hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成人Ｔ細胞性白血病・リンパ腫における遺伝子変異の解析とその意義の解明

本研究では、ATLLで約10%に認められ、その発症・進展に関与すると予想されるエピゲノム制御遺伝子TET2の変異に注目した解析を行った。TET2変異の有無による臨床病態の違いを115例で検討した結果、TET2野生型患者と比較して、TET2変異型患者では節外病変が多かった。マウスモデルにおける検討では、HLTV-1慢性感染を反映するHBZトランスジェニックマウスと比較し、HBZ/TET2 2重変異マウスでは、リンパ球の臓器浸潤が亢進していた。TET2変異はATLLの臓器浸潤を亢進し、病態を増悪させる可能性があると考えられた。成人T細胞性白血病・リンパ腫(ATLL)に対する化学療法の効果は限定的であり、治癒を得ることは極めて困難である。治療成績向上のためには疾患の本態とその進行・増悪過程に関する遺伝子レベルでの解明が必須である。本研究では、ATLL細胞に認められる遺伝子変異の解明を行った。ATLL症例を対象に全エクソン解析・全ゲノム解析・標的シーケンスによる変異解析、SNPアレイによるコピー数解析、RNAシーケンスによる融合遺伝子の検出、メチル化アレイによるエピジェネッティクス解析などを組み合わせた網羅的解析を実施し、ATLL細胞に認められる遺伝子異常の完全なレジストリの作成を完遂した。その結果、ATLLでは計50個の遺伝子で有意に変異が認められ、そのうち13個の遺伝子が10%以上の症例に変異を認めることを明らかとした。これらの遺伝子変異の中にATLL発症に重要なドライバー変異が含まれていると考えられる。13個の遺伝子のうちTET2は近年の研究で骨髄系腫瘍に変異が頻発することが見いだされており、造血器腫瘍の発症メカニズムに強く関与するとして注目されている。また、B細胞リンパ腫、T細胞リンパ腫におけるTET2変異の存在も報告されている。そこで、前述の網羅的解析に用いた患者集団と別のATLL患者コホートを対象として、TET2変異の有無の解析を実施した。今年度は、TET2変異に着目し、前述の網羅的解析に用いた患者集団と別のATLL患者コホートを対象としてTET2変異の有無を解析した。22例のATLL検体を解析したところ、3例(14%)にミスセンス変異を同定した。この頻度は前述の大規模解析とほぼ同等であり、TET2変異が一定の割合のATLL症例について、その発症に関与していることが示された。本研究では、網羅的な遺伝子解析を実施し、ATLL細胞に認められる遺伝子異常の完全なカタログを作成した。13個の遺伝子のうちエピゲノム制御遺伝子TET2は骨髄系およびリンパ系双方の造血器腫瘍の発症メカニズムに強く関与するとして注目されている。昨年度、我々は網羅的解析に用いた患者集団とは別のATLL患者コホートを対象として、TET2変異の有無を解析し、同変異が一定の比率で生じていることを再確認した。本年度は、ATLLの発症過程における、同変異の役割を明らかにすることを目的に、臨床検体とマウスモデルの両面から解析を行った。臨床検体解析としては、キャリア時、初発時、再発時、といった経時的検体を用いた遺伝子解析に着手し、6例の解析を行った。また、マウスモデル解析としては、これまでATLLマウスモデルとして標準的に用いられているHTLV-1ウイルス遺伝子HBZのトランスジェニックマウスの解析に加えて、HBZトランスジェニックマウスとTET2欠損マウスを交配することにより作成したHBZ/TET2 2重変異マウスの解析を行い、TET2変異の病態形成に及ぼす影響を、FACS解析、病理解析、リンパ腫の発症時期および発症頻度に注目し検討した。経時的な臨床検体を用いて、網羅的な遺伝子変異カタログを基にした標的シークエンスを行い、ATLLのクローン進化解析に着手した。経時的解析を6例で行い、1例において発症時に認められるTET2変異が、キャリア時において既に認められることを明らかにした。このことからTET2変異が疾患の経過を通して保存される変異、すなわちドライバー変異の1つである可能性が示唆された。また、HBZトランスジェニックマウスとHBZ/TET2 2重変異マウスの病態を比較し、TET2変異が加わることで、リンパ腫の発症頻度の増加や発症時期の早期化が生じることを明らかにした。臨床検体およびマウスモデルの両面からの解析から、ATLLにおけるTET2変異の役割が明らかになりつつある。治療成績向上のためには疾患の本態とその発症・増悪過程に関する遺伝子レベルでの解明が必須である。その結果、ATLLでは計50個の遺伝子で有意に変異が認められ、そのうち13個の遺伝子では10%以上の症例に変異が認められることから、これらの遺伝子変異の中にATLL発症に重要なドライバー変異が含まれていると考えられる。

13個の遺伝子のうちエピゲノム制御遺伝子TET2は骨髄系およびリンパ系双方の造血器腫瘍の発症メカニズムに強く関与するとして注目されている。我々は、網羅的解析に用いた患者集団とは別のATLL患者コホートを対象として、TET2変異の有無を解析し、同変異が一定の比率で生じていることを再確認した。ATLLの発症過程における同変異の役割を明らかにすることを目的に、臨床情報とマウスモデルの両面から解析を行った。臨床情報解析としては、診断時検体におけるTET2変異の有無による臨床病態の違いを115例で検討した。結果、TET2野生型ATLL患者(100例)と比較して、TET2変異型ATLL患者(15例)では節外病変が多いことが明らかとなった。また、マウスモデル解析としては、HBZトランスジェニックマウスとHBZ/TET2 2重変異マウスの解析・比較を行い、TET2変異の有無による表現型の違いを検討した。結果、HBZトランスジェニックマウスと比較して、2重変異マウスでは肺や肝へのT細胞の浸潤が亢進していること、その機序としてTET2変異による接着分子の発現亢進が一因である可能性が示唆された。今後、本研究で開発したマウスモデルを基盤として、エピゲノム制御異常を標的にした新たなATLL治療法の開発が期待できる。本研究では、ATLLで約10%に認められ、その発症・進展に関与すると予想されるエピゲノム制御遺伝子TET2の変異に注目した解析を行った。TET2変異の有無による臨床病態の違いを115例で検討した結果、TET2野生型患者と比較して、TET2変異型患者では節外病変が多かった。マウスモデルにおける検討では、HLTV-1慢性感染を反映するHBZトランスジェニックマウスと比較し、HBZ/TET2 2重変異マウスでは、リンパ球の臓器浸潤が亢進していた。TET2変異はATLLの臓器浸潤を亢進し、病態を増悪させる可能性があると考えられた。研究は概ね順調に進展している。H27年度までに行った遺伝子解析によってATLLにおける網羅的な遺伝子変異カタログが作成できた。ATLLでは計50個の遺伝子で有意に変異が認められ、そのうち13個の遺伝子が10%以上の症例に変異を認めることが明らかとなり、この中にATLLの発症、病態の形成に重要な遺伝子変異が含まれていると考えられる。今後は、これまでに集積した臨床検体を用いて、さらなる詳細解析を実施する。ATLLにおける遺伝子異常は、T細胞受容体シグナリング/NF-κB経路に集積しており、全症例の90%以上にこの経路に関与する遺伝子異常を認め、ATLLの病態において中心的な役割を果たすと考えられたことから、その経路に関わる遺伝子変異の機能解析を、in vitro、in vivoモデルを用いて行い、ATLLの発症ならびに病態形成のメカニズム解明を試みる予定である。経時的な臨床検体の集積やマウスモデルの交配・解析は順調に進展している。今後は、経時的解析の推進、およびHBZやTET2変異と、ATLL病態の中心と考えられるT細胞受容体シグナリング/NF-κB経路の活性化との関連に注目した、in vitro、in vivo解析を行い、ATLLの発症ならびに病態形成のメカニズム解明を試みる。血液内科学
ホウ素中性子捕捉療法における治療中の吸収線量評価に関する研究

現在行われているホウ素中性子捕捉療法では、患者の血中ホウ素濃度と治療中に測定した中性子束密度を用い、事前に行った実験や計算をもとに吸収線量を推測している。我々の研究グループでは、治療中にリアルタイムで吸収線量を直接評価するために、PG-SPECT(Prompt Gamma-ray Single Photon Emission Computed Tomography)システムを提案し、その開発に取り組んでいる。PG-SPECTシステムは中性子線とγ線が多量に存在する治療照射場内に設置されるため、有効な測定を行うためには、コリメータシステムの最適化が必要である。そこで、コリメータのパラメータを決めるに当たって、測定の統計誤差を考慮した最適指数を考案し、パラメータの最適化を行った。この結果をもとに組立式タングステンコリメータを作成し、計算と実測との比較を行った。予算の都合上、コリメータの一部しか製作できなかったが、計算値と実測値はほぼ一致しており、最適指数による最適化が妥当であったことを確認した。また、PG-SPECTに装備する検出器として、(1)中性子のダメージ、(2)検出効率、(3)エネルギー分解能、(4)バックグラウンド除去、(5)冷却の5項目について検討を行った結果、BGOシンチレーション検出器が最も有利であるという結論に達した。そこで、サイズの異なる3種類のBGOシンチレータを購入し、最適な形状について検討した。その結果、シンチレータの形状は、円柱形よりも直方体の方がエネルギー分解能が良いことが分かった。また、シンチレータの長さが短くなるほど、エネルギー分解能が良くなるという傾向が見られた。今後は、これらの結果を踏まえて、BGOシンチレータとタングステンコリメータを組み合わせた実験を行い、PG-SPECTシステム実現へ向けて研究を継続していく予定である。現在行われているホウ素中性子捕捉療法では、患者の血中ホウ素濃度と治療中に測定した中性子束密度を用い、事前に行った実験や計算をもとに吸収線量を推測しているので、我々の研究グループでは、治療中にリアルタイムで吸収線量を直接評価できるPG-SPECT(Prompt Gamma-ray Single Photon Emission Computed Tomography)システムを提案し、その開発に取り組んでいる。PG-SPECTコリメータシステムのパラメータは、3つの独立した変数(コリメータ直径、コリメータ長さ、検出器マトリックスの数)であるため、パラメータを実験により決定するのは困難である。また、計算をもちいた場合でも、3つのパラメータを同時に決定するのは困難なので、計算を簡略化するために、SPECTのコリメータ性能を表す指標として最も使用されるFWHM(Full Width at Half Maximum)を用い、3つの独立変数の内1つを従属変数と見なして、見かけ上の独立変数を2つとして検討を行った。一方、PG-SPECTのコリメータシステムは通常のコリメータシステムとは異なり、バックグラウンド放射線(主に中性子線及びγ線)が多量に存在する場所で測定を行うので、まず最初に、この環境で使用できる検出器について検討を行った。その結果、BGOシンチレーション検出器が最も適した検出器であるという結論に至った。次に、PG-SPECTの性能を評価するために、バックグラウンド放射線の影響を考慮した最適指数を提案し、パラメータの最適化を行った。その結果、PG-SPECTシステムにおける最適な検出器マトリックスの数は32×32であり、最適なコリメータ直径は5.6mm、コリメータ長さは351mmであることがわかった。今後は、検討結果をもとに試作機を作成し、計算の確認を行う予定である。
住宅価格モデルにおける時間，年齢および世代効果の分離手法に関する研究

住宅価格をヘドニックアプローチで推定する場合,住宅の取引時点,建築後年数および竣工時点の間には,取引年次=建築後年数+竣工年次,なる関係が成立するため,これら三つの効果を含む回帰モデルでは完全な線形関係が生じてしまう。本研究は,住宅価格形成における時間効果,年齢効果および世代効果の計量経済学的な分離手法の開発を試みた。本研究の学術的な特色は,ヘドニック回帰式に「一般化加法モデル」を適用して識別問題をクリアする手法を提案している点である。特に,独創的な点は,データの問題として片付けられてしまう恐れのある,修繕やメンテナンスなどの情報不足に対して本手法が威力を発揮する所にある。多くの場合,竣工年次を落としたモデルによって価格指数等を計測しており,もし,竣工時点が価格にもたらす影響が意味のあるものであれば,推定において除外変数バイアスをもたらす。例えば,竣工年次の古い物件の多くは,取り壊され,新築の住宅として生まれ変わる。しかし,一部の住宅は修繕やメンテナンスが十分に行われることによって,市場で取引されうる住宅として生き残っている可能性がある。つまり,データとして観察される竣工年次の古い物件ほど,他の条件が等しければ,年齢効果をコントロールしたとしても高い価格で取引されている可能性がある。これが世代効果として残る理由として考えられる。従来のヘドニック・アプローチによる手法では,住宅が建築された年次の世代効果(コーホート効果),年齢効果(建築後年数)および時間効果を完全に識別することができない。本研究では,都市計画上の知見を含んだデータベースを構築し,計量経済学的にこの識別問題を解決する新しい手法を提案する。本年度はまず二つのデータベースの整備を行った。一つ目は,株式会社リクル-トの情報誌である「週刊住宅情報」および「住宅情報タウンズ」に掲載された価格情報である。成約事情によって情報誌から抹消された時点の価格情報を整備し,分析可能な状態にした。二つ目は,「住宅購入者アンケート調査」(住宅価格指数研究会・国土交通省住宅局)による価格データを都市計画データと併せて地理情報システムにおいて利用できるように整備した。これらのことは以下の分析に役立てることができる:(1)同データでの世代効果が修繕やメンテナンスの影響をどの程度拾っているのかを一般化加法モデルの推定結果と比較できる,(2)マッチングした地理情報データや小地域統計を利用して,都市計画上の規制等が世代効果にどの程度影響しているのかを検証できる。次いで,本研究と密接に関連する研究であるKarato, Movshuk and Shimizu (2010)の改訂を行い,学術誌への投稿・修正を行った。同論文の成果は本研究の計算アルゴリズム開発にとっても重要である。本研究は,住宅価格形成における時間効果,年齢効果および世代効果の分離手法の開発を試みた。住宅の取引時点,建築後年数および竣工時点の間には,取引年次=建築後年数+竣工年次,なる関係が成立するため,回帰モデルでは完全な線形関係が生じてしまう。したがって,多重共線性によって三つの効果(年齢効果,時間効果および世代効果)を識別することが不可能になる。唐渡(2014)は世代効果を合理的に除去することができるリピートセールス法に基づく価格指数計測方法を提案した。リピートセールス法はセレクションバイアスが生じている可能性があるため,この論文ではこれを修正した推定方法を提案した。先行研究では,セレクション関数とリピートセールス回帰モデルとの間の共分散が通時的に一定であると仮定しているが,住宅の売り手が直面する経済状況は年々刻々と変化していることを考慮すると,実際には誤差構造が変化している可能性があるため,誤差項におけるランダム・ウォークを仮定し,取引期間を長期化すればするほど,誤差分散が拡大するケースでのセレクションの除去を行った。さらに,ランダム・ウォークではなく系列相関および分散不均一を持つ誤差構造のもとでのセレクションの除去を行った。先行研究におけるRS法の分散不均一特定化手法を利用して,誤差項がランダム・ウォークであるのかどうかを検証するとともにセレクションの除去を行った。この場合でもセレクションバイアスを制御した場合のリピートセールス回帰モデルとセレクション関数の相関は有意に負であり,2回取引された物件の価格指数は負のバイアスを持つ可能性があることを示した。したがって,リピートセールス法は,世代効果を除去する有用な手段ではあるものの,その価格指数には住宅市場の母集団に比べて負のバイアスが生じている可能性があるといえる。応用計量経済学応募者は疑似パネルデータを用いた一般化加法モデルによる識別問題の解決をすでに行っている。本研究では,これをさらに発展させ,非集計のプーリングデータにおいても推定可能な計算アルゴリズムを開発した。世代効果を明示的に導入することによって,従来の推定手法で得られる時間効果と年齢効果にバイアスが生じていることを確認した。また,三つの効果を扱う一般化加法モデルによる定式化が相対的に優れている場合があることを仮説検定により確認した。竣工年次の古い物件ほど修繕やメンテナンスが十分に行われる可能性がある。

住宅への修繕投資効果が世代効果にどの程度反映されているのかを明らかにするために,現在は分析に利用するデータベースの整備をほぼ完了した。本年度は研究計画どおりデータベースの構築に精力を注いだ。(1)株式会社リクル-トの情報誌である「週刊住宅情報」および「住宅情報タウンズ」に掲載された価格情報,については若干のデータのクリーニングを行えばほぼ完成する。(2)「住宅購入者アンケート調査」(住宅価格指数研究会・国土交通省住宅局)による価格データ,については分析可能な状態にし,都市計画や国の小地域統計などのデータと併せて地理情報システムにおいて利用できるように整備した。非集計データを利用して,一般化加法モデルによるその他の定式化を検討する。それぞれの推定式の入れ子関係を利用した仮説検定およびブートストラップ法を利用した検定を行い,三つの効果を扱う定式化が相対的に優れているかどうかを検証する。「住宅購入者アンケート調査」を利用して,同データでの世代効果が,修繕やメンテナンスの影響,建築時点における住宅資本財市場の状態をどの程度拾っているのかを明らかにする。詳細な都市計画を網羅した地理情報データを利用して周辺環境との関連を分析する。データベースの整備が完了した時点で,推定アルゴリズムの開発および実証分析を行う。まず,非集計のプーリングデータを利用して一般化加法モデルを推定する場合の計算アルゴリズムを開発する。ここでは,Wood (2006, 2008)を参考に一般化交差基準に基づいた収束演算プログラムを開発する。次に,一般化加法モデルによって,年齢効果,時間効果および世代効果を識別できるヘドニック価格関数を推定する。研究連携者との打ち合わせ旅費や資料整理を行ってもらう人件費として使用する。
心移植モデルにおける冠動脈病変に関する検討

雑種成犬8頭を用いて同所性心臓移植を施行し、長期生存犬における冠動脈病変について病理学的に検討した。生存犬Aの冠状動脈病理学的変化は、冠状動脈内弾性板の破壊は伴わず、血管内膜における著明なフィブリンの集積、内膜の肥厚、clasto fibrosisの増生が著明に認められた。冠状動脈内膜におけるフィブリンと好中球、マクロファージの集積は、血管内腟の全周性の狭小化の直接的な原因となっている。同様の冠状動脈狭窄所見は、右冠状動脈、左回旋技領域にも認められた。血管径においては、500mum以上の太区間及び100mum500mumの中区間の冠状動脈に高い狭窄度を示し、50mum以下の心筋冠血管においては、狭窄性変化は比較的軽度であった。生存犬Bの左前下行技の冠状動脈所見は、フィブリンの内膜面での集積が硬化に転じ、コラーゲンが増生している所見が認められる。これは生存犬Aと同様に50mum以下の血管についてもびまん性にフィブリンの冠状動脈内腔への集積が認められ、冠血管全周性にこのような病理組織学的変化が及んでいることを示していた。電顕所見では毛細血管に接着しているリンパ球、マクロファージの集積が認められ、フィブリンの集積とともに血管内腔の狭小化の原因であると考えられた。これらの血球の集積は心筋組織への血液流量の低下を示唆するもので、大中等度径の冠状動脈でのびまん性冠状動脈狭窄による組織灌流の低下による病理所見であると考えられ、これら生存犬A、Bでの血管病後は、極めて近似していた。また、血管径における狭窄度の分布を検討すると、生存犬Aでは左前下行技:太区間70±15%、中区間55±17.8%、細区間61.8±18.7%、回旋技:太区間67.9±5.4%、中区間33±20.6%、細区間45.2±25.5%、右冠状動脈:太区間62.5±7.5%、中区間24.7±15.8%、細区間51.8±23.2%と各領域ともびまん性の狭窄所見を示し、特に右冠状動脈、回旋技領域の中区間冠状動脈に、他領域に比し、高度な狭窄所見を認めた(p<0.05)。また生存犬Bにおいては、左前下行技太区間68.3±11.7%、中区間49.5±18%、細区間55±19%、回旋技太区間65.5±11.5%、中区間64.1±10.8%、細区間74.1±6.2%、右冠状動脈太区間61.5±10.5%、中区間475±10.6%、細区間78.8±7.6%、と左前下行技、右冠状動脈領域の中区間の冠状動脈に有意な狭小化を示していた(p<0.05)。

また、血管径における狭窄度の分布を検討すると、生存犬Aでは左前下行技:太区間70±15%、中区間55±17.8%、細区間61.8±18.7%、回旋技:太区間67.9±5.4%、中区間33±20.6%、細区間45.2±25.5%、右冠状動脈:太区間62.5±7.5%、中区間24.7±15.8%、細区間51.8±23.2%と各領域ともびまん性の狭窄所見を示し、特に右冠状動脈、回旋技領域の中区間冠状動脈に、他領域に比し、高度な狭窄所見を認めた(p<0.05)。また生存犬Bにおいては、左前下行技太区間68.3±11.7%、中区間49.5±18%、細区間55±19%、回旋技太区間65.5±11.5%、中区間64.1±10.8%、細区間74.1±6.2%、右冠状動脈太区間61.5±10.5%、中区間475±10.6%、細区間78.8±7.6%、と左前下行技、右冠状動脈領域の中区間の冠状動脈に有意な狭小化を示していた(p<0.05)。
低分子量アクチン調節蛋白質の分子機能

低分子量アクチン調節蛋白質コフィリンはアクチン分子を1対1対で結合し、その重合をpH依存的に調節することがin vitroで確かめられているが、実際に細胞内において、アクチンとコフィリンの相互作用がどのように調節されているのかは全く明らかではない。本研究でこの点を解明するべく実験を行い、以下に述べるような重要な結果を得た。アクチン、コフィリンそれぞれに対する特異的抗体を用いた間接蛍光抗体法、および、蛍光標識したアクチンとコフィリンの細胞内へのマイクロインジェクションによる観察から、コフィリンの分布はアクチン繊維のネットワーク、特に細胞膜直下の細かいアクチン繊維の編目と非常によく一致することが確かめられた。さらに、細胞増殖因子刺激や運動している細胞に形成されるラッフル膜中に特に強いコフィリンの局在が見られるが、コフィリンはその先端部に局在するのみならず、ラッフル膜中のアクチン繊維束、さらに最近、ビタミンD結合蛋白質を用いた実験からその存在が報告されたactin foci中に強く局在することが明らかになった。一方、TPA添加によって、好中球は著しいラッフル膜形成を起こすが、この時TPA添加後数分以内にコフィリンの脱リン酸化が起こること、また、TPAの長期投与によりC-キナーゼ(PKC)のダウンレギュレーションを誘導した細胞においては、ラッフル膜の形成もコフィリンの膜への局在化も起こらないことが明らかとなった。これらの結果から、コフィリン-アクチン相互作用はラッフル膜のダイナミックな形成にとって極めて重要であり、また、PKCからのシグナル伝達の下流で少なくともその一部は調節されていると考えれる。他方、コフィリンはM期に脱リン酸化され、M期の細胞のアクチン繊維のダイナミックスに関与し、分裂後期終期にかけて、収縮溝に著しく局在するようになることも明らかとなった。
アルミナ分散強化銅粉末の熱間押出しによる特性の向上

本メカニカルアロイング法においては、高温で安定な微細アルミナ粉を基地金属である銅粉中に均一に分散させようとするのであり、このためのミリング条件の影響を処理粉末の顕微鏡組織観察によって調べたところ、添加エタノールは5val%以上ではミリング速度および時間にかかわりなく銅粉を微細化するように、いわばミリング助剤として作用し、メカニカルアロイングには寄与しなかった。しかしそれ以下の添加量の場合には初期の銅粉微細化後、冷間接合,分離のくり返しによって層状組織が発達し、アルミナ粉の粒内分散が達成され、5時間のミリングでかなり粒径が揃ってくるという機構でメカニカルアロイングが行われ、強化が達成されることがわかった。アルミナの分散状態は製品の性質に大きく影響するはづであるからミリング条件と関連して更に広くかつ詳しく調べることの必要性が痛感された。ミリングした粉末を相対密度70および80%の円柱形に圧粉し、水素気流中で予備焼結の上、熱間押出しを行なった。本研究では目的上、実生産の場合と異なり、コンテナおよびダイス工具を水冷せずに行なった。その場合、熱間ダイス鋼では強度的に500°C,押出比8以上の押出しは不可能であった。しかし高速度鋼ダイスを用い、650°Cまでの押出しは可能となった。製品の強度特性を更に向上させるためには、より高温,高押出比の加工が必要であり、それに対してはセラミック工具を検討すべきであると思われた。なお、焼結不十分の場合、特定温度の押出しで荷重の波打ち現象が観測された。押出品の引張強度は銅溶製材の2倍以上に達する。ただし伸びは劣る。以上、本年度の研究はミリング処理、熱間押出しについての今後の研究の発展に対し有力な基礎を与えた。ただし伸びは劣る。
3検出器型SPECTと^<99m>Tc-テクネガスを用いた間質性肺疾患局所肺機能の検討

テクネガス吸入および99mTc-MAA静注後SPECT撮像により得られた肺の横断像から肺尖部と横隔膜を含む部位を除き厚さ約35mmの4枚のスライスを作成し頭側よりslice 1、2、3、4とした。次に各スライスで前部と後部に任意の関心領域(ROI)を設定し、そのROI内の1voxelあたりのカウント数を肺内の総カウント数で除した値をその部分のTおよびQとした。健常者および間質性肺疾患患者に対して座位の状態での肺前後のT/Qを求め検討した。まず健常者でのT/Qは、左右ともほぼ同様な傾向で、上肺野で高く下肺野に向かって低値となっていた。上肺野では肺前後の値はほぼ同じであったが、下肺野では後部の値が前部より有意に低くなっていた。一方、間質性肺疾患群では1:80≦%VC、2:65≦%VC<80、3:%VC<65の3群に分類し検討を行った。T/QはI:健常群で見られたようなslice 1から4にむかって低値となる、II:どの部位でも1前後の値となる、III:slice3よりもslice4が高値となる、IV:slice2から3、4にむかって高値となるの4型に分類した。1群はI型が大部分であり、2群ではII型が多くみられた。3群になるとIII・IV型の占める割合が多かった。またslice1でのT/Q値は1群では全例1以上であったが、3群では50%が1未満となり一方slice4では1群は全例1未満であったのが3群では65%で1以上に増加していた。以上より間質性肺疾患群では軽度障害例では健常例とT/Q値にあまり差はみられないが、中等度障害では上下肺野の差がなくなり1に近づき均等化し、高度になると下肺野での値のほうが高値となる傾向にあることが判明した。今回対象とした症例ではTはほぼ局所の換気を表すと考えて差し支えなくT/Qは換気・血流比に相当すると考えられ、本研究で間質性肺疾患の最も生理的状態である座位での局所肺機能を3次元的に重症度別に明らかにすることができた。
量子ホロノミーとその応用に関する研究

有限および無限量子糸に対する断熱位相の諸様相について、次の成果が得られた。(1)原子核の回転一粒子運動のスペクトルに対する断熱位相の効果とくに準位交差の分布に関する定量的分析を行った。(3)断熱位相の効果をふくむ準古典(WKB)理論の特筆すべき応用として、超対称量子力学が帰結することがわかった。その要点は、断熱位相がボソンのゼロ点エネルギーを消去する作用をもっているというところにある。(4)量子凝縮糸への断熱位相の応用として、平均場(meanfield)に対する効果を検討した。具体的モデルとして、(i)超伝導(BCS)模型(ii)Matt insulator模型をとりあげた。前者に関しては、ゲージ空間内で準古典量子化法を適用することにより、Cooper対の電荷が"分数化"することがわかった。また、後者については、電子一空孔対の凝縮をあらわすオーダーパラメーターをダイナミカルな変数とみたとき、そのモードのになう量子数が断熱位相の効果で分数化すること、さらに、その量子数が集団励起の運ぶスピンと固定されたとき、分数統計が導かれることがわかった。(5)2次元超流動He^3糸のオーダーパラメータの位相を断熱変形して生ずるホロノミーの効果として、量子ホール効果の直接的類似現象とみられる輸送係数のトポロジー的量子化を予言した。(6)断熱位相の一般化(即ち、断熱性の仮定をはずした)として、"正準位相"の概念を得た。この概念は、いわゆる"非直交完全糸" (overcomplcte set)に一般的に生ずる"量子接続"を実現するものであり、コヒーレント状態経路積分を用いて自然に定式化される。1.原子核の回転-粒子結合模型のスペクトルに対する断続位相の効果に関する数値計算は一応完了し,準位交差の分布に対する定量的知見が得られた.現在,この定量的結果をもとに,定性的結論を検討中である.2.断熱位相と非可換ゲージ場のカイラル異常の関係について,とくにゲージ交換の生成子に対する異常交換関係(いわゆるFaddeev operator anomaly)がゲージ場に付随する正準構造の変形として確定的に定式化された.また,断熱位相とChirality indexの間の直接的関係について,見通しがついた.3.断熱位相の効果をふくむ準古典(WKB)理論の特筆すべき応用として,超対称量子力学が帰結することが判明した.ポイントは,断熱位相がボソンのゼロ点エネルギーを消去する作用をもっているというところにある.この事実は断熱位相の概念が,予想外に広い適用範囲を有することを示しており場の理論に対する拡張が期待される.4.ヤーンテラー効果に対する断熱位相の寄与に関して,多体系への拡張が考えられるが,とくに,超伝導モデル(BCSハミルトニアン)の場合について,予備的考察がなされた.それによると,ゲージ空間内でWKB量子化を適用することにより, Cooper対の電荷が"分数化"(fractionalize)するという著しい結果が得られた.5.断熱位相は文字どおり,量子過程の断熱性の結果として生ずるものであるが,最近,断熱性を仮定しない,より一般的な周期変化に応ずるトポロジー的位相因子が得られることが指摘されている.実は,これはより広い見地からコヒーレント状態経路積分にあらわれる"正準項"(Canonical=term)に他ならぬことが判明した.1.当初の計画であった、量子ホール効果の一般化を断熱位相の枠内でとらえるという試みに関連して、興味ある結果が得られた。即ち、2次元超流動He^3系のオーダーパラメーター(或いはギャップ関数)の位相を断熱変形したときに生ずるホロノミー効果として、量子ホール効果の直接的類似現象とみられる輸送係数の量子化を予言するという帰結である。また、分数量子ホール効果と非アーベル断熱位相との間の関係について一定の結論が得られた。

2.量子凝縮系への断熱位相の応用として、平均場(mean field)に対する効果を検討した。具体的モデルとして、Mott insulator模型をとりあげた。主な結果は、次のとおりである。即ち、電子一空孔対の凝縮をあらわすオーダーパラメーターをダイナミカルな変数とみたとき、そのモードのになう量子数が断熱位相の効果で分数化すること。さらに、その量子数が集団励起の運ぶスピンと同定されたとき、分数統計に導くという帰結である。この結果は最近の(2+1)次元非線型シグマ模型と密接に関連しており、高温超伝導の模型等と関連して、興味ある材料を提供すると思われる。3.昨年度の成果である、断熱位相の一般化として得られた"正準位相"(canonical phase)の概念に関する諸様相を検討した。主な結果は次のとおりである。(i)正準位相の概念はいわゆる"非直交完全系"(over-complete set)に一般化に生ずる"量子接続"を実現するものであること。(ii)非直交完全系を一般化されたコヒーレント状態として構成したとき、そのパラメータ空間がコンパクト多様体になるときには、位相量子化が帰結する。
異種の多シナプス入力に対する海馬ニュ-ロンの応答とその統合理論

紫外レ-ザ-を応用した共焦点走査顕微鏡と従来の顕微蛍光法に膜電位固定法を併用し、単一ニュ-ロンに入力する異なる多くのシナプスの促進機序(ブ-スタ-)として働くニュ-ロン内Ca^<2+>上昇の新しい機序を、中枢モデルニュ-ロンを使って明らかにし、更に、中隔野ニュ-ロンで異なるシナプス入力の同定を行なった。中枢ニュ-ロンのモデルとしての培養したウシガエル交感神経節細胞での脱分極パルスによるCa^<2+>電流と細胞内Ca^<2+>の一過性上昇(Ca^<2+>応答)は、細胞外からのCa^<2+>流入に完全に依存するが、その大きさはCa^<2+>流入量(Ca^<2+>電流の積分値)に比例せず、Ca^<2+>流入量が大きければ大きいほど大きくなる。又、Ca^<2+>応答は、繰り返しパルスにより促進され、ライアノジン(50μM)やダントロレン(10μM)で3050%に抑制され、更に、単位Ca^<2+>流入あたりのCa^<2+>応答は膜電位依存性(-40mV0mVの範囲)を示す。共焦点レ-ザ-顕微鏡により、このCa^<2+>応答時の細胞内深部へのCa^<2+>伝播波の速度は、膜直下で非常に速く、その後深部で数倍以上遅くなる。従って、表面膜が脱分極した時のみ、細胞膜と何らかの機能的結合を持った細胞内オ-ガネラから、細胞外から入ったCa^<2+>により、Ca^<2+>が遊離されることが解る。脳のニュ-ロンには、ライアノジン受容体の存在することが解っているので、膜興奮や、種々のシナプス入力により起こる細胞内Ca^<2+>上昇機序に、この電位依存性Ca^<2+>誘起性Ca^<2+>遊離機序が増強機序(ブ-スタ-)として作用することが考えられる。このブ-スタ-は遅い持続性の興奮性入力による表面膜の脱分極時に働くことが期待される。海馬ニュ-ロンでのCa^<2+>応答の実験の進展は見られなかったが、このシナプス入力としての中隔野ニュ-ロンに膜電位固定を行い、キスカル酸とカイニン酸タイプ及びNMDAタイプの受容体チャネルが存在すること、GABAとグルタミンには殆ど全てのニュ-ロンで応答することが解った。
小児てんかん原因遺伝子候補TRPP3の機能解明

小児てんかんは、100から150人に1人の割合で起こり、その一因としてイオン輸送タンパク質の遺伝子異常が挙げられている。本研究では、遺伝子異常の候補として見出したTRPP3の機能解明および小児てんかん患者から見出されたTRPP3内の変異体の機能異常を探った。その結果、小児てんかん患者から見出された変異体の機能評価では、17種の変異体の機能異常を突き止めた。小児てんかんは、100から150人に1人の割合で起こり、その一因としてイオンチャネルの遺伝子異常が挙げられている。本研究では、候補として見出したTRPP3の機能解明および、小児てんかん患者から見出されたTRPP3内の変異体の機能異常を探った。本年度は、小児てんかん患者から見出された変異体の作製および、野生型TRPP3の機能解析を中心に発現系を用いた実験系で機能解析を行った。・TRPP3は、脱分極パルスで活性化される電位依存性チャネルであることをHEK293T細胞にTRPP3を強制発現した細胞を用いて確認していた。そこで、さらに電位依存的不活性化など電位パルスの時間や強さを検討していくことで電位依存性とチャネル活性の関係を検討した。さらに興味深いことにTRPP3は典型的な電位センサーを持つ電位依存性K^+チャネルや電位依存性Ca^<2+>チャネルの第4膜貫通領域(S4)のアミノ酸配列に相同性があり、典型的な電位センサーに見られるように規則正しく正電荷アミノ酸が配置されていることを確認している。そこで、電位依存性についてTRPP3の電位センサーと推測されるS4内の正電荷のアミノ酸を電荷を持たないアミノ酸に置換し、TRPP3の電位依存性について検討を行った。・TRPP3は、細胞内Ca^<2+>濃度を上昇させるとチャネル活性が上昇することを見出した。そこで、細胞内Ca^<2+>濃度を変化させた際のチャネル活性の変化を評価した。さらにその細胞内Ca^<2+>濃度感受性部位として、EF-hand motifを欠損させた変異体を用いて細胞内Ca^<2+>感受性の機能評価を行った。・TRPP3は、細胞外液を酸性および塩基性pHに変えると活性が変化することを確認した。さらにpH感受性部位について、ポリシスチンモチーフ、ボア領域の電荷を帯びたアミノ酸に変異を入れることで機能解析を行った。本年度は、野生型TRPP3の機能評価と小児てんかん患者から見出された変異体の作製およびそれらTRPP3変異体の機能解析を中心に発現系を用いた実験系で機能解析を行った。その結果、TRPP3の電位依存性は、TRPP3内のS4に存在する電位センサー様の陽電荷アミノ酸が重要であることを確認した。また、電位センサーの陽電荷アミノ酸は、pHによって解離定数が決まっているためにpHと電位依存性の関係があることを予想した。電位センサーに存在する陽電荷のアミノ酸であるリジンをアルギニンやヒスチジンに置換し、それらのpH依存性がそれぞれのアミノ酸の解離定数に従うことを確かめた。小児てんかん患者から見出された変異体の機能評価では、17種の変異体の作成に成功した。これらの発現を免疫染色法およびウェスタンブロット法により細胞膜付近の発現を確認した。機能評価においては、いくつかの変異体で機能の低下が確認された。てんかんの際には、脳におけるpHや温度の重要性が知られている。そのために、本研究で得たTRPP3の機能評価の結果と変異体の機能評価の結果を今後、その関連について考察することでてんかん時におけるTRPP3の役割を見出したい。
FITが及ぼす製材業への影響評価と木質バイオマス発電のLCA

固定価格買取制度(FIT)の開始による製材工場への経済的と木質バイオマス発電および熱電併給システムの環境影響を評価した。ヴァーチャル製材工場経営シミュレーターを開発し、製材業における原木購入単価およびチップ販売単価の変動による利益率を明らかにした。木質バイオマス発電および熱電併給システムのライフサイクル影響評価(LCIA)を実施し、代替する化石燃料システムと比較した場合の環境優位性を明らかにした。再生可能エネルギーの固定価格買取制度(FIT)が始まり、製材業等既存のマテリアル利用事業との原料の競合が懸念されている。他方、木質バイオマス発電の導入による温暖化抑制効果等の環境への優しさは明らかにされていない。本研究では、ライフサイクルアセスメント(LCA)によって木質バイオマス発電の環境影響を明らかにし、原料の競合等のFITによる影響度を解析するためのヴァーチャル製材工場経営シミュレーターを開発することを目的とする。本年度行った調査・分析の概要は以下の通りである。(1)製材業における流通および原価構成等経営指標の基礎的調査:シミュレーターの変数となる製材業における流通および原価構成等経営指標の基礎的調査を実施した。また、発電プラントにおける原料買取可能価格の試算を行った。プラントの規模によっては、発電原料価格の方が北海道内における背板チップの市況価格やトドマツ・カラマツ素材(小径木)の市況価格さえも上回る可能性が示唆された。(2)プロトタイプ版ヴァーチャル製材工場経営シミュレーターの開発:製材業の原価構成や各経営指標等を変数として、Microsoftエクセル上で稼働するヴァーチャル製材工場シミュレーターの基本骨格を作成した。(3)林地未利用木材の原料調達に係るエネルギー消費量等の調査:林地未利用木材の収集、輸送にかかる燃料消費量を収集した。林野庁ヒアリングモデルのプラント(5800 kW)を想定して電力1 kWhあたりの温室効果ガス(GHG)排出量を算出し、木質バイオマス発電による電力は商用電力よりもGHG排出量が低いことを確認した。本研究では、再生可能エネルギーの固定価格買取制度による環境と地域経済に対する影響を評価することを目的に、木質バイオマス発電の環境影響をライフサイクルアセスメントによって明らかにし、シミュレーションにより製材等原料の競合の影響度を解析する。(1)原料の供給量から発電効率や原料の購入単価および各種採算性などを推計する発電シミュレーターを構築した。これを用いて木質バイオマス発電事業における原料の購入単価、内部利益率などを分析した。一定の内部利益率を確保した上で、発電所の規模および原料構成によっては、原料買取単価は製材原料や製紙原料の市況単価を上回る可能性が示唆された。(2)ヴァーチャル製材工場経営シミュレーターを開発し、原料競合による原木購入価格ならびに背板チップ販売価格の上昇が利益に与える影響を推計した。中規模のトドマツ工場を想定し分析を行ったところ、木材単価(素材購入費、背板チップ販売費) 10%の上昇により製材工場の経営は困難となることが分かった。(3)発電シミュレーターを用いて木材消費量10万m3規模の木質バイオマス発電の発電効率を推定し、製造される電力のライフサイクル環境影響評価を実施した。木質バイオマス発電による電力は、商業電力よりも外部コストが5割程低く、環境に優しいことが分かった。燃焼灰・燃え殻を埋め立てから路盤材や肥料等へリサイクルを図ることにより環境負荷を効率的に削減できる。本研究では、再生可能エネルギーの固定価格買取制度による地球環境と地域経済に対する影響を評価することを目的に、木質バイオマス発電のライフサイクル影響評価を実施するとともにシミュレーションにより製材工場における発電所との原料競合の影響度を解析した。(1)道内外および海外において発電・熱電併給システムの調査を行い、発電出力、効率、原料購入価格および採算性などを推計する発電シミュレーターの改良を行った。発電事業における未利用木材の購入価格を規模別、種類別に比較した。統計データやヒアリングから道内を中心に製材業における原料調達への影響を調査した。(2)ヴーチャル製材工場シミュレーターの精度向上を図り、原料競合による原木購入価格ならびに背板チップ販売価格の上昇が利益に与える影響を推計した。小径木(18 cm下)の使用材積率を20%とした原木消費量3万m3/年の製材工場を想定し分析を行ったところ、木質バイオマス発電の及ぼす製材業への影響は、原木単価の上昇を小径木のみに限定すれば比較的小さいが、全径級の単価が上昇するとすれば非常に大きいことが分かった。(3)発電シミュレーターを用いて10万m3/年の木質バイオマス発電および熱電併給システムのエネルギー製造量を推計し、日本版被害算定型環境影響評価手法(LIME2)を用いて外部コストを試算した。なお、熱電併給システムでは0.6 MPa、10 t/hの抽気蒸気を利用するものとした。各木質システム1 kWhあたりの外部コストは代替するそれぞれの化石燃料システムより3割以上低かった。木質システムにおける外部コストの年間削減額は、エネルギー変換効率に依存し、効率の高い熱電併給システムの方が発電システムよりも4倍大きく、環境性能から見た熱電併給の重要性が明らかになった。

ヴァーチャル製材工場経営シミュレーターを開発し、製材業における原木購入単価およびチップ販売単価の変動による利益率を明らかにした。木質バイオマス発電および熱電併給システムのライフサイクル影響評価(LCIA)を実施し、代替する化石燃料システムと比較した場合の環境優位性を明らかにした。当初の計画通りに進捗しているため。木質科学ヴァーチャル製材工場経営シミュレーターと発電シミュレーターの精度向上を図る。工場規模、利用径級分布、生産品目、購入・販売単価、ライン稼働時間、自社工場への発電設備の導入の有無など複数の評価シナリオを設定して影響度を解析し、製材業の収益性向上に資する方策を見出す。発電シミュレーターを用いて発電および熱電併給により製造されたエネルギーの環境影響評価を実施し、化石燃料を原料とするエネルギー製造システムと比較した場合の環境への優しさを定量的に明らかにする。計画書通りに進捗しているため。分担者の1名の体調不良による旅費の執行残のため。“ヴァーチャル製材工場経営シミュレーター"構築のための説明変数を決定する。まず、プロトタイプ版を開発し、いくつかの製材業を事例に具体的な収益の検討を行った上で、解析精度向上のための課題を抽出する。引き続き林地残材等の収集に係るデータの調査を行うとともに、得られたデータを用いて林地未利用材の収集から発電所輸送、発電までの環境影響評価を実施する。算出された環境負荷量を評価事例ごとに比較・分析するとともに、環境負荷削減に有効な作業システムの抽出を行う。残額分は次年度の学会参加料、論文投稿料として使用する。旅費の使用額が計画よりも少なかったため。学術誌への投稿料として次年度使用する予定である。
抽象関数空間上の特異積分作用素の研究

抽象関数微分方程式の取り扱いにおいて現れる特異積分作用素の種々の関数空間への作用を評価することで関数微分方程式の解の鋭い評価を求め、その結果を偏微分方程式等の具体的な問題に応用するために以下の研究を行った。1・特異積分作用素の表現方法を作用素解析の手法、ならびに擬微分作用素を用いた手法の両面から研究した。前者については時間斉次の1階放物型発展方程式の取り扱いにおいて有効な作用素の複素べきを用いたある種の特異積分作用素の表現について時間非斉次問題への適用の可能性を研究した。これと平行して高階の放物型方程式の研究に関連して現れる特異積分作用素の取り扱いを実補空間論の手法を援用することによって研究した。後者についてはパラメトリックスを用いた基本解の構成法に関してその見直しに着手した。2・特異積分作用素の抽象関数空間への作用の評価を得るためにフーリエ解析の方法の見直しを行った。具体的にはゼータ凸性をもつバナッハ空間に値を取る関数のヒルベルト変換の作用の有界性、ならびにバナッハ空間に値を取る関数のなすベソフ空間の性質、およびそれに対する特異積分作用素の作用の有界性を研究した。3・抽象関数微分方程式に関して得られる結果のいくつかは補間空間論の言葉で表現されることが判明したがその表現は抽象的で複雑なものである。得られた結果を具体的な関数微分方程式、特に偏微分方程式の境界値問題に適用するために種々の補間空間の特徴付けを研究した。
片麻痺に対する選択的電気刺激療法における電極の開発とその臨床応用

脳卒中片麻痺患者の上肢運動訓練は回復期リハビリテーションにおける最重要訓練である。片麻痺上肢のリハビリテーションにおいて、工学と医学を連携した電気刺激療法での新しい機構として、目標とする筋群の僅かな表面電位をトリガーに、その筋に電気刺激を付加する方式を検討している。その際、麻痺の回復に患者の意図と電気刺激を同期させることが必要である。本研究の目的は、患者の僅かな動きで、ずれる事が無く、個別の手指を動かすための最適な電極の開発を行うことである。手指の動きを個別に実現するための電極は、患者の皮膚と直接接触するので、耐食性を考慮して材質にステンレスを使用し、形状は、ずれ難く安定した筒型とした。訓練時に、麻痺上肢を固定する機材は、固定時に上肢を自由に移動できるように高さの調節、旋回可能な構造として、電極のポイントの位置、深さを固定するための機材はマグネットベース(フレキシブル型)を使用し、取付けを自由に変えられる構造とした。訓練は鹿児島大学病院霧島リハビリテーションセンターにおいて作業療法士の指導のもとで、脳梗塞及び脳出血による発症から1年以上経過(発症より1年以上経過した慢性期の場合は通常改善しないと言われている時期)した患者3例について、2週間(1日1時間、機材のセットのみ作業療法士により、この介入期には手指を含む上肢に関しての治療は一切行わず)の自主訓練を行った。訓練の結果ARATEST、STFA(簡易上肢機能検査)、FMA(脳卒中の総合評価)のすべてのテストにおいて、3例共初期に比べ2週間後の評価が高く、確実な向上が見られた。以上の結果より、この慢性期の時期での2週間の介入で片麻痺患者における手指の機能改善に対して、開発した電極の有効性が十分期待できること、また本機材は作業療法の自主訓練に使用できることが明らかになった。
アンドロゲンシグナルの破綻が導く尿道下裂発症分子メカニズムの解明

アンドロゲンの機能破綻は、先天性形成異常の1つである尿道下裂の主要要因であると考えられる。しかし、その発症機序はほとんど分かっていない。本研究から、尿道形成過程においてアンドロゲンシグナルの下流遺伝子としてMafBを同定した。さらに、MafBの下流で機能しうる遺伝子をいくつか同定することができた。外生殖器伸長過程において、細胞増殖・細胞死制御は重要であるが、MafBノックアウトマウスの解析から尿道形成には細胞増殖・細胞死制御以外のプロセスが不可欠である可能性を見出した。今後、MafBの下流候補遺伝子の機能解析を進めることで、尿道下裂発症機序の理解が進むことが期待される。外生殖器は、アンドロゲンにより顕著な形態的性差(雄化)を有する器官である。近年、この雄化プロセスの異常が一因とされるヒト先天性疾患“尿道下裂"の発症率が増加しているが、その発症メカニズムはおろかアンドロゲンによる雄化の分子メカニズムもほとんどわかっていない。私は、マウス外生殖器形成過程おいて雄特異的に発現する遺伝子としてMafBを見出した。興味深いことに、雄のMafBノックアウトマウス(MafB KOマウス)は、尿道下裂に類似した尿道形成異常を呈することから、MafBは、尿道の形成に不可欠な因子であることがわかった。MafBの発現領域は、アンドロゲンの特異的なレセプターであるアンドロゲンレセプター(AR)と類似している。興味深いことにARノックアウトマウスの解析およびアンドロゲン曝露実験により、MafBの発現はアンドロゲン依存性である可能性が示唆された。本研究は、MafB KOマウスの解析および次世代シーケンサーによる組織ChIP-Seq解析を駆使し、アンドロゲンによる外生殖器雄化の分子メカニズム、さらに、アンドロゲンシグナルの破綻が導く尿道下裂の発症メカニズムを統合的に理解することを目的としている。MafBの発現制御領域にアンドロゲン応答配列が複数存在していたことから、アンドロゲンはMafBの発現を直接制御している可能性が考えられた。そこで、これらのAREが実際にアンドロゲンに応答するかを検証するためその領域を単離し、レポーターassayにより検証した。その結果、MafBの発現制御領域に存在するアンドロゲン応答配列を介して直接MafBの発現を制御している可能性が見えてきた。また、次年度より開始する組織を用いたChIPアッセイおよび次世代シーケンサーによるChIP-seqを行うため、外生殖器原基を用いたChIPの最適条件の検討を行った。レポーターassayといったin vitro assay系による検証により、アンドロゲンレセプター(AR)は、MafBの発現制御領域に存在するアンドロゲン応答配列を介して直接Mafbの発現を制御している可能性を見出すことができた。さらに、組織を用いたChIPアッセイおよび次世代シーケンサーによるChIP-seqを行うためのDNAの断片化条件、固定法、ライブラリー作成法など外生殖器原基を用いたChIPの最適条件を検討し、最適条件を見出すことができた。本研究は、尿道形成に不可欠なMafb遺伝子のノックアウトマウスの解析および次世代シーケンサーによる組織ChIP-Seq解析を駆使し、アンドロゲンによる外生殖器雄性化の分子メカニズム、さらに、アンドロゲンシグナルの破綻が導く尿道下裂の発症メカニズムを統合的に理解することを目的としている。雄有意なMafbの発現がエピジェネティックに制御されている可能性を検証するため、エンハンサーをマークすることができるH3K27Acや転写が抑制されている領域をマークすることができるH3K27Me3などの各種ヒストン抗体を用いてChIP(免疫沈降)を行った。その後、ライブラリーを作成し、次世代シーケンサー解析により、アンドロゲンによりMafbの発現が誘導されるステージのエピゲノムステータスを網羅的に調べた。さらに、新規アンドロゲンの標的遺伝子を同定するためAR抗体を用いて同様の実験を行った。その結果、それぞれの性特異的にH3K27Acでマークされる領域を見出し、Mafbの発現制御領域においても数カ所、雄特異的に転写が活性化されている領域があった。この雄特異的に活性化されている領域の配列を詳しく調べると、器官形成に不可欠な制御因子の結合サイトが存在することがわかった。AR抗体を用いたChIP-Seq解析から、Mafbに加え新たなアンドロゲン標的候補遺伝子を見出した。リアルタイムPCRによるバリデーションの結果、細胞周期や細胞増殖に関わる因子が尿道形成過程において、アンドロゲンの標的因子として機能している可能性を見出した。マウス胎仔の外生殖器原器の組織を用いて、AR抗体によるChIP-seq解析の結果、外生殖器形成過程において新たなアンドロゲンの標的遺伝子を見い出すことができた。Mafbを含むアンドロゲンの標的遺伝子の遺伝子発現制御領域においてアンドロゲンレセプターが結合するAndrogen Responsive Element (ARE)に加え、共通して存在する配列が存在し、その配列に結合可能な転写因子があることがわかった。さらに、各種ヒストン抗体を用いてエピゲノムステータスを調べたところ、それぞれの性特異的にクロマチンがアクティブな状態になっている領域を同定した。近年、外生殖器発生過程における雄性化プロセスの異常が一因とされるヒト先天性疾患“尿道下裂"の発症率が増加している。しかし、その発症メカニズムはおろかアンドロゲンによる雄性化の分子メカニズムもほとんどわかっていない。