hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
解像型大気チェレンコフ望遠鏡群で探る宇宙線kneeの起源

本研究では、解像型大気チェレンコフ望遠鏡(IACT)群と呼ばれる超高エネルギー天体ガンマ線観測装置を用い、宇宙線エネルギースペクトルの特徴的な構造であり宇宙線物理学の長年の謎である"knee"の起源を、以下の2つのアプローチで探求する。(1)稼働中の観測装置である米国アリゾナのVERITAS IACT群を用い、現行装置規模における最高感度でknee領域に起源を持つ10 TeV以上の天体ガンマ線を観測する。特に、kneeの起源として有力視されている超新星残骸(SNR)を大天頂角観測法で観測し、起源の兆候を調べる。(2)次世代大型IACT群計画CTAは、天体ガンマ線観測感度を現行装置より一桁改善する。本計画を国際協力の下で推進しつつ、その豊富な観測データを活かした10 TeV以上で効果的な新規データ解析手法を開発し、CTAの本格稼働に備える。上記(1)の標的として最有力なSNRはRX J1713.7-3946(以後J1713)であるが、このSNRはVERITASサイトでは仰角19°(天頂角71°)程度までしか上がらず、VERITASの観測可能範囲からは外れていた。平成29年度にこの超大天頂角領域の観測(以後超LZA観測)を行うための技術的な準備を行い、その効果を実証するために、まず標準天体であるかに星雲の超LZA観測を実施した。平成30年度に観測データを解析した結果、かに星雲からのガンマ線信号の兆候は得られたものの、超LZA観測の効果を確認するには至らなかった。従って、かに星雲の超LZA観測時間を一桁増やした観測提案をVERITASグループに再度提出した。本提案は高い優先度で認められ、平成30年度末にかに星雲の観測データを蓄積した。今後このデータの解析を行うと共に超LZA観測のシミュレーションによってJ1713の観測計画を補強し、J1713の本格的な観測に繋げていく予定である。「研究実績の概要」中の項目(1)では、標的天体の観測実施前に必要な準備研究が、種類・内容量共に当初計画より増加したため。同項目(2)では、将来CTAで使用される公式データ解析ソフトウェアの仕様が大幅に変更され、その開発および習得に時間を要していることが一因である。必要な作業量の増加分に比べて人手が足りていないことも課題である。これらの理由から、期間を一年延長して研究を進めることとした。「研究実績の概要」中の項目(1)では、平成30年度に取得したかに星雲の観測データと超LZA観測シミュレーションデータの解析を進め、その結果を反映して補強したJ1713の観測提案書を再提出する。その後J1713の本格的な観測を実施し、取得したデータを解析してkneeの起源を探索する。同項目(2)では、研究の方針自体に変更はないが、新たに指導することとなった修士課程大学院生が興味を持つテーマでもあり、今後は分担して研究に取り組むことも検討する。本研究では、解像型大気チェレンコフ望遠鏡(IACT)群と呼ばれる超高エネルギー天体ガンマ線観測装置を用い、宇宙線エネルギースペクトルの特徴的な構造であり、宇宙線物理学の長年の謎である"knee"の起源を、以下の2つのアプローチで探求する。1、稼働中の観測装置である米国アリゾナのVERITAS IACT群を用い、現行装置規模における最高感度でknee領域に関わる天体ガンマ線(10 TeV以上)を観測する。特に、kneeの起源として有力視されている超新星残骸を大天頂角観測法で観測し、起源の兆候を探索する。2、次世代大型IACT群計画CTAは、天体ガンマ線観測感度を現行装置より一桁改善する。本計画を国際協力の下で推進しつつ、その豊富な観測データを活かした、10 TeV以上で効果的な新規データ解析手法を開発し、CTAの本格稼働に備える。平成28年度は、VERITASグループの主要メンバーと上記1の観測計画について議論し、大天頂角観測法で標的とする超新星残骸の選定について一定の指針を得た。本研究で優先度が最も高いと考えていた超新星残骸(RX J1713.7-3946)は、VERITASサイトの緯度では観測に適さない(天頂角が大き過ぎる)可能性があるため、今後現地に赴いて観測条件を確認すると共にグループ内でさらに議論を深め、観測計画を具体化していく。また、VERITASのデータアーカイブサイトから観測データをダウンロードする方法を習得すると共にデータ解析ソフトウェアの使用法を習熟し、新規データの解析体制を整えた。上記2については、IACT群の高い信号対雑音比をさらに改善することを目指し、個々のIACTが記録するガンマ線および雑音(宇宙線)由来の大気チェレンコフ光像の新規特徴抽出法の開発に着手した。これは従来の特徴抽出法に大気チェレンコフ光の到着時間分布を統合したものであり、平成28年度はその数学的・統計学的基礎を確立した。VERITASグループメンバーとの議論において、VERITASにおける超新星残骸の大天頂角観測が事前の想定より困難であるという認識に至り、再検討を要したのが主な理由である。また、本研究への貢献を期待していた大学院学生が進路について方針転換したことも一因である。

(1)稼働中の観測装置である米国アリゾナのVERITAS IACT群を用い、現行装置規模における最高感度でknee領域に関わる天体ガンマ線(10 TeV以上)を観測する。特に、kneeの起源として有力視されている超新星残骸(SNR)を大天頂角観測法で観測し、起源の兆候を調べる。(2)次世代大型IACT群計画CTAは、天体ガンマ線観測感度を現行装置より一桁改善する。本計画を国際協力の下で推進しつつ、その豊富な観測データを活かした10 TeV以上で効果的な新規データ解析手法を開発し、CTAの本格稼働に備える。平成29年度はVERITASの観測シフトに参加し、上記(1)の標的として最も有力なSNR、RX J1713.7-3946(以後J1713)の観測の実現可能性について調査した。その結果、J1713が観測サイト周囲の山に遮蔽されることはなく観測は原理的に可能であるが、望遠鏡の通常運用の範囲を超えた大天頂角領域をJ1713が推移するため、望遠鏡制御に関する技術的な調査が必要であることがわかった。この事実を反映したJ1713の観測提案書をVERITASグループに提出したところ、本番観測実施前のさらなる準備研究を推奨する旨の回答を得た。現地技術者の協力の下望遠鏡の天体追尾プログラムを改変し、超大天頂角領域を安全に観測できることを確認した後、標準天体であるかに星雲の超大天頂角観測を実施した。この較正用データと超大天頂角観測のシミュレーションによってJ1713の観測計画を補強し、更新した観測提案書を次年度に再提出して本番観測を実現したいと考えている。「研究実績の概要」中の項目(1)では、標的天体の観測実施前に必要な準備研究が、種類・内容量共に当初計画より増加したため。同項目(2)では、将来CTAで使用される公式データ解析ソフトウェアの仕様が大幅に変更され、その開発および習得に時間を要していることが一因である。必要な作業量の増加分に比べて人手が足りていないことも課題である。本研究では、解像型大気チェレンコフ望遠鏡(IACT)群と呼ばれる超高エネルギー天体ガンマ線観測装置を用い、宇宙線エネルギースペクトルの特徴的な構造であり宇宙線物理学の長年の謎である"knee"の起源を、以下の2つのアプローチで探求する。(1)稼働中の観測装置である米国アリゾナのVERITAS IACT群を用い、現行装置規模における最高感度でknee領域に起源を持つ10 TeV以上の天体ガンマ線を観測する。上記(1)の標的として最有力なSNRはRX J1713.7-3946(以後J1713)であるが、このSNRはVERITASサイトでは仰角19°(天頂角71°)程度までしか上がらず、VERITASの観測可能範囲からは外れていた。平成29年度にこの超大天頂角領域の観測(以後超LZA観測)を行うための技術的な準備を行い、その効果を実証するために、まず標準天体であるかに星雲の超LZA観測を実施した。
樹状細胞への新規プラスミドDNAデリバリー戦略の確立とDNAワクチン療法の最適化

液性免疫のみならず細胞性免疫をも誘導できるDNAワクチンのアプローチは、近年、細菌やウイルス感染症、がん、免疫疾患等さまざまな疾病に対する新たな治療法として期待されている。しかしながら期待どおりの成果が挙げられているとは言いがたく、投与の最適化が望まれている。DNAワクチンの効果発現メカニズムに関しては未だ不明な点が多く、さらなる基礎的な検討が必要ではあるが、本現象において最も重要な役割を果たしている樹状細胞へのプラスミドDNAのデリバリーの最適化が最重要課題であることは共通の認識となっている。そこで本研究では、最も強力な抗原提示細胞であり、DNAワクチンの効果を大きく左右する樹状細胞を標的に選定し、DNAワクチンの効果を最大限に引き出せる新しいデリバリー戦略の確立を目指した。平成15年度は、カチオン性高分子の利用により抗原特異的な免疫応答が上昇することが明らかとした。得られた結果に基づき、平成16年度には効率的な細胞障害性T細胞(CTL)の誘導を目的に樹状細胞内で発現させた抗原の細胞内動態を制御するためのプラスミドDNAの設計を試みた。種々のベクターを設計し、樹状細胞を用いたin vitro実験において抗原提示能を比較した結果、小胞体滞留型ベクターが最も優れていることを見出した。エレクトロポーレション法を利用して皮内投与により本ベクターを用いてマウスを免疫したところ強力なCTL誘導能を有することが明らかとなり、DNAワクチンにおける有用なベクターとなる可能性が示された。そこで本研究では、最も強力な抗原提示細胞であり、DNAワクチンの効果を大きく左右する樹状細胞を標的に選定し、DNAワクチンの効果を最大限に引き出せる新しいデリバリーシステムの開発を目指す。本年度は、新規DNAキャリアーとしてカチオン性高分子であるメチル化ウシ血清アルブミンを選択し、種々の電荷比で複合体を調製した。その結果、複合体化により投与部位におけるpDNAの滞留性およびリンパ移行性が増大し、投与部位での見かけの遺伝子発現量は減少したが、抗原特異的な免疫応答が上昇することが明らかとなった。この機構を調べたところ、複合体化により血液中の樹状細胞の投与部位への集積が促進され、それによりプラスミドDNAまたは産生された抗原タンパク質が樹状細胞によりデリバリーされたことが関与しているものと推察された。以上よりカチオン性高分子との複合体化は、局所投与時の体内動態・遺伝子発現を制御し、それによって免疫応答を増強できる可能性が示された。昨年度は、カチオン性高分子の利用により抗原特異的な免疫応答が上昇することが明らかとしたが、本年度は効率的な細胞障害性T細胞(CTL)の誘導を目的に樹状細胞内で発現させた抗原の細胞内動態を制御するためのプラスミドDNAの設計を試みた。

種々のベクターを設計し、樹状細胞を用いたin vitro実験において抗原提示能を比較した結果、小胞体滞留型ベクターが最も優れていることを見出した。エレクトロポーレション法を利用して皮内投与により本ベクターを用いてマウスを免疫したところ強力なCTL誘導能を有することが明らかとなり、DNAワクチンにおける有用なベクターとなる可能性が示された。
iPS細胞由来間葉系幹細胞の免疫修飾作用を用いた炎症性腸疾患の治療効果と機序解明

炎症の関連する消化器疾患である,炎症性腸疾患が急増しているが,完全な治療法は確立されておらず,消化器疾患領域の重要な課題となっている.間葉系幹細胞(MSC)は,炎症修飾作用を有することが知られている.このため,炎症修飾効果を有するMSCを用いる炎症性腸疾患治療への応用の可能性が示唆されている.本研究では,炎症性腸疾患モデルを用いiPS細胞からのMSCへの分化誘導,培養とiPS由来MSCの炎症性腸疾患に対する治療効果および炎症修飾機序の詳細解明を目的とする.本研究の発展は,炎症性腸疾患に対するiPS細胞を用いる治療のトランスレーショナルリサーチの基盤となる.炎症の関連する消化器疾患である,炎症性腸疾患が急増しているが,完全な治療法は確立されておらず,消化器疾患領域の重要な課題となっている.間葉系幹細胞(MSC)は,炎症修飾作用を有することが知られている.このため,炎症修飾効果を有するMSCを用いる炎症性腸疾患治療への応用の可能性が示唆されている.本研究では,炎症性腸疾患モデルを用いiPS細胞からのMSCへの分化誘導,培養とiPS由来MSCの炎症性腸疾患に対する治療効果および炎症修飾機序の詳細解明を目的とする.本研究の発展は,炎症性腸疾患に対するiPS細胞を用いる治療のトランスレーショナルリサーチの基盤となる.
近世における農民夫役の基礎的研究

本研究は、近世における農民の基本的負担であった夫役を取り上げ、その歴史的実態および意義の検明を目ざそうとするものである。そのため、本研究では具体的な検討素材を徳島藩に設定して、その実態分析を行なった。研究の大半は関連史料の調査と収集にあてられたが、その過程で蜂須賀家文書(国立史料館)や佐野家文書・原口家文書(淡路文化史料館)、木内家文書・武田家文書(徳島県立図館)などの基本史料を体系的に収集できたことは、大きな収獲であった。こうした史料収集をふまえて、徳島藩略における農民夫役の制度的変遷とその内容および夫役の領主的編成に関して、若干の考察を行った。すなわち、(1)17世紀中葉を画期とする夫役の変質過程を藩政の展開過程に即して検討し、さらに(2)従来あまり解明されることのなかった淡路における夫役(棒役)負担の実態とその編成・支配のありようを考察した。また、農民夫役に関連して(3)「過立夫」「江戸村役」と称される城中や参勤道中・江戸藩邸での実文勤役の実態、および村役としての「行(あるき)」役に関わる社会的卑賤視の問題についても若干の分析を行った。以上のように、本研究ではこれまで主として関係史料の調査・収集・整理作業を行い、個別藩領における夫役負担(賦課)に関して検討を加えたが、その集成は今後の課題である。次年度以降の研究計画としてはこうした実態分析をふまえ、近世実民の総負担体系における夫役負担の構造を明かにして、当研究を土台として『幕藩制支配の展開と地域社会』(仮題)の共りまとめを計画している。本研究は,生産物地代(年貢)とともに,近世農民の基本的負担であった夫役を取り上げ,幕藩制史研究の一環として,そのトータルな把握と歴史的実態および意義の解明を目ざそうとするものである.上記の研究目的を達成するため,本年度は次のような調査・研究を実施した.1.関連史料の調査・収集本年度に実施した史料調査は, (1)後藤家文書(徳島市国府町),(2)木内家文書(徳島県立図書館所蔵), (3)伊予・玉井家文書, (4)和泉,小谷家文書(以上国立史料館所蔵), (5)淡路,島田家文書(淡路文化史料館所蔵)であり,それぞれ写真撮影による関連史料の収集を行なった.特に(5)において,従来未着手であった同地方の夫役制度を解明する基礎的史料を入手することができた.2.史料の分析・検討史料調査と平行して,一部であるが収集史料の整理・検討作業を進めた.特に,(1)後藤家文書を中心として,阿波における農民夫役の実態把握に努めた.その場合,問題を夫役だけに限定せず,夫役を軸として農民が負担する「諸〓賦」(年貢以外の)をトータルに検討し,従来研究の遅れが指摘されている個別藩役における諸入用の具体的展開と農民生活との対応について分析した(研究発表欄参照).・今後の研究計画について次年度以降も,淡路地方の史料調査をはじめ関連史料の調査・収集作業を進める.また来年度は,研究内容を(1)農民夫役の内容・賦課方法およびその制度的変遷, (2)農民夫役を年貢・諸入用との関連に留意しながら検討し,その再生産構造を明かにしていく-以上2点に設定し,研究を進めていきたい.本年度は、研究課題を達成するため、(1)関連史料の調査と収集、(2)収集史料の整理・検討に主眼をおいて、調査・研究を進めた。調査史料は峰須賀家文書(国立史料館)、原口家文書・島田家

文書(以上淡路文化史料館)、武田家文書・木内家文書(以上徳島県立図書館)、犬伏家文書(徳島市川内町)、後藤家文書(鳴門教育大学)である。とくに原口、島田家両文書からは、従来不明であった近世初期の淡路における農民夫役関係の史料を入手することができた。また犬伏家文書から、吉野川流域における近世初へ中期の良質な関連史料を収集しえたことも、大きな収穫であった。これらの収集史料は目下整理中であり、その成果は次年度以降にとりまとめ発表する予定であるが、この研究によって個別藩領における農民夫役の実態をかなりトータルに把握することができると判断している。とくに、(1)17世紀中葉を画期とする農民夫役の変質過程を個別藩制の成立と展開に即して検討する。(2)年貢負担を中心とする農民の総負担体系の中で農民夫役の意味を明かにする-当該研究に関する以上のような課題を具体的な事実関係に基づいて究明することができるものと考えている。そのため、次年度の研究計画としては、(1)継続作業として関連史料の調査、収集を実施する。(2)具体的な分析として、(イ)淡路における夫役負担の構造、(ロ)近世初期の阿波における年貢と夫役、の研究をまとめる。(3)各文書別の史料目録を作成する、を予定している。なお、当該研究を一つの軸として、将来『幕藩制士支配の展開と地域社会』(仮題)を刊行したいと考えている。本年度は、研究計画の最終年度にあたるが、研究課題を達成するため(1)関連史料の調査・収集、(2)収集史料の整理・検討、(3)研究成果の小括に主眼をおいて、調査・研究作業を進めた。調査史料は、蜂須賀家文書(国立史料館)、川原家文書(三加茂歴史民俗資料館)、新見家文書(淡路文化史料館)、出原家文書(徳島県美馬郡)などである。新見家文書からは近世初期の淡路分の標付帳、天役関係史料を収集することができ、また川原家文書からは村人甲及び郡中諸割賦に関する良質の史料を入手することができた。こうした史料調査をふまえて、本年度では個別藩領における農民夫役を体系的に把握する基礎作業として、若干の個別論文の作成を行った。それらは『研究実績報告書』(別冊)に収録したが、「追立夫考」では従来殆んど明かにされていなかった域中及び江戸藩邸における農民勤役の実態について、「近世淡路における棒役負担」では淡路地方での農民夫役の制度的変遷とその領主的編成について、また「あるき考」では村役としての「行き」役に関わる社会的卑賎視の問題について分析・検討を加えた。以上のように本年度は、関係史料の調査・収集・整理作業と個別分析として近世の阿波・淡路における夫役(棒役)賎課の実態分析を実施したが、今後に残された課題も多い。次年度以降の研究計画としては、(1)継続作業として関連史料の調査・収集を行なう。(2)近世農民の総負担体系の中での夫役負担の構造を明かにすることを予定している。なお、当該研究の延長上に『幕藩制支配の展開と地球社会』(仮題)の取りまとめを計画している。
社会理論としてのポストモダン論の可能性

研究者は本研究を、基本的に三つの枠組みの検討から取り組むことにした。第一は、モデルネの展開と本質を把握すること、第二は、ポストモダニズムの理論による現代社会構造の把握、第三は、第二と関連してポストモダニズムの社会的イメージを、現代映画を素材にして構成することであった。第一に関しては、モダニズムの課題をGeorg Simmelの理論作業に立ち返って検討をすすめた。そこには、すでに現代モダニズムの問題性とポストモダニズムが描く心的表象と重なるものが存在していた。社会学理論から忘れられようとしているSimmel理論を再構成する課題が新たに浮かびあがってきた。第二の枠組みから研究者は、基本的にFrederic Jamesonの指摘する後期資本主義の文化的ロジックとしてのポストモダニズムという理論的枠組みに、ポストモダニズムのみる現代社会構造分析の特徴があると考える。同時にポストモダニズムが、歴史的様式の混成スタイルをもっており、近代的モダニズムの特徴である合理性を越えることを意図していることも明らかになった。そこから第三に関連して、現代映画の分野で描かれる現代社会が、意識的結果ではないけれども近代性を疑い、ポストモダン的社会状況を描きだしていることに注目をした。例えば「ウオール・ストリート」「セックスと嘘とビデオテープ」「テキサス」「ドウ・ザ・ライトシング」は、後期資本主義の非合理的秩序と合理的精神では囲いこめない心的表象世界、そして豊かではあるが孤独かつ感性の喪失をした現代社会のイメージを明るみにだしている。そしてポストモダニズムが、合理性の非合理性への転換を見つめようとするものであることが明らかになった。本研究の成果は、立命舘国際関係研究に発表する予定で、現在執筆作業をしている。なお今後の研究展開としては、第一の課題のSimmel理論の再構成が不可欠だと考えている。
大動脈弁置換術後のマイクロシミュレーションモデルの構築と至適な人工弁選択の研究

本邦の機械弁のメタアナリシスと、マイクロシミュレーションを行った。メタアナリシスは年齢と出血性合併症の著名な相関が見いだされ、学会のシンポジストを複数回努めた。本年は本邦での学会で研究テーマに関連するシンポジウムが主要学会で開かれ、それに合わせて、現在までの予備的なメタアナリシス、予備的なマイクロシミュレーションモデルでの解析を追加して発表した。「本邦の大動脈弁置換術後の弁関連合併症の特徴とそれが人工弁選択に与える影響」日本心臓血管外科学会。いままでの予備的な研究で、本邦では生体弁が機械弁より有利になる年齢は欧米より高いものと試算されており、これはいくつかの実測データとも合うものであり、反響を得た。依頼論文は学会発表での座長より特に請われてのものであった。本解析の開始に先立ち、マイクロシミュレーションのソフトウエア、およびメタアナリシスのソフトウエアを購入し、使用についてのセミナーに出席して準備をすすめている。また本研究では本邦での生体弁、機械弁の長期成績についての精密なデータが必須で、本邦での多施設研究に参加しつつ、当施設での詳細なデータの収集を進めている。本年度は、本邦の人工弁選択についての、欧米と比した場合の比較の研究成果につき論文作成の依頼があったので、執筆した。同時に本邦の透析患者における人工弁選択についてもマイクロシミュレーションモデルを用いた解析について依頼があり、これも行って、学会にてシンポジストとして発表した。この解析はやや時間を要するものであったため、多分に時間をとられた。日本のモデル構築について、本年度は、九州大学、京都大学の多施設研究の、二つの大変大きな人工弁長期成績が出た年であった。シミュレーションモデル構築のためのメタアナリシスはこれらデータの完成を待って、開始した。平均各人工弁関連合併症の発生率を成果として発表し、かつメタ回帰の手法を用いて、本邦の患者における適切な抗凝固療法を考える受けでの重要な成果とする予定である。平成28年度前半での完成を予定している。本邦の弁置換の成績で最もコンプリヘンシブなレビューとなるはずである。生体弁モデル構築についてはやはり九州大学、京都大学および名古屋大学での生体弁の長期成績からGomperz回帰を行って今年度中に、植え込み年齢に応じた生体弁の耐久性について、onlineで開示することを目指している。27年度はまたこれらメタアナリシス、モデル構築の一助とするため、名古屋大学心臓外科での長期データについても精力的にデータをとっており、参考となる生のデータを得ている。長期成績自体の解析も各種行い、途中の成果として関連学会で、いずれもシンポジスト、パネリストとして発表している。一定の成果を上げているが、メタアナリシスのup dateに時間をとっており、予定より若干遅れている。2016年度は、引き続き本邦の機械弁のメタアナリシスと、マイクロシミュレーションを続けている。メタアナリシスはデータ修習期間を2014年まで延長し、アップデートして収集しなおした上で、なるべく発表機会、雑誌での発表、論文化を目指しており、データ収集を終了し、現在解析を共同研究者からさらに専門家に依頼しているところである。マイクロシミュレーションについては予定外であったが、透析患者での人工弁選択に関しての解析の依頼を受けたため、透析患者に対する解析を行い、心臓血管外科学会および、人工臓器学会のシンポジウムで発表した。(中・長期成績からみた透析患者に対する人工弁選択機械弁・生体弁による透析患者の弁置換後の長期予後マイクロシミュレーション:阿部知伸,岡田典隆,田嶋一喜,寺澤幸枝,徳田順之,藤本和朗,六鹿雅登,成田裕司,大島英揮,碓氷章彦:人工臓器(0300-0818)45巻2号Page S-71(2016.10))メタアナリシスの最終解析結果が専門家多忙のため遅れており、一部を次年度に繰り越した。メタアナリシスの解析はやや特殊で、分担研究者よりさらに専門家に依頼され、専門家多忙のため、解析待ちとなっている。解析結果が出次第、学会、論文発表し、さらにマイクロシミュレーションモデルに組み込みたい。2017年度は、引き続き本邦の機械弁のメタアナリシスと、マイクロシミュレーションを続けて行った。メタアナリシスはデータ収集期間を2014年まで延長し、アップデートして収集しなおした上で学会での発表、論文化を目指し、データ収集を終了し、解析も最近終了した。年齢と出血性合併症の著名な相関が見いだされ、興味深い結果を近日発表できる予定である。透析患者の人工弁置換後のマイクロシミュレーション(中・長期成績からみた透析患者に対する人工弁選択機械弁・生体弁による透析患者の弁置換後の長期予後マイクロシミュレーション(阿部知伸,岡田典隆,田嶋一喜,寺澤幸枝,徳田順之,藤本和朗,六鹿雅登,成田裕司,大島英揮,碓氷章彦:人工臓器(0300-0818)45巻2号Page S-71(2016.10))につき、論文作成を進めている。メタアナリシスの最終解析結果が専門家多忙のため遅れていたが、最近終了したので、近日発表の予定で、本邦の極めて重要な発表になると考えている。発表については本邦の循環器系の学会でなるべくインパクトの大きい学会を考えている。今までの予備的研究のまとめに予想したより時間がとられてしまったため遅れている。

本年度前半にメタアナリシスを出版、京都大学の多施設データも用いて、本邦の生体弁の劣化についてのモデルを確立、年齢別の人工弁劣化の率について検討し、ひいてはオンラインで計算できるシステムを提供したい。進捗は専門家の解析を待っている段階でやや遅延しているが、基本的には順調であり、若干の遅れを以て完遂できるものと思われる。心臓外科学速やかにup-dateしたメタアナリシスを行い、本研究のシナリオを精力的に進めたい。人件費が予想ほどかからなかったため。メタアナリシスの外部専門家に依頼した解析の結果が遅れており、この結果をもとにしたマイクロシミュレーションも遅れている。以上のため次年度繰り越しとした。海外出張費が予定していたより少なかったため。最終年度であり、本邦のリスクモデルと、広く使用できる形にするため使用する。解析結果が出次第、次に進むつもりである。海外含め、情報収集のための出張を行う。
オールユーザー指向型交差点の実現へ向けた信号交差点の総合評価モデルの開発

本研究では、歩行者の二段階横断方式を前提として信号サイクル長を短縮することが、歩行者・自動車双方にとって円滑かつ安全な交差点が実現できるものと考え、特に研究蓄積の少ない歩行者特性を把握し、歩行者・自動車双方を扱える交通シミュレーションを開発して分析を行い、その結果をまとめることで交差点の設計・制御ガイドラインを作成した。具体的研究項目を以下に記す。1バーチャル歩行シミュレータによる交差点空間での歩行者心理と行動原理の解明(1)中央帯滞留時の不安感計測実験歩行者が中央帯滞留時にどのように不安を感じるのかを主観反応と心拍変動から計測した。結果として、歩行者が求める中央帯の幅員や防護柵の設置効果などが示された。(2)信号手前空間における歩行行動計測実験歩行者は交差点に至る手前から逐次速度調節を行うとの仮説から、これを検証する実験を行った。その結果仮説は支持され、特に歩行者には快適な速度で歩ける状態、走らないと渡りきれない状態、信号待ちをしなければならない状態がある可能性が示唆された。2歩行者・自動車双方から見た交差点総合評価モデルの開発上記2点の歩行者行動・心理特性を既存の交通モデルと組み合わせ、自動車・歩行者の双方を表現できるシミュレーションモデルを作成した。そして様々な交差点においてサイクル長の短縮効果を計測し、自動車交通量が過飽和でなければ、サイクル長の短縮が自動車・歩行者双方の待ち時間短縮や不快感軽減に有効であることを示した。3信号交差点の設計制御ガイドラインの構築交通シミュレーションの結果をとりまとめることにより、交差点の規模及び交通状況に応じて、どのように中央帯やサイクル長、信号現示方式などを設計するべきかをガイドラインとしてまとめ、更にそのガイドラインに基づいて設計を行った場合の効果を、実際の道路を対象にケーススタディし、その妥当性を検証した。本研究では、信号サイクル長が短く且つ自動車・歩行者双方の安全安心が実現される交差点の設計ガイドラインの作成を目標に、本年度は特に以下の通り歩行者の行動・心理特性の充分な把握と、自動車・歩行者の双方を扱うことのできる総合的交差点シミュレーションモデルの構築を行った。1バーチャル歩行シミュレータによる交差点空間での歩行者心理と行動原理の解明(1)中央帯滞留時の不快感計測実験まず、歩行者が中央帯に滞留時にどのような不快感を感じるのかを主観反応と心拍変動から計測する実験を行った。その結果、中央帯滞留時には歩行者は「苛立ち」より「不安」を重視しており、歩行者の二段階横断を前提とした中央帯設計には、幅員3.5m以上の中央帯が求められ、幅員がそれに満たない場合は防護柵の設置が「不安」の軽減に有効であることが明らかとなった。(2)総合的歩行行動計測実験更に、交差点の手前の歩行空間も考慮に入れて、交差点条件に応じた歩行者の行動と心理を計測する実験を行った。その結果、歩行者は横断歩道に至る手前から距離と残り時間を独自に推定しながら歩行速度を設計しており、その時空間には歩行者が快適な速度で歩ける「安心領域」、走らないと渡りきれない「不安定領域」、そして一回信号を待たなければならない「待機領域」の3領域が定義できる可能性が明らかとなった。また、サイクル長の短縮により不快感が軽減される可能性も示唆された。2歩行者・自動車双方から見た交差点総合評価モデルの開発以上の歩行者の特性を既存の自動車交通モデルに加え、自動車・歩行者の双方を表現することのできる交通シミュレーションモデルを作成し、ある大規模交差点を対象にサイクル長を変化させた場合の自動車・歩行者への効果を計測した。その結果、自動車交通量が過飽和な状況でなければ、サイクル長の短縮は自動車・歩行者双方の時間短縮に繋がる可能性が明らかになった。
コンポジットレジンの接着性向上に関する研究

コンポジットレジンの象牙質に対する接着性を向上させることを目的として、可視光線重合型レジンあるいは化学重合型レジンのモノマ-組成に、多官能性モノマ-を応用したレジンシステムを試作した。実験1として、4官能性および6官能性ウレタン系モノマ-を含む光重合型および化学重合型ボンティング材を試作し、市販光重合型ボンディング材Clearfil Ploto Bondおよび化学重合型のClear filNew Bondと比較した。その結果,、象牙質内円柱窩洞におけるwall-to-wall cantration gapは、4官能性試作ボテンジィング材が、市販のものより有意に低い値を示した。さらに実験2として、コンポジェトレジンのマトリクスレジンの物性の向上と、wall-to-wall contractionをさらに減少させることを目的として、試作多官能性ボンティング材に応用したものと同じ多官能性ウレタン系モノマ-をベ-スとしたコンポジットレジンを試作し、接着性向上(象牙質内円柱窩洞におけるcontraction gapの減少)の可能性を検討した。その結果、4官能性モノマ-とD-2.6Eからなる共重合系モノマ-に、フィラ-を8283wt%含有させた試作コンポジェトレジンが、市販の光重合型コンポジェトレジンよりも、優れていることが示された。研究手順:0.5M濃度EDTA(PH7.4)により清掃処理した象牙質に、35%HEMA水溶液を使用して前処理を施した。この歯面に対しカンファーキノンを含有した、光照射によっても重合開始するような、光/化学重合型試作ボンディング剤を塗布し、四官能性ウレタン系のモノマーを含有した、試作光重合型コンポジットレジンを填塞した。この組合せによる試料の象牙質内円柱窩洞における、レジン-象牙質窩壁間に生ずる微小間隙(curing contraction gap)を測定することにより、最も良好な接着力を示すような方法を検討した。その結果、上記の光/化学重合により硬化するボンディング剤を塗布し、コンポジットレジンを填塞した直後に光照射すると、従来の化学重合型ボンディング剤を用いたものと比較し良好な成績を示した。しかしながら、ボンディング剤を塗布しコンポジットレジンを填塞する前に、前光照射を行なってボンディング剤を硬化させ、その上からコンポジットレジンを填塞し重合時期を遅延させると、窩洞適合性は、逆に悪化することが明らかになった。これは、今まで考えられてきたような、象牙細管から押戻されてくる液体成分が、重合時期を遅延させた場合に窩壁適合性を悪化させているのではなく、他の原因が存在することを示唆していると考えられる。歯質に対する接着性向上の試み,特に象牙質に対する接着性向上については,種々の歯面処理法と接着性材料との開発の二つの方向よりなされている.これまでの象牙質への接着性向上法の主なものは,歯面処理剤により象牙質面になんらかの物理的あるいは化学的修飾を施し,高分子材料が接着しやすいような歯面性状をつくりこれに高分子材料を接着させるというものである.本年度は,特にコンポジットレジンの持つ重合収縮による歯質とレジンの間のギャップを減少させる方法を検討した.すなわちレジンの重合収縮をできるかぎり抑えるためにフィラーの含有量を増加させた加圧填塞型レジンを試作して,色素浸透試験およびコントラクションギャップを測定してその可能性を検討した.さらにボンディング材中のモノマーの重合反応に関与する二重結合の数を,一分子あたり従来の2(2官能性モノマー)から4(4官能性モノマー)あるいは6(6官能性モノマー)に代え,ボンディング材自体の重合度を上げるこにより接着性を向上させる目的の多官能性ボンディング材を試作して,そのコントラクションギャップを測定しその効果を検討した.

その結果加圧填塞型レジンは歯面処理なしでも,コントロールとして用いた市販臼歯部用コンポジットレジンに匹敵するコントラクションギャップ値と色素浸透度を示した.多官能性試作ボンディング材は,従来のBisーGMA(2官能性)ベースの光重合型ボンディング材のギャップ0.206%であったのに対し4官能性光重合型ボンディング材は約半分の0.091%であり今回試作した多官能性試作ボンディング材の中で最も小さい値を示した.光重合型と化学重合型のボンディング材とを比較すると,多官能性ボンディング材においても,光重合型の方が,コントラクションギャップの値は小さい値であった.象牙質に対するコンポジットレジンの接着性を向上させるために、4官能性および6官能性ウレタン系モノマーを含む試作光重合型ボンディング材を作製し、市販光重合型ボンディング材Clearfilphotobondと比較した。その結果、象牙質円柱窩洞におけるwall-to-wall contraction gapは、4官能性試作ボンディング材が市販のものより有意に低い値を示すことを明らかにした。さらにコンポジットレジンのマトリクスレジンの物性の向上と、wall-to-wall contraction gapをさらに減少させることを目的として、多官能性ウレタン系モノマーをベースとしたコンポジットレジンを試作し、4官能性試作ボンディング材を併用して、接着性向上(象牙質円柱窩洞におけるcontraction gapの減少)の可能性を検討した。その結果1)多官能性モノマーをベースレジンとしD-2.6Eを希釈モノマーとした共重合系レジンはBis-GMA,3Gの系に比べ有意に低い重合収縮を示した。2)4官能性モノマーをベースレジンとしD-2.6Eを希釈モノマーとする共重合系レジン(1:1,1:1.5)はBis-GMA,3G(1:1)の系に比べ有意に高い引張り強度を示した。3)多官能性モノマーをベースレジンとし、D-2.6Eを希釈モノマーとする共重合系レジンにフィラーを8283wt%配合した試作コンポジットレジンは、市販光重合型コンポジットSiluxに比べ有意に低いwall-to-wall contraction gapを示した。4)contraction gapを減少させるためには、マトリクスレジンの重合収縮を減少させることが有効だった。しかし収縮量が最小のマトリクスレジンにフィラーを配合して調整したコンポジットレジンが、最小のcontraction gapを示さないことについては、他の原因の影響も考慮する必要があると思われた。
在宅ホスピスでの患者と家族に対するナラティブ・アプローチのプログラム開発

在宅で療養中の終末期の患者への精神的心理的ケアとして、ナラティブアプローチのプログラムの開発を行っている。一昨年と昨年の2年間で、在宅ホスピスを利用している患者10名と家族10名にインタビューを行う計画であった。在宅で現在療養中の方にインタビューするという点では、対象者から理解を得たり、協力施設からの対象者紹介を受けるなどのプロセスで時間は要したが、以下のことを達成できた。1)在宅ホスピスで現在療養中の患者10名のインタビューを実施できた。2)在宅ホスピスで現在患者を介護している家族10名にインタビューをすることができた。3)患者を対象とした調査では、統計的な有意差はみられなかったがスピリチュアリティの向上、希望の向上がみられ、身体症状の低下がみられた。これについては、Research Articleとして論文化した。4)さらに患者を対象とした調査のインタビューの質的分析については、インタビュー内容をカテゴリ化し、さらにそれをまとめることで患者が自分の人生を受容していくプロセスが導かれた。これについても論文化し、現在印刷中である。5)本研究を進めるなかで、在宅ホスピスを提供している病院の医師と同行訪問する看護師が、どのようなケアをしているのかは、看護にとって重要であると考えた。そこで、医師と同行する看護師のケアの内容や認識について調べる研究を追加した。在宅ホスピスの訪問診療に同行する看護師6名を対象としてインタビューを行った。訪問看護師は日頃から患者を看ているが、訪問診療に同行する看護師は訪問の間隔があるものの、それ故に微妙な患者の変化を感じているという特徴がみられた。この結果は、日本看護科学学会において口頭発表した。計画では、一昨年と昨年の2年間で在宅ホスピスを利用している患者10名と、患者を介護している家族10名にインタビューをする計画であった。この人数に到達することができたので、おおむね順調に進展していると考えた。今後は以下のことを計画している。1)患者を対象とした質的分析の結果は、学会で発表する、2)家族を対象とした量的データと質的分析の結果も学会で発表する、3)家族を対象とした結果は、論文を書いて雑誌に投稿する、4)看護師を対象とした結果についても、論文化し、雑誌に投稿する。5)在宅ケア学会で教育講演を行う予定があるので、ライフレビューインタビューとナラティブアプローチにも触れ、意見交換を行い、プログラム作成の示唆を得る。本研究の目的は、在宅ホスピスを利用している患者と、介護している家族を対象としてナラティブアプローチを実施し、それの心理面の効果と、語る内容から必要とされるケアについて明らかにすることである。研究計画では、研究開始の1年目に「患者10名」を対象としたインタビューを行い、2年目に「家族10名」を対象としたインタビューを実施し、3年目に分析、4年目に公表を予定している。昨年度は研究の1年目であった。計画では1年目は「在宅ホスピス利用の患者」のみを対象とすることにしていたが、「介護する家族」にもインタビューができる状況であったので、患者と家族を並行してインタビューしていくことにした。研究実施前には、大学の研究倫理審査委員会の承認を得て、実施できることとなった。インタビューの協力施設は、九州の3つの在宅ホスピスを提供しているクリニックである。インタビューは本研究の分担者を加えた3名で行っている。現在のところ、患者6名、家族4名のインタビューが終了している。また、インタビューが終了した都度、テープ起こしを業者に依頼し、データを得ている。また途中経過においては本研究の分担者が集まり、進捗状況やインタビューの状況について意見交換を行っており、円滑に進むようにしている。在宅ホスピスを利用している患者と家族という点では、心身の負担を十分考慮する必要があるが、現在のところ全く問題が生じることなくインタビューは進んでいる。計画当初は、1年目には「患者のみを対象としたインタビュー」、2年目には「家族のみを対象としたインタビュー」を予定していたが、開始してみると計画のその時期にインタビューを受けることができる方がいるとは限らないので、2年間で「患者」と「家族」を同時に依頼していくこととした。現在、予定の半分の数が終了しているので、概ね順調に進展していると判断した。

在宅ホスピスの訪問診療に同行する看護師6名を対象としてインタビューを行った。訪問看護師は日頃から患者を看ているが、訪問診療に同行する看護師は訪問の間隔があるものの、それ故に微妙な患者の変化を感じているという特徴がみられた。この結果は、日本看護科学学会において口頭発表した。計画では、一昨年と昨年の2年間で在宅ホスピスを利用している患者10名と、患者を介護している家族10名にインタビューをする計画であった。この人数に到達することができたので、おおむね順調に進展していると考えた。本年度は2年目に入るので、予定の残りの半分の数の患者と家族へのインタビューを実施する予定である。また、本年度の半年である9月頃を目処にして考え、参加人数が少ないようであれば、新たに協力施設を打診して、協力が得られるように修正したいと考える。さらにインタビューの内容についてテープ起こしができている内容については、分析の一旦である質的カテゴリー化のために、複数でそれらのカテゴリ化が一致しているかを検討していく予定である。また、アンケートの量的なデータの分析も開始できる状況であれば、終了した部分だけの分析を開始したいと考える。今後は以下のことを計画している。1)患者を対象とした質的分析の結果は、学会で発表する、2)家族を対象とした量的データと質的分析の結果も学会で発表する、3)家族を対象とした結果は、論文を書いて雑誌に投稿する、4)看護師を対象とした結果についても、論文化し、雑誌に投稿する。5)在宅ケア学会で教育講演を行う予定があるので、ライフレビューインタビューとナラティブアプローチにも触れ、意見交換を行い、プログラム作成の示唆を得る。当初の計画では、在宅ホスピスが整備されているハワイのセントフランシス病院に視察に行くことを予算に入れていたが、日本と事情が異なるため、直結して本研究に寄与するところが少ないと考え、視察しないこととしたので、予算のあまりが出たと考えられる。次年度以降、特に学会発表などで海外に出ると考えられるので、そちらで支出したいと考える。今年度は、インタビュー調査を中心としてデータ収集に焦点をおいていたため、学会等の参加は控えていたために、当初の計画よりも支出が少なく、残ることになった。今年度は、学会で成果の発表を積極的に行う予定である。
筋線維特性変化の動脈硬化進展への影響

骨格筋におけるPGC-1αの発現増加が動脈硬化の進展を抑制するかを明らかにする目的で、動脈硬化易発症性「ApoE KOマウス」と、骨格筋特異的にPGC-1αを過剰発現させた「PGC-1αマウス」を交配させ、「ApoE KO/PGC-1αマウス」を作製した。1620週齢のマウスより心臓と血液を採取し、大動脈起始部の動脈硬化巣面積と血中リポタンパクプロファイルの解析を行った。その結果、「ApoE KOマウス」と比較し「ApoE KO/PGC-1αマウス」では、大動脈起始部の動脈硬化巣面積が43%減少し、血中の総コレステロール濃度、VLDLコレステロール濃度は有意に減少した。運動には炎症抑制作用があることが知られており、その作用が慢性炎症疾患である動脈硬化を抑制することが想定されるが、その証明は未だ不十分である。最近発見されたマイオカインには炎症反応に関するものがあり、運動によって産生量が変化するマイオカインが動脈硬化進展に影響する可能性が考えられる。本研究では身体活動による骨格筋の筋線維特性変化が動脈硬化発症を抑制しているという、これまでにない新しい概念を検証する。具体的には、申請者らが独自に開発した骨格筋にPGC-1αを過剰発現させた「筋PGC-1αマウス」を用いるが、このマウスは持久力トレーニングによる遅筋特性獲得モデルであり、動脈硬化易発症モデルと交配させることにより、身体活動状態による骨格筋の筋線維特性変化が動脈硬化進展に影響を及ぼすのかを、in vivoで検証するのに最適なモデルができる。本年度は、動脈硬化易発症モデルであるApoE欠損マウスと筋PGC-1αマウスの交配を進め、ApoE(-/-)PGC-1αトランスジェニックマウスの作出に成功した。【目的】運動による動脈硬化性疾患(心筋梗塞など)の予防にはリポタンパク質プロファイル(LDLやHDL量の変化など)の改善が影響していると考えられている。しかし、リポタンパク質プロファイルを改善するための運動強度は、動脈硬化性疾患を予防するための運動強度よりも著しく高いことが示されている。最近、骨格筋から生理活性物質(マイオカイン)が分泌され、他臓器機能に影響を及ぼすことが報告されている。マイオカインの分泌は骨格筋性状の変化に影響されることから、持久運動による骨格筋の変化が動脈硬化の抑制に関与している可能性が考えられる。そこで、持久運動によって骨格筋における発現が増加し、骨格筋を赤筋化する転写調節因子PGC-1αに着目し、PGC-1αによる骨格筋の赤筋化が動脈硬化を抑制するか否かを検討した。【方法】骨格筋特異的にPGC-1αを過剰発現させた「PGC-1αマウス」と動脈硬化易発症モデルマウス「ApoE KOマウス」を交配させ、「ApoE KO/ PGC-1αマウス」を作成した。実験には「ApoE KOマウス」4匹と、「ApoE KO/ PGC-1αマウス」6匹を用いた。16週齢まで飼育したマウスを解剖し、血液と心臓を採取した。血中中性脂肪濃度、総コレステロール濃度、血中リポタンパク質プロファイル(HDL・LDLコレステロール濃度)、心臓大動脈弁における動脈硬化巣面積(プラーク面積)を測定した。【結果】「ApoE KOマウス」、「ApoE KO/ PGC-1αマウス」の2群間で、血中脂質に大きな差はなかった。ところが、「ApoE KOマウス」と比較して「ApoE KO/ PGC-1αマウス」では動脈硬化巣面積(プラーク面積)が減少する傾向(p=0.099)にあった。ApoE(-/-)PGC-1αトランスジェニックマウスを研究分担者の研究施設にて作出するため、凍結授精卵から筋PGC-1αを再度作出する必要が生じた。凍結授精卵からの個体復帰は熟練した共同研究機関に依頼したものの、今回は原因不明の出生数低下に見舞われ、十分な数の筋PGC-1αマウスを一定期間に得る事ができなかった。しかし。筋PGC-1αマウスが得られてからは、ApoE欠損マウスとの交配が順調に進み、年度内にApoE(-/-)PGC-1αトランスジェニックマウスを得る事ができた。応用健康科学ApoE(-/-)PGC-1αトランスジェニックマウスを一定期間飼育し、血中脂質パラメータと動脈硬化の進展度合いを評価していく。動脈硬化進展が抑制された場合には、末梢白血球における炎症関連因子発現量変化などを利用した「低侵襲的な動脈硬化診断方法」を検索する。

また、PGC-1αを過剰発現した筋管細胞の培養上清を採取し、その上清を用いて血管内皮細胞あるいは単球を一定期間培養し、これらの細胞における炎症性因子発現量を調べる。これにより骨格筋細胞から分泌される物質が、動脈硬化に関連する細胞の炎症反応に関与するか否かを明らかにする。遺伝子組換えマウスの個体復帰に時間がかかったため。計画していたモデル動物の作成が終了したので、順次計画通りの解析を実施していく。
ミトコンドリアの膜とゲノムの協調的な形態制御機構

ミトコンドリアは2重膜構造からなる細胞内小器官であり、エネルギー生産のみならず様々な細胞制御に関与している。このミトコンドリアは細胞内で活発に融合と分裂を繰り返しており、またミトコンドリア内部の遺伝子mtDNAはミトコンドリア内で動的に形態と配置を変化させている。これらのミトコンドリアのダイナミックな形態変化が様々な生命現象の制御に関与していることが明らかになりつつあるが、その分子機構には不明な点が多く残されている。そこで哺乳動物のミトコンドリア融合・分裂を制御するGTPase及びその関連因子を同定・解析することでその分子理解を進めている。ミトコンドリアの融合制御タンパク質を精製し膜に再構成することで膜融合反応の詳細解析を進めており、視神経形成異常となる遺伝病の原因遺伝子産物として同定された内膜のGTPaseタンパク質OPA1と脂質の協調的な膜融合反応の解析を進めた。膜結合型のL-OPA1と可溶型のS-OPA1の機能変換や、脂質組成(特にカルジオリピンの特性)について詳細な生化学的解析を進めた。一方、ミトコンドリアダイナミクスを変動させた細胞系を構築しその詳細解析を行うことで、その生理的意義についての研究を進めた。様々な細胞環境時での外膜と内膜の2重膜の変形に着目して研究を行ったところ、ミトコンドリアが膜電位を消失した状況ではミトコンドリアは独特な膜微細構造を形成することが明らかになり、細胞応答とミトコンドリアダイナミクスとの関係の理解を進めることができた。ミトコンドリア融合の分子機構解析に関しては、ミトコンドリア内膜融合に関与する因子OPA1のうち、膜貫通領域を持つL-OPA1と膜貫通領域をタンパク質切断されたS-OPA1の両方をカイコ幼虫発現系を用いて発現させ精製し詳細な解析を行ったところ、その融合における特性の違いを詳細に解析することができた。さらに哺乳動物培養細胞を用いて脂質合成酵素の関与を調べたところ、カルジオリピンの合成酵素が内膜の融合やミトコンドリア内部のmtDNAからなる核様体構造の制御に関与することを見出し報告することができた。さらにミトコンドリアの3次元微細構造観察を行うことで、機能不全となり膜電位を消失したミトコンドリアの独特な形態制御機構を見出すことができた。このようにミトコンドリア膜の動的変化に関して多方面からの研究を進展させることができた。これらの新視点からのミトコンドリアダイナミクス研究をさらに進めていく。ミトコンドリアの融合制御の分子機構に関しては、融合制御因子の発現・精製を進め、そのタンパク質特性の解析をさらに進めていく。並行して、哺乳動物培養細胞のミトコンドリアを生細胞観察し、siRNAを用いた遺伝子スクリーニングから既にミトコンドリアの構造制御に関わる遺伝子候補群を同定している。これまでの研究でタンパク質や脂質の制御に関与する一連の遺伝子がmtDNAの配置を含むミトコンドリア内部の構造制御に影響を及ぼすことを見出しており、更なる詳細解析からミトコンドリアの膜とゲノムの制御の分子機構とその関係の解析を進める。ミトコンドリアは細胞内で融合と分裂を繰り返しながらそのバランスの基に形態を動的に維持している。

このミトコンドリアのダイナミックな形態変化が、様々な生命現象の制御に関与していることが明らかになりつつある。我々は哺乳動物のミトコンドリア融合・分裂を制御するGTPase及びその関連因子を同定・解析することで分子理解を進め、一方関連遺伝子の欠損マウスを構築・解析することで個体内での生理的意義の解明を目指して研究を行っている。今回、マウスを用いてミトコンドリア分裂制御の分子機構の研究を進めた。新規マウス系列を構築し様々なマウス系列と交配を進め、様々な組織・環境におけるミトコンドリア分裂の役割の理解を進めた。またこれらの遺伝子欠損細胞群を用いて、siRNAを用いた遺伝子スクリーニングの実験系構築を進めた。検出条件が確立され、siRNAスクリーニングによる関連因子の同定を進めつつある。一方、ミトコンドリア内膜融合に関与する因子であるOPA1の生化学的解析も進めている。試験管内反応系を構築することで、ミトコンドリアに局在するリン脂質カルジオリピンが融合に重要な機能を持つことを明らかにした。また哺乳動物細胞から分画・単離したミトコンドリアを用いてミトコンドリア融合の試験管内反応系を構築することで、Caイオンがミトコンドリア融合の制御に関与することを明らかにした。これらの生化学的解析からミトコンドリアの選択的融合の基盤理解を深めることができた。マウス系列の構築が進み、様々な組織におけるミトコンドリア分裂の機能が見いだされつつあり、また関連遺伝子の同定も進んでいる。生化学的解析に関しては、ミトコンドリアが失活すると膜結合型のL-OPA1が分解され融合活性を失うことを以前に見出していたが、今回このL-OPA1をカイコ幼虫発現系を用いて発現させることで詳細解析が可能になった。これらの精製条件・手法を公開することで広くミトコンドリア研究領域に大きく貢献した。これらの一連の研究から、哺乳動物のミトコンドリアの動的変化の分子理解を大きく進めることができた。これらの新視点からのミトコンドリアダイナミクス研究をさらに進めていく。ミトコンドリアの融合制御の分子機構に関しては、融合制御因子の発現・精製を進め、そのタンパク質特性の解析をさらに進めていく。並行して、哺乳動物培養細胞のミトコンドリアを生細胞観察し、siRNAを用いた遺伝子スクリーニングから既にミトコンドリアの構造制御に関わる遺伝子候補群を同定している。これまでの研究でタンパク質や脂質の制御に関与する一連の遺伝子がmtDNAの配置を含むミトコンドリア内部の構造制御に影響を及ぼすことを見出しており、更なる詳細解析からミトコンドリアの膜とゲノムの制御の分子機構とその関係の解析を進める。今回構築したミトコンドリア融合の検出・解析系を用いて更なる詳細解析を進め、ミトコンドリア構造の動的変化の分子機構をさらに進めていく。特にL-OPA1と可溶性のS-OPA1との機能の変動や、リン脂質の膜融合に及ぼす効果の詳細理解を進めていく。また、これまでに作成・同定してきた細胞・遺伝子等を用いて、ミトコンドリアダイナミクスの分子機構やその意義を調べていく。