た。
神経因性疼痛モデルにおけるグリシン及びGABAトランスポーター阻害薬の鎮痛効果

侵害受容伝達で重要な脊髄において抑制性神経のグリシン作動性神経伝達を調節するグリシントランスポーター-2(GlyT-2)の阻害薬ALX1393をラット急性痛モデルで髄腔内投与すると運動機能には影響を与えない用量で抗侵害受容作用を示した。GlyT-2阻害薬の新たな急性痛治療薬として可能性が示唆された。同様に脊髄で抑制性神経伝達物質として働くタウリンは神経障害性疼痛モデルで抗侵害受容作用を示した。本研究から疼痛治療におけるグリシン作動性神経への介入の重要性が示唆された。雄SDratを麻酔下に大腿骨上の皮膚を切開し片側の坐骨神経をできるだけ中枢側で6.0,7.0-silk糸で1/2周結紮して神経障害性疼痛モデルを作成した。コントロール群には麻酔下に坐骨神経の同部を剥離・露出させるsham operationを施した。薬物を髄腔内投与するためクモ膜下腔にratの大槽からポリエチレンカテーテル(PE-10)を尾側に向かって9cm挿入した。無処置のラットを用いた急性疼痛に対する実験を行った。Tail-flicktestでは尻尾へのradiant heatに対する逃避反応が起こるまでの潜時はコントロール群で2.5±0.6secだった。Hot-plate testをでは逃避反応が起こるまでの潜時はコントロール群で8.5±2.1secだった。神経障害性疼痛モデルと同様にSarcosineの作用を認めなかった。ALX-1393はHot-plate test、Tail-flick test、Paw pressure testにおいてcontrolと比較して用量依存性に逃避反応の潜時を延長した。5mMで有意な効果を認めた。これらの抗侵害作用はストリキニーネ前処置により完全に抑制された。またFormalin testでの第2相反応を用量依存性に抑制した。10mMでは第1相反応も抑制された。一方、Rotarod testではALX-1393は高濃度では運動機能を抑制したが可逆的であった。ラット急性痛モデルにおいて髄腔内に投与したGlyT2阻害薬ALx-1393は抗侵害作用を認めた。運動機能に影響を与えない投与量を用いることで新しい鎮痛薬としての可能性が示唆された。前年に引き続きラット坐骨神経を結紮して神経障害性疼痛モデルを作成した。コントロール群には坐骨神経の同部を剥離・露出させるsham operationを施した。ALX-1393(control, 1, 5, 10mM)とGABAトランスポーター阻害薬nipecotic acid(control, 10, 30mM)の髄腔内投与による鎮痛作用について検討した。熱刺激過敏性を調べるPlantartestと機械刺激過敏性を調べるVon Freytestでいずれの薬物とも用量依存性に鎮痛作用を認めた。神経障害性疼痛に対する治療薬としての可能性が示唆された。前年度までの研究結果から脊髄における抑制性神経伝達の増強により急性痛・炎症性疼痛・神経因性疼痛に対して強い抗侵害作用が現れることが分かった。著者は中枢神経系に豊富に存在しグリシンやGABAと同様にアミノ酸で抑制性神経伝達物質として働くタウリンの異なる神経因性疼痛に対する効果を調べた。雄Sprague-Dawleyラット(170-220g)のくも膜下腔にYakshらの方法でPE-10カテーテルを挿入した。坐骨神経を4回緩く結紮するchronicconstriction injury(CCl)モデルとストレプトゾトシンを1回腹腔内投与する1型糖尿病モデルを作成した。タウリン(10,20,40,80μg11μL)の髄腔内投与の抗侵害作用について1.Plantartest 2.Electronic von Frey test 3.Paw pressure test、運動機能について4.Rotarod testを行った。タウリンの作用に関与する内因性鎮痛機構を調べるためグリシン受容体阻害薬、GABA_A受容体阻害薬、α_2受容体阻害薬、5-HT_3受容体阻害薬、オピオイド受容体阻害薬をタウリン注入10分前に腹腔内投与し、影響を調べた。その結果、両方のモデルでタウリンは用量依存性に機械刺激によるアロディニアと痛覚過敏を抑制した。CClモデルでタウリンは用量依存性に熱刺激による痛覚過敏を抑制し、また運動機能を抑制した。CClモデルでタウリンの作用はグリシン受容体阻害薬で完全に消失した。以上の結果からタウリンの抗侵害作用は主にグリシン神経伝達の増強により発現していることが分かった。本研究でグリシン作動性神経が侵害受容伝達において重要な役割を担っており難治性疼痛治療のターゲットとなる可能性が示唆された。
学級規模の教育的効果に関する調査研究

第1年次には,戦後の学級規模改善状況の分析を行なうとともに,学級規模の教育的効果に関する予備調査を行なった。この上に立って、第2年次には,アンケート調査項目の最終検討を行なった後,学級規模の大小やティーム・ティーチングの導入によって,教育上の効果がどのように異なるかを明らかにすることを目的として,全国の小・中学校の教員を対象とする「教員調査」と児童生徒(小学校=46年生,中学校=13年生)を対象とする「児童生徒調査」を実施した。対象地区は,北海道・青森・山梨・徳島・広島・愛媛・熊本の7道県で,小学校40校,中学校29校,教員調査約3500人,児童生徒調査約7500人にアンケート調査を行なった。その結果,教員調査1322名,児童生徒調査7431名の有効回答を得た。この調査結果を分析するとともに,新たに,学級規模に関する先導的研究やアメリカの学級規模縮小計画の翻訳などを付して,次のような章立ての報告書を作成した。第I部本研究の概要と学級規模の推移(第1章研究の目的と概要/第2章戦後における学級規模の縮小),第II部学級規模(第3章教員から見た学級規模の教育的効果/第4章児童生徒から見た教師と生徒の関係/第5章児童生徒から見た授業/第6章教員の職務と学校・学級の規模),第III部ティーム・ティーチング(第7章教員から見たティーム・ティーチングの教育的効果/第8章児童生徒から見たティーム・ティーチングの教育的効果),第IV部先導的研究(第9章香川大学教育学部附属中学校における実験的研究/第10章学級規模の縮小計画:アメリカ合衆国の児童・生徒の学力向上(翻訳)),第V部総合的考察(第11章本研究のまとめと考察)第1年次には,戦後の学級規模改善状況の分析を行なうとともに,学級規模の教育的効果に関する予備調査を行なった。第I部本研究の概要と学級規模の推移(第1章研究の目的と概要/第2章戦後における学級規模の縮小),第II部学級規模(第3章教員から見た学級規模の教育的効果/第4章児童生徒から見た教師と生徒の関係/第5章児童生徒から見た授業/第6章教員の職務と学校・学級の規模),第III部ティーム・ティーチング(第7章教員から見たティーム・ティーチングの教育的効果/第8章児童生徒から見たティーム・ティーチングの教育的効果),第IV部先導的研究(第9章香川大学教育学部附属中学校における実験的研究/第10章学級規模の縮小計画:アメリカ合衆国の児童・生徒の学力向上(翻訳)),第V部総合的考察(第11章本研究のまとめと考察)(1)戦後における学級規模改善状況の分析1960年より1997年までの、戦後38年間における、全国の国・公・私立の小学校および中学校の学級規模(一学級あたりの児童生徒数)の分布と教員一人あたりの児童生徒数の推移を10年間隔で図示し検討した。この間、特に1960年代において、教職員配置改善計画が学級規模の縮小に与えた影響は極めて大きかった。この結果は、日本教育大学協会第2常置委員会で発表した。(2)学級規模の教育的効果に関する予備調査次年度、教員と児童生徒を対象にして、「学級規模の教育的効果に関する調査」のための質問事項について検討し、調査用紙を作成して、2000年2月にそれをもとに予備調査を行った。この調査では、ティーム・ティーチングの調査も合わせて行った。(1)教員対象の予備調査について広島県の公立小・中学校教員125人に調査用紙を送った。回収数は38人(回収率は30%)で、現在分析中である。(2)児童生徒対象の予備調査について徳島県・香川県の国立小学校・中学校の児童・生徒840人を対象に調査した。回収率100%現在分析中である。

その結果,教員調査1322名,児童生徒調査7431名の有効回答を得た。この調査結果を分析するとともに,新たに,学級規模に関する先導的研究やアメリカの学級規模縮小計画の翻訳などを付して,次のような章立ての報告書を作成した。第I部本研究の概要と学級規模の推移(第1章研究の目的と概要/第2章戦後における学級規模の縮小),第II部学級規模(第3章教員から見た学級規模の教育的効果/第4章児童生徒から見た教師と生徒の関係/第5章児童生徒から見た授業/第6章教員の職務と学校・学級の規模),第III部ティーム・ティーチング(第7章教員から見たティーム・ティーチングの教育的効果/第8章児童生徒から見たティーム・ティーチングの教育的効果),第IV部先導的研究(第9章香川大学教育学部附属中学校における実験的研究/第10章学級規模の縮小計画:アメリカ合衆国の児童・生徒の学力向上(翻訳)),第V部総合的考察(第11章本研究のまとめと考察)
計算素子としての神経の学習原理とその工学的実現

本研究は生物の神経系における情報処理様式を工学的に実現し、ニュ-ロコンピュ-タの計算原理を確立することをめざしている。このためウミウシの連想学習・記憶に着目し、その情報処理過程を生物学的に忠実なモデルで数理記述することを目的とした。その第一段階として、学習情報が蓄積されるB型視細胞について電気生理実験より得られるデ-タを基礎としてホジキン・ハクスレ-型の連立微分方程式によりモデル化を進めた。B型視細胞にはこれまでの実験からカリウム,カルシウム,ナトリウム性の各電圧依存性イオン電流が定性的に確認されていたが、これら電流を膜電位固定法によって各成分を分離、抽出し、それぞれを並列要素とする等価回路で記述した。カリウム電流については活性化時定数、電圧依存性の違いからI_A,I_C,I^kの3種の電流が知られており、それら成分についても独立に記述した。また実験測定系をもモデル化することによりシミュレ-ション結果と実験結果の対応ずけが容易になった。連想学習を獲得した動物のB型視細胞では、3種のイオン電流中2種のカリウム電流(I_A,I_C)だけが有意に減少するが、これをモデル中でそれぞれのカリウムコンダクタンスの減少として表わした。このようにして得られたB型視細胞のモデルは膜電位に依存するイオン電流を正確に表現するものであるが、この結果を基礎として光応答を再構成したところ、学習によるI_cの不活性化により光応答の第2成分が増大することが予測された。学習による光応答の変化はこれまで報告されていなかったが、今回のシミュレ-ション結果をうけて動物実験を行ない、これを確認した。本研究では学習、記憶に関わる素子としてB型視細胞の性質を解析的に明らかにしたが、今後B型視細胞と機能的に連絡している他の神経細胞との結合様式を明らかにし、神経回路網として学習・記憶がどのように表現されるか研究を進める予定である。
トランスカリョ-ティック法による遺伝子治療における導入遺伝子の発現調節法の開発

全研究期間を通じて、遺伝子を導入した体細胞を移植するトランスカリヨ-ティック法による遺伝子治療の原理を開発を試みた。具体的に用いた方法は、最初にメタロチオネインプロモ-タ-の下流にヒトインスリンcDNAを組換えたDNAを培養L細胞に導入し、プロインスリン発現株をクロ-ン化した。次にT細胞の表面抗原CD8.2geneをこの株に重複導入し、強発現細胞をFACSでクロ-ン化した。C3H系7週令雌マウスをSTZ投与で糖尿病とし、2x10^6個の導入細胞を腹腔内移植した。移植細胞を完全に除去する安全装置を開発するために、移植14日後より14日間連日抗CD8.2モノクロ-ナル抗体を腹腔内に投与し、移植細胞の除去を試みた。この実験の結果、クロ-ン化した遺伝子導入株は3.4x10^<ー6>ng/hr/cellのプロインスリンを産生し、培養2カ月後も同等の産生量を維持した。本株を糖尿病マウスの腹腔内に移植することにより、血糖値は移植前値の430mg/dlより、30日後には80mg/dlへと低下し、移植後40以降マウスは細胞の腫瘍性増殖に伴うプロインスリン過剰による低血糖により死亡した。一方、移植14日以降、抗CD8.2抗体を連日腹腔内投与したところ、投与後3日で血糖値は上昇し、抗体投与中止60日以降おいても血糖値は高植で、移植細胞は免疫学的に除去され、免疫学的な安全装置の原理が確立された。これらの実験により、ヒトのプロインスリンを合成分泌する線維芽細胞を用いる糖尿病の体細胞遺伝子治療の動物モデルを作製し得たと同時に移植細胞を完全に除去できる免疫学的な安全装置を開発し得た。この成果に基づき、今後、単純ヘルペスウィルスのチミジンキナ-ゼ遺伝子を予め導入し、抗ウイルス剤の投与により移植細胞を選択的に除去するより応用性の高い安全装置の開発と血糖値依存性のインスリン遺伝子の発現機構の解明に関する基礎的な検討に基づき血糖値依存性のインスリン分泌能を有する体細胞遺伝子治療法の開発を目指す。『序』遺伝子を導入した体細胞を移植するトランスカリョ-ティック法による遺伝子治療を開発するために、プロインスリンを合成分泌する練維芽細胞を用いた糖尿病の遺伝子治療モデルの開発を試みた。『方法』培養L細胞にメタロチオネインプロモ-タ-とヒトインスリンcDNAを組換え導入し、プロインスリン発現株をクロ-ン化した。T細胞の表面抗原Ly2.2geneをこの株に重複導入し、FACSで強発現細胞をクロ-ン化した。C3H系7週令雌マウスをSTZ投与で糖尿病とし、2×10^6個の導入細胞を腹腔内移植した。遺伝子治療の安全機構の開発のため、移植14日後より14日間連日抗Lv2.2モノクロ-ナル抗体を腹腔内に投与し移植細胞の除去を試みた。治療と導入細胞除去の効果を血糖値を経時的に測定することにより検討した。プロインスリン量は、RIAにて測定した。『結果』遺伝子導入L細胞株では、株ごとにプロインスリン産生量が異なり、最大11倍の差を認めたが、全ての株でCd添加によりプロインスリン産生量は増加した。クロ-ン化した株は3.4×10^<-6>

ng/hr/cellのプロインスリンを産生し、Cd10μM添加にて産生量は2.1倍に増加し、培養2カ月後も同等の産生量を維持した。本株を糖尿病マウスの腹腔内に移植することにより、血糖値は移植前値の430mg/dlより、30日後には80mg/dlへと低下し、体重は正常対照群マウスをうわまわった。しかし、移植後40日以降マウスは主としてプロインスリン過剰による低血糖により死亡した。移植14日以降、抗Ly2.2モノクロ-ナル抗体を連日腹腔内投与したところ、投与後3日で血糖値は上昇傾向となり、抗体投与中止60日以降においても血糖値は高値のままで、移植細胞は免疫学的に除去された。『考察』糖尿病マウスのトランスカリョ-ティック法による遺伝子治療モデルを開発した。また安全機構として宿主に無害なモノクロ-ナル抗体を用いて移植細胞を選択的に除去する方法の原理を確立した。『序』遺伝子を導入した体細胞を移植するトランスカリョ-ティック法による遺伝子治療を開発するために、プロインスリンを合成分泌する線維芽細胞を用いた糖尿病の遺伝子治療の初期モデルを開発し、レトロウイルスを用いる遺伝子導入系の準備を行った。『方法』培養L細胞にメタロチオネインプロモ-タ-とヒトインスリンcDNAを組換え導入し、プロインスリン発現株をクロ-ン化した。T細胞の表面抗原Ly2・2geneをこの株に重複導入し、FACSで強発現細胞をクロ-ン化した。C3H系7週令雌マウスをSTZ投与で糖尿病とし、2x10^6個の導入細胞を腹腔内移植した。遺伝子治療の安全機構の開発のため、移植14日後より14日間連日抗Ly2.2モノクロ-ナル抗体を腹腔内に投与し移植細胞の除去を試みた。治療と導入細胞除去の効果を血糖値を経時的に測定することにより検討した。『結果』クロ-ン化した遺伝子導入株は3.4x10^<ー6>ng/hr/cellのプロインスリンを産生し、Cd10μM添加にて産生量は2.1倍に増加し、培養2カ月後も同等の産生量を維持した。本株を糖尿病マウスの腹腔内に移植することにより、血糖値は移植前値の430mg/dlより、30日後には80mg/dlへと低下した。しかし、移植後40日以降マウスはプロインスリン過剰による低血糖により死亡した。移植14日以降、抗Ly2.2抗体を連日腹腔内投与したところ、投与後3日で血糖値は、上昇し、抗体投与中止60日以降においても血糖値は高値のままで、移植細胞は免疫学的に除去された。『考案』糖尿病マウスのトランスカリョ-ティック法による遺伝子治療の初期モデルと安全機構として宿主に無害なモノクロ-ナル抗体を用いて移植細胞を選択的に除去する方法の原理を開発した。今後必要となる初代培養細胞を標的とする遺伝子導入のための初代培養細胞、レトロウイルスの導入ベクタ-、およびウイルス増幅細胞を準備した。『序』遺伝子を導入した体細胞を移植するトランスカリョ-ティック法による遺伝子治療を開発するために、ヒトのプロインスリンを合成分泌する線維芽細胞を作製しこれを用いた糖尿病の遺伝子治療のモデルを作製した。必要時に移植細胞を除去できる安全装置を開発する必要がある。『方法』メタロチオネインプロモ-タ-の下流にヒトインスリンcDNAを有する組換えたDNAを培養L細胞に導入し、プロインスリン発現株をクロ-ン化した。T細胞の表面抗原CD8.2geneをこの株に重複導入し、強発現細胞をFACSでクロ-ン化した。
ジフテリア毒素レセプターの細胞外領域を切断するプロテアーゼのクローニング

研究代表者は血小板由来のリゾフォスフアチジン酸(LPA)がジフテリア毒素レセプター/膜結合型HB-EGF前駆体(DTR/HB-EGF)の細胞外領域の切断を誘発することを見い出した。これまでに数種類の既知の膜結合型メタロプロテアーゼのドミナントネガティブフォームを発現させた細胞で、LPA誘発によるDTRの切断は阻害されなかった。このことから、新規の膜結合型メタロプロテアーゼの関与が示唆されたのでこれをクローニングし、その活性化されるメカニズムを解明するために研究を行った。研究期間中は下記の3方向から研究を進めた。1 DTRとアソシエートする分子からのクローニング2メタロプロテアーゼ阻害剤により濃縮される分子からのクローニング3 DTRの切断を阻害するモノクローナル抗体からのクローニング残念ながら、研究課題の期間中にLPA刺激によって起こるDTRの切断に関与するブロテァーゼのクローニングには至らなかった。ここに当初の計画に於ける見通しの甘さが露呈した格好となった。しかし、現在行っているLPA刺激依存的にDTRとアソシエーションする分子の同定により、プロテアーゼが明らかになることを期待している。一方で、新規のプロテアーゼのDTRの切断機構の解明のために行った予備実験が、予想以上の面白い結果となった。すなわち、DTRはTPA、LPA、及びアニソマイシン等に代表されるようなストレスによっても切断が誘導されることが明らかになった。またストレスによるDTRの切断はp38MAPKを介し、LPAおよびTPAの時とは異なるシグナル伝達経路が示唆された。今後の研究の展開としては、幅広い刺激を想定し、またプロテアーゼの同定には用いる細胞もよく吟味する必要があるものと思われる。研究代表者は血小板由来のリゾフォスファチジン酸(LPA)がジフテリア毒素レセプター/膜結合型HB-EGF前駆体(DTR/HB-EGF)の細胞外領域の切断を誘発することを見いだした。このことから、新規の膜結合型メタロプロテアーゼの関与が考えられるのでこれをクローニングし、その活性化されるメカニズムを解明するために研究を行っている。本年度は膜型メタロプロテアーゼのクローニングを目指して、下記の3つの方法を同時に進めている。1 DTRとアソシエートする分子からのクローニングLPA刺激で切断が起きないミュータントDTRを発現する細胞を作製し、LPAで刺激した後細胞表面特異的にケミカルクロスリンクをかける。細胞を可溶化後DTRのC末端認識抗体で免疫沈降し、共沈澱してくる分子を明らかにする。現在、作製したミュータント細胞の可溶化条件を検討中である。2メタロプロテアーゼ阻害剤により濃縮される分子からのクローニングヒドロキサム酸系のメタロプロテアーゼ阻害剤が最も効率良くDTRの切断を阻害するので、この阻害剤をカップリングしたビーズのカラムでメタロプロテアーゼをトラップし、次にHPLCで分離精製後シーケンスを行う。現在は阻害剤を失活させないカップリング法を検討中である。3 DTRの切断を阻害するモノクローナル抗体からのクローニング細胞膜フラクションでマウスを感作して、膜型メタロプロテアーゼに対するモノクローナル抗体を作製する。LPA刺激によるDTRの切断を阻害することを指標にしてスクリーニングを行う。阻害抗体が得られたら、細胞の可溶化溶液を免疫沈降法によりメタロプロテアーゼを濃縮する。現在、抗体を作製中である。

研究代表者は血小板由来のリゾフォスファチジン酸(LPA)がジフテリア毒素レセプター/膜結合型HB-EGF前駆体(DTR/HB-EGF)の細胞外領域の切断を誘発することを見い出した。これまでに数種類の既知の膜結合型メタロプロテアーゼのドミナントネガティブフォームを発現させた細胞で、LPA誘発によるDTRの切断は阻害されなかった。このことから、新規の膜結合型メタロプロテアーゼの関与が示唆されたのでこれをクローニングし、その活性化されるメカニズムを解明するために研究を行っている。昨年度は下記の3方向から研究を進めた。1 DTRとアソシエートする分子からのクローニング2メタロプロテアーゼ阻害剤により濃縮される分子からのクローニング3 DTRの切断を阻害するモノクローナル抗体からのクローニング2については阻害剤を失活させずに担体にカップリングする条件の探索が困難を極め、停止状態である。また3については数十クローンをスクリーニングしたが、DTRの切断を阻害するクローンは得られていない。よって、1の方法にて研究を続行中である。進捗状況は、LPA刺激で切断が起きないミュータントDTRを発現する細胞を作製し、LPAで刺激した後、細胞表面特異的にケミカルクロスリンクをかけた。可溶化してHB-EGFのN末端抗体で免疫沈降をしたところ、複数の蛋白が共沈澱することが分かった。そこで各蛋白質のペプチドシーケンスを行うに足りうるだけの量を集めるために、大量培養を行った。共沈降した蛋白質は還元してクロスリンカーを切断し、遊離させた。この溶液のゲルろ過を行い、HPLCにかけ、シーケンスを行った。しかし主に読まれるのはDTRか抗体のフラグメントであった。そこで、ゲルろ過前の溶液を酸化した後、DTRと抗DTR抗体の各フラグメントを各々抗DTR抗体と抗IgG抗体によって吸収した。この溶液を上記方法により、シーケンスを試みている。
量子開放系における〝情報″の流量と質の定量化に関する研究

本研究ではミラノ大のVacchini博士のグループとの共同研究をもとに、量子開放系においてやりとりされる“情報"の具体的特定とダイナミクスの定式化を行い、注目系と環境系の間の相互作用による、back action素過程の同定を行った。得られた定式化を、具体的にスピンーボソン系に適用し、energy backflowダイナミクスに対する系統的研究を行った。これにより、注目系と環境系の間の相互作用とenergy backflowの量との相関関係を詳細に同定することが可能となった。以上の結果を、Physical Review A, Vol. 93 (2016) 012118 (1-10)に発表した。近年の技術発展により、単調減衰で表すことのできない緩和現象(back action)が報告され始めている。この現象の背後には、注目系から環境系に流れ出た何らかの〝情報′′の一部が再度注目系に戻ってくる機構があることが議論されている。しかし、注目系と環境系間でやりとりされる〝情報′′の具体的同定およびその流量と質の定量化は未だ行われていない。そこで、本研究では、この要請に答えうる尺度を提案し、スピン・ボソン系等に適用することにより、back actionの成立条件探索を目的としている。これにより、量子記憶効果における注目系と環境系の相互作用の役割を解明することを目指している。今年度は、申請時の予定通りミラノ大のVacchini博士のグループとの共同研究により、注目系と環境系の間でやりとりされるエネルギーが〝情報′′を担う物理量の第一候補であるとし、完全計数統計と呼ばれる手法を用いて、注目系と環境系の間のエネルギーの流量を論ずる尺度提案に成功した。その結果は、Phys. Rev. A, Vol.93 (2016) 012118(1-10)に発表済みである。具体的には、初期に注目系にあったエネルギーが一旦環境系に向かった後に環境系から注目系に戻ってくるエネルギー量をenergy backflowと名付け、これに注目した尺度を提案した。得られた定式化に対して様々なパラメータ探索を行った結果、環境系のスペクトル密度の幅が狭く、注目系と環境系の初期温度の高いほどenergy backflow量が多くなることが判明した。得られた結果を、非マルコフ性の尺度として注目されている( Non- Markovianity )と比較検討した結果、両者の間には、注目系と環境系の相互作用の相関関数の様相を根源とする関連性が存在すること、また量子記憶効果におけるその様相の詳細が明らかとなった。今年度は、申請時に予定していた通り、ミラノ大のVacchini博士のグループとの共同研究をもとに、注目系と環境系の間のエネルギーの流量を論ずる尺度提案するとともに非マルコフ性の尺度として注目されている( Non- Markovianity )との比較検討を行い、両者の間には環境系の相関関数の様相を根源とする関連性があることが明らかとすることができた。のみならず、その結果を、Phys. Rev. A, Vol.93 (2016) 012118(1-10)に発表することができた。またこれと並行して、申請時に次年度の研究課題として予定していたリゥビリアンダイナミクスの内容についても、研究分担者の羽田野博士、連携研究者のペトロスキー博士と綿密な議論を行い、前倒しで詳細に調査した結果、よく知られているNakajima - Zwanzig型のマスター方程式と全く同等であることが判明した。本研究では、近年の技術発展により注目を集めている、単調減衰で表すことのできない緩和現象(back action)における、注目系から環境系に流れ出た何らかの“情報"の一部が再度注目系に戻ってくる機構の具体的同定を目的とした。具体的には、完全計数統計とリゥビリアンダイナミクスを用いることで、この要請に答えうる尺度を提案し、スピン-ボソン系等に適用することにより、back actionの成立条件探索を到達目標とした。具体的な研究課題は下記のようになる課題1:量子開放系においてやりとりされる“情報"の具体的特定とダイナミクスの定式化課題2:注目系と環境系の間の相互作用による、back action素過程の同定課題3:具体系への適用平成27年度に課題1の定式化を行い、課題3の具体系への適用とともに予定より早く終了させたのち、課題2に予定していた内容についても、研究分担者の羽田野博士、研究協力者のぺトロスキー博士と綿密に議論を行い、前倒しで詳細に調査を行った。その結果リゥビリアンダイナミクスは、マスター方程式の分野ではよく知られているNakajima - Zwanzig型方程式と全く同等であることが判明した。当該研究で対象としたい量子系には、課題1で用いたタイプのマスター方程式の方が適していることが様々な研究から明らかになっている。そこで、課題2で予定していた手法を用いても、課題1で得られた以上の結果は得られないことが明らかとなった。以上をもって、平成27年度から平成28年度前半にかけて予定していた課題を予定より早く全て達成することができた。さらに、近年の世界的研究動向の進行が早く、量子情報から固体物性にわたる広い分野で非マルコフ性についての注目が集まっていることを鑑み、本課題についての研究を完了させ、さらに発展させた新たな課題に挑戦することとした。

得られた定式化を、具体的にスピンーボソン系に適用し、energy backflowダイナミクスに対する系統的研究を行った。これにより、注目系と環境系の間の相互作用とenergy backflowの量との相関関係を詳細に同定することが可能となった。以上の結果を、Physical Review A, Vol. 93 (2016) 012118 (1-10)に発表した。今年度提案した、注目系と環境系の間のエネルギーの流量を論ずる尺度をもとに、来年度はエネルギー流の質を論ずることができる尺度策定を行う。スピン・ボソン系を基本にしたシステムを取り扱うが、この尺度が今後重要な役割を果たすことが期待される、エネルギー伝送系にも適用することを予定している。また、初年度の調査により、今年度取り組む予定のリゥビリアンダイナミクスは、よく知られているNakajima-Zwanzig型のマスター方程式によって得られるものと全く同等であることが判明したため、本研究課題に取り組む手法として有効であるかを慎重に精査する予定である。非平衡統計物理学当初の計画より、旅費が安価に済んだため、次年度使用額が生じました。今年度のテキサス大学、ミラノ大学等への出張旅費の一部として使用する予定です。
DCT符号化に適した画像暗号化に関する研究

画像暗号化方式を構築する際には、評価基準として暗号化された画像の内容を主観的にどの程度判別できるかという「秘匿性」と、不正な受信者が解読操作を試みた場合の復号の可能性を示す「安全性」の検討が必要不可欠となる。そこで画像暗号秘匿性評価のために客観評価法を構築した。画像の暗号化方式としては、DCT暗号などの加法性雑音方式とスクランブル方式がある。スクランブル方式の暗号化画像を評価する場合、スクランブル操作により、ある画素(x,y)は任意の場所(x+DELTAx,y+DELTAy)に画素単位もしくはブロック単位で移動する可能性があるため、画像全体を一括して評価する必要がある。スクランブルされた画像は、原画像と比敦して、スクランブル操作で一般的な走査線単位の処理(ラインロ-テーション、ラインパーミュテーション方式など)ではeta=0の自己相関F(epsilon,eta)は変化しない、スクランブル操作を行なっても平均電力は変化しない、スクランブル操作を行なうと一般に自己相関は低下する、epsilon,etaが一定値以上では自己柑関F(epsilon,eta)の抵下は十分小さくなる、といった統計的性質を持っている。これらの性質を考慮して、自己相関を用いた秘匿性の客観評価法を構築する。・2自己相関に基づく客観的評価OSS_<corr>を原画像と暗号化画像の自己相関関数を比較し、視覚特性を考慮した適当な重み関数を用いて、評価値を集計する。この重み関数は、視覚特性を考慮し、あらかじめ主観評価を行なうことにより決定した。また、構築した客観的評価の有効性をラインロ-テーション方式とラインパーミュテーション方式による静止暗号化画像(240×240画素の人物像7種類)について、スクランブルのパラメータを変化させ、主観評価(MSS)と提案した客観評価(OSS_<corr>)を行なった。実験結果より、主観評価と客観評価がほぼ一致し、本方式の有効性が確認された。
カラー複写機用エレクトレットトナーに関する研究

本研究では電子写真方式に基づく複写機、レーザプリンタの一成分現像方式のフルカラー化を実現することを目的に、トナーをエレクトレット化して、その基礎特性を把握し、問題点を検討した。はじめに、ポリスチレン、アクリル、ポリプロピレン、等を主成分とするシアン、イエロ-、マゼンタの一成分カラートナーを試作し、粒度分布、見かけの抵抗率、帯電特性、等の基礎特性を評価した。その結果、これらのトナーは通常の二成分現像剤のトナーとほぼ同様の基礎特性を有することが判明した。ついで、コロナ帯電、磁性体粒子との摩擦帯電、電子注入、の3方法によりこれらのトナーをエレクトレット化し、その電荷保持能力を中心に、エレクトレットトナーとしての基礎特性を検討した。コロナ帯電法によるエレクトレット化の場合、正、負、両極性とトナーはエレクトレット化され、電荷減衰の時定数はかなり長い(20時間以上)ことを確認した。ただし、コロナ帯電時間は5秒程度が最適で、それより短い場合は帯電量が小さく、それより長い場合は電荷の減衰が若干速くなることも判明した。摩擦帯電によるエレクトレット化の場合は、トナーはエレクトレット化されるが、その電荷保持時間は、コロナ帯電の場合より短い傾向が認められた。電子注入法によるエレクトレット化では、真空中においてトナー層に電子シャワーを浴びせたが、電荷を得るのは表面層のトナーだけであり、その電荷の減衰も摩擦帯電の場合よりさらに短いことを確認した。以上の研究を通じて、トナーのエレクトレット化にはコロナ帯電を利用するのがよく、その電荷は長時間保持され、エレクトレットトナーを電子写真システムに応用できる可能性は十分あると判断した。
エネルギーを必要としないタンパク質膜透過のメカニズムの解明

ミトコンドリアタンパク質の多くは,サイトゾルで合成された後,ミトコンドリアへ輸送される。ミトコンドリア外内膜には,それぞれTOMおよびTIMと呼ばれる膜透過装置が存在し,タンパク質の選択的膜透過反応を担っている。内膜に局在するADP/ATP carrier(AAC)などの一部のタンパク質は,ミトコンドリアへ取り込まれる際,サイトゾル中の因子が必要であることが知られている。大腸菌におけるタンパク質合成反応に必要な因子を精製して再構成したin vitroタンパク質合成系(PURESYSTEM)を用いてAACを合成したところ,このAACはミトコンドリアへ取り込まれなかった。ここに,ウサギ網状赤血球ライセートを加えても,AACの取り込みは見られなかった。ウサギ網状赤血球ライセートで合成したAACは,PURESYSTEM存在下においてもミトコンドリアに効率よく取り込まれた。したがって,Hsp70などのサイトゾル中の因子とリボソーム等の合成系とのマッチングが,取り込み反応には必要であると考えられる。また,前年度までの解析において,精製Tom40 (TOMチャネルの主要成分)が,変性タンパク質の凝集体形成を妨げることが明らかとなっている。そこでTom40と変性タンパク質の相互作用を定量的に見積もった。精製Tom40を,様々な濃度の尿素変性リゾチームとともにインキュベートした後,密度勾配遠心を行い,複合体の量を定量した。その結果,Tom40と変性リゾチームの解離定数K_Dは,およそ50μMであった。ミトコンドリアマトリクスへと輸送されるタンパク質の内膜透過反応には,内膜の膜電位を必要とする。そこで,内膜の膜電位を消失させると,タンパク質の輸送反応は,外膜透過の時点で停止することが知られている。この時,膜透過中間体はTOMの因子とのみ相互作用していると考えられてきた。しかし,本研究において,この膜透過中間体がTIMの因子の一つであるTim50とすでに相互作用していることを見いだした。このことは,TOMチャネルからTIMチャネルへと輸送タンパク質を受け渡すステップにおいて,Tim50が重要な役割を果たしていることを示している。一方,前年度までの解析において,精製Tom40(TOMチャネルの主要成分)が,変性タンパク質の凝集体形成を妨げることが明らかとなっている。そこで,ミトコンドリアを変性タンパク質とインキュベートした場合,精製Tom40と同様にミトコンドリア外膜上のTom40も変性タンパク質と相互作用するかどうか検討した。単離ミトコンドリアを尿素で変性させたリゾチームまたはDHFRとインキュベートした後,前駆体タンパク質の取り込み反応を行った。その結果,変性タンパク質で前処理したミトコンドリアでは,タンパク質の取り込み反応が著しく阻害された。ミトコンドリア表面に結合した変性タンパク質をプロテアーゼ処理によって除去しても,タンパク質の取り込み阻害が観察された。したがって,変性タンパク質はTom40チャネル内に結合し,そのチャネル活性を阻害したと考えられる。これらの結果から,Tom40はチャネルを形成するだけでなく,変性タンパク質と相互作用する分子シャペロン様の機能も有すると考えられる。
精密冷中性子干渉光学技術の開発と基礎物理への応用

この研究の目的は、完全に2経路が分離されたジャマン型干渉計開発の成功に基づき、これを発展させた多層膜冷中性子干渉計の開発によって微弱な相互作用の検出感度に優れた新しい実験手法を確立し、基礎科学に超低エネルギー物理の新しい分野を拓くことである。長波長中性子(冷中性子)に適用できる大型の干渉計の開発・応用によって微弱な相互作用検出の高感度化を図る多層膜冷中性子干渉計の開発と応用は世界に類のない日本発の独創的な研究である。本研究ではこれまでの成果を踏まえ、<分離した経路の一方にのみ相互作用させる装置を挿入する>、<分離した経路に囲まれた面積に比例する相互作用を検知する>、<分離した経路に囲まれながら中性子に曝されることのない装置を挿入する>など,長波長中性子による干渉実験の可能性を拓くことを目指した。一般にギャップを拡大するにつれ、アラインメントに対する精度要求が厳しくなる。アクティブ防振台の導入は成功のひとつの本質的に重要な鍵であった。振動・温度・磁場等の環境要因の、中性子計数との同時測定を導入し、環境要因を変化を記録しながら干渉縞のコントラストへの影響を精査することが不可欠であったが、東海村の研究炉JRR-3の震災後の利用再開に至らずビーム利用を要する研究が進められなかった。本研究とこれまでの成果の社会還元として「ひらめき☆ときめきサイエンスようこそ大学の研究室へKAKENHI(研究成果の社会還元・普及事業)」において、HT25146【光の波・物質の波実験を通じて<イメージ>をつくる体験】を実施した。先ず波動現象を<観る目>を持ってもらうことに価値をおき、目に見えないことも予想と議論と実験を重ねて目に見えるようになる、<科学の体験>を提供することが出来た。科学啓蒙活動に意識の高い学生スタッフに良い機会を提供することもできた。この申請の目的は、完全に2経路が分離されたジャマン型干渉計開発の成功に基づき、これを発展させた多層膜冷中性子干渉計の開発によって微弱な相互作用の検出感度に優れた新しい実験手法を確立し、基礎科学に超低エネルギー物理の新しい分野を拓くことである。本申請ではこれまでの成果を踏まえ、<分離した経路の一方にのみ相互作用させる装置を挿入する>、<分離した経路に囲まれた面積に比例する相互作用を検知する>、<分離した経路に囲まれながら中性子に曝されることのない装置を挿入する>など,長波長中性子による干渉実験の可能性を拓く。振動・温度・磁場等の環境要因の、中性子計数との同時測定を導入し、環境要因を変化を記録しながら干渉縞のコントラストへの影響を精査する計画であったが、東海村の研究炉JRR-3の震災後の利用再開に至らずビーム利用を要する研究は進められなかった。大強度陽子加速器施設J-PARCのパルス中性子源等での中性子基礎物理について研究会等で検討した。震災後、研究炉JRR-3の稼働再開に至らずビーム利用を要する研究が進められていない。ビーム利用が可能になると見込まれる。環境要因のそれぞれの影響を見定めながら順次遮蔽等対策の効果を確認していく。<分離した経路の一方にのみ相互作用させる装置を挿入する>実験の実証として、散乱長と厚みのよく理解できた位相物体による位相差の検出をデモンストレーションを目指す。

ビーム利用が果たせずそのために見込んだ旅費の支出はなかった。またビーム利用の進捗に即して製作を検討していた物品の発注は見送られた。次年度のビーム利用再開に向けた準備を用意していく。
多孔性炭素材料を用いた希薄溶液からの電解質の除去に関する基礎的研究

平成9年度は、基礎的な実験として交換反応に有効な諸因子を明らかにするため、主として電極の特性評価を行った。この際に、電極の特性について詳細に考察するために、性状の大きく異なる数種類の炭素材料を試料の対象とした。一方、流通式の単一セル型の小型処理装置を試作して数種類の金属イオンに対する除去能力に関し、電極としての活性炭の孔隙構造、粒度、電圧値、水溶液の流速、濃度などの特性との関係を明らかにした。交換能力は一般に電極に与える電圧値によって支配されるが、電極の比表面積に大きく依存することが明らかになった。複雑な孔隙構造を持つ活性炭電極では、マイクロ孔も交換反応に有効であることを認めた。電極の脱着性能について、繰り返し反復実験を20回以上行ったが、著しい劣化は生じなかった。しかし、脱着操作の時間を短縮するためには、装置の改良および能力を向上させる必要があると思われる。イオンの選択性については、Na,K,Caの各単成分およびそれぞれの混合溶液の除去特性を検討した。Caイオンの選択吸着性が高いが、電極の種類によって選択性に特徴があることを認めた。ここで興味が持たれる事は交換反応に有効な孔隙をさらに明確にする事と、表面の改質による選択交換能力の付与であると考えられる。
温度感受性TRPM2チャネルの生理学的意義の解明

TRPM2作用薬をスクリーニングして、2-APBが素早くしかも可逆的・濃度依存的にTRPM2電流や膵島からのインスリン分泌を阻害することが明らかになった。TRPM2欠損マウスを解析し、TRPM2が個体レベルでグルコースやインクレチンホルモンの刺激で膵臓からのインスリン分泌に関わることが明らかになった。野生型マウス飼育温度を25度と20度で飼育して解析を行い、5度の飼育温度低下が糖代謝に加えて脂質代謝にも大きな影響を及ぼしていることが明らかになった。既知のTRPチャネルの温度感受性をスクリーニングし、TRPM2が体温近傍の温度で活性化するCa^<2+>透過性の高い非選択性陽イオンであることを明らかにし、膵臓ラ氏島β細胞でのインスリン放出に関与することを見いだしてきた。膵臓でのTRPM2機能制御によるインスリン分泌調節を目指し、TRPM2のインスリン放出における役割を分子レベルで明らかにするとともに個体レベルでの関与も解明することを第一の目的とする。また、TRPM2は免疫細胞での発現が確認されている。そこで、体温変動、とりわけ発熱時の免疫機能活性化にTRPM2の機能増強が関わっているかどうかを明らかにすることを第二の目的とする。(1)インスリン放出へのTRPM2の関与の検討(1)膵臓組織切片での多重染色による、より詳細なTRPM2発現解析を行う。(2)TRPM2作用物質の網羅的スクリーニング。(3)野生型マウスおよびTRPM2欠損マウスの膵臓ラ氏島を用いて、糖依存性・温度依存性のインスリン放出量を検討する。(4)ブドウ糖のみならず、脂質やアルギニンなど多くのインスリン放出刺激が知られており、それらの刺激によるインスリン放出の温度依存性を検討する。(5)個体レベルにおける血糖調節能の検討を行う。(2)免疫細胞の温度による活性化機構の解明(1)免疫系培養細胞での温度刺激による細胞内Ca^<2+>濃度増加、膜電流応答を観察する。(2)野生型マウスの脾臓またはリンパ節から免疫細胞を調整し、磁気ビーズ法によってB細胞およびT細胞を単離し、その精度をフローサイトメータを使用して確認する。そして、温度刺激によって応答が得られるかどうかをCa^<2+>イメージング法、パッチクランプ法を用いて検討する。(3)種々のサイトカイン産生(ELISA法)、NFAT測定と免疫細胞の運動能の変化を検討する。熱刺激の効果と既知のリンパ球刺激物質の効果を比較検討する。さらに、TRPM2欠損マウスから得たリンパ球での効果を野生型マウスのリンパ球での効果と比較検討する。TRPM2の活性化はインスリン分泌をもたらすことから、活性薬は糖尿病治療薬になると考えられる。そこで、TRPM2を強制発現させた細胞で細胞内Ca2+濃度の上昇を指標としてTRPM2に作用する化合物のスクリーニングを行った。その結果、活性化物質は発見できなかったが、2-APB(2-aminoethoxydiphenyl borate)が既知の阻害物質より低濃度で早いキネティクスで可逆的にTRPM2活性を阻害することが明らかとなった。2-APBは、リガンドで活性化した電流のみならず、熱によって活性化したTRPM2電流も同様に抑制した。TRPM2のインスリン放出への関与を確認する目的で、TRPM2欠損マウスの解析を開始した。TRPM2欠損マウスから調整した膵臓β細胞は温度刺激による細胞内Ca2+濃度上昇が起きないことを確かめた。経口グルコース負荷試験を行い、野生型マウスと比較してTRPM2欠損マウスで血糖上昇が大きく、低下もゆるやかであることがわかり、個体レベルでの血糖コントロールにTRPM2が重要な働きをしていることが強く示唆された。現在、より詳細な解析を進めているところである。セルソーターを用いて、マウスリンパ球の分取を行った。温度刺激での細胞内Ca2+濃度の変化を観察したところ、Tリンパ球、Bリンパ球とも細胞内Ca2+濃度の上昇が観察された。現在、さらにリンパ球をサブクラスに分類して、熱応答の解析を進めている。パッチクランプ法による解析も開始した。これまで、リンパ球での複数の温度感受性TRPチャネルの発現を確認していることから、それらの欠損リンパ球を用いた解析も計画している。糖負荷での細胞内Ca^<2+>振動を観察したところ、振動自体は野生型マウスのβ細胞とTRPM2欠損マウスのβ細胞で差はなかったが、GLP1によるCa^<2+>振動の増大が野生型マウスのβ細胞のみで観察された。

膵島からのインスリン分泌を観察したところ、高グルコース投与でのインスリン分泌が野生型マウス膵島と比較して、TRPM2欠損マウス膵島で有意に減弱していることが観察された。しかし、GLP1を初めとする他のインスリン分泌刺激でのインスリン分泌量は野生型マウス膵島とTRPM2欠損マウス膵島で差はなかった。経口グルコース負荷試験、腹腔内グルコース負荷試験を行い、野生型マウスと比較してTRPM2欠損マウスで血糖上昇が大きく、低下もゆるやかであることがわかり、個体レベルでの血糖コントロールにTRPM2が重要な働きをしていることが強く示唆された。グルコース負荷試験での早期のインスリン分泌増加が野生型マウスに比べてTRPM2欠損マウスで有意に小さいことがら、グルコース負荷によるインスリン分泌不全が耐糖能異常をもたらしているものと考えられた。インスリン負荷試験を行ったところ、血糖値の低下がTRPM2欠損マウスで有意に小さかったことがら、TRPM2欠損マウスではインスリン抵抗性も発症しており、これも耐糖能異常に関わっているものと推定された。以上のことから、TRPM2を欠いたβ細胞、膵島でみられる糖負荷応答の異常によってTRPM2欠損マウスの耐糖能異常がもたらされていると考えられ、TRPM2のグルコース代謝における重要性が個体レベルで確かめられた。TRPM2のインスリン放出への関与を調べるためにTRPM2欠損マウスの解析を行った。糖負荷での細胞内Ca^<2+>振動を観察したところ、野生型マウスのβ細胞に比してTRPM2欠損マウスのβ細胞では有意に細胞内Ca^<2+>振動が減弱していた。また、GLP-1、Exendin 4の投与によって野生型マウスの膵島からの低グルコース依存性のインスリン分泌は有意に増大したが、TRPM2欠損マウス膵島ではほとんど変化がなかった.経口グルコース負荷試験、腹腔内グルコース負荷試験を行い、野生型マウスと比較してTRPM2欠損マウスで血糖上昇が有意に大きく、低下もゆるやかであることがわかり、個体レベルでの血糖コントロールにTRPM2が重要な働きをしていることが強く示唆された。グルコース負荷試験での早期のインスリン分泌増加が野生型マウスに比べてTRPM2欠損マウスで有意に小さいことから、グルコース負荷によるインスリン分泌不全が耐糖能異常をもたらしているものと考えられた。TRPM2はマクロファージにも発現していることを遺伝子レベル、蛋白質レベルで確認した。TRPM
強可視的作用の立場からの非対称な球多様体の幾何構造の研究

複素半単純リー群の非対称な球複素等質空間に対して強可視的作用の視点から研究を行った.本研究課題では,既約なアフィン球等質空間のうち, 4対称空間とケーリー型球等質空間の1つ,準アフィン球等質空間のうち複素半単純リー環における複素球冪零軌道に対して,強可視的作用を持つことを証明した.さらに,この強可視的作用における各軌道と交叉するスライスを具体的に与えた.複素半単純リー群の非対称な球複素等質空間に対して強可視的作用の視点から研究を行った.本研究課題では,既約なアフィン球等質空間のうち, 4対称空間とケーリー型球等質空間の1つ,準アフィン球等質空間のうち複素半単純リー環における複素球冪零軌道に対して,強可視的作用を持つことを証明した.さらに,この強可視的作用における各軌道と交叉するスライスを具体的に与えた.本研究は,非対称な複素等質空間における可視的作用の分類理論の研究を目標とする.本年度はこの設定において可視的作用の例を発見すること,特に各軌道と交叉する部分多様体(スライス)の具体的記述を通してその性質を調べ,構造論を構築することを目指した.等質空間が簡約な場合は以下の研究結果を得た.まず,非管状型エルミート対称空間を底空間とする直線束における可視的作用の研究結果をまとめた論文がGeom.Dedicata出版された.また,前述とは性質の異なる可視的作用の例を2つ得ることができ,1つはJ.Math.Univ.Tokyoに出版され,もう1つはAdv.Pure Appl.Math.に掲載されることが決定された(オンラインでは既に出版済み).前述の例のいくつかについて,新しい視点による統一的説明を与えることについては検討中である.次に,等質空間が簡約ではない場合として複素半単純リー環の冪零軌道を扱い,冪零軌道が可視的作用をもつこととそれがsphericalであることが同値であることを証明した.必要条件の証明ではモーメント写像による可視的作用の誘導定理が重要な役割を果たす.冪零軌道はベクトル束の像として実現され,ファイバーにおける線型作用が可視的かどうかの判定によって分類を与えることができる.線型な可視的作用の研究は既に研究代表者によって解決されており,この結果を利用することで本結果が得られた.本結果は,表現論シンポジウムやドイツのOberwolfach,オランダのLorentz Centerで開催された研究集会で報告した.複素等質空間における可視的作用の分類理論を目指し,本研究課題ではアフィンおよび準アフィンで球等質空間とよばれるクラスを対象に研究を遂行した.球多様体の上の関数空間に自然に定義される表現は無重複に既約分解されるという性質をもつ.一方複素多様体上の正則関数全体のなす空間に定義された表現が無重複であるための十分条件が可視的作用を用いて近年与えられた.この必要条件については未解決であるが,線型空間の場合には研究代表者によって正しいことが明らかになり,線型でない場合も成り立つと予想される.本年度は,既約な球アフィン等質空間で一部のクラスや球冪零軌道が可視的作用を持つかどうかを研究し,各軌道と交叉する部分多様体(スライス)を具体的に明示することにより,その幾何構造を調べた.まず,SO(8,C)/G_2(C)に対する研究結果をまとめた論文が出版された.これは球アフィン複素等質空間のうちケーリー型とよばれるものの1つである.証明は,その被覆空間であるSpin(8,C)/G_2(C)が7次元の複素球面の直積に微分同相であることにより与えた.次に,球等質空間でありかつ4-対称空間に対して可視的作用をもつことを証明した.一般にn-対称空間は対称空間を一般化した概念である.対称空間の場合には古典的なカルタン分解が知られているが,球4-対称空間に対しても対称空間におけるカルタン分解の一般化を与えた.これによって,4-対称空間への作用におけるスライスを具体的に構成することができた.本結果は,ドイツのPaderborn大学,東京理科大学での研究集会や日本数学会年会で発表し,論文は現在準備中である.さらに,球冪零軌道に対して可視的作用の視点から研究し,やはり可視的作用をもつことを明らかにした.この研究は,4-対称空間における手法とは異なり,線型空間における研究結果(2009年,2011年に論文を発表)を応用することでアプローチすることができた.本結果の概略についてチュニジアなどで講演し,現在論文を準備中である.