hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト人工染色体ベクターのデリバリー法の確立

本研究は、ヒト人工染色体(HAC)を新規遺伝子発現ベクターとして実用化することを目的に、遺伝子の体系的な挿入法と、レシピエント細胞への効率よい導入法の開発を課題とした。1.目的遺伝子のHACベクターへの搭載方法の確立とその遺伝子の発現評価大腸菌内相同組換え法であるRed/ET法を利用して、BACクローンDNAをHACベクターとの相同組換え型に改変後、Cre/lox組換え法により、様々な動物細胞内のHACベクターに特異的かつ確実に挿入する方法を開発した。その結果、BACクローン内の目的遺伝子を体系的にHACベクターに搭載する技術を確立した。次に、マウス胚性幹細胞内のHACベクターにヒトSTAT3遺伝子(200キロ塩基対)を搭載した細胞株を用いて、RT・PCR法によりHACベクターに搭載されたゲノム由来の遺伝子の発現制御を調べた。ヒトSTAT3遺伝子は内在性マウスSTAT3遺伝子と同程度の発現を示し、長期培養後もその発現は抑制されることなく、樹立時の発現量を維持した。この結果、HACベクターに搭載したゲノム由来遺伝子は、本来のゲノム染色体構造を形成し、発現制御を再現すると考えられた。2.HACベクターの精製法と細胞導入法の開発HACベクターを保有する細胞からの分裂期染色体の回収と、シュクロース密度勾配遠心により、HACベクターの簡易精製法を確立した。CHO細胞から精製したHACベクターは、DNAトランスフェクション法により再現的に目的のヒト培養細胞へ導入できることを明らかにした。本研究は、我々が開発したヒト人工染色体(HAC)を新規遺伝子発現ベクターとして実用化することを目的に、遺伝子の系統的な挿入法と、レシピエント細胞への効率よい導入(デリバリー)法の開発を課題としている。平成17年度は1)目的遺伝子をHACベクターにクローニングする方法の確立と、2)HACを細胞より単離・精製する方法の開発を行った。1)HACへの遺伝子挿入には、あらゆる大きさの配列への対応を可能とするために、BACベクターにクローン化された100キロ塩基対以上からなる複数種の遺伝子配列(制御領域やイントロンを含む)を材料として、HAC中に設置したCre/lox組換え部位に対して特異的かつ確実に挿入する方法の開発)を行った。大腸菌内での相同組換えシステムであるRed/ET法を利用して、BACクローンDNAにHACとの相同組換えに必要な配列を付加した。精製後のBAC-DNAをCre酵素をコードしたプラスミドDNAと同時にHACを保有する細胞株に導入した結果、HACの組換え部位に、目的の配列が高頻度で挿入された。この結果、100キロ塩基対以上の長さのDNA配列をHACの一定の場所にクローン化する技術を確立した。2)HACを細胞より単離・精製する方法の開発においては、分裂期に同調した細胞からHACを含んだ凝集した染色体をポリアミンバッファー中に回収し、スクロース密度勾配遠心による単離を行った。1ステップの簡単な密度勾配遠心により、HACは他の染色体から分離させることができた。さらに高純度な精製を目的に、FACSによるソーティングや免疫沈降法の条件を検討したが、スクロース密度勾配遠心に勝る結果は得られなかった。染色体構造を維持したHACの精製法として、スクロース密度勾配遠心法が優れていることを明らかにした。本研究は、ヒト人工染色体(HAC)を新規遺伝子発現ベクターとして実用化することを目的に、遺伝子の系統的な挿入法と、レシピエント細胞への効率よい導入(デリバリー)法の開発を課題としている。平成18年度は、1)HACに搭載された遺伝子の発現制御を評価し、2)精製したHACの導入方法の開発を目指した。1)HACに搭載された遺伝子領域の発現制御の評価HACに搭載されたゲノム由来の遺伝子が、配列情報に依存した発現制御を再現するか否かを調べた。未分化細胞の維持には必須であるヒトSTAT

3遺伝子(200キロ塩基対)をマウス胚性幹細胞内のHACに挿入した細胞株を樹立し、RT-PCR法により発現を解析した。ヒトSTAT3遺伝子は長期増殖後の胚性幹細胞においてもその発現が抑制されることなく、樹立時の発現量を維持した。この結果、HACに挿入したゲノム由来遺伝子は、本来のゲノム構造を形成し、発現制御を再現すると考えられた。2)精製したHACの導入方法の開発HACベクターを利用した新規遺伝子デリバリー法を開発するために、前年度に見いだしたシュクロース濃度勾配遠心によるHACの分離法を確立し、チャイニーズハムスターオバリー細胞から精製することに成功した。次に、精製したHACをDNAトランスフェクション試薬により目的の細胞へ導入する条件を検討した。その結果、ヒト培養細胞に再現的にHACを導入できることが証明され、その導入効率は、これまで唯一の方法であった微小核融合法の効率と同等以上であった。以上の結果より、本研究目的を十分に達成できたと考える。
Notchシグナル阻害によるマスト細胞制御・新たな自己免疫疾患治療法開発に向けて

アレルギー性疾患、自己免疫疾患においてマスト細胞は病因論的に重要である一方、マスト細胞は寄生虫などさまざまな外来性寄生生物に対する自然免疫系の一翼を担っている。Notchシグナルはリンパ球や抗原提示細胞の発生・分化・機能分化に大きな影響を与えることが明らかにされてきた。われわれは、炎症におけるもっとも重要なeffector細胞であるマスト細胞系がNotchシグナルの新たな標的であるという我々自身の新知見に基づき研究を推進した。Notch遺伝子欠損マウスの解析などから、シグナルマスト細胞前駆細胞からのマスト細胞へと生育する過程、未熟マスト細胞が粘膜型マスト細胞に成熟する過程、粘膜型マスト細胞が上皮下組織から上皮内に移行する過程の各々において、Notchが必須の役割を担うことを明らかにした。さらに、マスト細胞依存性であることが明かにされているベネズエラ糞線虫の駆除に、マスト細胞系におけるNotchシグナルが必須の役割を果たすことをも明らかにした。以上から、Notchシグナルはリンパ球のみならずマスト細胞による感染制御機構に寄与していることが明らかになった。一方、Notchシグナルの調節薬によりマスト細胞を制御できれば、アレルギー性疾患、自己免疫疾患、造血幹細胞移植後の移植片対宿主病(GVHD)の治療薬として期待される。今後、マウスのGVHDモデルを用い、Notchシグナルを強力に阻害するγセクレターゼ阻害剤およびNotchリガンド中和抗体の投与による影響を観察する。
ハイデガー哲学における言語と公共性の研究

私の研究目標は、英米の分析哲学と大陸哲学という形で分断された状況を、言語という両者に共通するテーマに着目し、かつそれに新しい視点を投げかけるであろうところのハイデガー哲学を利用することで、統合することにあった。これまでその基礎的な作業として、ハイデガー哲学の核心を理解するために、後が最も影響を受けたとされる彼の師フッサールの著作『論理学研究』との比較を行い、特にその中で論じられている「カテゴリー的直観」のハイデガー哲学における意義について考察してきた。本年度は、その考察をさらに前に進め、単に『論理学研究』の枠内における「カデゴリー的直観」の概念ではなく、実際にハイデガーがその概念をもとにどう『論理学研究』の枠組みを越え、彼独自の思想を打ち出していったかを積極的に論じた。その際に被特有の「アプリオリ」の概念が着目され、結果、行為論への道が拓かれた。ここで言語と密接な「カテゴリー的直観」の概念と行為との関係が、なお明確化の余地があるとしても示されたわけである。また大陸哲学の現象学以外にも、私は分析哲学への知見を深めようと努力し、その本場であるアメリカに渡り、カリフォルニア大学バークレー校哲学科にて、客員研究員の身分で一年間在外研究をした、同機関での指導教官はハイデガー研究で世界的に著名なヒューバート・L・ドレイファス教授であり、氏からは多くのことを学んだ。他にも言語行為論の研究で有名なジョン・サール教授の講義に参加し、分析哲学への知見を一歩深のた。本年度の課題は、ハイデガー哲学を、彼の師フッサールとの関連で理解することにあった。そのために、修士論文で扱った「カテゴリー的直観」のテーマが研究上の指針を与えてくれ、本年度はそのテーマをさらに敷衍し、発展させていくことに努力が向けられた。その成果は「前期ハイデガーにおけるカテゴリー的直観の意義」という論文にまとめられた。ハイデガーの言語論を理解する上で、「カテゴリー的直観」という概念は重要な位置を占めると考えられる。最後に、言語論にとって欠かせない分析系の言語哲学の研究にも早くから着手した。本研究目的の一つは、現在袂を分かつ分析系の言語哲学と、ハイデガーやフッサールの属する現象学との間のいわば橋渡しをすることである。本年度取り組んだものは、クリプキ、クワイン、グッドマンなどの言語哲学者たちであった。その取り組みによって現象学的な立場を相対化し、より広い視点で言語を捉える一歩を踏み出すことができた。本研究プログラムの目的は、現代哲学において主要テーマである言語の問題に、ハイデガー哲学からアプローチすることにあった。3年間の研究期間のうち、一年目はハイデガー哲学が基礎とする現象学、そしてその始祖たるフッサールの哲学に焦点が当てられた。二年目となる本年度では、前年度の路線を引き継ぎながら、なおかつ新たな路線、すなわち現象学と袂を分かつと言われる英米系の分析哲学にも配慮することが計画されていた。その結果として、まず前年度の研究成果が一般の読者にも分かりやすい形で創文社のPR誌「創文」の5月号に掲載された。さらに、長期間の準備を経て11月に日本現象学会で「前期ハイデガーと『論理学研究」-カテゴリー的直観を中心に-」という題目のもとで発表を行った。そして、日本学術振興会による優秀若手研究者海外派遣事業の平成21年度第2回に志願したのち採用され、アメリカのカリフォルニア大学バークレー校・哲学科に20101年1月15日から2011年1月14日までの一年間、客員学生研究員(Visiting Student Researcher)として留学することとなった。当地での受入研究者はヒューバート・L・ドレイファス教授であり、教授は革新的なハイデガー研究で世界的に知られ、アメリカ哲学会会長を務めていた経歴もある。アメリカは分析哲学の本場であり、ハイデガー現象学とは異なった立場から言語現象を解明するうえで非常に恵まれた環境にある。
現下わが国における地域社会再開発に関する文化変動論的基礎研究

1ー(1)今日の段階、地域社会(再)開発の問題は、しばしば地域社会の資本主義的発展・計画の問題として捉えられてきた。ところでこの問題を住民諸階層の生活様式の変動の問題として捉え直すと、そこには一体どのような傾向が見られるのか、今日のわが国の地域社会開発をみると確かに自営業主層及び家族従業者層は激減し、替って賃労働者階級が激増している。階級編成の型は異なってきている。しかしわが国都市社会の活性化を担う都市的事業体には圧倒的に零細事業体が多い。地域における製造業・卸小売業・サ-ビス事業体がすべて大型化したわけではないのである。しかし、零細事業体においても資本ー賃労働関係は進展している。かかる変動過程は、言葉を替えるならば、従前、「家」的共同体的といわれた社会編成の型が、現下、開かれた社会編成の型をもつものへと変動していることを示している。1ー(2)本調査研究では、地域における都沢的諸機関と世帯(家族)が具体的に如何に変動しているかの解明から入った。両者を結びつけるものとして、諸個人の全生活の社会的再生産の過程がある。諸個人の自立化過程、即ち所謂「主体形成」の過程もそこにはある。社会関係のネットワ-ク、また意識の構造も異なってきている。そこに諸個人の生活様式の具体的変動がみられる。かかる意味で、本研究では、階級構成の変動を階級構造の変動として解明しようとした。2.本調査研究は、東京においては零細事業体が集積している墨田区、北海道市帯広市、東北・福島市、四国・高知市で実態調査を行い、出版経費の関係上、とりわけ東京・墨田区調査に焦点を絞って研究結果を報告することにしたが、最終的な集計作業中、コンピュ-タ-トラブルが生じ、報告書刊行行は平成2年6月末日にならざるを得なくなった。本研究で幾多の知見を得たが、前記報告書にゆずりたい。第1年度は、北海道帯広市・東京都、及び、四国高知市において本調査を実施した。東京都においては、当初、葛飾区調査を予定していたが、都内各区の基礎構造分析の結果、墨田区を調査対象地区とした。当区は、江戸時代から、日本橋、及び、浅草の影響下にあり、所謂下町の伝統をもち、明治以降の日本資本主義発展下、労働者街となり、関東大震災、及び、東京大空襲によって大災害をうけた。現在、産業基盤としては、ニットを初め繊維、ゴム、袋物、各種雑貨、そして機械金属とりわけ金型生産において、すなわち大都市東京における消費者向け雑貨の主産地である。墨田区は零細企業が多く、北部(向島)の機械金属地区では殆どが職住同居、道路も旧来の村落の形態である。南部のニット地区(本所)では、業者の本社化(生産機能は地区外)が進んでいる。同時に北部では、旧大工場跡地で、公営・高層住宅地帯が生まれつつある。この地区の地域開発の特徴は、(イ)地域再開発が、即、地区零細産業基盤の再編と結びついていること、(ロ)地域再開発が、即、防災計画と直結していること、(ハ)その中で住民各層の生活に結びついた都市社会再開発が望まれていること、にある。北海道十勝の中心都市二帯広は、農村市街地都市である。わが国では唯一、大型機械化畑作農業が地帯として形成されている。ここでの地域再開発の問題は、農村地帯との関係を抜きにしては分析できない。その中での都市再開発が問われている。現在、わが国都市の中で製造業の集積が最も少ない四国

高知市においても事態は同様である。ただしここでは、山間部に中国から縫製家庭内職が入り、集落社会の解体が進み、平場ではビニールハウス栽培が展開している。こうした中での地域再開発は、十勝型とは異なる。1-(1)今日の段階、地域社会(再)開発の問題は、しばしば地域社会の資本主義的発展・計画の問題として捉えられてきた。ところでこの問題を住民諸階層の生活様式の変動の問題として捉え直すと、そこには一体どのような傾向が見られるのか。今日のわが国の地域社会開発を見ると確かに自営業主層及び家族従業者層は激減し、替って賃労働者階級が激増している。階級編成の型は異なってきている。しかしわが国都市社会の活性化を担う都市的事業体には圧倒的に零細事業体が多い。地域における製造業、卸小売業・サ-ビス業事業体がすべて大型化したわけではないのである。しかし、零細事業体においても資本一賃労働関係は進展している。かかる変動過程は、言葉を替えるならば、従前、「家」的共同体的といわれた社会編成の型が、現下、開かれた社会編成の型をもつものへと変動していることを示している。1-(2)本調査研究では、地域における都市的諸機関と世帯(家族)が具体的に如何に変動しているのかの解明から入った。両者を結びつけるものとして諸個人の全生活の社会的再生産の過程がある。諸個人の自立化過程、即ち謂所「主体形成」の過程もそこにはある。社会関係のネットワ-ク、また意識の構造も異なってきている。そこに諸個人の生活様式の具体的変動がみられる。かかる意味で、本研究では、階級構成の変動を階級構造の変動として解明しようとした。2.本研究は、東京においては零細事業体が集積している墨田区、北海道帯広市、東北.福島市、四国.高知市で実態調査を行い、出版経費の関係上とりわけ東京・墨田区調査に焦点を絞って研究結果を報告することにしたが、最終的な集計作業中、コンピュ-タ-トラブルが生じ、報告書刊行は平成2年6月末日にならざるを得なくなった。本研究では幾多の知見を得たが、前記報告書にゆずりたい。
光赤外線干渉計のための新しい観測手法の開発

本課題は、地球型系外惑星の検出・キャラクタリゼーションの手法の開発である。しかし、微弱な惑星光のすぐ傍にある明るい主星光によって、僅かな測定系の較正エラーが惑星光の検出を阻む。本研究では、系統誤差を極限まで排除可能な測定系を実現した。30m口径の望遠鏡に本方式の干渉計を想定する場合に、G型星周りの系外惑星について10時間程度で検出ができ、20日程度でスペクトルを取得できることが分かった。さらに、本研究を発展させて、干渉計の手法を一般的な高精度計測技術に応用することにも成功し、論文として投稿までに至った。本研究は、天文学の一分野に留まらず、広汎な応用の範囲が期待される。本研究は、将来の宇宙赤外線干渉計による地球型系外惑星の撮像・分光の方式を室内で実証するものである。従来の干渉計は、二つの望遠鏡の距離を変えながら、天体からの位相を計測し、天体の分布を復元する。ここで、観測対象である惑星系が恒星光と惑星の点光源の集まりであることに着目すれば、望遠鏡の距離を変化させずに波長方向に位相を計測することによって、点光源の分布を明らかにすることが可能になる。本方式は、干渉計のように二つの望遠鏡が必須であると考えられていた。しかし、すばる望遠鏡につづく、次世代超大型望遠鏡(Thirty Meter Telescope: TMT)の超巨大口径に着目すれば、その大型望遠鏡で干渉計を構成することによって本方式の応用が可能である事が分かった。さらに、本方式は、惑星の撮像・分光だけでなく、計測量である位相は主星と惑星において異なるので、主星と惑星光を分離することが可能である。すなわち、超大型望遠鏡でたくさんの光子をためることによって、大気の擾乱によるコントラストの低下を補うことが可能である。本年度は、この実現可能性について、大気擾乱・TMT・本方式を模擬するコードを生成し。シミュレーションによって調べた。10時間の積分によって1AU近傍において地球型惑星の検出が可能であることが分かった。本方式は、TMTでの高コントラスト装置との親和性が高く、早い時期での実現が期待される。本手法は、スペクトルに天体からの位相情報が含まれることに着目して、そのスペクトルから像を復元し、さらにその天体のスペクトル情報まで測定するものである。微弱な惑星光の直接観測において、恒星からの散乱光が問題である。そこで、本手法は、惑星光から散乱光の分離に有用であることが分かった。そこで、30m口径の望遠鏡を想定し、J,H,Kのスペクトルを取得できる場合に、G型星周りの地球型惑星について1日程度で検出ができ、20日程度でスペクトルを再現できることが分かった。本研究は、さらなる数値シミュレーションを行い、論文にまとめる予定である。光赤外線天文学本課題の申請時には、宇宙干渉計における地球型系外惑星の撮像方式の室内実験による検証を行なう予定だった。今年度は、方式のそのものを検証したために、申請時の計画書通りではなかった。しかし、宇宙干渉計より実現時期が早い、Thirty Meter Telescope(TMT)への応用が可能であり、さらにコントラストを向上できることが分かったので、この点において大きな進展があった。本方式のThirty Meter Telescope (TMT)への応用について、シミュレーションにおける詳細検討を進める。さらに、問題点がないことが確認されれば、論文として発表を行ない、室内実証を進める。方式の室内実証を行なうための経費を今年度に計上していた。しかし、方式の性能向上および次世代大型望遠鏡等への応用範囲が広くなったので、室内実証を一時中断し、方式の実現可能性についてシミュレーションの検証を行った。その結果、室内実証のための経費がそのまま次年度に繰り越された。本方式の次世代大型望遠鏡での有用性をシミュレーションによって検証する。その有用性が確認された段階で、大型望遠鏡を模擬したテストベッドを構築し、本課題の目的である方式の室内実証を行なう。
脊髄損傷者の運動負荷時腎機能と利尿関連ホルモン動態に関する研究

我々の過去の研究により、下位胸髄及び腰髄損傷者においては、持続的上肢運動を長時間行っても、自由飲水下の条件では腎機能に悪影響を及ぼさないことが確認されている。しかし、頚髄及び上位胸髄損傷者における運動時腎機能の評価は行われていない。また、屋内の一定環境に比べて体温変動が激しい屋外競技における運動時腎機能評価は、頚髄損傷者、胸腰髄損傷者のいずれにおいても全く知られていない。本研究の目的は、頚髄損傷者の上肢運動時の腎機能及び利尿関連ホルモン動態を測定し、健常者、胸腰髄損傷者と比較検討することである。平成29年度は室内での運動時腎機能を評価する目的に測定を行った。当初の研究計画では運動負荷量を最大酸素摂取量60%強度2時間を想定していたが、実際に頚髄損傷者を対象に最大酸素摂取量の測定を行った際には、運動強度、時間ともに当初の予定では継続不可能であったため、運動強度を最大酸素摂取量50%強度とし、運動時間は30分継続して行うこととした。健常成人男性6名と頚髄損傷男性7名を対象として測定を行った。Na排泄率は健常者群、頚髄損傷者群間で有意差はなかったが、頚損者の尿量が多かった。クレアチニンクリアランスは両群で有意な低下はなく群間でも有意差はなかったが、回復期における頚髄損傷者の自由水クリアランスは健常者群に比べて有意に高値であった。平成30年度は、屋外運動時の測定を行う目的に、第38回大分国際車いすマラソン大会で測定を行った。対象は頚髄損傷男性5名、胸腰髄損傷男性6名であった。被験者はハーフマラソンに出場し、レース前、レース直後、ゴール後1時間の3回測定を行った。レース後の尿流量や正味の体液変化は、胸腰髄損傷者では発汗による体液損失があったにもかかわらず両群で差を認めなかったが、頚髄損傷者では胸腰髄損傷者に比べてナトリウム排泄が亢進している可能性があることが判明した。当初参加予定被験者はそれぞれ10名で計画していたが、体調不良や当日のキャンセル、レース中棄権などがあったため、目標とした被験者数に達しなかった。平成31年度には、29、30年度に測定したデータ分析を行うとともに、必要に応じて被験者の追加測定を検討、計画する。また、研究データを元に学会発表、論文作成と海外雑誌掲載を目標とする。しかし、頸髄及び上位胸髄損傷者における運動時腎機能の評価は行われていない。また、屋内の一定環境に比べて体温変動が激しい屋外競技における運動時腎機能評価は、頸髄損傷者、胸腰髄損傷者のいずれにおいても全く知られていない。本研究の目的は、頸髄損傷者の上肢運動時の腎機能及び利尿関連ホルモン動態を測定し、健常者、胸腰髄損傷者と比較検討することである。健常者や損傷部位別の比較検討により、利尿関連ホルモン動態における脊損者の特異性を検証し、脊髄が腎機能に果たす役割の解明を行う。平成29年度は室内での運動時腎機能を評価する目的に測定を行なった。当初の研究計画では運動負荷量を最大酸素摂取量60%強度2時間を想定していたが、実際に頸髄損傷者を対象に最大酸素摂取量の測定を行なった際には、運動強度、時間ともに当初の予定では継続不可能であったため、運動強度を最大酸素摂取量50%強度とし、運動時間は30分継続して行うこととした。同条件で健常成人男性に対しても測定を行った。健常成人男性6名と頸髄損傷男性7名を対象として測定を行った。Na排泄率は健常者群、頸髄損傷者群間で有意差はなかったが、頸損者の尿量が多かった。クレアチニンクリアランスは両群で有意な低下はなく群間でも有意差はなかったが、回復期における頸髄損傷者の自由水クリアランスは健常者群に比べて有意に高値であった。また、平成29年度に開催された第37回大分国際車椅子マラソン大会での測定も計画したが、悪天候のため大会そのものが中止となったため測定も行えなかった。

また、平成29年度に開催された第37回大分国際車椅子マラソン大会での測定も計画したが、悪天候のため大会そのものが中止となったため測定も行えなかった。我々の過去の研究により、下位胸髄及び腰髄損傷者においては、持続的上肢運動を長時間行っても、自由飲水下の条件では腎機能に悪影響を及ぼさないことが確認されている。しかし、頚髄及び上位胸髄損傷者における運動時腎機能の評価は行われていない。また、屋内の一定環境に比べて体温変動が激しい屋外競技における運動時腎機能評価は、頚髄損傷者、胸腰髄損傷者のいずれにおいても全く知られていない。本研究の目的は、頚髄損傷者の上肢運動時の腎機能及び利尿関連ホルモン動態を測定し、健常者、胸腰髄損傷者と比較検討することである。平成29年度は室内での運動時腎機能を評価する目的に測定を行った。当初の研究計画では運動負荷量を最大酸素摂取量60%強度2時間を想定していたが、実際に頚髄損傷者を対象に最大酸素摂取量の測定を行った際には、運動強度、時間ともに当初の予定では継続不可能であったため、運動強度を最大酸素摂取量50%強度とし、運動時間は30分継続して行うこととした。健常成人男性6名と頚髄損傷男性7名を対象として測定を行った。Na排泄率は健常者群、頚髄損傷者群間で有意差はなかったが、頚損者の尿量が多かった。クレアチニンクリアランスは両群で有意な低下はなく群間でも有意差はなかったが、回復期における頚髄損傷者の自由水クリアランスは健常者群に比べて有意に高値であった。平成30年度は、屋外運動時の測定を行う目的に、第38回大分国際車いすマラソン大会で測定を行った。対象は頚髄損傷男性5名、胸腰髄損傷男性6名であった。被験者はハーフマラソンに出場し、レース前、レース直後、ゴール後1時間の3回測定を行った。レース後の尿流量や正味の体液変化は、胸腰髄損傷者では発汗による体液損失があったにもかかわらず両群で差を認めなかったが、頚髄損傷者では胸腰髄損傷者に比べてナトリウム排泄が亢進している可能性があることが判明した。当初参加予定被験者はそれぞれ10名で計画していたが、体調不良や当日のキャンセル、レース中棄権などがあったため、目標とした被験者数に達しなかった。平成30年度には、屋内での被験者数も当初の予定の健常者10名、頸損者10名を目標に被験者の選定と測定を行う。また、第38回大分国際車椅子マラソン大会参加者を対象とした屋外レースでの測定も計画する。平成31年度には、29、30年度に測定したデータ分析を行うとともに、必要に応じて被験者の追加測定を検討、計画する。また、研究データを元に学会発表、論文作成と海外雑誌掲載を目標とする。平成29年度に当初予定していた被験者数にいたらなかったことと、予定していた屋外レースでの測定がレースの中止により行えなかったため、本年度の研究費使用が少なかった。平成30年度には研究計画で予定していた被験者数を目標に被験者の選定と測定、屋外レースでの測定を計画する予定である。平成30年度に当初予定していた被験者数に至らなかったため、本年度の研究費使用が当初の予定額と比して少なかった。
シグナル伝達解析およびプロテオーム解析によるネフローゼ症候群発症機序の解明

腎糸球体の上皮細胞接着装置であるスリット膜は尿を産生する際の濾過バリアーとして働く。小児ネフローゼ症候群に対しての特異的治療の確立を目指し、スリット膜構成分子に着目し、ネフローゼ症候群発症機序についての分子レベルでの解析を行った。その結果、(I)スリット膜の膜発現を制御するダイナミクスの重要性、(II)スリット膜の新たな構成分子とその機能、(III)スリット膜シグナルにおけるカルシウムシグナルの分子メカニズムの重要性、(IV)ネフローゼ症候群発症におけるスリット膜および糸球体上皮細胞機能分子の変化、を明らかにした。本研究の成果は特発性あるいは遺伝性のネフローゼ症候群の発症機序解明の端緒となる。腎糸球体の上皮細胞接着装置であるスリット膜は尿を産生する際の蛋白の濾過バリアーとして働いていることが知られている。小児ネフローゼ症候群に対しての初期治療の確立を目指すにあたり、ネフローゼ症候群発症機序についての分子レベルでの解析を行った。これまでにカルシウムチャネルであるTRPC6(transient receptor potential channel 6)の遺伝子変異により常染色体優性の巣状糸球体硬化症が発症することが知られている。また後天性のネフローゼ症候群においてもその発現が亢進していることが報告されている。TRPC6は糸球体では上皮細胞に発現している。私共はTRPC6の活性制御機構として、TRPC6の細胞内チロシンリン酸化が重要であること、そのリン酸化を介したTRPC6とPLC-γ1,Nephrinとの結合により糸球体上皮細胞膜表面における発現が制御されること、さらに疾患原因となる変異体がTRCP6のカルシウムチャネルとしての活性を上昇させるメカニズムを明らかにした。本研究においてはさらにNephrinの細胞内領域のペプチドを培養細胞内に導入することによりNephrinの共発現と同様にリン酸化依存的なTRPC6の膜発現増加/チャネル活性の増加を抑制することを明らかにし、研究成果を報告した。この成果は遺伝性および特発性ネフローゼ症候群発症機序の解明および、ペプチド等の小分子によるネフローゼ症候群の治療法の解明の端緒となる可能性を有する。腎糸球体上皮細胞の特有の細胞形態と細胞を繋ぐ接着装置であるスリット膜は糸球体濾過バリアーとして必須である。小児ネフローゼ症候群の治療法確立を目指すため、糸球体上皮細胞の構造と機能の視点からネフローゼ症候群発症機序についての分子レベルでの解析を行った。1<結果>1)糸球体膜表面蛋白の網羅的解析:質量分析法にて糸球体膜に存在する蛋白を網羅的に解析し、膜表面蛋白が極めて短時間で常に置換されているデータを得た。スリット膜をはじめとする糸球体膜蛋白質群のターンオーバーの障害が糸球体性蛋白尿の発症に関与する可能性を検討するため、現在このターンオーバーを司るメカニズムを解析中である。2)スリット膜複合体のダイナミクスの解明:私共はこれまでにNephtinやNeph1、さらにTRPC6などが形作るスリット膜複合体が細胞内のチロシンリン酸化を介し、巨大なシグナル複合体として機能することを明らかにした。さらに膜蛋白質SIRPαが新規スリット膜分子であることを見いだした。本年度は腎疾患患者から得られた腎生検組織やネフローゼ発症動物モデルでこれら蛋白の腎組織での発現を解析した。その結果、先天性ネフローゼ症候群においてNephrinやNeph1,SIRPαの発現が著明に減少していた。またSIRPαのリン酸化状態が複数のネフローゼ動物モデルに:おいて変化していたことから、SIRPαの発現や修飾のダイナミックな変化がポドサイトの形態変化を引き起こし、蛋白尿発症を引き起こすことが示唆された。3)CaイオンチャネルTRPC6のCa濃度の制御機構の解明:ポドサイトに発現するTRPC6の機能を制御するメカニズムとしてNephrinとの結合が必要であること、また家族性巣状糸球体硬化症患者にみられるTRPC6変異で両者の結合が障害されることなどを明らかにした。<結果>1)糸球体膜表面蛋白の網羅的解析を行い、スリット膜蛋白質が極めて早い時間でターンオーバーを起こしていることが明らかになった。このターンオーバーにより糸球体濾過障壁が詰まらないのではないかと仮説を立てて検討を行っている。ターンオーバーを司るメカニズムとして培養細胞上でNephrinのエンドサイトーシスとエクソサイトーシスをそれぞれ独立して観察する確立した。その結果ある酵素がスリット膜蛋白Nephrinのエクソサイトーシスを制御することを見いだした。

この酵素の欠損マウスでは大量の蛋白尿が出現し、Nephrinの膜発現が低下していることからNephrinのターンオーバーの異常が蛋白尿を発症させることが示唆された。2)糸球体上皮細胞の機能分子が実際にネフローゼ症候群患者でどのように変化しているかを調べるため腎組織の解析を行った。腎移植ドナー腎(健常腎)、微小変化型ネフローゼ症候群、巣状糸球体硬化症患者における糸球体上皮細胞機能分子の発現を蛍光染色で評価した。その結果巣状糸球体硬化症および一部の微少変化型ネフローゼ症候群患者においてMYH9の染色パターンが著しく低下することを明らかにした。同様の結果はラットネフローゼモデルにおいても確認された。この結果は糸球体上皮細胞の細胞骨格の変化、とくにMYH9の発現が本症の発症機序と関連することを示唆している。当初の計画通り進行している。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題については次年度も引き続き計画通り糸球体上皮細胞の網羅的解析から蛋白尿の発症原因の解明を進める予定である。
分子間相互作用の可視化と細胞内分子定量イメージング

細胞内部の蛍光1分子イメージングを、薄層斜光照明法を用いて行い、細胞内部での分子数と分子間相互作用を定量的に解析した。細胞質・核間輸送を担うImportin beta分子と核膜孔複合体との相互作用に関し、1分子と核膜孔1個との蛍光強度比から、結合分子数を定量した。濃度を変え、核膜孔との結合分子数・結合定数を求めた。その結果、2種類の結合部位があることが見つかり、弱い結合部位は、最大結合分子数110(+60,-40)個、解離定数70(+50,-30)nM、強い結合部位は、最大結合分子数7(+6,-4)個、解離定数0.3(+0.2,-0.1)nMであった。核膜孔複合体の構造には8回対称性があるので、強い結合部位の個数は、8個(もしくは16個)と推定される。1分子像の経時変化から、Importin betaと核膜孔複合体の結合時間(滞在時間)を求め、弱い結合が約1秒、強い結合が6秒以上、輸送中が約3秒であった。核内移行の輸送活性を蛍光像から直接計測したところ、細胞レベルの核内輸送速度と、以上の1分子計測で求めた値とがよく一致し、1分子解析による新しい手法が有用であることを示した。強い結合部位は核膜孔通過と密接な関係にあり、弱い結合部位はたくさんの分子を結合させて輸送される分子を集める役割を果たしていると考えられる。相互作用の強弱および変化により選択的な通過を実現しており、たくさんの分子を集めることにより通過速度を速めているという、新しいモデルを提案した。細胞・組織における1分子イメージングのための新しい顕微鏡の開発と、対物レンズ型全反射照明型を用いた1分子イメージングによる細胞レベルでの分子動態の観察を行った。in vitroにおける1分子蛍光イメージング技術である。対物レンズ型全反射照明法を用いると細胞や個体の表面約10μm程度まで、高感度に観察することができる。この方法を使って、核内に輸送される分子を蛍光標識し、核輸送に関係する分子のイメージングを試みた。蛋白質が核膜孔を通過する具体的な分子機構の解析は進展しておらず、複数の輸送経路に乗った分子が核膜孔を滞りなく流通する機構や制御の仕組みについては明らかにされていない。そこで、1分子蛍光イメージング法により、核膜孔に結合した輸送される分子1個1個を識別することができた。従って、核輸送の分子機構と、核膜孔の使い分けに関し、直接的な手がかりを得られると考えている。「どの分子が、いつ、どこで、どんな分子と相互作用して、機能しているか」を解明するため、(a)1分子レベルの分解能を有するin vivo蛍光イメージングによる、分子数の定量化・分子の空間的な分布とその時間的変化や働きの解明、(b)分子間相互作用のin vivoイメージングによる、分子間相互作用の映像化・活性化された状態の分子の可視化、を実現する新しい手法の開発を行った。In vivoにおける1分子イメージングのためには、共焦点顕微鏡を高感度化することが必須であると判断した。市販製品の組み合わせでもこの高感度を実現できるが、biologicalに興味のある系の観察のためには、backgroundを下げることとdynamic rangeを広くすることが重要であり、この点をキーワードとして、新しいタイプの共焦点顕微鏡の設計を完了し、作成を行った。1分子蛍光イメージング技術である対物レンズ型全反射照明法をさらに発展させ、細胞内での1分子蛍光イメージングを実現した。照明用レーザー光の対物レンズへの入射位置を変えることにより、通常の落射照明法、低角斜光照明法、全反射照明法とを簡単に切り替えることができる顕微鏡を作成した。全反射照明法もしくは低角斜光照明法を用いると、低背景で高感度に蛍光試料観察をすることができる。ガラス表面近傍100-200nmの範囲内の試料は全反射照明を用い、それよりも深い場所には低角斜光照明を用いる。低角斜光照明法を用いて、核膜を介した分子輸送の蛍光1分子イメージングを行った。試料としては、細胞質核間で輸送される分子を蛍光標識し、セミインタクト細胞で観察した。核膜の底を観察したところ、核膜孔の点像からなる蛍光像を得た。点像の蛍光強度と形から、円形の輝点は核膜孔1個1個に対応している。さらに、1分子観察条件にすることにより、細胞質核間で輸送される分子の核膜孔上での1分子蛍光イメージングにも成功した。単核膜孔および輸送分子の細胞内1分子イメージングは、イメージングとして初めてであるばかりでなく、分子レベルでの定量的な画像解析を可能にした。すなわち、核膜孔の数・通過速度・結合定数・結合分子数といった分子機構解明上重要な量を定量的に求めることができる。増殖細胞では1分間に100万個以上の分子が核膜孔を通過すると言われているが、この一見驚く様な数字を、今回の結果は説明することができる。当研究は、従来求めることができなかった細胞内での諸量を定量的に求め、分子機構を解明する新しい手法として、1分子イメージング法が有用である事を示している。細胞内で蛍光1分子イメージングを可能にする方法として、新しく開発した薄層斜光照明法をさらに発展させた。照射レーザー光の対物レンズへの入射位置を中心から辺縁へと移動させ、照射角と照射半径を調整することにより、厚さ5μm前後の薄い光の層で試料を照射するものである。

低背景で高感度に蛍光試料観察をすることができため、細胞内部でも明瞭な蛍光1分子イメージングを実現した。これまでは、我々の開発した対物レンズ型全反射照明法によって、細胞表面ないし直下のみで1分子イメージングが可能であった。これを、細胞内部でもはじめて可能にしたもので、蛍光1分子イメージングの有用性を大きく広げた。薄層斜光照明法を用いて、細胞質-核間で輸送される分子をGFPで蛍光標識し細胞内で観察したところ、分子1個の蛍光像が核膜上で観察された。蛍光像が光っている時間から、核膜孔上での通過時間が、約3秒であることがわかった。蛍光ラベルした分子濃度を増やすと、核膜孔の点像からなる蛍光像が得られた。1分子と核膜孔1個との蛍光強度の比から、1つの核膜孔に結合している分子数を定量した。濃度を変えて定量的画像解析を行うことにより、核膜孔との結合分子数・結合定数といった、分子機構上重要な量を定量的に求めることができた。その結果、核膜孔には弱い結合部位と強い結合部位があることが見つかった。弱い結合部位は約100個の分子を集めておくアンテナとして働き、約8個の分子を結合できる強い部位もしくはその近傍で、Gタンパク質との反応がおこって核内に荷物を降ろすのであろうと考えている。このように1分子イメージング法が、従来求められなかった細胞内での諸量を定量的に求め、分子機構を解明する新しい手法である事を、はじめて示すことができた。細胞内で蛍光1分子イメージングを可能にする新しい顕微鏡法として、薄層斜光照明法を用いた1分子イメージング法を開発した。簡単な原理ではあるが、従来にない新しいものであり、細胞内部におけるイメージングで、2点識別分解能70nm(通常の約3倍の高分解能)を画像解析により達成した。また、生きている細胞において、長時間観察を可能にする方法としても期待される。弱い結合部位は最大約100個の分子を結合させて分子を集める役割を果たし、約8個の分子を結合できる強い部位もしくはその近傍で、Gタンパク質との反応がおこって核内に荷物を降ろすという、分子機構を提案した。このように、1分子イメージング法は、従来求められなかった細胞内での諸量を定量的に求め、分子機構を解明する新しい手法として有用であることを、始めて示すことができた。細胞内部の蛍光1分子イメージングを、薄層斜光照明法を用いて行い、細胞内部での分子数と分子間相互作用を定量的に解析した。細胞質・核間輸送を担うImportin beta分子と核膜孔複合体との相互作用に関し、1分子と核膜孔1個との蛍光強度比から、結合分子数を定量した。濃度を変え、核膜孔との結合分子数・結合定数を求めた。
非英語圏英語プログラムへの留学体験が言語習得、国際理解へ及ぼす影響に関する調査

本研究は「グローバル人材育成推進事業」(平成24年度)に採択された本学から非英語圏へ派遣された日本人学生に焦点をあて、彼らの留学体験が英語、現地語の言語習得、国際理解および異文化コミュニケーション能力に与える影響、効果を分析することを目的とした。オンライン質問票、ポートフォリオ、授業観察、インタビュー調査、フォーカルグループディスカッション等を含むエスノグラフィック調査の結果、非英語圏留学では日本語、英語、現地語等多言語、多文化環境に置かれる中で外在的言語ネイティビズムから解放され、言語を相対的(etically and emically)に分析し、認識していく能力の向上が観察された。(国際理解能力測定尺度作成)本研究の目的である「非英語圏への留学経験が国際理解に与える影響」を調査するために、留学の前と後に国際理解能力を測定するための尺度を作成した。「国際理解能力測定」のための質問項目として「英語について(EN)」、「英語以外の外国語の学習意欲(FL)」、「他国文化理解・関心(CU)」、「世界連帯意識の育成(WS)」、「異文化コミュニケーションに対する態度(CA)」の5つの要素に分けられた各10問の質問を作成した。(パイロットスタディ)「国際理解能力測定」(Ver.0.1)を、勤務校のオンライン学習支援システムCourseN@vi上に移植し、平成25年度夏期短期留学プログラム参加者446人に試験運用した。その結果を踏まえて修正・追加した内容のアンケート調査プログラムを平成25年度(平成26年23月実施)春期短期留学プログラム参加学生292人に対して実施した。(留学ポートフォリオ設計)本研究では、「国際理解能力」のほかに、英語能力試験のスコア、英語以外の外国語の資格等取得状況、海外留学の経歴などのデータも使って、留学経験と語学習得および国際理解の関係を調査・分析しようとしている。そこで「国際理解能力」の指標以外のデータは、勤務校で現在構築中の「留学ポートフォリオ」を使ってデータ収集する準備を行っている。「留学ポートフォリオ」は、勤務校のすべての学生の個々の海外留学経験の記録をポートフォリオとして記録するシステムである。本研究は、勤務校の「留学ポートフォリオ」構築担当者と協力しながら、平成25年度は同システムに含める情報・項目の検討を行い、「留学ポートフォリオ」を設計した。このシステムの稼働により、来年度からは、「留学ポートフォリオ」から個々の学生の海外旅行経験、留学経験、英語能力試験のスコア、英語以外の外国語の資格等取得状況も収集する予定である。本研究は「グローバル人材育成推進事業」(平成24年度全学推進型)に採択された本学から派遣される留学生のうち、とくに非英語圏へ派遣される日本人学生に焦点をあて、彼らの留学体験が英語、現地語の言語習得、国際理解および異文化コミュニケーション能力に与える影響、効果を分析することを目的とする。本年度については、タイに留学中の学生6名について、インタビューおよびフォーカスグループディスカッションを実施し、現地でのエスノグラフィックスタディーを行った。また、非英語圏留学経験者20名とのインタビュー調査を国内で実施した。今年度収録した、新規の録音データの文字化、ディスコース分析、録画データのコンテント分析に加え、昨年度までに実施したデータの整理、分析も行った。その中間結果については、AAAL2015, ELF7, Sociolinguistic Symposium20, ICLC2014, JASEC23等で学会発表を行い、参加者との意見交換を行った。さらに、文部科学通信にて連載執筆関連記事、毎日新聞でのインタビュー記事、留学関連国際会議(EAIE, AIEA,グローバル人材育成フォーラム、立教大学公開講演会等)を通じて発表を行った。また、台湾において次年度実施する現地調査に向けて、国立新竹教育大学と協議を重ね、協力を得ることとなった。この間、アンケート調査フォーマットについては引き続きペンシルバニア大学バトラー准教授、早稲田大学豊島昇研究員等で調整をすすめた。また、次年度はELF8(北京)でのパネル発表が決定しており、それに向けたデータ分析、および7カ国共同研究プロジェクト(代表J. Jenkins,サザンプトン大学、A. Mauranen,ヘルシンキ大学)に向けたフォーマットの整備も行った。なお、本研究は、科研(基盤(c)、研究代表者飯野公一)および科研(基盤(B)、研究代表者村田久美子)と関連を持ち実施された。本年度については、タイに留学中の学生4名について、インタビューおよびフォーカスグループディスカッションを実施し、現地での授業観察、教員インタビュー等エスノグラフィックスタディーを行った。また、非英語圏留学経験者15名とのインタビュー調査を国内で実施した。その中間結果については、ELF8, LED2015, EMI-ELF Workshop等で学会発表を行った。さらに、Routledge,大学時報、JASEC Bulletin等で関連記事を出版した。また、2016年度実施する現地調査に向けて、台湾国立大学Fu博士の協力を得ることとなった。チュラロンコン大学Voravudhi博士、エジンバラ大学Nicola Galloway博士とのインタビュー調査、研究協力についての打合せも行い、2016年中に本学で短期滞在することとなった。この間、データ分析等については引き続きペンシルバニア大学バトラー准教授、早稲田大学豊島昇研究員等で作業をすすめた。

また、次年度はELF, JASECでのパネル発表が決定しており、それに向けたデータ分析、および7カ国共同研究プロジェクト(代表J. Jenkins,サザンプトン大学、A. Mauranen,ヘルシンキ大学)に向けたデータ収集も行った。なお、本研究は科研(基盤(B)、研究代表者村田久美子)と関連を持ち実施された。本研究の目的を達成するために必要な質的調査はほぼ計画どおり進展している。質問票調査については、内容を調整のうえ、引き続き実施していく予定である。本研究は「グローバル人材育成推進事業」(平成24年度全学推進型)に採択された本学から派遣される留学生のうち、とくに非英語圏へ派遣される日本人学生に焦点をあて、彼らの留学体験が英語、現地語の言語習得、国際理解および異文化コミュニケーション能力に与える影響、効果を分析することを目的とする。本年度については、海外調査として、2016年5月、2017年1月の2回にわたり台湾においてフィールド調査を行い、現地にて学生へのインタビュー、フォーカスグループディスカッション、教員へのインタビュー、EMI(English Medium Instruction)授業の観察、記録等を行った。また、国内においては、EMIおよびELF (English as a Lingua Franca)に関連するデータの収集(学生インタビュー、フォーカスグループディスカッション)、アンケート調査、EMI授業録画等を行った。なお、当初予定されていた海外調査が校務出張等のため延期されたこともあり、本補助金研究期間を1年間延長することとなった。また、本年度についても、科研(基盤(B)、研究代表者村田久美子)と関連を持ち研究が実施された。勤務校役職にともなう校務出張等により、当初予定されていた海外調査が延期となったため、研究期間を1年間延長することとした。本年度(研究期間延長後の最終年度)については、国内にてインタビューおよびフォーカスグループディスカッションを実施したほか、タイでの授業観察、教員インタビュー等エスノグラフィックスタディーを行った。今年度収録した、新規の録音データの文字化、ディスコース分析、録画データのコンテント分析に加え、昨年度までに実施したデータの整理、分析も行った。
脳海馬シナプス伝達長期増強に関する分子生物学的研究

昨年度に引き続き海馬CA1領域におけるLTP誘導とCaMキナーゼII活性化反応を調べた。海馬放線状層(stratum radiatum)のCA1領域入力線維2ヶ所に刺激電極をおき,テタヌス性電気刺激を与えた。この刺激で,LTPが誘導された。対照は,同じ部位を低頻度の同じ強さの電気刺激を与えた。LTP誘導後,CA1錐体細胞部分をパンチアウト(約0.5mg組織量)し,トリトンX-100を含む緩衝液でホモジェナイズし,遠心沈殿後,上清分画についてCaMキナーゼII酵素活性を測定した。1)LTP誘導後,時間的経過で,CaMキナーゼII Ca^<2+>非依存性活性を測定すると,0時間,対照に比較して有意に上昇していた。興味深いことには,Ca^<2+>/CaM依存性活性も,LTP誘導の早い時間的経過の中で,増加していたことである。2)あらかじめ,NMDA受容体拮抗薬であるAP5とインキュベイトした海馬切片を用いると,LTP誘導およびCaMキナーゼII活性化反応が阻害された。また,蛋白質基質であるシナプシンIを用いても同様の結果が得られた。3)生後4日目ラット海馬切片を分離し,切片そのものを培養して,約10日後実験に使用した。このような培養切片においても同様の結果を示した。4)海馬切片をあらかじめ^<32>P-燐酸でラベルしておき,LTPを誘導すると,CaMキナーゼII自己燐酸化反応が確認された。以上の結果は,LTP誘導がNMDA受容体刺激によって惹起され,CaMキナーゼII活性化反応が関与している可能性を強く示唆しているものと結論される。今後,CaMキナーゼII活性化反応に続く基質の燐酸化反応とLTP維持反応との関係およびグルタミン酸受容体刺激,LTP誘導後に,CaMキナーゼIIの遺伝子発現刺激効果への関与について明らかにしていきたいと考えている。
肝臓由来の内分泌因子FGF21の白色脂肪組織における生理的意義の解明

これまでの薬理実験の結果から、肝臓由来の内分泌因子Fgf21は白色脂肪組織に作用し、全身のエネルギー代謝を調節する可能性が示唆されていた、本研究では、Fgf21の白色脂肪組織における生理的意義を明らかにするため、独自に作製したノックアウトマウスを様々な条件で飼育し、表現形を検討した。その結果、Fgf21は代謝状態に合わせて、白色脂肪組織に置ける脂質分解、あるいは全身のインスリン感受性を調節していることが明らかにされた。Fgf21は通常食飼育下において,白色脂肪組織の脂肪蓄積を抑制する因子である.21年度では,このFGF21について,in situ hybridizationにより発現細胞の解析を行った.通常食で飼育したマウスの肝臓ではFgf21を検出できなかったが,ケトン食により飼育しFgf21の発現が亢進したマウス肝臓では,肝臓の一部の細胞に著しい発現を認めた.また,通常食飼育したFgf21ノックアウトマウスでは,リパーゼの発現が減少し,白色脂肪組織の脂肪細胞において起こる中性脂肪の分解が抑制されていた,その結果,脂肪細胞サイズの増大が観察された,また血中の代謝産物濃度を測定した所,Fgf21ノックアウトマウスでは,血糖などに大きな変化は認められなかったものの,血中の遊離脂肪酸濃度の減少傾向が観察された.従って,通常食飼育下では,Fgf21は白色脂肪細胞において脂肪の分解を亢進し,血中の遊離脂肪酸の濃度を上昇させることが明らかとなった,一方,Fgf21は,絶食時の肝臓において発現が著しく増加することが明らかとなっている.絶食時には糖質に代わるエネルギー源として,白色脂肪組織において脂肪分解により産生される遊離脂肪酸が全身で利用される,そこで,絶食時のFgf21の脂肪組織における役割を明らかにすることを試みた.Fgf21ノックアウトマウスに24時間絶食負荷をかけたところ,通常食飼育下とは異なり,野生型マウスに比較し,脂肪分解の亢進やその結果生じる血中遊離脂肪酸の増加が観察された.従って,Fgf21は絶食時では白色脂肪細胞における脂肪分解を抑制し,血中の遊離脂肪酸濃度を抑制するものと考えられた,以上の結果より,Fgf21は個体の代謝の状態に応じて,白色脂肪細胞の脂肪分解を調節する因子であることが明らかとなった.白色脂肪組織におけるトリグリセリドの過剰な蓄積は、肥満症と呼ばれる。肥満症では脂肪組織由来のアディポサイトカインの分泌異常が起こり、全身の糖、脂質代謝に異常が生じることが明らかになりつつある。本研究では、白色脂肪組織のトリグリセリド代謝の調節を行うものと期待されるFgf21について、独自に作製したノックアウトマウスを用い、肥満症における生理的意義を検討した。野生型マウス、ノックアウトマウスに高脂肪食を摂取させ比較したが、ノックアウトマウスの体重変化、糖代謝、脂質代謝は野生型マウスとほぼ同じであった。従って、Fgf21は、肥満症の発症、また肥満症により惹起される糖、脂質代謝異常の発症に大きな役割を持たないことが明らかとなった。一方、Fgf21は高脂肪低炭水化物食(ケトン食)の摂取によっても、肝臓で誘導されることが示されている。ケトン食負荷時では、全身のエネルギーが糖質主体から、脂質主体へと切り替わることが知られており、Fgf21も、この糖から脂質への変換に重要な役割を果たすことが示唆されている。そこで、Fgf21ノックアウトマウスをケトン食で6日間飼育し、同条件の野生型マウスと比較した。その結果、ケトン食により飼育したFgf21ノックアウトマウスでは同条件の野生型マウスに比較して、白色脂肪組織Lp1の発現上昇による血中トリグリセリドの減少と、インスリン感受性の増加が認められた。この結果により、Fgf21はケトン食による糖質主体から脂質主体へのエネルギーの変化において、インスリン感受性を低下させ、トリグリセリドの白色脂肪組織への取込みを抑制することが示された。