hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脊髄損傷に対する人工多能性幹細胞由来神経幹細胞移植の確立

マウス脊髄損傷に対するマウス及びヒトiPS細胞由来神経幹細胞(iPSC-NS/PC)移植を行い、移植前にin vitroで安全なクローンを選別すれば、移植後に腫瘍形成はみられず、運動機能回復を促進することが明らかになった。さらに前臨床研究の最終段階として、サル脊髄損傷に対するヒトiPSC-NS/PC移植を行い、その安全性および有効性を確認した。安全性の評価を事前に十分行えば、ヒトiPSC-NS/PCは脊髄損傷に対する細胞移植療法における細胞供給源として有用である。1)マウス脊髄損傷に対するマウスiPS細胞由来神経幹細胞移植の検討脊髄損損傷に対する自家組織由来の移植細胞供給源としての可能性を持つ人工多能性幹細胞(iPS細胞)に着目し、マウス脊髄損傷に対するマウスiPS細胞由来神経幹細胞(iPS-NSC)移植の有効性を検証した。In vitroの解析により神経系への分化誘導後に分化抵抗性細胞を含まない安全と評価されたクローンを移植実験に使用した。BBB scoring scaleによる後肢運動機能評価では、損傷後3週(移植後2週)以降に、移植群では対照群と比較して統計学的有意差な下肢機能の改善がみられた。そのメカニズムは移植細胞由来のimmatureastrocyteによる軸索ガイダンス作用と、移植細胞由来のoligodendrocyteによる損傷軸索の再髄鞘化が強く示唆された。移植6週後の組織学的評価でも腫瘍形成は見られなかった。2)免疫不全マウス脊髄損傷に対するヒトiPS細胞由来神経前駆細胞移植京都大学山中研において樹立されたヒトiPS細胞(201B7:cMyc+、253G1:cMyc-)をNSCに分化誘導した。なお、ヒトiPS細胞と比較するために京都大学再生研より供与されたヒトES細胞もNSCに分化誘導した(ES-NSC)。次に、免疫不全(NOD/SCID)マウス損傷脊髄内にヒトiPS-NSCおよびヒトES-NSCを移植した。対照群ではPBSを損傷部に注入した。下肢運動機能はBBB/BMSスコアで評価した。移植後7週に組織学的評価を行った。ヒトiPS-NS/PC群とヒトES-NS/PC群はいずれも対照群より有意な下肢運動機能の改善がみられた。しかし、移植後7週でiPS-NSC移植群23例中3例で腫瘍形成と思われる異常な細胞増殖が認められた。これらの細胞はほとんどがGFAP、Nestin、Vimentin陽性のmitoticな細胞集団であり病理組織学的に奇形腫とは異なっていた。今年度の検討で、ヒトiPS-NS/PC移植群では運動機能の回復は認めたものの、腫瘍形成と思われる異常な細胞増殖が認められた。今後、形成された腫瘍のさらなる解析により、腫瘍形成を未然に防ぐ方法の解明が急務である。目的:これまで我々は人工多能性幹細胞(iPS細胞)に着目し,マウス脊髄損傷に対するマウスiPS細胞由来神経幹細胞(iPS-NSC)の有効性を報告してきた.前臨床研究の最終段階として霊長類であるサル脊髄損傷に対するヒトiPS-NSC移植の有効性と安全性を検証することが本研究の目的である.方法:京都大学山中研で樹立されたiPS細胞株のうち,これまでの研究で最も安全性が高いと評価された細胞株を使用し,独自に開発した方法でNSCへと分化誘導した.成体コモンマーモセット頚髄圧挫損傷モデルを既に報告した方法で作製し(Iwanami et al.JNR 2005),損傷後9日に損傷中心部にヒトiPS-NSC(100万個/5μ1)を移植した(n=5).対照群ではリン酸緩衝生理食塩水を注入した(n=4).運動機能評価として損傷後12週まで,original open field scoring scale,bargrip test,cageclimbing test,自発運動量モニタリングによる機能評価を行い,その後組織学的評価を行った.結果:免疫学的検討では移植細胞は,NeuN陽性のニューロン,GEAP陽性のアストロサイト,Olig1陽性のオリゴデンドロサイトへ分化し腫瘍形成は認めなかった,LFB染色では,iPS-NSC移植群ではcontrol群に比べ,髄鞘面積の増大を認めた.また,全ての運動機能評価において移植群で対照群と比較して有意な改善を認めた.考察:ヒトiPS-NSCを用いた脊髄再生医療の実現に向けて,安全性を担保することが何よりも重要である.本研究により脊髄損傷に対するヒトiPS-NSC移植治療の安全性および有効性が確認できとことからも,さらに一歩臨床応用へ近づくものと考えている.【目的】これまで我々は入工多能性幹細胞(iPS細胞)に着目し、マウス脊髄損傷に対するマウスiPS細胞由来神経幹細胞、さらにヒトiPS-NSCの有効性を報告してきた。

ヒトiPS細胞を用いた脊髄損傷治療の臨床応用にむけた、前臨床研究の第一歩として霊長類であるサル脊髄損傷に対するヒトiPS-NSC移植の有効性と安全性を検証した。【方法】1)ヒトiPS-NSCの培養と分化誘導:京都大学山中研で樹立されたiPS細胞株のうち、既にこれまでの研究で最も安全性が高いと評価された201B7株を使用し、独自に開発した方法でNSCへと分化誘導した。2)コモンマーモセット脊髄損傷モデル作製:成体コモンマーモセット9匹を使用した。頚髄圧挫損傷モデルは既に報告した方法で作製した(Iwanami et al,JNR2005)。3)損傷脊髄に対するiPS-NSC移植:移植群では損傷後9日に、損傷中心部にヒトiPS-NSCを1x10^6個/5μl移植した。対照群ではリン酸緩衝生理食塩水を注入した。免疫抑制剤を連日筋肉内注射した。4)運動機能評価:損傷後12週まで、original open fieid scoring scale(MIKY score),bargrip test,cageclimbing testによる機能評価を行った。5)組織学的評価:機能評価後、脊髄を切り出しHE、LFB、Eriochrome Cyanine染色、各種免疫染染色を行い定量的に評価した。【結果】ヒトiPS-NSCは長期間にわたり継代が可能であり、また複数回の継代後もニューロンへの神経分化能を維持することを確認した。LFB及びEriochrome Cyanine染色では、移植群の髄鞘面積は対照群に比べ有意に増加していた。また、移植細胞は損傷中心部の空洞周囲に生着し、NeuN陽性のニューロン、GFAP陽性のアストロサイト、Olig1陽性のオリゴデンドロサイトに分化していた。各種運動機能評価でも移植群は対照群に比べ,有意な運動機能の改善を認めた。【考察】ヒトiPS-NSCを用いた脊髄再生医療の実現に向けて、安全性を担保することが何よりも重要であることは論を待たない。現時点において最も安全性が高いと考えられるヒトiPS-NSC細胞株を用いて本実験を行い、その有効性と安全性が確認できた。
インターネット天文台・気象台で世界をリードするIT世紀の日本の理科教育

本研究は、IT世紀の理科学習ツール「インターネット天文台・気象台」を開発・設置、教育実践に活用し効果を挙げてゆくことを目標としている。本年度は、熊本大学にインターネット天文台を設置、首都圏に既存の二基と合わせて教育利用を推進した。互いに近接した既存の二基と地理的に離れた後続天文台が渇望され、熊本大学インターネット天文台はまさにそれに応えるものとなった。また、北日本に天体ライブ映像を配信するためのサーバーを、北海道教育大学の札幌校に設置した。熊本大学教育学部附属中一年の理科で、インターネット天文台を利用した授業を行った(平成14年12月)。屋上で天体望遠鏡を使い実際に太陽面を観察した後、インターネット天文台を操作しての太陽面観察とした。インターネット経由の天体観察自体、子供連には初めての経験であり、それは印象的なものであった。黒点の移動を調べるための前日・前々日を含めインターネット天文台をフルに活用し、この実践例から、「各地のインターネット天文台を相互利用することで、天候条件に左右されがちな天体観察の授業を、計画通りに進めることができる」という利点があらためて確認された。星が月に隠れる「星食」現象を捉え、教育学部学生対象に観測会を実施、熊本と関東とで現象に30分もの時間差があることを体験してもらった(熊本と首都圏のインターネット天文台を併用)。教員志望学生のこうした体験は、将来の小中高における教育を豊かにしてゆく大切な要素である。インターネット気象台と、「定点2000」観測点(ライブカメラ含む)、アメダス観測点などインターネット上の気集情報を組み合わせた教材を用い授業実践を行った(平成15年1月、学部生卒業研究の一環)。「青森は雪だった」「高知の天気は予想と違った」など、子供達が主体的に取り組みながら各地の天気の違いを学ぶ様子が見られ、一定の成果を挙げることができた。特定領域内においては、複数の研究と連携が動き始めたところである。その強化は、今後の発展課題である。
高品質なソフトウェア開発のためのテスト可視化手法の提案

本研究は、「テスト実施前のプログラムの振る舞いに関する情報」および「テスト実施中のテスト実施状況に関する情報」をプログラマに提示する、ソフトウェアテストの可視化手法を提案し、評価する。その実現のため、次のことを行った。(1)結合テスト支援ツールAvisの拡張により、プログラムを可視化し、プログラム開発者にとって有用な情報を提示。(2)Javaプログラムを対象としたテスト自動実行ツールJvisの拡張により、プログラムの適用範囲の拡大。(3)テストケースを図で表現可能かどうかについて検討し、検討結果に基づいたテストケースの可視化。本研究の目的は、高品質なソフトウェア開発を行うために、テスト手法の可視化を行い、高度情報化社会および安全・安心を第一とする社会における情報技術への更なる要求に、迅速に対応できる基盤を与えることにある。今年度は以下のことを行った。1.テストの実施状況をユーザにリアルタイムに提示するために、Javaプログラムを入力として、テスト実施前にテストコードの作成を必要としないランダムテスト法を用いた単体テスト自動実行ツールをJvisを、昨年度までに試作した。今年度は、Jvisの適用範囲の拡大を目的とした機能拡張を行った。2.テストにおける漏れや不備、重複などを防止するため、テストケースの可視化について、昨年度までにUML(Unified Modeling Language)をベースとした、テスト用コミュニケーション図とテスト用状態マシン図を提案した。今年度は、提案した2つの図の適用事例を増やすことによって、その有用性について評価し、ソフトウェアエンジニアリングリングシンポジウムや、宮崎大学工学部紀要にて発表した。3.Javaプログラムのソースコードから実行パスを生成し、結合テストを支援するツールAvisを、昨年度までに拡張した。今年度は、このAvisのアイデアに基づいて、分散システムや、マルチスレッドプログラムについて適用可能かを検討した。さらに、Avisそのものの拡張として、デバッグ機能をツールに持たせることを検討した。分散システムへの検討結果を、電気関係学会九州支部連合大会とICAROBにて発表した。マルチスレッドプログラムへの検討結果を、ICAROBにて発表した。デバッグ機能についての検討結果を、電気関係学会九州支部連合大会とICAROBにて発表した。1.テストの実施状況をユーザにリアルタイムに提示するために、昨年度までにJavaプログラムを入力として、テスト実施前にテストコードの作成を必要としないランダムテスト法を用いた単体テスト自動実行ツールを試作した。今年度は、このツールをJvisと名付け、適用範囲の拡大を目的とした拡張を行い、その有用性を評価し、ソフトウェアエンジニアリングシンポジウムやソフトウェアサイエンス研究会、宮崎大学工学部紀要にて発表した。2.テストにおける漏れや不備、重複などを防止するため、テストケースの可視化について検討を行った。まず、従来自然言語で記述されるテストケースについて、図を使った表現が可能かどうかについて検討した。次に、検討結果に基づいて、要求分析や設計において用いられているUML(Unified Modeling Language)をベースとした、テスト用コミュニケーション図とテスト用状態マシン図を新たに提案した。提案した2つの図の有用性について評価し、電気関係学会九州支部連合大会、JaSST'12 Kyushu、ICST2013にて発表した。また、テストアーキテクチャの概念についても可視化を試み、IWCT 2013にて発表した。今年度は、この拡張したAvisの有用性について具体的な評価を行い、電子情報通信学会論文誌にて発表した。本研究の目的は、高品質なソフトウェア開発を行うために、テスト手法の可視化を行い、高度情報化社会および安全・安心を第一とする社会における情報技術へのさらなる要求に、迅速に対応できる基盤を与えることにある。1.Javaプログラムのテストの実施状況をユーザにリアルタイムに提示するテスト自動実行可視化ツールJvisについて、昨年度までに、適用範囲の拡大を目的とした機能拡張を行った。今年度は、昨年度までの成果をソフトウェアエンジニアリングセンター(SEC)の報告書にて発表した。また、JvisのWebアプリケーション化について検討した結果を、ICAROBにて発表した。2.テストケースの可視化について、昨年度までに、UML(Unified Modeling Language)をベースとした、テスト用コミュニケーション図とテスト用状態マシン図を提案し、その有用性について評価した。今年度は、テスト用コミュニケーション図について、作成支援ツールを試作し、ICAROBにて発表した。3.Javaプログラムのソースコードから実行パスを生成する結合テスト支援ツールAvisについて、昨年度までに、その対象を分散システムやマルチスレッドプログラムについて適用可能かを検討するとともに、デバッグ機能をツールに持たせることを検討した。今年度は、それそれについて有用性を評価し、JRNALにて発表した。また、マルチスレッドプログラムについてはさらに検討を進め、ツール上で動作の再現性を持たせる機能を実装し、宮崎大学工学部紀要、情報処理学会ソフトウェア工学研究会、JRNALにて発表した。さらに、デバッグ機能については、大規模なプログラムへの対応を考慮した拡張を行い、宮崎大学工学部紀要、ソフトウェアエンジニアリングシンポジウム、ICAROBにて発表した。本研究課題は、以下の3つの項目から成る。1.結合テスト支援ツールAvisの拡張。

2.テスト自動実行可視化ツールJvisの適用範囲の拡大。3.テストケースの可視化に関する検討。以下、これらの項目について、個別に記述する。1.については、結合テスト支援ツールAvisの拡張として、Avisにデバッグ機能を実装したTFVIS(transitions and flow visualization)を開発した。TFVISは、プログラム実行時の各変数の状態や更新といったデータ遷移を可視化することによって、プログラムの挙動の把握を支援し、デバッグ作業を容易にする。TFVISにより、Javaプログラムのバグの原因特定に要する時間を46%減らすことができた。また、Avisに実装した可視化のアイデアを、分散システムやマルチスレッドプログラムについて適用可能かを検討し、その検討結果に基づいて、適用手法を提案した。2.については、Jvisの適用範囲の拡大として、未対応だった構文や変数型への対応を行い、その有用性を評価した。また、JvisのWebアプリケーションとしての実現について検討し、一部を実装した。3.については、ソフトウェ開発プロセスにおいて、要求分析や設計で用いられるUML(Unified Modeling Language)をべースとした、テスト用コミュニケーション図とテスト用状態マシン図を新たに提案した。これらの図を用いることによって、テストケースの漏れや不備、重複などを防止できることを示した。また、テスト用コミュニケーション図については、作成支援ツールを試作し、その有用性を評価した。本研究は、「テスト実施前のプログラムの振る舞いに関する情報」および「テスト実施中のテスト実施状況に関する情報」をプログラマに提示する、ソフトウェアテストの可視化手法を提案し、評価する。その実現のため、次のことを行った。(1)結合テスト支援ツールAvisの拡張により、プログラムを可視化し、プログラム開発者にとって有用な情報を提示。(2)Javaプログラムを対象としたテスト自動実行ツールJvisの拡張により、プログラムの適用範囲の拡大。(3)テストケースを図で表現可能かどうかについて検討し、検討結果に基づいたテストケースの可視化。本研究課題は、以下の3つの項目から成る。1.テスト自動実行可視化ツールJvisの適用範囲の拡大。2.テストケースの可視化に関する検討。3.結合テスト支援ツールAvisの拡張。
火山性カルデラ湖における溶存ガス成分の定量

火山性カルデラ湖として十和田湖を調査対象として選び、平成7年9月に湖水試料の採取を行って、その試料中の溶存気体成分の定量を行った。十和田湖は、水温の鉛直プロファイルから中湖の水深150m付近に温泉の噴出があることが推定されている。本研究の成果として以下に述べるような知見が得られた。第一に、温泉水は二酸化炭素に富んでおり湖水中に濃度異常が検出される。第二に、温泉水により供給されるメタンも湖水中に濃度異常を作り出しており、さらにこの濃度異常は微生物の活動を活性化している。第三に、これらのガス成分がマグマ性成分であることは、ヘリウム同位体比異常により支持される。当初計画していた時期をおいた2回の調査を行うことはできなかったが、以上に述べた本研究における成果から、火山性カルデラ湖の湖水試料の分析が島弧の火山活動に伴うガス成分のフラックスを定量する上で重要なデータを提供することがあきらかになった。
血管平滑筋脱鞘筋線維のCa^<2+>非感受性異常収縮の発生機序及び脳血管れん縮との関連

(1)beta-escinスキンド脳底動脈では、pH6.0におけるADP処理後にはTritonX-100スキンド標本とは異なり、張力発生のCa^<2+>感受性が完全に失われることはなく、また発生張力の著しい低下が見られた。pH6.5におけるADP処理では発生張力の低下が幾分抑えられ、Ca^<2+>感受性の明かな上昇が観察されたことから、脳底動脈スキンドファイバーにおいても酸性下ADP処理によりMLCPの不活性化が生じうるが、beta-cscinスキンド標本ではTritonX-100スキンド標本に比べるとMLCP不活性化が起りにくく、また何らかの理由で張力発生能が低下するものと考えられた。(2)低濃度TritonX-100とL-ニトロアルギニン前処置によりそれぞれ内皮を物理的あるいは機能的に除去したウサギ摘出脳底動脈無傷標本を用いてアゴニスト刺激による収縮に対する内皮細胞の関与を調べた。セロトニンによる収縮は内皮除去により全ての濃度範囲で収縮力の増強が見られた。一方ヒスタミンによる収縮では、内皮除去により低濃度領域でのみ収縮力増強がみられ、最大収縮力は変化しなかった。このことは内皮細胞はセロトニン収縮に対しては非拮抗的に、ヒスタミン収縮に対しては拮抗的に作用し高濃度のヒスタミンによる収縮には内皮の関与は殆ど無いことを示している。従って今後、クモ膜下出血後脳血管れん縮とMLCP不活性化との関連を更に確かめるために、intact脳血管標本での高濃度ヒスタミン収縮を指標にして細胞内pH低下及びADP蓄積の効果を検討する予定である。
ブロック粗度による急流工の騒音防止対策に関する実証的研究

本研究は水利施設の一つである落差工のエネルギ減勢システムの過程で起こる流水の騒音の防止対策として、ブロック粗度を用いた急流工によるエネルギの減勢方法、および各種水利施設の流れの形態によって変化する流水音特性について検討するものである。落差工で発生する流水の騒音については、事例調査からその防音防止対策としてブロック粗度を利用した急流工によるエネルギの減勢方法を考案し、水理設計を水理模型実験で行って、調査地区にこれを適用した。その結果、かんがい期における騒音値は減少し、本実験によるエネルギの減勢方法は騒音防止対策の一つとして効果があることを示唆した。一方、この流水音に関しては、研究が緒についた状況で、各種水利施設の流れの形態によって変化する流水音特性の解明、および騒音防止対策を行うために必要な流水音の予測がなお重要な課題として残されている。そこで、水利施設の一つである野外の跳水型落差工および水クッション型落差工の流水音を予測する基礎的資料を得るため、野外の既設落差工に対象にして現地調査を行った。その結果、(1)跳水の音響出力と騒音レベルは、単位幅当りの跳水前における流水の流入運動エネルギに関係し、流入運動エネルギが大きくなると音響出力・騒音レベルは、ともに大きくなること、(2)落下ながれの音響出力・騒音レベルは、単位幅当りの流水の落下エネルギおよびエネルギ損失量に関係し、落下エネルギおよびエネルギ損失量が大きくなると音響出力・騒音レベルも大きくなること、(3)流水音の減衰特性についは、2つのタイプとも水路横断方向の減衰が、水路上流方向・水路下流方向に比較してもっとも大きいことなどがわかった。落差工で発生する流水の騒音については、事例調査からその騒音防止対策としてブロック粗度を利用した急流工によるエネルギの減勢方法を考案し、水理設計を水理模型実験で行って、調査地区にこれを適用した。その結果、かんがい期における騒音値は減少し、本実験によるエネルギの減勢方法は騒音防止対策の一つとして効果があることを示唆している。したがって、本年度は、とくに水利施設の一つである跳水型落差工の流水音を予測する基礎的資料を得るため野外の既設落差工を対象にして現地調査を行い、(1)跳水の音響出力と騒音レベル、(2)流水音の減衰特性などの流水音特性について検討した。その結果、跳水の音響出力・騒音レベルは、単位幅当りの跳水前における流水の流入運動エネルギに関係し、流入運動エネルギが大きくなると音響出力・騒音レベルは、ともに大きくなることなどがわかった。

一方、この流水音に関しては、研究が緒についた状況で、各種水利施設の流れの形態によって変化する流水音特性の解明、および騒音防止対策を行うために必要な流水音の予測がなお重要な課題として残されている。昨年度については、水利施設の一つである跳水型落差工の流水音特性について検討を行った。そこで、本年度については、さらに水クッション型落差工の流水音を予測する基礎的資料を得るため野外の既設落差工を対象にして現地調査を行い、(1)落下ながれの音響出力と騒音レベル、(2)流水音の減衰特性などの流水音特性について検討した。その結果、落下ながれの音響出力・騒音レベルは、単位幅当りの跳水前における流水の落下エネルギおよびエネルギ損失量に関係し、落下エネルギおよびエネルギ損失量が大きくなると音響出力・騒音レベルは、ともに大きくなることなどがわかった。
発生から老化を操るエピトランスクリプトミクス制御の提唱

すべての細胞は同じゲノムDNAを持つにも関わらず、異なる機能を発現しているからこそ個体として存在できる。その異なる機能発現はエピジェノミクスが制御していると考えられてきた。一方、RNAには多様な修飾体が存在し、巧妙な修飾調節制御が存在することや、RNAの修飾がタンパク質の発現を調整していることが明らかとなってきた。そして個体の発生や細胞の機能発現、さらに老化に伴う細胞機能低下は、エピジェネティクスだけでは説明できず、RNA修飾制御によるタンパク質の発現調節が関わるとの仮説を立てた。そこで本研究はこの生命の誕生から老化へと向かうダイナミックな変化に、エピトランスクリプトミクスが関わることを示す。
転写因子S-IIの生物学的機能及び, その遺伝子構造の解析

転写因子S-IIは,当初RNAポリメラーゼIIの活性促進蛋白として,マウスエールリッヒ腹水がん細胞から単離された蛋白である.S-IIに対する抗体が単離核におけるRNA合成を阻害すること,また,いわゆるManleyの系の中で, run-off産物の産生を特異的に阻害することから, S′-IIは真核生物の転写因子の一つと考えられるに至っている.本研究では,このS′-IIのCDNAの単離を行い.その遺伝子の発現パターンを解析したものである.まずcDNAのクローニングについては,常法に従って,精製した蛋白の部分的なアミノ酸配列を決定し,それに対応するDNAプローブを準備した.次に,このDNAプローブを用いて,エールリッヒ腹水がん細胞のCDNAライブラリーをスクリーニングした.その結果,陽性のクローンをいくつか得たが,最終的にはPSII-1, pSII-2, pSII-3と命名した三種のクローンを単離した.塩基配列の分析の結果, pSII-1と3は同一のクローンに由来することがわかった.一方, pSII-2はこれらの二つのクローンとは異なり, 5′上流部分に78塩基の特異的な配列が存在した.この配列の中にもMetのコドンがあるが,すぐに終止コドンが現れ,その後の配列は三種のクローンで共通であった.一方, PsII-1および3では, pSII-2の78塩基に相当する部分の中にMetのコドンが一ヶ所あり,これが翻訳開始部位と考えられた.試験管内での転写-翻訳系を用いて解析した結果,このMetから翻訳が始まれば,蛋白の分子サイズ,アミノ酸組成ともにS′-IIのそれと一致することがわかった.この結果は, pSII-3がS-IIのCDAであることを示している.次にpSII-3をプローブとしたノーザン解析の結果,エールリッヒ腹水がん細胞は,サイズの異なる四種類のS-IImRNAを含むことが明らかとなった.この事実は, S-IImRNAには多様生があることを示すが,各々のmRNAのコードする蛋白の研究はこれから問題である.転写因子S-IIは,当初RNAポリメラーゼIIの活性促進蛋白として,マウスエールリッヒ腹水がん細胞から単離された蛋白である.S-IIに対する抗体が単離核におけるRNA合成を阻害すること,また,いわゆるManleyの系の中で, run-off産物の産生を特異的に阻害することから, S′-IIは真核生物の転写因子の一つと考えられるに至っている.本研究では,このS′-IIのCDNAの単離を行い.その遺伝子の発現パターンを解析したものである.まずcDNAのクローニングについては,常法に従って,精製した蛋白の部分的なアミノ酸配列を決定し,それに対応するDNAプローブを準備した.次に,このDNAプローブを用いて,エールリッヒ腹水がん細胞のCDNAライブラリーをスクリーニングした.その結果,陽性のクローンをいくつか得たが,最終的にはPSII-1, pSII-2, pSII-3と命名した三種のクローンを単離した.塩基配列の分析の結果, pSII-1と3は同一のクローンに由来することがわかった.一方, pSII-2はこれらの二つのクローンとは異なり, 5′上流部分に78塩基の特異的な配列が存在した.この配列の中にもMetのコドンがあるが,すぐに終止コドンが現れ,その後の配列は三種のクローンで共通であった.一方, PsII-1および3では, pSII-2の78塩基に相当する部分の中にMetのコドンが一ヶ所あり,これが翻訳開始部位と考えられた.試験管内での転写-翻訳系を用いて解析した結果,このMetから翻訳が始まれば,蛋白の分子サイズ,アミノ酸組成ともにS′-IIのそれと一致することがわかった.この結果は, pSII-3がS-IIのCDAであることを示している.次にpSII-3をプローブとしたノーザン解析の結果,エールリッヒ腹水がん細胞は,サイズの異なる四種類のS-IImRNAを含むことが明らかとなった.この事実は, S-IImRNAには多様生があることを示すが,各々のmRNAのコードする蛋白の研究はこれから問題である.
シロザケを例とした魚類の環境履歴推定法の開発

安定同位体比によるサケ科魚類の餌料環境評価のための基礎的パラメタを得る目的で、餌の切り替え実験により、ヤマメおよびイワナ若齢魚の炭素・窒素安定同位体の濃縮係数と半更新時間を求めた。1975年から2014年に岩手県に回帰したシロザケ3歳魚の炭素窒素安定同位体比の変化を調べたところ餌組成に変化があった可能性が示された。岩手県のシロザケの北洋への1歳加入尾数は、高資源水準期においても低加入であった年級が少なくなかった。最近の低資源水準期においても高水準期と同程度の回帰魚の小型・高齢現象が見られた。岩手県のシロザケ資源は限られた年代の卓越年級の出現によって形成・維持されていた可能性がある。本研究の目的は、シロザケを例として海洋生活期中の生活史を過去に振り返って検討する手法を開発し、過去の環境変動と生残・成長等の資源変動の関連を検討することにより、近年のシロザケ不漁の原因究明の一助とすることにあり、以下の2項目を実施することとした。(1)長期にわたる資源量と成長変動データベースを構築する(2)鱗等の硬組織の安定同位体分析により環境履歴を復元する手法を開発する2013年度は、これらの基礎的データを得るために、岩手県南部に回帰したシロザケを中心に調査を行った。また、同地域で1980年代後半以降に採取した鱗試料の一部を安定同位体分析に供するとともに、対応する年度の資源量、成長量と比較検討した。炭素安定同位体比は近年に向かって高くなる傾向がみられた。一方、窒素安定同位体比においては、2000年頃まで高くなり、その後低下する傾向がみられた。調べた年度において窒素安定同位体比と体成長に正の相関が見られた。さらに、同一年度内で海洋生活年間で安定同位体比を比較すると、海洋生活2年目において、炭素・窒素安定同位体比が低下する傾向があった。これらの結果は、海域や年度による海洋環境の差・変化に対応して餌環境が変化したことを反映したものと考えられた。調査期間にベーリング海の表面水温の変化があったことも報告されており、来年度以降実施する水温履歴解析に期待が持たれる。本年度は、(1)昨年度に引き続き岩手県南部の3河川において現場調査を行い、シロザケの鱗等分析用サンプルを得た。(2)過去に採取された鱗の標本から、鱗の年輪構造が単純であると考えられる若齢魚を用いて安定同位体比の測定・解析を行った。3歳魚を中心として1975年から2005年に岩手県南河川に回帰したシロザケの鱗を分析に供し、炭素・窒素安定同位体比を計測した。その結果、1990年代後半から炭素・窒素安定同位体比ともに値の低下が見られた。なかでも3歳魚3年目の低下が顕著であった。この海洋生活年にはベーリング海からアラスカ湾を生息域とした後、母川へ回帰するものと考えられる。このことから、1990年代後半からシロザケの主要な摂餌域であるベーリング海からアラスカ湾において餌環境の変化が起こった可能性を示唆するものと考えられた。(3)安定同位体比による水温推定法に関しては、分析装置の不調や試料調製による収量不足もあり分析数は少数にとどまった。(4)ヤマメとイワナを用いて飼育実験を行った。餌の切り替え実験を行うことにより、魚の組織ごとの炭素・窒素安定同位体比の回転率と分別係数を推定した。本年度は、昨年度に引き続き岩手県南部の3河川において現場調査を行い、シロザケの鱗等サンプルを得てた。引き続き3歳魚を中心として1975年以降に岩手県南部河川に回帰したシロザケの鱗を分析に供し、安定同位体比測定データの拡充を図った。植物プランクトンの炭素安定同位体比は水温との相関があることが知られている。従って、シロザケの餌の炭素安定同位体比の経年変化が、水温変化による植物プランクトンの炭素安定同位体比の変化に大きく依存しているならば、シロザケ自身の炭素安定同位体比の経年変化も摂餌海域の水温の経年変化と相関が見られるはずである。NOAAから1981年から最近までの海洋の水温データ(1度メッシュの週平均値)を得て、夏(6月から11月)と冬(12月から5月)の表面水温の年平均値を求めた。これら1度メッシュごとの表面水温年平均値と、シロザケの鱗を海洋生活年に分けて炭素安定同位体比の年平均値との相関を求めた。岩手県南部河川に回帰した3歳魚で検討したところ、北太平洋西部海域との相関が高かった。岩手県のシロザケ年度・年齢別回帰尾数から、コホート解析類似の方法で各年度の岩手県産シロザケの北洋での現存尾数を推定した。さらに各年齢での成熟率を求めた。この結果、回帰率が高かった1980から1990年代と、回帰率が低かった2000年代とで大きな差は見られなかった。2000年代以降の体サイズと肥満度を取りまとめた。その結果、2000年代初頭に高齢魚にいてやや大サイズが大きかったが、その後変動しながらも1980から1990年代のシロザケ資源が多く密度依存的な小型化現象が見られた時期の体サイズと大差がなかった。

岩手県の1990年代終盤からの回帰率低下によるシロザケ資源量の低下の原因は必ずしも明確にはならなかったが、北洋に到達する以前の生活史の比較的初期における生残の低下が起こっている可能性が考えられる。安定同位体比によるサケ科魚類の餌料環境評価のための基礎的パラメタを得る目的で、餌の切り替え実験により、ヤマメおよびイワナ若齢魚の炭素・窒素安定同位体の濃縮係数と半更新時間を求めた。1975年から2014年に岩手県に回帰したシロザケ3歳魚の炭素窒素安定同位体比の変化を調べたところ餌組成に変化があった可能性が示された。岩手県のシロザケの北洋への1歳加入尾数は、高資源水準期においても低加入であった年級が少なくなかった。最近の低資源水準期においても高水準期と同程度の回帰魚の小型・高齢現象が見られた。岩手県のシロザケ資源は限られた年代の卓越年級の出現によって形成・維持されていた可能性がある。安定同位体比による水温推定法に技術的困難さがあり、その測定手法開発が遅れているため。水産資源解析学1)安定同位体比による餌履歴の推定に関しては、カバーする年代を延ばすように分析数を増やす。2)安定同位体比による水温推定法に関しては、鱗以外の部位も含めたり、サンプル量を増やすことにより測定手法を確立することを目指す。3)北太平洋の水温と安定同位体比の相関を検討する。4)鱗による成長の推定結果と安定同位体比分析結果とを対比させる。以上より、シロザケ安定同位体比の経年変化を、環境要因としての水温や餌履歴と対応づけて解析を行い、東北地方のシロザケの回帰率低下との関連を検討する。水温をコントロールした飼育実験を行い、水温履歴推定のモデル化を行う予定であったが、供試魚の成長が悪くまた歩留まりも悪かった。そのため得られた試料の量が十全なものでなかった。東日本大震災のため、過去に入力したデータベースのかなりの部分が失われており、再入力の必要がある。(1)本年度は、安定同位体分析による水温履歴推定法確立に注力する。(2)シロザケの資源量・成長データベースを再構築する。(3)岩手県南部の少数河川で長期間をカバーするように鱗の炭素・窒素安定同位体分析の事例を増やすとともに、他地域にも分析対象を広げる。当初、水温履歴推定に用いる試薬類を購入予定であったが、実験魚の飼育が年度末までかかったため、当該試薬類の劣化を恐れて年度内の購入を見合わせた。翌年度分として請求した助成金と合わせ、水温履歴推定に用いる試薬類を購入予定である。
プライバシー保護した音源偽造及び話者成りすましの識別に関する研究

ソーシャルネットワーク及び自由に移動・撮影できる携帯やドローンなどの録音・録画装置が高速に普及し,その場で採取したデータが高速通信方式にて転送・共有される.また,機械学習による音声合成手法が開発され,短時間の機械学習により原話者の声を模擬・再現・発声できる音声合成プロジェクトの開発・研究が進んでいる.個人の顔画像や動画が許可なく成りすまし詐欺などに悪用されることが懸念され,今まで横行したオレオレ詐欺などの不正利用が社会的な脅威に成り得る.従来の解決策として話者識別が提案されているが,音声合成技術の発展により,原音と最大限に近似できる模擬音声が合成され,今までの話者識別に使われる混合ガウス分布モデルなどを用いて分析しても,オリジナル話者と偽話者の特徴値の違いを区別出来なくなった.申請者はこれまで,原音の音質を維持したまま,高周波数成分の拡張により特徴値を埋め込むことで,改竄検出を可能にする研究を行ってきた.本研究は話者の個人プライバシー情報を保護し,録音データから取得する声紋などの個人情報から話者を特定されにくいよう,音声匿名化手法を提案する.更に,音声コンテンツの偽造の検出,話者の成りすましを高精度に識別出来る電子透かし手法を新たに提案する.また,攻撃への耐性を考慮しながら埋め込み領域をアダプティブに選定し,原音に依存せず話者成りすましの判別とデータの真偽をブラインドかつ高精度に検出できる電子透かし手法を確立する.本研究は公共の場でも自由に会話できるプライバシー保護を実現する.また,冤罪防止のため,データの音質を保証しながら,話者成りすまし及びコンテンツへの不正加工を高精度に識別できる技術を提案することで,より安心な社会基盤の構築に役に立つ.申請者は研究計画書に沿って研究を遂行し,その成果を国内外の会議にて口頭発表をし,査読付き国際会議2報(内最優秀賞論文賞1報)のプロシーディングを出版した.また,情報処理学会が主催する国内会議にもポスター発表を1件行った.主な発表概要について,業績1)では音声信号の成りすまし検出及び声紋保護について問題提起をし,周波数領域での差分プライバシー手法を用いた雑音付加手法を提案した.理論式の導出及び証明を行い,周波数領域でのGaussian及びLaplace雑音を付加し,音質評価を行った.整数変換後の周波数領域のDCT成分により雑音を算出し摂動することによって,従来法よりセキュリティユーティリティを確保したまま声紋の匿名化を実現でき,音質への影響を抑えることができた.業績2)では可逆圧縮手法Huffmanを部分的に適応した手法を実装し,周波数領域での埋め込みとの比較研究を行った.今までのアルゴリズムを踏襲したが,時系列及び周波数領域両方に対する攻撃への耐性を考慮した埋め込み場所選定に工夫した.性能比較のパラメータとして,改ざん検出の精度,攻撃に対するロバスト性,音質及び計算性能について比較評価を行った結果,圧縮を用いた手法の計算が高速だが,データの構成に依存することが分かった.また,攻撃へのロバスト性については符号誤り率を用い評価したが,優劣を付け難い.業績3)は埋め込み後の劣化を予測しながら,埋め込み場所をアダプティブに選定できるアルゴリズムを提案し,実装を行い,音質評価及び攻撃への耐性等をまとめ,発表を行った.今後は2018年度の業績に残っている課題の解決と共に,新たに進歩を遂げた機械学習手法による音声偽造技術に対抗できるよう,新規手法の提案を果敢に取り組んでいきたい.具体的には,下記のタスクで研究を遂行していきたい.課題解決について,1)周波数成分の整数回転手法を提案し,埋め込みのアルゴリズムを新たに提案したい.2) 2018年度業績の延長戦として残っている課題を解決し,主に声紋保護のため,差分プライバシー手法による音声匿名化の有効性検証を行い,音声合成による偽造音に対抗できるか実証実験を行いたい.これらの成果をまとめジャーナル投稿を行い,成果公開に努めたい.新しい手法の提案について,敵対的生成ネットワーク(GAN)を用いた精巧な音声合成技術に対抗できる音声偽造検出対抗手法を新たに提案したい.また敵対攻撃手法を用いた誤検出回避手法を検討したい.上記についてアルゴリズムの提案・実装,実証実験を行い,その成果を国内外の学会にて公表していきたい.ソーシャルネットワーク及び自由に移動・撮影できる携帯やドローンなどの録音・録画装置が高速に普及し,その場で採取したデータが高速通信方式にて転送・共有される.また,機械学習による音声合成手法が開発され,短時間の機械学習により原話者の声を模擬・再現・発声できる音声合成プロジェクトの開発・研究が進んでいる.個人の顔画像や動画が許可なく成りすまし詐欺などに悪用されることが懸念され,今まで横行したオレオレ詐欺などの不正利用が社会的な脅威に成り得る.従来の解決策として話者識別が提案されているが,音声合成技術の発展により,原音と最大限に近似できる模擬音声が合成され,今までの話者識別に使われる混合ガウス分布モデルなどを用いて分析しても,オリジナル話者と偽話者の特徴値の違いを区別出来なくなった.申請者はこれまで,原音の音質を維持したまま,高周波数成分の拡張により特徴値を埋め込むことで,改竄検出を可能にする研究を行ってきた.本研究は話者の個人プライバシー情報を保護し,録音データから取得する声紋などの個人情報から話者を特定されにくいよう,音声匿名化手法を提案する.更に,音声コンテンツの偽造の検出,話者の成りすましを高精度に識別出来る電子透かし手法を新たに提案する.また,攻撃への耐性を考慮しながら埋め込み領域をアダプティブに選定し,原音に依存せず話者成りすましの判別とデータの真偽をブラインドかつ高精度に検出できる電子透かし手法を確立する.

本研究は公共の場でも自由に会話できるプライバシー保護を実現する.また,冤罪防止のため,データの音質を保証しながら,話者成りすまし及びコンテンツへの不正加工を高精度に識別できる技術を提案することで,より安心な社会基盤の構築に役に立つ.申請者は研究計画書に沿って研究を遂行し,その成果を国内外の会議にて口頭発表をし,査読付き国際会議2報(内最優秀賞論文賞1報)のプロシーディングを出版した.また,情報処理学会が主催する国内会議にもポスター発表を1件行った.主な発表概要について,業績1)では音声信号の成りすまし検出及び声紋保護について問題提起をし,周波数領域での差分プライバシー手法を用いた雑音付加手法を提案した.理論式の導出及び証明を行い,周波数領域でのGaussian及びLaplace雑音を付加し,音質評価を行った.整数変換後の周波数領域のDCT成分により雑音を算出し摂動することによって,従来法よりセキュリティユーティリティを確保したまま声紋の匿名化を実現でき,音質への影響を抑えることができた.業績2)では可逆圧縮手法Huffmanを部分的に適応した手法を実装し,周波数領域での埋め込みとの比較研究を行った.今までのアルゴリズムを踏襲したが,時系列及び周波数領域両方に対する攻撃への耐性を考慮した埋め込み場所選定に工夫した.性能比較のパラメータとして,改ざん検出の精度,攻撃に対するロバスト性,音質及び計算性能について比較評価を行った結果,圧縮を用いた手法の計算が高速だが,データの構成に依存することが分かった.また,攻撃へのロバスト性については符号誤り率を用い評価したが,優劣を付け難い.業績3)は埋め込み後の劣化を予測しながら,埋め込み場所をアダプティブに選定できるアルゴリズムを提案し,実装を行い,音質評価及び攻撃への耐性等をまとめ,発表を行った.今後は2018年度の業績に残っている課題の解決と共に,新たに進歩を遂げた機械学習手法による音声偽造技術に対抗できるよう,新規手法の提案を果敢に取り組んでいきたい.具体的には,下記のタスクで研究を遂行していきたい.課題解決について,1)周波数成分の整数回転手法を提案し,埋め込みのアルゴリズムを新たに提案したい.2) 2018年度業績の延長戦として残っている課題を解決し,主に声紋保護のため,差分プライバシー手法による音声匿名化の有効性検証を行い,音声合成による偽造音に対抗できるか実証実験を行いたい.これらの成果をまとめジャーナル投稿を行い,成果公開に努めたい.新しい手法の提案について,敵対的生成ネットワーク(GAN)を用いた精巧な音声合成技術に対抗できる音声偽造検出対抗手法を新たに提案したい.また敵対攻撃手法を用いた誤検出回避手法を検討したい.上記についてアルゴリズムの提案・実装,実証実験を行い,その成果を国内外の学会にて公表していきたい.次年度使用額が生じた理由としては物品費と人件費・謝金が計画通りに使用していなかったためである.
工場生産方式のイノヴェーション:作業分割と機械化・自動化方式の転換

20世紀の工業化の大きな特徴は、科学・技術の発展に支えられた巨大機械装置の導入と作業の細分化による流れ生産方式の広がりであった。しかし、今日、これとは異なる生産方式が、欧米と日本で導入され、広がりつつある。それは、機械化・自動化を過度に追求するのではなく、個々の作業者の作業範囲を拡大し、同時に、作業内容の機能的な意味連関を重視した人手に依存する生産方式である。本共同研究は、この新しい動向を、最新の文献・資料に基づいて整理・検討するとともに、日本国内の組立工場の実態調査により精査し、そこから21世紀の新しい工場生産方式のあり方を展望することを目的としている。2年間に実施した主な調査研究は、以下の2点である。第一に、日本と欧米の生産方式に関する文献・資料収集と、その検討・整理に着手し、とくに、スウェーデンの自動車産業で生み出されたリスレクティブ生産方式に関する文献の検討と日本語への翻訳作業を重点的にすすめた。その結果、今後の生産方式の発展にとって、リフレクティブ生産方式が大きな可能性を秘めており、この点を十分に吟味する必要性が明らかになった。第二に、日本国内で新たな生産方式を導入している工場の調査を実施した。主な調査対象は、自動車組立工場では、D社I工場とI社K工場、電気・電子機械組立工場では、M社、YN社(株)、NC杜、O社I工場である。調査を実施した工場においては、それぞれの製品の特性や生産規模等により、生産方式の具体的なあり方は異なるものの、いずれも、コンベア・ライン方式を前提とした機械化・自動化を過度に追求する従来の方式を転換し、「セル」や「工区」などと呼ばれる比較的小さな作業単位で、完成品や機能的にまとまりのある完成品の一部を組み立てる方式を導入しており、とくに電気・電子機械組立工場において、そのような新しい生産方式の維持・発展を確認することができた。自動車や電気・電子機械などの組立産業では、これまで巨大機械装置の導入と作業の細分化による流れ生産方式(ライン生産方式)を推進する傾向が支配的であった。しかし、近年、これとは異なる生産方式(ベルトコンベアを廃止したセル生産方式や一人生産方式など)が広がりつつある。本共同研究は、この新しい動向を、日本と欧米の最新の文献・資料に基づいて整理・検討するとともに、主として日本国内の自動車および電気・電子機械組立工場の実態調査により具体的に精査し、そこから21世紀の新しい工場生産方式のあり方を展望することを目的としている。研究の初年度として、本年度は、第一に、日本と欧米の生産方式に関する文献・資料収集と、その検討・整理に着手した。とくに、スウェーデンの自動車産業で試みられたリフレクティブ生産に関する文献(Kajsa Ellegaard他,"Reflektiv produktion",AB Volovo,1992:スウェーデン語)の日本語への翻訳作業と、その著者達による英文文献の検討を重点的にすすめた。第二に、ベルトコンベアを使わずに新たな生産方式を導入している日本国内の自動車および電気・電子機械組立工場の見学とヒアリング調査を実施した。具体的な調査対象工場は、ミユキ精機(株)、米沢日本電気(株)、SMC(株)釜石工場、長浜キャノン(株)、ダイハツ工業(株)池田工場(ミゼット工房)、オリンパス光学工業(株)伊那工場である。

調査を実施した工場においては、それぞれの製品の特性や生産規模等により、生産方式の具体的なあり方は異なるものの、いずれも、コンベアライン方式を前提とした機械化・自動化を過度に追求する従来の方式を転換し、「セル」や「工区」などと呼ばれる比較的小さな作業単位で、完成品や機能的にまとまりのある完成品の一部を組み立てる方式を導入しており、今後ともそうした方式を維持・発展させる方針であることが示されていた。自動車や電気・電子機械などの組立産業では、これまで巨大機械装置の導入と作業の細分化によるライン生産方式を推進する傾向が支配的であった。しかし、近年、これとは異なる生産方式(ベルト・コンベアを廃止したセル生産方式や一人生産方式など)が広がりつつある。本共同研究は、この新しい動向を、日本と欧米の最新の文献・資料の整理・検討と日本国内の工場実態調査にもとづき精査し、今後の新しい工場生産方式のあり方を展望することを目的としている。研究の最終年度である本年度は、第一に、前年度からの継続として日本と欧米の生産方式に関する文献・資料収集と、その検討・整理をすすめ、とくに、スウェーデンの自動車産業で試みられた組立労働の新しい編成とその学習理論に関する文献(Lennart Nilsson, "Alternative for assembly work" Lecture in Tokyo, April 2000)の日本語への翻訳作業を完了させた。第二に、ベルト・コンベアを使わずに新たな生産方式を導入している日本国内の工場に対する補充調査を実施した。具体的な調査対象は、いすゞ自動車(株)川崎工場と長浜キャノン(株)である。前者では、企業組織の再編成の直前ということもあり十分な資料が得られなかったが、後者では、セル生産方式に関する比較的まとまった情報が得られた。第三に、日本で比較的豊富な情報の得られた長浜キャノンにおけるセル生産方式を、スウェーデンのボルボ・ウッデバラ工場で開発されたリフレクティブ生産方式との比較の視点から分析し、その共通性と差異、さらにはその可能性について、スウェーデンのヨーテボリ大学で開催された「スウェーデンと日本の経営慣行の比較」と題する第3回国際セミナー(2001年9月)と、東北学院大学で開催された社会政策学会第103回大会・個別報告分科会で、浅生が報告した。
紡錐体チェックポイント異常を原因とする新規高発癌性遺伝病の遺伝子クローニング

染色分体早期解離(PCS)症候群は我が国で発見された染色体不安定症候群で、患児細胞は染色分体早期解離と多彩な異数体モザイクを示す。これまでに日本人9家系13症例が報告され、日本人患児13例全例が重度小頭症と発育遅滞、小脳虫部の低形成を伴うDandy-Walker奇形などを示し、全例が生後数ヶ月から難治性けいれんを発症した。本研究の目的は、PCS患者細胞におけるM期紡錘体チェックポイント異常の分子機構を解明し、細胞周期制御の破綻による腫瘍化のメカニズムを明らかにすることである。以下の諸点を明らかにした。1)3例のPCS患者から皮膚線維芽細胞を採取して不死化細胞株を樹立した。3)PCS細胞株にBUB1B遺伝子が存在する15番染色体を移入すると、BubR1とp55cdcのキネトコアへの集積および紡錘体チェックポイントが正常化した。4)PCS患者サンプルでBUB1B遺伝子解析を行った。7家系中4家系に同一の一塩基欠失を、3家系にそれぞれスプライス変異、ナンセンス変異、ミスセンス変異を同定した。一方、同定された7家系の変異はすべてヘテロ接合であり、反対側のアレルに変異は検出されなかった。5)7家系の変異が検出されないBUB1Bアレルはほぼ共通したハプロタイプを示し、BubR1タンパク発現量が低下していることを見いだした。以上の所見から、PCS症候群はBubR1発現量の50%以上の低下が原因であることが明らかとなった。PCSは、1998年に我が国で報告された新しい高発癌性遺伝病であり、初めてのヒト紡錘体チェックポイント欠損症である。患者由来線維芽細胞は、染色体分析で全染色体の姉妹染色分体が高頻度に解離したpremature chromatidseparatio(PCS)の所見を示す。臨床的には、発育不全、重度の小頭症、Dandy-Walker奇形など中枢神経系の異常とWilms腫瘍の合併を特徴とする。今年度の研究で我々は、紡錘体チェックポイント蛋白であるBUBR1,APC2,BUB3,P55CDC,MAD2,CENPE蛋白について、シークエンス法で変異の有無を検索し、ウエスタンブロット法で発現レベルを解析した。いずれの遺伝子も変異が見られず、ウエスタンブロットにおいても、正常細胞と患者細胞とで発現の違いを認めなかった。このことから、PCSは新規の遺伝子が原因であることが考えられた。患者線維芽細胞株を、アフィディコリンを用いて細胞周期のM期に同調し、蛋白を抽出して、免疫沈降法でp55cdcとMAD2との結合について解析した。その結果、患者細胞は正常細胞と同程度に両タンパクが会合することが確認され、紡錘体チェックポイントシグナル経路のうち、MAD2までの過程は正常に機能していることが考えられた。現在、患者細胞株に正常ヒト染色体を微小核移入法で導入し、各染色体移入クローンについてコルセミド処理後のmitotic indexを調べることで、原因染色体の検索を進めている。染色分体早期解離症候群(PCS syndrome)は先天性M期紡錘体形成チェックポイント欠損症である。出生直後から重度小頭症と発育遅滞、小脳虫部の低形成を伴うDandy-Walker奇形、乏しい脳回などを示し、生後数ヶ月から難治性けいれんを発症して、ほぼ全例がWilms腫瘍と横紋筋肉腫を発症する。我々はPCS患者細胞におけるM期紡錘体チェックポイント異常の分子機構を解明することを目的に、キネトコア蛋白および紡錘体チェックポイント蛋白の発現と細胞内局在をウエスタンブロット法および免疫染色法で解析し、以下の点を明らかにした。(1)PCS症候群患者細胞は既知の紡錘体チェックポイント

蛋白(MAD2、BubR1、p55cdc、BUB3)のうち、唯一BubR1のみ発現量が低下していることが明らかとなった。(2)PCS症候群患者細胞株で、種々のM期チェックポイント蛋白(Mad2,Bub1,BubR1,CENP-E,p55cdc)およびセントロメア蛋白(CENP-B,-C,-F,-E)の細胞内局在を免疫染色法で解析したところ、BubR1とp55cdcのキネトコアシグナルがほぼ消失していることを見いだした。(3)PCS細胞株にBubR1遺伝子が存在するヒト15番染色体を移入すると、BubR1とp55cdcのキネトコアへの集積ならびに紡錘体形成チェックボイント異常が正常化した。(4)BubR1遺伝子を含めた種々の紡錘体形成チェックポイント遺伝子についてPCS患者細胞で変異の有無を検索したが、いずれも異常が見られなかった。以上より、PCS症候群細胞では、BubR1からp55cdcへのM期紡錘体チェックポイントの最終経路に機能異常があり、この経路に関わる未知の因子が欠損している可能性が考えられた。PCS(染色分体早期解離)症候群は梶井らが初めて報告した新しい染色体不安定症候群で、ヒトの先天性M期紡錘体形成チェックポイント異常症である。患者細胞は姉妹染色分体が高頻度に解離した染色分体早期解離と多彩な異数性モザイクを特徴とする。罹患患者は重度小頭症・発達遅滞・Dandy-Walker奇形・Wilms腫瘍合併を示す。私たちはPCS患者細胞株の機能解折を行って、PCS症候群のM期紡錘体形成チェックポイント異常はBubR1タンパクの発現低下が原因である可能性を見いだした。一方、ごく最近Hanksらは、本疾患に類似したMVA症候群患者にBubR1遺伝子変異を同定した。そこで私たちはPCS症候群7例についてBubR1遺伝子の変異解析を行った。その結果、7例すべてにBubR1の変異を同定した(一塩基欠失によるフレームシフト変異、スプライス変異および-アミノ酸置換)。しかしながらいずれもヘテロな変異であり、7例とも片側のアレルに変異は検出されなかった。そこでBubR1遺伝子近傍のハプロタイプ解析を行ったところ、変異の検出されないアレルは7例に共通のハプロタイプを示すことがわかった。またウエスタンブロット解析を行ったところ、変異の検出されないアレルからのBubR1蛋白発現量は低下していることがわかった。以上の結果から、PCS症候群はBubR1の発現低下(正常レベルの50%以下)が原因であることが証明された。