hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心内膜の線維化に着眼した心線維化メカニズムの解明とその治療法の開発

心内膜線維弾性症(EFE)は一部の先天性心疾患に合併し、左室心内膜の線維化を起こし予後不良な疾患である。これまでその発症機序は不明であったが、私たちは世界に先駆けて幼若ラットを用いたEFE動物モデルの作成に成功した。またこのモデルの解析を通して、幼若心内皮細胞が力学的ストレスに反応して間葉系細胞に分化(内皮間葉移行, endMT)し、EFE発症に関与していることを発見した。心内皮細胞と心線維化の関係については未だ未知の領域であり、この発見は意義深い。本研究では、EFE動物モデルを用いてendMTを引き起こす血行力学的因子の解明およびendMT阻害薬を用いたEFE治療の可能性について検討する。
発達性ディスレクシアに対する視覚機能トレーニング

発達性ディスレクシアと関係する視空間ワーキングメモリ(WM)と視覚注意(VA)の訓練効果を,健常成人を対象に検討した。WM訓練によってWMの成績は向上した一方,VAスパン訓練によってVAスパンは改善しなかった。訓練前後の選択的注意課題遂行中の脳波では,標的刺激呈示後200ms付近で惹起するP200成分がWM群で振幅が増大した。この結果は先行研究と一致しており,記憶における初期選択的注意が改善したと考えられる。VAスパンよりWM訓練の方が効果的である可能性が示唆された。視空間機能に弱さを持つ児童に対してもWM訓練はある程度の効果が見られた。WM訓練の実施には訓練の限界を踏まえることが必要である。2014年度は以下の点を実施した。【1視覚における読みと有効視野を文献調査】本研究が対象とする視覚注意スパンは視覚の有効視野と密接な関係がある。また,日本語はアルファベット圏の文字文化と異なり,縦読みや漢字の使用など独自の要素が多い。このため,日本語における読みと有効視野に関する文献調査を行った。【2児童に対する視覚ワーキングメモリトレーニングの実施可能性の検討】市販のワーキングメモリトレーニングツールは,遂行の動機付けを高めるための工夫がされている。しかし,本研究で作成済みのワーキングメモリトレーニングは,厳密なトレーニング効果を検討するため,動機付けを高める工夫はしていない。このため,児童に問題なく実施できるかどうか,2名の児童に訓練を実施して確認した。【3視覚注意スパントレーニングに用いる刺激の選定】トレーニングとなる課題を実施している先行研究(Lovier et al., 2012)はフランスで行われており,彼らにとって未知の文字刺激として日本語の平仮名が用いられている。本研究の課題は先行研究に基づいて作成するが,日本で実施するには別の刺激を用いる必要がある。このため,日本人にとって未知の文字刺激として神代文字を用いる。神代文字は平仮名と同様の文字数であり,この中から他の実験刺激および既存の平仮名や漢字などに類似していない刺激を選別する必要がある。このため,20人の参加者に刺激の評定を求めて,トレーニング課題に用いる刺激を選定した。【4視覚注意スパントレーニング課題の仕様検討】トレーニング課題作成を依頼する研究協力者と打ち合わせを行い,課題の具体的な仕様を検討した。2015年度は以下の点を実施した。【1視覚注意スパン・トレーニング課題の作成】WindowsPC上で動作するトレーニング課題を作成した。プログラムを導入すればどのWindows PCにおいても,無意味な「幾何学図形」「傍線図形」「神代文字」といった刺激の呈示後200 ms前後という早い時間帯の視覚的処理をトレーニングすることができるように作成した。【2視覚注意スパンアセスメント用課題の作成】トレーニングの前後にアセスメントとして実施する,視覚注意スパンアセスメント用課題を作成した。上記プログラムと同様,どのWindows PCにおいても導入可能なプログラムを作成した。北海道大学から琉球大学へと異動となり,物理的な実験環境および勤務内容等で環境が大きく変容した。このため,研究を継続するための環境調整に時間を要することとなった。ワーキングメモリ(Working Memory: WM)の訓練は一般的効果があり,訓練していない課題の成績を改善するという報告がある一方,否定的な見解を示す総評が存在する。先行研究では,視空間WM訓練により記憶成績は改善したが一般的効果はなかった。しかし,訓練していない低次の視覚注意(Visual Attention: VA)の改善効果は見られた。こうしたVAのスパンとWMは,発達性ディスレクシアと関係しており,訓練の効果を検討することは支援に繋がる可能性を持っている。本研究では,WMとVAスパン訓練の効果について検討を行い,どちらがより有用であるか検討した。WM群10名,VAスパン群9名を対象とし,訓練前後の行動課題と事象関連電位(ERP)課題を検討した。行動課題として記憶(数唱,視空間WM,リーディングスパンテスト)と,注意(VAスパン部分報告法・全体報告法)課題を,ERP課題として視覚3刺激オドボール課題を実施した。WM群には,ランダムな配置で9つの丸を呈示し,そのうちの1つである赤い丸の場所と順番を記憶して回答を求める訓練を実施した。VAスパン群には,瞬間呈示された無意味な図形を把握し,同じものが何個あったか回答させる訓練を実施した。どちらも成績に合わせて難易度を調整し,25日の訓練(1日10分程度)を実施した。訓練前後の行動課題では,両訓練に一般的効果はなかった。視空間WM訓練によって視空間WMの成績は向上した一方,VAスパン訓練によってVAスパンは改善しなかった。訓練前後のERP課題では,標的・新奇刺激に対するN100およびP300振幅に訓練効果は見られなかった。一方,標的P200振幅はWM群で振幅が増大した。この結果は先行研究と一致しており,記憶における初期選択的注意が改善した可能性が示唆された。

VAスパンよりWM訓練の方が効果的である可能性が示唆された。視空間機能に弱さを持つ児童に対してもWM訓練はある程度の効果が見られた。WM訓練の実施には訓練の限界を踏まえることが必要である。2014年度分の研究計画では,トレーニング対象である視覚注意スパンと深い関連のある視覚の有効視野について文献調査を行った。視覚注意スパンは有効視野と密接な関係があるものの,有効視野以上に視覚的記憶との関連が指摘できることを確認した。この上で,視覚注意スパントレーニングの作成に取り掛かった。視覚注意スパン課題を用いている先行研究と言語が異なるため,トレーニング課題に用いる刺激の選定は,トレーニングを成功させる上で非常に重要な点となる。健常成人20名を対象に,新たな刺激候補である神代文字45文字について刺激の評価を実施した。これにより他に用いる刺激と類似しておらず,既存の日本語文字とも類似していない刺激を選別することができた。また,実際に児童2名に対してワーキングメモリトレーニングを実施することで,児童に対して実施可能であることを確認した。具体的なトレーニングの仕様についても,プログラムを作成する担当者と打ち合わせができており,おおむね順調に進展しているといえる。2015年度はトレーニングの実施およびトレーニング期間前後での脳活動について検討を行い,学会発表と論文発表を進めていく。2016年度は成人にワーキングメモリトレーニングあるいは視覚注意スパントレーニングの片方を実施し,両トレーニングの効果が視覚処理にどのような影響を与えているのか脳波による事象関連電位を測定することで比較検討する。上記の結果をもとに,有効なトレーニングを児童に対して用いて実施していきたい。研究の推進に当たっては,北海道大学の研究協力者と共同して,効率的な遂行を目指す予定である。生理心理学教育心理学認知神経科学2015年度は引き続きトレーニングプログラムの作成を進めていく。その上で成人30名にワーキングメモリトレーニングか視覚注意スパントレーニングのどちらかを実施し,トレーニングの効果が視覚処理にどのような影響を与えているのか脳波による事象関連電位を測定することで検討する。トレーニング効果は特に低次の視覚処理に影響を与えることが予測されるが,2つのトレーニングによりどのような違いがあるのかを検討したい。異動による研究環境の変容により,研究を行うための調整が必要となった。このため,幾つかの計画を遅らせ,次年度に申請することとした。プログラム開発委託のスケジュールを調整した結果,次年度に申請することとした。2016年度は,被検者謝金,研究協力者の雇用として使用していく。
新しいヒトTSH産生下垂体細胞株CHP2を用いたTSH遺伝子転写調節機構の解析

下垂体ホルモンの1つである甲状腺刺激ホルモン(TSH)はHypothalamo-Pituitary-Thyroid axis(HPT axis)の要であり、その構成要素であるα-subunitならびにTSHの特異性を規定しているβ-subunit遺伝子の発現調節の解明は、生体における甲状腺ホルモン調節系の全体像を理解する上で必須である。しかしながら、in vitroで継代培養が可能なthyrotroph由来の適切な培養細胞株が存在せず、homologousな系を用いた検討は行われていない。今回我々は、近年樹立されたヒトTSHβ-subunit発現下垂体前葉培養細胞株CHP2を用いて、TSHα-ならびにβ-subunit遺伝子の発現に関し詳細な解析を行った。まず本細胞がTSH産生細胞としての性質を保持しているか否かを検討した結果、本細胞ではthyrotrophに比較的特異的とされているTRβ_2やGATA2の内因性mRNAの発現が認められ、基本的にthyrotrophとしての性質を有している可能性が示唆された。また内因性α-subunitならびに導入α-subunit遺伝子プロモーターの良好な発現も確認され、cAMP/PKA系による調節も保たれていた。反面、TSHの発現に必須である転写因子Pit-1の発現を欠き、また実際、内因性ならびに導入TSHβ-subunit遺伝子の発現を認めないことなど、分化したTSH産生細胞株とするには不十分な結果であった。今後、本細胞を下垂体の幹細胞として、thyrotrophをはじめとする各種ホルモン産生細胞に分化誘導する試みを進める予定である。ヒト垂体前葉由来細胞CHP2はTSHβを発現していることが知られている。そこで我々はまず培養液中へのTSHの分泌の有無を高感度EIA法にて評価したことろ、通常の培養条件ではTSHの分泌は認められなかった。またRT-PCR解析にてTSHβ遺伝子の転写に必須とされる転写因子Pit-1の発現も認められなかった。TSHβの転写調節機構を解明するためには、host cellが内因性にTSHβならびに関連転写因子を発現していることが前提となる。そこで我々は他大学と共同でPit-1、Prop-1、ならびにGATA2(いずれもTSHβ関連転写因子)のcDNAをPCRでクローニングした。またそれらを細胞内で強制発現させるための発現ベクターも作成した。現在これらの因子を細胞内で発現させた条件下において、TSHの合成の有無を解析中である。一方、細胞の分化度がTSHβの発現の有無を規定している可能性を考慮し、細胞を無血清・低血清培地、高温培養(39°Cで培養すると温度感受性T-antigenが失活し細胞の腫瘍性特性が消失する)、および分化誘導材(retinoic acid等)の存在下において培養を行った。その結果、一定の条件下で細胞の形態変化ならびに細胞内分泌顆粒の増加が認められた。現在この変化と細胞TSH産生能との関連に関し検討を行っている。昨年度に引き続き、CHP2細胞における甲状腺刺激ホルモン(TSH)α-ならびにβ-subunit遺伝子の発現調節に関し検討を加えた。今回新たにthyrotroph特異的な因子の発現を検討したところ、甲状腺ホルモン受容体TRβ_2や、GATA2の内因性mRNAの発現が認められた。また内因性α-subunitならびに導入α-subunit遺伝子プロモーターの良好な発現も確認され、かつcAMP/PKA系による調節も保たれていた。一方β-subunit遺伝子に関しては、昨年度に作成したPit-1,Prop-1,およびGATA2の発現ベクターを導入した条件下で内因性β-subunitならびに導入β-subunit遺伝子プロモーターの発現を検討した結果、いずれの因子の存在下においても良好な発現は認められなかった。今後更なる検討が必要と思われる。

全体として、今回の我々の検討でCHP2細胞がα-subunit遺伝子を内因性に発現している事実が確認されたことは、本細胞が基本的に糖蛋白ホルモン産生下垂体細胞のpropertyを保持していることを強く示唆しており、今後本細胞を下垂体の幹細胞として、thyrotrophをはじめとする各種ホルモン産生細胞に分化誘導する試みを進める予定である。
オゾンを用いた余剰汚泥削減型活性汚泥法による下水の高度処理特性と操作因子

オゾン添加活性汚泥法は、活性汚泥にオゾンを直接添加することで、沈降性の改善やスカムの発生防止を可能とした新しい廃水処理法である。活性汚泥をオゾン酸化させることで生じる液化有機物を微生物に再代謝させると、汚泥の酸化が促進され、結果的に余剰汚泥の発生量を削減できる。オゾン添加活性汚泥法では、汚泥の性状改善とともに汚泥発生量削減が特に注目されているが、一方でオゾンの酸化力により汚泥の液化と同時に、実下廃水中に含有される難分解性物質や生物活性を阻害する物質の酸化除去も可能であると考えられる。本事業では、オゾン添加により、これまで注目されてきた余剰汚泥減容効果に加え、処理水質の向上と生物活性阻害の低減効果も図れると考え、その可能性について実験的に示すと共に、オゾン添加により汚泥減容と阻害性物質除去がどのような割合でなされるのかについて検討した。なお生物活性を阻害する化合物例としてフェノールを取り上げた。フェノール類は、主に化学工場や病院等から排出されることがあり、塩素処理によって強い悪臭のあるクロロフェノール類を生じる。また、活性汚泥法の場合、2550mg/Lのフェノール類が存在すると、浄化機能を阻害するといわれているが、オゾンの適用が有効な手法とされている。これをモデル化合物として、汚泥共存下でオゾン処理したときの、フェノールと汚泥の挙動について調査した。解析にあたって、数理モデルを構築し、実験結果と併せて動力学的定数を算出した。結果、オゾン添加により汚泥の可溶化(液化)とフェノールの酸化分解は同時に発現することがわかった。廃水の性状に応じてオゾン添加量を制御することで、汚泥の可溶化と生物活性阻害性物質の除去をなし得、安定した処理を行えることを明らかにした。オゾン添加活性汚泥法は、余剰汚泥の発生量削減やバルキング抑制等に効果があるとされるが、オゾンによる汚泥液化のために処理水中の窒素やリン濃度が上昇することが懸念される。本研究では、オゾン添加活性汚泥法で窒素除去を行うことを試み、その一例として生物学的硝化脱窒法の適用を検討した。回分実験や連続実験を通して、種々の条件で処理特性を明らかにし、従来の芳醇活性汚泥法やその変法(無酸素好気循環法など)と比較した結果、以下の特徴があることが示された。1)無酸素-好気循環法をオゾン添加活性汚泥法に用いたとき、オゾンによる液化有機物は脱窒のための水素供与体として利用されることがわかった。無酸素槽で有機物不足となる場合には、オゾンを添加することにより脱窒を促進させる結果となった。実験結果は従来の知見から予測されるものであったが、連続処理実験においても同様な現象が生じ、処理法として活用できることが実証された。2)オゾンにより汚泥を液化させると難分解性有機物も生じるために、Air系列よりもオゾン系列の方が処理水中の有機物濃度は高くなった。オゾン添加活性汚泥法では、脱窒促進や余剰汚泥削減ならびにバルキング防止が、対照系よりも優れている点として今回実証されたが、一方で難分解性有機物の流出やオゾンを使用することのコスト面の課題が存在する。適用に当たっては、各々の廃水処理目的から総合的に判断する必要があることが、今後の課題としてあげられた。家庭や化学工場からの下排水中には、BOD物質と称される生物易分解性の物質のみならず、生物による代謝反応を受けにくい様々な化学物質が含まれている。その中のひとつであるフェノール類は防腐剤や消毒剤など様々な用途に使用されており、これらフェノール類は微量でも微生物の活性を阻害する恐れがあり、標準活性汚泥法では処理できない可能性がある。一方、標準活性汚泥法にオゾンを加えるオゾン添加活性汚泥法という手法がある。これは直接、汚泥にオゾンを添加することで、汚泥が溶解し余剰汚泥の削減が行える。また汚泥の性状が改善されることでバルキング抑制の効果にもつながることが報告されている。ゆえに生物処理の機能向上に加えて、オゾンの酸化作用により生物難分解性物質の分解も行えると思われる。そこで本研究では、オゾン添加活性汚泥法による連続実験を行い、フェノール分解特性と窒素処理特性、そして汚泥の性状について知見を得ることを目的とした。結果として、フェノール濃度3748mg/L、オゾン吸収率1115mgO_3/gSSの時、汚泥の活性は阻害されず硝化反応が進行し、フェノール濃度6062mg/L、オゾン吸収率32mgO_3/gSSの時、SVIはバルキング状態から改善された。またフェノール濃度107mg/L、オゾン吸収率21mgO_3/gSSの時、SVIは空気系列より安定していた。ゆえに、オゾンの酸化力と汚泥の生物処理によりフェノールが分解され、なおかつ汚泥の沈降性は改善された。よってオゾンを添加することで従来の機能改善効果に加えて、処理安定性の観点からも有効であることが示唆された。

オゾン添加活性汚泥法では、汚泥の性状改善とともに汚泥発生量削減が特に注目されているが、一方でオゾンの酸化力により汚泥の液化と同時に、実下廃水中に含有される難分解性物質や生物活性を阻害する物質の酸化除去も可能であると考えられる。本事業では、オゾン添加により、これまで注目されてきた余剰汚泥減容効果に加え、処理水質の向上と生物活性阻害の低減効果も図れると考え、その可能性について実験的に示すと共に、オゾン添加により汚泥減容と阻害性物質除去がどのような割合でなされるのかについて検討した。なお生物活性を阻害する化合物例としてフェノールを取り上げた。フェノール類は、主に化学工場や病院等から排出されることがあり、塩素処理によって強い悪臭のあるクロロフェノール類を生じる。また、活性汚泥法の場合、2550mg/Lのフェノール類が存在すると、浄化機能を阻害するといわれているが、オゾンの適用が有効な手法とされている。これをモデル化合物として、汚泥共存下でオゾン処理したときの、フェノールと汚泥の挙動について調査した。解析にあたって、数理モデルを構築し、実験結果と併せて動力学的定数を算出した。結果、オゾン添加により汚泥の可溶化(液化)とフェノールの酸化分解は同時に発現することがわかった。廃水の性状に応じてオゾン添加量を制御することで、汚泥の可溶化と生物活性阻害性物質の除去をなし得、安定した処理を行えることを明らかにした。
せん断塑性変形による三次元粉末造形技術の確立

近年、高い造形自由度と簡便さから金属の三次元造形技術が革新的手法として注目を集めている。この手法はレーザー等で金属粉末を融点近傍の温度まで加熱し、準固相状態で粉末の接合を行っているが、プロセス温度が高く熱変性や酸化物の形成が避けられないため、プロセスの低温化が望まれている。本研究では、この課題に対して加熱の代わりにせん断力による粉末の変形や粉末間の摩擦によって、融点より十分に低い温度で粉末を固化するせん断塑性変形による手法を提案し、圧縮力とせん断力の同時付与の過程で粉末が接合する手法を応用した粉末の三次元造形技術を確立することを目指している。
日本および東アジアにおける祖名継承法の比較研究

本研究は日本および東アジア各地における祖名継承法の比較研究を目的とするものであるが、第3年度から平成4年度にかけてつぎのような研究を実施した。1.祖名継承法に関する文献資料の収集(1)祖名継承法に関する論文の収集最近、人類学・民俗学・歴史学・法律学などにおいて名前の研究がきわめて活発になってきた。そこで今までに刊行されているこれらの論文を複写等によって収集した。「沖永良部島の祖名継承」「中世村落におけるイエと女性」「女性名からみた中世女性の社会的位置」「ヤオ族の姓と命名法」「アカ族の父子連名制と族外婚」「アカ族の系譜と父子連名」など約80点の論文を収集した。(2)本研究では日本における祖名継承法の資料集成をひとつの計画として実施している。今年度は奄美・沖縄および日本各地の村落の祖名継承法について、民俗調査報告書・市町村誌などによって資料を収集した。(3)東アジアの祖名継承法のうち中国の少数民族苗族の祖名継承法について、『苗族社会歴史調査』(貴州民族出版社刊)から、祖名継承法に関連する部分の翻訳を完了した。2.文献目録の作成日本および東アジアの祖名継承法について、約100の文献の目録を作成した。3.祖名継承法に関する現地調査今年度は鹿児島県、長崎県、静岡県、岩手県、滋賀県、秋田県などの地域の村落において、祖名継承法に関する現地調査を実施した。本研究は日本および東アジア各地における祖名継承法の比較研究を目的とするものであるが、第1年度にあたる平成3年度にはつぎのような研究を実施した。1.祖名継承法に関する文献資料の収集(1)祖名継承法に関する論文の収集最近、人類学・民俗学・歴史学・法津学などにおいて名前の研究がきわめて活発になってきた。「沖永良部島の祖名継承」「中世村落におけるイエと女性」「女性名からみた中世女性の社会的位置」など約50点の論文を収集した。今年度は奄美・沖縄の祖名継承法について、民俗調査報告書・市町村誌などによって資料を収集した。2.文献目録の作成日本および東アジアの祖名継承法について、約70の文献の目録を作成した。3.祖名継承法に関する現地調査今年度は鹿児島県、長崎県、静岡県、岩手県などの地域の村落において、祖名継承法に関する予備的な現地調査を実施した。本研究は日本および東アジア各地における祖名継承法の比較研究を目的とするものであるが、第2年度にあたる平成4年度にはつぎのような研究を実施した。1.祖名継承法に関する文献資料の収集(1)祖名継承法に関する論文の収集最近、人類学、民俗学・歴史学・法律学などにおいて名前の研究がきわめて活発になってきた。「ヤオ族の姓と命名法」「アカ族の父子連名制と族外婚」「アカ族の系譜と父子連名」など約40点の論文を収集した。今年度は奄美・沖縄以外の日本各地の祖名継承法について、民俗調査報告書・市町村誌などによって資料を収集した。2.文献目録の作成日本および東アジアの祖名継承法について、約30の文献の目録を作成した。3.祖名継承法に関する現地調査今年度は鹿児島県、滋賀県、秋田県などの地域の村落において、祖名継承法に関する現地調査を実施した。
畳込み符号化PRML方式によるマルチトラック高密度ディジタル磁気記録

本研究は、パンクチャド畳込み符号を記録符号として採用して、複数トラックに記録し、面方向にPRML方式を拡張することでSN比改善を図り、高密度ディジタル磁気記録を達成することを目的としている。現行のHDD等のディジタル磁気記録装置において採用されている長手磁気記録媒体及び次世代の記録媒体として期待されている垂直磁気記録媒体に対して記録再生実験を行い、同一面記録密度で、本方式の優位性を確認した。記録再生実験を行う評価システムは、記録データの生成、記録符号化、再生等化、ビタビ復号、記録符号の復号化、記録データと再生データの比較による誤り率の計算などを行う計算機、記録符号を所定の記録レートで発生する波形発生器、ディスクとヘッドを装着して記録再生するスピンスタンド、再生波形を取得するディジタルオシロスコープ、さらに、円滑に実験を行うために、これらをGP-IBを介して一括制御するシステムコントローラで構成されている。本性能評価システムを用いて、長手磁気記録と垂直単層膜媒体による垂直記録を行った。但し、MIGヘッドで記録し、MRヘッドで再生した。なお、2トラック記録の場合には、記録されたトラックの半分をDC消去してマイクロトラックを作成した後、再生することで、1トラックの場合とほぼ同一の面記録密度を実現している。1トラック記録の場合の比較対象として、良好な特性を示す(1,7)RLL符号化E^2PR4ML方式を取り上げ、上記の方法で2トラックパンクチャド畳込み符号化PR4ML方式の性能と比較したところ、400kBPIの記録密度における誤り率で、長手記録の場合には2桁、単層膜媒体による垂直記録の場合では4桁の改善が得られた。本研究は,記録符号としてパンクチャド畳込み符号を採用し複数のトラックに記録するマルチトラック記録を行うことで,記録レートの上昇による非線形歪や高域雑音の増大を低減し,面方向に生じる相関を利用したPRML方式を構成することで,Viterbi復号で得られる利得の向上により,一層の高密度記録を達成することを目的としている.本年度は,現有のスピンスタンド及びディジタルストレージオシロスコープなどの測定器とワークステーション,パーソナルコンピュータなどの計算機により,計算機シミュレーション及び記録再生実験を行った.符号化率が1/2の畳込み符号に対して,2/3の割合でシンボル消去することで,符号化率が3/4のパンクチャド畳込み符号を構成し,これを2トラックに分けて記録することで記録レートを入力データ系列の2/3のレートに抑えた.そして,2トラックに跨る信号系列間の相関を利用したPRML方式を構成した.まず,トラック幅が従来方式の1/2となることを考慮に入れた計算機シミュレーションを行い,誤り率特性を求めたところ,記録再生系が線形な場合も,パ-シャルイレ-ジャと呼ばれる非線形歪のある場合においても,従来からハードディスク装置で用いられている8/9(0,4/4)符号化PR4ML方式に比べて良好な特性を示すことが明らかとなった.更に,スピンスタンドを核とする記録再生実験装置を用いて,ディスクの両面にパンクチャド畳込み符号を記録することで2トラック記録を実現し,その再生波形に対して波形等化を施したのちViterbi復号を行って得られる再生データを得た.そして,入力データとこれを比較することで,誤り率を求めたところ誤り率の改善が得られた.本研究は、パンクチャド畳込み符号を記録符号として採用して、複数トラックに記録し、面方向にPRML方式を拡張することでSN比改善を図り、高密度ディジタル磁気記録を達成することを目的としている。
視神経乳頭電気刺激による視機能再生の検討

現在開発中の視神経刺激型人工視覚システムの臨床試験において、患者の中に、視神経を電気刺激した後、自覚的に視機能が改善する患者がみられた。今回の研究では、まず同様の効果が動物実験においても生じるか否か、を検討し、ラット網膜色素変性モデルにおける検討では、電気刺激後視機能改善効果、変性を抑制する効果、共に明白にはできなかった。その結果をうけ、より人に近い眼を有する中型、大型動物にて検討するための視神経慢性刺激用装置の開発をすすめた。動物モデルを用いた視神経刺激による視神経、網膜への効果の検討今年度我々は、上記目標を達成するため、まず対象動物としてラットを用い、その視神経乳頭に、顕微鏡下にて、作成した先端が鋭の直径100μmの白金イリジウム電極を刺入することに成功した。刺入後、電極を通じて視神経を電気刺激することができた。まず刺激によるタンパクレベルの変化を検討するため、全眼球(電気刺激眼および僚眼)からのサンプルを採取中である。集めたサンプルを用いて、Western blotによる分析、免疫染色による分析等を施行する。刺激電極に使用する素材の安全性の検討また、慢性刺激にも通用する刺激電極のコーティング素材についても現在検討中である。従来、コーティング素材としてパリレンを用いていたが、テフロン素材について検討した。家兎眼硝子体内にテフロンコーティング白金イリジウム線を実際視神経刺激型人工視覚で硝子体内に留置する長さと同等の長さだけ留置し、3ヶ月を経てもなにも留置していない僚眼のERGと有意差がないことを示した。6ヶ月まで経過を追う予定であるが、3ヶ月までは電気生理的に毒性がないと考えられた。長期埋植用のコーティング素材として、テフロンも有用である可能性が考えられる。中型動物を用いた電気生理学的検討電気生理学的検討のため用いる予定であった当院において開発した網膜変性家兎モデルは、網膜全体が傷害を受けているものではなかったため、現在、より広汎な網膜変性が生じるトランスジェニック網膜色素変性家兎の使用を検討しており(名古屋大開発)、まず、脈絡膜上経網膜刺激方式(STS)において、当家兎が有用か否かを確認中である。動物モデルを用いた視神経刺激による視神経、網膜への効果の検討昨年度に引き続き、作成した直径100μmの白金イリジウム電極を合併症なくラット視神経乳頭に刺入設置することができる確率を高めた。設置した電極を通じて、視神経乳頭から視神経線維を電気刺激し、刺激後、ある期間をおいて、採集されたサンプル眼を、固定した後、切片を作成、それらを用いて、抗IGF-1抗体による免疫染色を施行中である。また染色には、抗glutamine synthetase抗体も用いて2重蛍光免疫染色を施行中である。引き続き、免疫染色による組織内でのタンパクの増減、および、Western blotによる、全網膜内におけるタンパクの増減を測定し解析していく予定である。刺激電極に使用する素材の安全性の検討前年度から引き続き、慢性刺激にも通用する刺激電極のコーティング素材について検討した。従来、コーティング素材としてパリレンを用いていたが、今回は、テフロン素材について検討した。家兎眼硝子体内にテフロンコーティング白金イリジウム線を実際視神経刺激型人工視覚で硝子体内に留置する長さと同等の長さだけ留置し、6ヶ月を経てもなにも留置していない僚眼のERGと有意差がないことを示した。また、6ヶ月後、組織学的にも、何も留置していない僚眼と著明な相違がないことを示した。以上より、テフロンコーティング白金イリジウム線は、眼内において毒性がない、と考えられ、長期埋植用のコーティング素材として、テフロンも有用であると考えられた。テフロンはパリレンと比較して、眼内における操作が容易であり、細工も容易であることから、今後の人工視覚用電極開発において、当研究結果は大変重要と考えられた。1、動物モデルを用いた視神経刺激による網膜への効果の検討動物モデルに対する視神経刺激の効果を組織学的に検討した。具体的には、網膜色素変性ラット(RCSラット)を用い(n=6)、結膜切開後、強膜側から可能な限り視神経に近い部分に刺激電極を刺入し、1週間毎に4回電気刺激を施行(1ms, 100μA, 20Hz, 1時間)し、最終通電終了1週間後、眼球を摘出し、通電眼、sham眼、それぞれの反対眼の網膜視細胞(個数:視機能を反映すると考えられる)を比較検討した。結果、通電眼、その反対眼に網膜視細胞核数がsham眼よりも多く保たれている傾向にあったが、有意差は認めなかった。ラット数を増やし確認する必要があるが、通電眼に加え、その反対眼においても視細胞が保存されている可能性があることは、実際の臨床試験の結果と一致し、当系における同刺激条件を用いることにより今後視神経電気刺激による視機能再生のメカニズムを明らかにすることができる可能性があると考えられた。2、中型動物に対する視神経刺激型人工視覚眼球埋植装置部分の安全性の検討

今回の研究を通じて、ラットを用いて複数回視神経を硝子体側から刺激することが困難であると考えられたため、より大きな中型動物を用いるための、眼球埋植装置部分の安全性を検討した。具体的には、眼球内に埋植する電極線、接続装置、体内装置本体に続く配線、を一体化させた部分を結膜切開後、家兎の強膜に縫合し、結膜で被覆し、生体に対する安全性を6ヶ月にわたり、確認した。眼球に炎症等の合併症は認められなかったため、今後中型動物において、慢性的な視神経電気刺激をもちいた研究が施行できると考えられた。
細胞の形状変化と分子シグナルとの多次元相互作用に関する研究

分子量Gタンパク質の相互作用に関する生化学反応と、細胞骨格系タンパク質が生み出す細胞運動との関係に注目することによって、分子群が作り出すシステムとしての生命の理解を目指す。この目的のために、細胞形態の定量化手法の解析と形態変化の分子メカニズムに関する研究を推進した。【細胞形態の追跡アルゴリズム開発】本研究では、細胞形状を正確に定量化することが重要である。そこで、顕微鏡タイムラプス画像のフレーム間で変化のある部分だけに焦点を置くアルゴリズムを開発した。以上のアルゴリズムによって得られる細胞エッジの動きとその近辺の分子活性のプロファイルから、時間差を含めて相関係数を求めると、特にCdc42とRacについて、相関係数のピークが相対時刻0より左側-6分にあることが分かった。(論文投稿中)【細胞運動制御の仮説の再構築】細胞骨格制御のメカニズムは未だほとんど不明である。本研究では、生化学的・生物物理学的観点からそのメカニズムを考察し直し、次の仮説を立てた。(1)関係分子の相対的活性度(時間差分、空間差分)がシグナルである、(2)細胞エッジは収縮の抑制によって伸張する(ラチェット機構)。以上の仮説に基づき、PC12細胞の実験データの解析を行った結果、細胞エッジが伸長する際、エッジの伸長ピークと分子活性ピークがほぼ同期することが分かった。【細胞内分子の確率的応答特性に関する理論構築】細胞内分子は、局所領域では分子数が比較的少数なため、濃度変化を連続変数による微分方程式で近似表現できない。その場合、分子活性のレベルは離散変数で評価され、反応は確率的になる。実験データにおける分子活性の確率的挙動が、Gタンパク質の上流分子の確率的応答特性にあると仮定し、特にPIP3のパルス状の活性変化を説明する理論モデルを構築した。(論文投稿中)実験グループが計測したNGF添加による細胞内分子活性(RhoA/Rac1/Cdc42)と細胞形態のデータを用い、1分子の活性度と形状変化の相関解析をおこなった。また、細胞形状のエッジを定量化し、形状そのものが形状変化に影響を与える可能性を示した。この可能性について、更に詳細な解析をする必要があるため、関連する以下の研究を行った。1.生体分子レベルの動力学による細胞機能表現:本研究課題では、3分子の活性がシステムとして働くことにより細胞機能(細胞形態形成)が実現される。複数の分子が発現する細胞機能としては、HodgkinとHuxleyによるイオンチャンネルと膜電位の非線形モデルが多くの示唆を与える。そのため、生体分子による細胞機能特性についてシミュレーション研究を行った(Igarashi et al.,2006;Sakumura and Ishii,2006)。2.生体機能の確率モデル表現と統計的解析:分子活性から形状形成までの生物学的知見が不足するために、それらの間を確率モデルで表現する必要がある。また、個別に観測された複数分子を扱うためのモデルと、それを解析する統計的技術開発が必要である。これらに応用するための確率・統計モデル研究を行った(Oba et al.,2006;Oba and Ishii,2006;Yukinawa el al.,2006)。3.細胞のマクロな形状形成メカニズム:本研究課題の対象は細胞のミクロな部位であるが、細胞全体の動きを確認しておく必要がある。特に、神経のような特異な形状を持つ細胞が発達過程で極性を生み出すメカニズムについて、分子レベルから研究を行った(Toriyama et al.,2006)。(論文投稿中)
RNA性転移因子(SINEとLINE)の動物ゲノム内転移の誘発と検出

ウナギのゲノム中に存在するSINEとLINEには、その3'領域に約60bpの相同領域が存在する。この相同性よりSINEはLINEにより転移増幅されると考えられる。今回我々はこの仮説を検証するため、ウナギSINEの上流に転移検出カセットを挿入したカセット+SINE配列を転写できるプラスミドと、ウナギLINEを転写できるプラスミド(カセット配列を持たない)を構築した。この2つのプラスミドをHeLa細胞内に共導入し、トランス転移(SINE配列転移)実験をおこなった。LINERNAより翻訳されるLINEタンパク質(逆転写酵素とエンドヌクレアーゼ)がSINE RNAをトランスに認識して、逆転写によりcDNAを合成しゲノムのある場所に挿入すると、カセット配列の機能によりHeLa細胞が薬剤耐性を獲得する。このトランス転移実験により、ウナギLINEはウナギSINE配列をトランスに認識して転移させることができることが示された。またウナギLINEの変異実験によりこのウナギSINE配列の転移にはウナギLINEの逆転写酵素およびエンドヌクレアーゼが必須であることが示された。また、ウナギSINEと異なる配列のシクリッドSINEおよびサケSINEを用いて同様の転移実験をおこなったところ転移は検出されなかったことから、ウナギLINEはウナギSINEを特異的に認識していることが示された。これらの実験結果は、以前より我々が提唱していた仮説「SINEは相同な3'領域配列を持つLINEにより認識され転移・増幅する」を支持する初めての実験的証拠である。メダカのLINEであるSW1の転移を検出するために、EGFPカセットを用いた。EGFPはGFP(緑色蛍光タンパク質)が改良されたもので、カセット自体の内部にはイントロンが逆向き(アンチセンスな向き)に挿入されている。すなわち、3'UTRにEGFPカセットを挿入されたSW1は、I)転写後にEGFPカセット内のイントロンがスプライシングを受け、II)翻訳を受けて自身のエンドヌクレアーゼおよび逆転写酵素ドメインによってゲノムの新たな部位に挿入およびcDNA合成をする。すると、III)転移したSW1に由来するEGFPが翻訳を受けるとGFPを検出することができる。EGFPカセットを持つコンセンサスなSW1をメダカ_アクチンのプロモーターの下流に挿入したプラスミド(pOBA-SW1-EGFP)を構築した。メダカ_アクチンのプロモーターを持つGFP発現ベクターは、ヒトおよびメダカの培養細胞で過剰発現を可能とする。そこでまず、pOBA-SW1-EGFPをHeLa細胞にトランスフェクションしたところ、GFPの発現は全く観察されなかった。っまりヒト細胞において、メダカLINE(SW1)の転移活性は検出できなかった。次にメダカ培養細胞および受精卵で同様に行なう予定である。SW1がHeLa細胞において転移を検出できなかった理由としては、(a)SW1が宿主特異的である、(b)EGFPカセットが挿入されている3'UTRに、逆転写反応の際に何らかの認識機構が関与しているためにcDNAが合成されなかった、(c)SW1自体の転移活性が検出できないほど低い、といった可能性が考えられる。LINEの宿主依存性は排除できないため、メダカ培養細胞および1細胞期の胚を用いて、SW1の転移を調べるつもりである。

またウナギLINEの変異実験によりこのウナギSINE配列の転移にはウナギLINEの逆転写酵素およびエンドヌクレアーゼが必須であることが示された。また、ウナギSINEと異なる配列のシクリッドSINEおよびサケSINEを用いて同様の転移実験をおこなったところ転移は検出されなかったことから、ウナギLINEはウナギSINEを特異的に認識していることが示された。これらの実験結果は、以前より我々が提唱していた仮説「SINEは相同な3'領域配列を持つLINEにより認識され転移・増幅する」を支持する初めての実験的証拠である。
網膜神経細胞におけるトランスミッタ-放出のCa依存性に関する研究

網膜双極細胞のトランスミッタ-としてグルタミン酸が候補にあげられている。そこで、まず、双極細胞からグルタミン酸が放出されるか否かを検討した。キンギョ網膜にパパインを作用させてON型双極細胞を単離した。また、アメリカナマズの網膜から水平細胞を単離し、グルタミン酸の検出器として利用した。双極細胞と水平細胞を密着させ、それぞれをパッチ電極で膜電位固定(wholeーcell clamp)した。双極細胞を脱分極させると、水平細胞から応答を記録することができた。両細胞間の距離を離すと水平細胞からの応答は消失したので、水平細胞の応答は双極細胞から放出された物質によって引き起こされたと考えられる。水平細胞の応答の性質を調べると、(1)反転電位は約0mVであること、(2)陽イオン透過性の増大によって生じること、(3)非線形な膜電位依存性を示し、大きな負の電位では応答の振幅はかえって小さくなること、(4)グリシンによる増強があること、(5)グルタミン酸のアンタゴニストによって阻害されることが明かとなった。以上の性質は、水平細胞にグルタミン酸を直接作用させてNMDA受容体を活性化させた時に生じる応答の性質に一致していた。したがって、双極細胞は脱分極によってグルタミン酸あるいはその類似物質を放出すると結論した。次に、放出がCa依存性であるか否かを検討した。双極細胞の脱分極によって活性化されるCa電流をCdイオンなどで阻害すると、水平細胞の応答は消失した。双極細胞のCa電流と水平細胞の応答との関係は、上に凸な単調増加関数であった。したがって、双極細胞からのグルタミン酸様物質の放出はCa依存性であると結論した。現在、双極細胞へCaイオンが流入してからグルタミン酸様物質が放出されるまでの過程を、パッチクランプ法と細胞内Caイオン濃度測定法を適用して、詳細に検討している。
意味記憶の神経機構への接近;潜在記憶と顕在記憶の観点から

今回の重点領域研究における我々の目的は、顕在記憶と潜在記憶の相互関連の神経基盤をPET賦活試験で探ろうとするものである。平成8年度の活動は、その研究に適した賦活試験のパラダイムの工夫と、それを実現しうるPETでの情報収集・処理手段を確立することに向けられた。(1)賦活試験のパラダイムの考案:本年度は言語的記憶に集中し、意味記憶とプライミングの関連を検討しうる幾つかのパラダイムを考案した。正常者を対象として予備的検討を行った結果、以下のパラダイムの妥当性を確認し、かつPET賦活試験に適するものと結論した。「暑い-寒い」など反対語の概念的手がかりから想起した語と、視覚的に提示した語をプライムした後、語幹完成課題を実施しプライム量を比較した。前者は視覚的な知覚処理を介さず、プライミングは語彙的、概念的記憶システムに依存し、後者は視覚的な知覚処理を介する記憶システムが関与すると考えられた。(2)PETでの3次元情報収集と画像処理手段の確立:3次元収集再構成専用高速演算装置を開発することによって再構成時間の大幅な短縮を可能とした。また3次元収集では体幹からの散乱線の影響が指摘されているが、我々が考案した遮蔽装置の装着により体幹放射能の脳放射能計測値に及ぼす影響は十分小さくしうることを確認した。さらにGE社製MRI advantageから汎用フォーマットに変換するスプ-ラを介してPETデータ処理を行うワークステーションに接続するネットワークを構築し、PETとMRIデータを共通のフォーマット(Dr.View format:旭化成情報システム株式会社)に変換し同一ワークステーション上で重ね合わせることを可能とした。
大都市圏所在金融機関の営業地盤と不良債権の総合的研究

本研究は、基本的に外部の調査機関が行った企業の評点(格付)を用いつつ進めてきた。まず、それを利用して二十一世紀初頭の時点に於ける不良債権の規模を推定した。東京都の所在する資本金1千万円以上の企業を悉皆的に対象とした。その結果、建設・不動産・卸小売・金融4業種で不良債権全体の6割を占め、また総額は金融庁の調査結果を大幅に上回ることを示した。次に、このミクロデータを用いて、空間分析、即ち企業の取引金融機関との距離について分析した。その結果、対象とした東京都では、地域銀行や信金・信組等はかなり狭い領域に取引を集中しており、都銀についても近年のリテール重視の結果、信組と同程度の狭い領域に取引先が集中していることが示された。不良債権問題の終息後に考えるべきは、個々の金融機関生き残り策である。こうした視点から地域銀行の株価動向をみると、近年バラツキが拡大している。その決定要因として、短期的な収益性の影響は低下しており、替わって長い眼でみた収益力ないしストックの健全性に関する市場の見方が厳しくなっていることなどを明らかとした。貸出行動の面では、地域銀行は地元回帰姿勢を採ってきた結果、シェアが上昇している先が多い。しかし、取引企業の資金需要は強くないだけに、シンジケート・ローン等のウエイトが高まってきていることを示した。また、経営効率化を進める過程で、営業店の統廃合問題が生じており、それを阪神間の都銀を対象に、地理情報システムを使用して経済環境を含めた各営業店の属性を検討した。その結果、常勤職員数に代表される店舗の規模、店舗近傍に於ける競合状況,最寄り支店までの距離が大きく影響することが明らかとなった。なお、金融機関が企業と取引を始める幾つかの要因について、メインバンクによる優良企業の「囲い込み」を中心に検討し、大手行と地域金融機関ではその誘因がかなり異なることを指摘した。そして、銀行が企業との取引開始を望む理由として、貸出順位が下位であっても、優良企業との取引増加が収益拡大に結びつき易いことを明らかとした。本研究では、不良債権問題について、企業サイドの信用情報(格付)を用いてその総額を推計した。対象は、東京都内に本社を有する企業の借入額である。データは、帝国データパンク(TDB)が作成した評点を基にしたが、同評点には企業規模からくる格差があるため、そうした要因を取り除いた「修正評点」を使用した。このベースで作成したデータは、国内の有力格付け機関である格付投資情報センターの格付の評価とも近い。「修正評点」が50点未満の先は、不良化している可能性が極めて高く、ここでは不良債権をこのベースで定義している。なお、不良化の度合いを「要注意先」以下の債務者区分で捉えており、優良担保の影響等は考慮していない。これらを前提として不良化の度合い毎に借入額を集計すると、「要注意先」以下に該当するとみられる不良先の借入金額は108.1兆円であり、調査対象企業の借入金総額の61.1%を占める。このうち、「要管理先」以下に該当する金額は64.4兆円で、同36.4%に相当する。また、資本金規模が小さい先に於いて両比率ともに高く、巷間取り沙汰されている中小企業の不良化を具体的に示している。

これを基に全国の不良債権総額を推計すると、200兆円以上である可能性が高い。なお、上場企業についてみる限り、信用リスクに応じた貸出金利の設定は一応行われているとはいえ、その幅はかなり小さいことも明らかとなった。また、地域金融機関の規模の経済性の存在についても分析を行った。不良債権処理負担や情報通信関連投資負担の増加を背景に規模の利益を目指した合併が多いが、現実には合併後に相当のコスト削減が必要である先が大半であることも明らかとなった。本研究では、まず金融機関の経営・利益率に密接に結びついている要因として、企業と銀行との取引関係に注目した。そして、企業と銀行との取引関係を、企業の取引銀行数の決定要因といった視点から分析し、上場企業は取引行数が多い一方、非上場企業は資本金規模が小さくなるほど取引行数が少ないことを明らかにした。また、貸出額が最大の銀行としてのメインバンクによる優良先の「囲い込み」を中心に検討し、優良企業については金融機関側からのアプローチが多い一方、メインバンクにとっては「囲い込み」の誘因も強く、両者の力関係によって取引行数が決定されることを実証的に検討した。こうした取引行数を増やす要因として、優良企業については貸出取引の多いことが利益率を高めるといったことが考えられる。そこで、地域金融機関の代表として東京都内の信用金庫を取り挙げ、実証分析を行い、銀行にとってメイン・準メインではなくたとえ貸出順位が下位であっても、優良企業との取引数の増加が収益拡大に結びつき易い状態にあること、また逆にそれ銀行が取引先数を増やす大きな背景となっていることを示した。2005年春より、ペイオフの完全実施が予定されており、そのために金融機関は如何に対応すべきかについても検討した。そして、担保に依存しない金融方式を開発すること、コストの引き下げの必要性、あるいは情報開示の徹底等が重要であることを示した。リレーションシップバンキングを基本とする地域金融機関の収益源泉は貸出取引であり、企業の取引する銀行数が増大することにも、貸出による利益拡大が背景となっている。企業の取引銀行数を決定する要因は、(1)売上高の規模(その増加は行数増加要因)、(2)業歴(長い先は取引行数が多い)、(3)自己資本比率(高い場合に行数が増加)、(4)収益力(修正評点:高い場合は「囲い込み」へのインセンティヴを表す)、(5)銀行間の競争(都銀との取引がある場合は増加)である。これらの変数を用いた回帰分析では、概ね想定通りの結果が得られる。即ち、優良な企業については、都銀を中心に「囲い込み」的な行動が窺われる。逆に、地銀や信金がメイン且つ2位以下に都銀が貸出をしている先には優良企業が多く、それだけに取引行数が増加し易い傾向=都銀による貸出攻勢もみられる。使用するデータが東京都内に限定されていることもあり断言することは難しいが、そうした攻勢は第二地銀について強く生じているように推察される。また、下位であっても優良な企業との貸出取引は利益面でプラスの効果を持ち、これが都銀と融資取引のあるような業況の良い企業に於いて、取引銀行数が増加する傾向の背景であることを示した。他方、コスト節減を求めた営業店舗網見直しの動きも急である。
哺乳類冬眠動物が有する低体温耐性のメカニズムの解明

ヒトを含む多くの哺乳類にとって、体温を約37°Cに維持することは非常に重要である。実際ヒトの場合、体温が18°Cを下回ると心停止することが報告されている。一方で、冬眠する哺乳類の中には、冬眠中体温が10°C以下になるにも関わらず、生命を維持できるものが存在する。しかし、冬眠動物が、なぜ低体温状態でも生存可能なのかは未だ不明である。本研究は、冬眠動物の低温耐性の機構の解明を目指している。これまでに本研究により、冬眠動物シリアンハムスターは、冬眠中に顕著な腎・肝機能障害を示さないことが明らかになった。さらに、冬眠しない哺乳類であるマウスと、冬眠動物ハムスター、それぞれの肝細胞を低温で培養することで、ハムスターは細胞自律的な低温耐性をもつことが明らかとなった。この細胞自律的な低温耐性が、冬眠中の臓器機能の維持、ひいては生命維持に寄与していると考えられる。さらに、この低温耐性は、冬眠していない時と比べ、冬眠中のハムスターでより増強されることも判明した。この結果は、冬眠していない時期から、冬眠までの間で、細胞レベルで性質変化が起きることを示唆している。医療現場では、移植用臓器の低温保存や低体温療法が行われる例があるが、長期間の低温処理は患者の予後に悪影響を及ぼすことが知られている。冬眠動物の低温耐性の分子機構が明らかになれば、これら治療法の改善に応用できる可能性があり、医学的な意義も大きい。現在、低温耐性の分子機構解明を目指し、低温時に発現変動する遺伝子や、低温時に誘導される代謝変化に着目し、解析を進めている。前年度から引き続き、哺乳類冬眠動物が有する低体温耐性機構の解明を目指した。前年度に構築した、初代培養肝細胞の系を用いて、冬眠動物シリアンハムスター(以下、ハムスター)が細胞自律的な低温耐性を持つか否かを直接検証した。その結果、冬眠しない哺乳類であるマウスの肝細胞は、2日間の低温培養で9割以上が死滅した一方で、ハムスター肝細胞は1割以下の細胞死しか示さなかった。この実験には、常温・長日条件で飼育した個体を用いた。ハムスターの冬眠は、個体を2-3ヶ月程度寒冷・短日環境で飼育することで誘導されるが、常温・長日条件では誘導されない。したがって、ハムスター肝細胞は、個体が冬眠を行う前から、生得的に細胞自律的な低温耐性を有していると考えられる。次に私は、冬眠していないハムスターと冬眠中のハムスターの低体温耐性を比較した。ハムスター肝細胞を5日以上の長期にわたって低温培養したところ、冬眠していないハムスターの肝細胞でも、5日間低温培養してもほとんど細胞死を示さないことが明らかになった。しかし、16日間低温培養を続けると、一部の冬眠していないハムスターでは大多数の細胞が死滅した一方、冬眠中のハムスターでは、細胞死の量が少なかった。さらに、ハムスターが冬眠期間中に、低体温状態とそこからの復温を何度も経験することをふまえ、肝細胞に低温培養・復温ストレスを与えた。その結果、やはり冬眠していない個体よりも、冬眠中の個体の方が細胞死の量が少なかった。これらの結果は、低温ストレス耐性が、冬眠していない時と比べ、冬眠中に増強されることを示している。ここまでの結果を、国内の学会で発表し、現在論文投稿の準備中である。冬眠動物の低温耐性の分子機構解明を目指す。これまでに、RNAseq解析により、肝臓を含む複数の臓器で、冬眠中の低体温状態において、通常体温時と比べ発現が変動する遺伝子を同定している。これら遺伝子の発現変動が、低温耐性に寄与しているという仮説のもと、これら遺伝子の機能解析を行う。冬眠しない哺乳類への応用も視野に入れ、ヒト・マウス由来の培養細胞の系を用いて、低温誘導性の細胞死数を主な指標にして行う。また、これまでに、マウス・ハムスター肝細胞を用いたメタボローム解析を実施し、通常温度および低温培養時の代謝物プロファイルを記述した。この解析から、ハムスターの肝細胞に特徴的な代謝変化を見出している。冬眠動物の低温耐性に関与する代謝状態変化を明らかにするために、この変化に関連する代謝経路を薬理学的もしくは遺伝学的に操作し、低温応答が変わるか否かを解析する。