hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フォロワーの視点から見る広域連携イノベーションネットワーク形成要因の解明

昨年度において実施したヒアリングや文献調査を継続し、サンプルは少ないながら地方における産業クラスター形成に関する利害関係者や大学研究者等へのアンケート調査を行った結果、現時点において公開できる段階にはないものの、主たる調査対象地域である地域Aにおける人々のマインドをある程度把握できた。言えることは、産業クラスター形成に向けた取り組みは、地域社会・地域経済全体を通じた共通課題として認識されるべきと考えられるが、少なくとも地域Aにおいては、様々な利害関係者による「クラスター」というキーワードに対する解釈の相違に若干のボトルネックがあるやに見受けられる。本研究での最大の関心はリーダーシップについてであり、産業クラスター形成手法自体に関心を向けているわけではないが、このことは、産学官連携を通じた地域産業振興におけるリーダーシップの問題なのか、根本的な政策立案、実施における人的、制度的問題なのか、あるいは他に課題があるのかといった根本的なテーマでもある。今後の更なる調査で明らかにしたい。なお、地方において航空機産業を地域産業活性化のカギと位置づけることについては、同産業内や同産業に精通する人々からのヒアリング、文献調査等によれば相当に困難であることが明らかになりつつある。しかしながら、例えば地域Aにおける取り組みは、研究者らが用いる「クラスター」とは異なる概念に基づいている可能性があることと、そもそも航空機産業への中小企業による新規参入には膨大かつ長期の先行投資が必要でることから、現時点でこれが成功か失敗かを論じることは時期尚早である。また、本研究では一事例として航空機産業を採り上げているのであり、最終的には「先端科学・技術基盤型産業」による地域産業振興の可能性について論じたい。研究代表者は本研究の開始後、平成30年度から学内異動により主業務が大きく変わったことに伴い、それまでの産学連携関連の全国的研究者ネットワークとの関連性が乏しくなった。これにより、他地域での産学連携、クラスター形成に向けた取り組みについての情報収集に若干の支障が生じたが、研究推進手法にも工夫を加えることと、異動先組織における新たな研究者ネットワークにより、AI(機械学習)等の手法の可能性も見出しつつあるため、当初の想定とは異なる観点から研究成果が得られることも期待できる。研究の推進方法について大きくこれまでと異なることはなく、公開されている文書等情報、直接的面接やメール等を用いたインタービュー調査を中心に、微視的調査から得られる情報を積極的に進める。文書情報については、現在までの約10年間を対象として、各地域における産業振興策立案過程を分析しているが、文書情報は膨大であるため、地域間比較にはテキストマイニングや機械学習等の技術を導入する予定であり、本報告の時点で既に着手している。研究体制について、研究分担者1名が2018年度末をもって所属機関から退出したため、それまでの連携体制の維持が困難となり、同研究者を研究分担者から除外した。しかしながら前述のように、IT技術の導入も既に開始され、研究効率は大きく向上させられると考えられることから、研究体制の変更による支障は無いと考える。いわゆる地域産業クラスターについて、現在プロジェクト進行中の産業、地域を国内2地域と海外1地域を特定し、クラスター化とクラスターによる地域産業振興の可能性を検証している。具体的には、国内においては「地域イノベーション戦略推進地域」から航空宇宙産業をテーマとする2地域に対し、公開情報によって同テーマが選定された「合理的判断根拠」を求めた。航空宇宙産業は高度な技術やマネジメント体制が必須であり、参入から利益が得られるまでに長い時間を要する。ポーランド南部のアビエーション・バレーについて文献とヒアリング調査を実施したところ、同地では50年以上にわたるヘリコプター製造の実績を有し、関連企業が同地の産業実績を求めて集積し、自然発生的に現在のクラスターを形成した。一方、日本2地域においても核となる航空関連製造企業が存在するものの、少なくとも公式な統計からは航空機関連製造の集積事実は見られず、航空宇宙産業クラスターを官主導により形成するという試みの妥当性は未だ検証されていない。地域Aでは企業誘致による同産業の集積を図っているが、関連産業、他地域、大学等の研究機関との連携についての議論はほとんど認められない。一方地域Bでは、既に10年前(平成18年)において明示的に産業クラスターとその概念が議会でも議論された事実が認められる。両地域とも核となる企業の存在が認められているが、各中核企業の規模、当該産業に対する実績、財務、企業間ネットワークに大きな差が観察される。地域Aにおいてはいくらかのヒアリングを行ったが、同産業への傾倒について未だ明確な意思決定過程は発見されていない。本研究ではイノベーション創出にかかるリーダーシップのあり方を検証しており、ここで得られた知見は大学におけるイノベーター教育に逐次反映され、国際会議等で成果を発表している。研究計画段階において比較対象候補として挙げた地域に対し、各地域にある大学等の産学連携担当専任教員等からそれぞれの地域における産業振興政策、特にクラスター化関連活動についてヒアリングを行ったところ、いわゆる「ここだけの話」などから比較研究には適さないことが判明し、その後の比較地域の選定と予備調査に時間を要した。

本研究での最大の関心はリーダーシップについてであり、産業クラスター形成手法自体に関心を向けているわけではないが、このことは、産学官連携を通じた地域産業振興におけるリーダーシップの問題なのか、根本的な政策立案、実施における人的、制度的問題なのか、あるいは他に課題があるのかといった根本的なテーマでもある。今後の更なる調査で明らかにしたい。なお、地方において航空機産業を地域産業活性化のカギと位置づけることについては、同産業内や同産業に精通する人々からのヒアリング、文献調査等によれば相当に困難であることが明らかになりつつある。しかしながら、例えば地域Aにおける取り組みは、研究者らが用いる「クラスター」とは異なる概念に基づいている可能性があることと、そもそも航空機産業への中小企業による新規参入には膨大かつ長期の先行投資が必要でることから、現時点でこれが成功か失敗かを論じることは時期尚早である。また、本研究では一事例として航空機産業を採り上げているのであり、最終的には「先端科学・技術基盤型産業」による地域産業振興の可能性について論じたい。研究代表者は本研究の開始後、平成30年度から学内異動により主業務が大きく変わったことに伴い、それまでの産学連携関連の全国的研究者ネットワークとの関連性が乏しくなった。これにより、他地域での産学連携、クラスター形成に向けた取り組みについての情報収集に若干の支障が生じたが、研究推進手法にも工夫を加えることと、異動先組織における新たな研究者ネットワークにより、AI(機械学習)等の手法の可能性も見出しつつあるため、当初の想定とは異なる観点から研究成果が得られることも期待できる。航空宇宙産業を産業振興の核に据える地域は必ずしも多くない。これは上記のとおり同産業の特殊性に起因するものであるが、翻ってその特殊性は、同産業を地域の「目玉」に据えた意思決定過程の合理性や科学的な根拠の存在を確認する良いケースとなり得る。この度、同産業に注力する地域を海外においても発見し、かつ地域産業振興あるいは産業クラスターを学術的に研究する研究者とのネットワークを構築することができたため、まずは統計、議会議事録等の公開情報の更なる収集と分析を継続する。同時により深く慎重なヒアリング調査や、適時情報公開請求制度を利用した行政記録の調査分析により、地方自治体における産業政策上の意思決定過程をたどる。また、官主導の産業振興政策であっても、アクターは民間企業や同業者組合、産業支援機関等となるはずであり、これらの個人に対するヒアリングを進め、産業ネットワークの形成過程を同定する。また同時に、大学におけるイノベーター教育、具体的にはPBL型学習やインターンシップ等のプログラム作成と実施において、本研究で得られた知見を継続して反映、適用、評価する。
高圧力顕微鏡の開発と生体システムへの応用

細胞内に含まれる成分のうち、70%は水であり、生命活動を担う多くの化学反応は水溶液中で進行している。本研究課題では、タンパク質、DNAをはじめとする生体分子が、周囲をとりまく水分子と相互作用することで、どのようにして生物らしい構造形成や機能発現を生み出しているのかそのメカニズムを明らかにすることを目的としている。研究代表者らは、タンパク質の水和状態に着目し、高圧力により水和状態を変化させることで、構造・機能の変調イメージングを行える高圧力顕微鏡の開発に取り組んできた。H19年度は、バクテリアの運動器官であるべん毛モーターを研究対象に、高圧力による回転運動変調と応答計測を行った。べん毛モーターは、主要部分だけでも200以上のタンパク質から構成される巨大なタンパク質複合体であり、細胞外から流入するプロトンイオンの流れを利用して、トルク発生を行っている。研究代表者らは、べん毛の回転方向を調節するCheYを欠失させた菌体を用いて、高圧力顕微鏡の観測窓にべん毛を吸着させ「テザードセル」の実験系を構築し、回転運動が圧力によりどのように変調されるのか観測した。その結果、1000気圧程度の圧力により、べん毛モーターの回転方向・速度が変調されることが明らかになった。このような高圧力下でみられる運動様式は、べん毛モーターのトルク発生部位の周辺の構造や相互作用様式が変化することで引き起こされていると考えられる。本研究の目的は、高圧力下での光学顕微観測を可能とする「高圧力顕微鏡」を用いて、生体分子や細胞などの生体システムがどのような圧力応答を行うのか調べることにある。昨年度までの取り組みにより、研究代表者らは200MPaまでの耐圧性能をもつ光学顕微観測用の小型高圧セルの開発に成功してきた。大腸菌には、細胞本体から長くのびた「べん毛」とよばれる螺旋状の運動器官を回転させることで、推進力を発生させており、その運動能は光学顕微鏡下で容易に観察できる。本年度は、高圧力下で大腸菌の遊泳運動を観測することで、細胞運動の圧力応答について調べた。大腸菌の遊泳速度は、圧力の増加と共に低下し、80MPaでは遊泳運動停止した。その後圧力を下げると、再び運動し始めた。この可逆的な運動阻害は、140MPa程度の圧力まで可能であり、それ以上の圧力をかけると、遊泳運動を再開することはなかった。次に、テザードセルの系を用いて、高圧力下でべん毛モーター1個の運動計測を行ったところ、100MPa程度までは菌体の回転速度に変化はなく、その後、圧力と共に回転速度が低下することが明らかになった。したがって、大腸菌の運動機能は、圧力をかけることで、まず、複数あるべん毛間で同期がとりにくくなり、その後、べん毛モーターのトルク発生能が影響を受けることが明らかになった。来年度は、Na^+駆動型のべん毛モーターをもつ海洋性ビブリオ菌の運動計測を行うことで、べん毛モーターの圧力変調がイオンの取り込みか、それとも、トルク発生時のどちらに影響を与えるのか調べていく。
羊膜細胞をパッケージング細胞とした神経芽腫遺伝子治療

昨年度は,ヒト及びマウスの羊膜細胞の採取し,これを継代培養することに成功した。今年度の目標は、培養羊膜細胞に遺伝子を導入して、さらに遺伝子導入された羊膜細胞の生体内での生着効率を検討することであった。【羊膜細胞への遺伝子導入】導入遺伝子にはCMVpromoterにGreen Fluorescent Ptotein geneとその下流にPolyAを着けたプラスミッドを用いた。羊膜細胞への遺伝子導入にはGene Gunを用いた。遺伝子導入効率は、ヒト羊膜細胞で約40%、マウス羊膜細胞で56%であった。遺伝子の発現は蛍光顕微鏡を用いて蛍光の発現を観察することでおこなった。【羊膜細胞のホーミング】遺伝子導入したマウス羊膜細胞をマウスの脾臓内へ移植し、羊膜細胞の体内分布を経時的に観察した。移植した羊膜細胞は、脾臓だけにとどまらず、肝臓、骨髄にも認められた。【神経芽腫担癌状態での羊膜細胞の体内分布】マウス神経芽腫の周囲に遺伝子導入した羊膜細胞を移植して、経時的に体内分布を観察したところ、神経芽腫腫瘍塊の内部および、肝・脾臓に羊膜細胞を認めた。【今後の課題】本年度の目標は、さらに自殺遺伝子であるHSV-TKを羊膜細胞に導入して、マウス神経芽腫にたいする腫瘍増殖抑制効果を検討することであったが、遺伝子の羊膜細胞への導入効率が十分でないため、次年度に継続して研究したいと考える。【マウス羊膜細胞の維代培養】妊娠第18日目のA/Jマウスを屠殺後、開腹し、子宮を切開して、羊膜を摘出した。羊膜を細切し、トリプシン処理にて単離細胞を得た。これを37°C、5%CO_2下、20%FCS添加RPMI1640にて培養した。継代培養は34代行うことが可能であった。【遺伝子導入効率の検討】βガラクトシダーゼ(Lac-Z)遺伝子を発現するレトロウイルスベクターを羊膜細胞に導入し、その効率を検討する。現時点では、導入効率は約6070%であり、今後は導入効率の上昇をはかる必要がある。【来年度の目標】羊膜細胞のホーミング:Lac-Z遺伝子導入したマウス羊膜細胞を経静脈的に投与して、各臓器内での羊膜細胞の分布および、経時的変化を検討する。
バイオリージョナリズムに基礎をおく京都の自然と生活文化に関する調査およびその展開

1.京都におけるバイオリージョナリズムの展開:地域との連携を通じて、小学生の社家屋敷の見学会、火星や月の観望会、シンポジウム、社家屋敷の特別公開を実施した。賀茂文化研究会を設立し、会誌「賀茂文化」を創刊した。(1)環境資産の保全・継承のための環境バンクの必要性、(2)リーダーの育成の困難さと方策、(3)活性化の方策としての新行事の意義を明らかにした。社家屋敷の見学会は上賀茂探検クラブに移行し、地元の行事として定着させた。バイオリージョナリズムの精神から地域との連携には研究者と地域住民の信頼関係が重要であり、実証的に明らかにした。環境学習の基礎調査も意図して、ナミテントウ集団の翅紋多型に関する調査を上賀茂などで行った。小進化が一定方向に変化しており、気候の温暖化が最も重要な原因である。上賀茂の中位、低位段丘上には、腐植に富む厚い暗色土層が分布し、非アロフェン黒ぼく土で、母材は非火山性物質である。上賀茂特産のスグキナなどに、マイクロサテライトDNAの変異による類縁関係の解析を行い、2つのグループに大別されスグキナはカブ、ハタケナなどと同一グループに属する。環境白書を素材に、環境問題への対処における環境倫理の役割を考察した。2.京都の風と降雨の特性と鴨川への意識:京都地域における風速と降雨量の年最大値を、その発現の原因となった気象擾乱を調べ、発生する線状降水帯の特性を明らかにした。鴨川について、上、中、下流の9つの小学校の6年生と保護者にアンケートを行い、子供たちはもっと鴨川で遊びたいと思っているなど鴨川への意識を明らかにした。3.川にかかわる生活文化と環境の調査:高齢者への聞き取り調査を実施し、過去の明神川への関わり、生活での利用実態を明らかにした。現在の明神川の上流から末端までの水辺空間構成と利用実態の調査および住民意識を調査した。明神川を舞台に「アートプロジェクト」の企画をたてた。1.京都におけるバイオリージョナリズムの展開:地域との連携を通じて、小池の日本泳法の小学校での模範演技、小学生と保護者を対象とした明神川と社家の見学会、社家住宅の一般公開を実施した。これらのことから、(1)地域の環境資産に対する環境バンクの創設、(2)地元リーダーの育成の困難さ、(3)地元の活性化の方策としての新たな行事の意義を明らかにした。環境学習の基礎調査をも意図して次の結果をえた。ナミテントウの翅紋多型に関する予備調査を行い京都を中心に1940年代と比較して過去60年間に高温に適応している二紋型の頻度が上昇していることを明らかにした。上賀茂特産のスグキナを含むBrassica属植物について、DNAをプライマーにPCRを行い品種間の類縁関係を推定した。2.京都における風と降雨の特性とそれにかかわる鴨川への住民意識:近年に京都地域を襲った3個の台風の地表風と降雨量について、京都地方気象台と京都産業大学における実測値を比較した。その結果、京都産業大学における風と降雨は周辺の特殊な地形の影響を大きく受けることを明らかとした。鴨川の上・中・下流域の小学生を対象にアンケートを実施し、上流ほど鴨川を日ごろから遊び場として利用していること、多様な遊びの場として利用していることを明らかにした。

3.生命地域としてみた京都市北部地域の川にかかわる生活文化と環境の調査:上賀茂明神川における人と水空間の関わりについてまず現状を把握するために、明神川の流路の位置、断面形状、周辺の土地利用を現地踏査および水管理者への聞き取りにより確定した。これにより明神川が農業用水であることからも流れが面的に広がり流末が複雑で、賀茂川、疏水分線、高野川水系の泉川に流入していることが明らかとなった。今後、各地域での生活とのかかわりを調査する。1.京都におけるバイオリージョナリズムの展開:バイオリージョナリズムに基礎をおいた地域との連携を通じて、小池の日本泳法の小学校での模範演技、小学生を対象とした社家の見学会、小学生と保護者を主な対象とした火星の観望会、地域住民を主な対象としたシンポジウムの開催、社会を対象とした社家住宅の特別公開を実施した。これらのことから、(1)地域の環境資産に対する環境バンクの創設とその利用、(2)地元リーダーの育成の困難さとその方策、(3)地元の活性化の方策としての新たな行事の実施の意義を明らかにした。環境学習の基礎調査をも意図して次の研究を実施した。ナミテントウ集団の翅紋多型に関する調査を上賀茂地域で集中的に行い、過去60年間に暖地適応型である二紋型の割合が統計的に有意な増加をしていることを明らかにした。上賀茂特産のスグキナやツケナ、ハクサイ、カブ類の野菜を用いて、マイクロサテライトDNAの変異による品種間の類縁関係の解析を行い、調査した野菜は2つのグループに大別され、スグキナはカブ、ハタケナ、ミズナと同一グループに属し、遺伝的関係の近さが示唆された。上賀茂周辺の段丘上に生成している火山灰土について、火山灰の起源、土壌の性状、分布状況を予察した。スグキナを栽培している土壌の養分分析法を検討した。2.京都における風と降雨の特性:平成15年に京都付近を通過した台風10号について、気圧場の数値解析を行った。この解析結果を過去の台風の解析結果と合成することを試みる。3.生命地域としてみた京都市北部地域の川にかかわる生活文化と環境の調査:明神川を舞台とした「アートプロジェクト」に向けての予備調査を行い、企画の実現性について検討した。前年度に実施した水辺空間構成の現況について、追加調査を行なった。バイオリージョナリズムに基礎をおいた地域との連携を通じて、小学生を対象とした社家の見学会、小学生と保護者を主な対象とした月のクレーターの観望会、地域住民を主な対象としたシンポジウムの開催、社会を対象とした社家住宅の特別公開を実施した。これらの活動を通じて、社家の見学会は地元の上賀茂探検クラブにその主体を移行することができ、地域の行事として定着させることができた。バイオリージョナリズムの精神からも地域との連携には研究者が地域との間にどのように信頼関係をつくり上げていくかが重要であり、それを実証的に明らかにした。地域の環境学習の基礎調査になることをも意図して、ナミテントウ集団の翅紋多型に関する調査を上賀茂地域で集中的に行うと同時に、新潟市、佐渡赤泊、大分県南海部郡において採集を行い比較検討した。各地域内での環境変化に適合した小進化が頻度の一定方向への経時的変化をもたらしており、遺伝子的頻度のこのような変化をもたらした環境の変化は、気候の温暖化が最も重要といえる。上賀茂の中位・低位段丘上には、農家が黒ぼく土と呼んでいる腐植に富む厚い暗色土層を持つ土壌が分布している。分析の結果、この土壌はリン酸吸収係数が高いが、粘土は結晶性粘土鉱物からなることから、非アロフェン黒ぼく土であると結論した。
要介護高齢者と介護者に対する在宅サービスの効果評価:介護保険導入前後の比較

【目的】介護保険制度の施行後、在宅サービスの利用量は増えているが、利用者や家族に対する効果については評価が不足している。本研究は、地域在住の高齢者の確率標本から要介護高齢者をスクリーニングし、その介護者を追跡調査することによって、在宅サービスの利用が介護ストレスの軽減や在宅継続に貢献しているか否かを縦断的に測定することを目的とした。さらに介護保険制度施行前に実施した介護者のパネル調査データと比較し、介護保険前後で在宅サービスの効果がどのように変化しているかを検討した。【対象と方法】2002年に東京都下の一市部において65歳以上の住民の確率標本(10,000人)を対象に日常生活動作と認知能力を調べる調査を実施し、在宅要介護高齢者を把握した。その主介護者に対して訪問面接調査を実施し、1年後に追跡調査を行った(初回調査完了数595、追跡調査完了数526)。このデータベースと介護保険前の199697年に同市で同様な手法により実施したパネル調査のデータを分析に用いた。【結果と考察】1)パネルデータを用いて介護ストレスに対する在宅サービスの効果を検討した結果、在宅サービスの利用が介護ストレスを軽減するような効果は介護保険前だけでなく介護保険後も検出できなかった。サービスの利用量は増えているが、介護ストレスを軽減するには量的にまだ不十分である可能性やサービスの質的な問題、サービス利用に伴うストレスなども考慮する必要がある。2)在宅サービスの利用と在宅継続との関係を検討した結果、在宅サービスの入所抑制効果は介護保険後の方が全体として弱くなっていた。介護保険後のデータでは、身体障害の重度化に伴う入所リスクの増大はホームヘルパーの多用により抑制されることが示されたが、認知障害の重度化に伴う入所リスクの増大を抑制するようなサービスはなく、痴呆介護への対応が不十分であることが示唆された。介護保険制度の導入に伴い、在宅サービスの利用量が増加しているが、在宅サービスの利用が介護者の負担軽減や在宅介護の継続につながっているのか、といった効果評価はあまり行われていない。本研究は、地域在住の高齢者の確率標本から要介護高齢者をスクリーニングし、その介護者を追跡調査することによって、在宅サービスの利用が介護者の負担軽減や施設入所の防止等に貢献しているか否かを擬似実験的に解明すること、さらに、その結果を介護保険導入前に実施した介護者のパネル調査の結果と比較し、介護保険導入前後で在宅サービスの効果がどのように変化したかを評価することを目的としている。15年度は以下の課題に取り組んだ。(1)追跡調査の実施:2002年に、東京都下の一市部における65歳以上の住民の確率標本(10,000人)を対象に日常生活動作と認知能力に関する調査を実施し、要介護高齢者を把握、その主介護者に対して訪問面接調査を実施した(完了数595)。2003年は、この完了者に対する追跡調査を実施した。追跡調査時に高齢者が在宅療養を継続していた場合は「在宅用調査票」を、長期入院、入所、死亡していた場合は「入院・入所・死亡用調査票」を用いて訪問面接調査を実施した。調査完了数は526(在宅票完了436、入院・入所・死亡票完了90)であった。(2)既存の横断調査データの解析:本研究の主な目的は、介護保険導入前と導入後にそれぞれ実施したパネル調査に基づき、在宅サービスの効果を縦断的に検討することである。しかし、それに先立ち、今年度は既存の横断調査データを用いて、在宅サービスの効果が介護保険前後でどのように異なるかを検討した。その結果、介護保険以前(1996年)は重度の痴呆性高齢者を介護していてもホームヘルパーを利用することにより介護者の入所希望が抑制されるといった緩衝効果が見られたが、介護保険後の調査(2002年)では、そのような効果が検出できなくなっていた。在宅サービスは量的に拡大しているものの、効果としてはまだ十分でない可能性が示唆された。

2)在宅サービスの利用と在宅継続との関係を検討した結果、在宅サービスの入所抑制効果は介護保険後の方が全体として弱くなっていた。介護保険後のデータでは、身体障害の重度化に伴う入所リスクの増大はホームヘルパーの多用により抑制されることが示されたが、認知障害の重度化に伴う入所リスクの増大を抑制するようなサービスはなく、痴呆介護への対応が不十分であることが示唆された。
基底核と視床・新皮質の関係性を考慮したモデルの構築とそのダイナミクスの解析

細胞内記録実験により、大脳基底核・線条体の主要な細胞である線条体投射細胞が閾値下膜電位で二状態遷移を繰り返すことが示されている。しかし、この実験が行われた麻酔下と覚醒下では細胞の入力源である大脳皮質の活動レベルが根本的に異なるため、観測されている状態遷移が覚醒下でも起こり情報処理に本質的かどうかは自明ではない。これを調べるには覚醒下における閾値下膜電位状態を知る必要があるが、現時点での実験技術では非常に困難である。そこでその間接的な手法として、投射細胞モデルによる計算機実験と覚醒下でも可能である細胞外記録実験との相補的な解析を用いた。もし閾値下で二状態が存在するなら、神経細胞が活動電位を発射するに十分な刺激を与えた場合、刺激に誘発される活動電位が二つの潜時を示すと予想される。まず線条体投射細胞の詳細なモデルを構築し、計算機実験によりこれを確かめた。次に覚醒状態のサルに対して大脳皮質・一次運動野を電気刺激し、線条体での影響を計測した。線条体での計測は細胞外記録法であり投射細胞の活動電位しか計測できないが、前述の仮説の下、刺激に誘発される活動電位の時間分布を調べたところ二峰性の分布を示した。このことから、線条体投射細胞は覚醒下においても閾値下二状態遷移を繰り返し、この遷移が線条体情報処理のなんらかの役割を担っていることを示唆している。また本研究で適用した手法は入出力関係が解剖学的に確定されている部位で応用可能であり、閾値下状態の神経情報処理への寄与を調べる上で重要な手法といえる。
極薄Si酸化膜上におけるGeナノドットの形成過程と微細構造の原子直視実空間評価

当該研究では、まずGeナノドットの核形成、成長などの一連のプロセスを明らかにし、次にGeナノドットとSi界面近傍における欠陥の正体、および原子拡散現象などを解明することを目指す。それで、本系におけるGeナノドットの形成メカニズムと、PLスペトルの起源などを総合的に評価することを目的とする。手法としては、実空間かつ原子レベルでその場観察でき、実際に表面・界面での時々刻々変化していく様々な物理現象の解明できるUHV in-situ HR-profileTEM法(UHV in-situ high-resolution transmission electronmicroscopy in the profile-imaging geometry)、また、高角度散乱した非弾性散乱電子で結像するため、曖昧さのない原子コラム位置を直視観察できる特徴をもつHAADF-STEM法(high angle annular dark field-scanning resolution transmission electron microscopy)を用いている。初年度の平成19年度では、極薄Si酸化膜付きのSi(111)基板上にGe蒸着を行い、まずGeナノドットの核形成、成長の諸過程を、次に形成後のGeナノドット、およびそれとSi基板の界面近傍での微細構造の評価を試みた。Geナノドットの核形成・成長については、臨界核サイズを境に最初緩やかに成長してから急激に成長する様式を示すことが明らかになった。また、形成されたGeナノドットは、Si基板上にエピタキシャル成長し、約70%が単結晶であることがわかった。その際、粒径10nm以上では転位を導入してGe本来の格子定数を示しており、粒径10nm以下では転位がなく圧縮歪みを蓄えていることが明らかになった。以上の結果から、臨界核サイズを用いた、極薄Si酸化膜上でのGeナノドットの成長モデルを提案し、以前市川グループが提唱した成長モデルの妥当性の裏付けのみならず、より詳細な成長モデルの提案・評価ができた。特に、本研究に用いたHR-profileTEM法による極薄Si酸化膜付きのSi(ll1)基板上でのGeナノドットの成長様子を実空間かつ原子レベルでのその場観察は、世界での初めてとられた成果であり、日本成長学会誌などに発表し、高い評価を得た。UHV in-situ HR-profileTEMは、実空間かつ原子レベルでその場観察でき、実際に表面・界面での時々刻々変化していく様々な物理現象の解明できる強力な手法の一つである。また、HAADF-STEMは、電子プローブを試料上の1Å程度の領域に絞るため、試料の原子コラムレベル毎の組成分析が可能であり、高角度散乱した非弾性散乱電子で結像するため、曖昧さのない原子コラム位置を直視観察できる特徴をもつ。本研究では、上述した手法の強力な特徴を生かし、市川らによって報告されたナノ構造体による新しい物性や素子特性が期待されるSi基板に形成した極薄Si酸化膜上でのGeナノドットの作製を試み、まず(1)同基板上でのGeナノドットの核形成、成長などの一連のプロセスを明らかにし、次に(2)GeナノドットとSi界面近傍における微細構造、および原子拡散現象などを解明することを目指した。平成19年には、上記(1)関してUHV in-situ HR-profileTEMを用いて、Geナノドットの核形成・成長については、臨界核サイズを境に最初緩やかに成長してから急激に成長する2段階の成長様式をし、また、形成されたGeナノドットは、Si基板上にエピタキシャル成長し、約70%が単結晶であることを明らかにした。平成20年には、上記(2)関してUHV in-situ HR-profileTEMとHAADF-STEMを用いて、Geナノドット直下に極薄Si酸化膜が存在する証拠を世界で初めて実空間で捕らえおり、また極薄Si酸化膜直下には新たなGe-rich layerが存在することを明らかにし、本系における原子レベルでの新しい構造安定モデルを提案することができた。
公企業の効率性：証拠に基づいた医療システムのガバナンスの検証

公企業の効率性を検証するため、イギリスの医療システム(National Health Service)のガバナンスを分析した。NHSから各地域の財源管理団体への予算配賦と使途等に関する分析の結果、NHSは適正に予算配賦等をしていた。また、医療計画におけるサービス提供圏の規模に関して、NHSの財源管理団体と日本の二次医療圏における患者数および医師数の点から比較した。一次医療を提供する財源管理団体と医療圏の適切な規模の大きさなどを導いた。日本の公企業のガバナンスでは、介護経営の透明性に焦点を当てた。第三者評価の導入に意欲的な介護施設ほど、入居者に提供するサービスの質が高い点などを明らかにした。今年度は、イギリスの公企業のデータの収集および編集作業を行った。検証するテーマ内容のうち、公企業に対する予算の増額に伴って、その傘下の地域統括組織がどのような予算配賦を行うようになったか、に関しては、データを公開していなかった地域統括組織への問い合わせも行ったため、ほぼデータが揃った。また、地域統括組織に対する予算増額率と、各地域統括組織の経営陣に対する報酬増額率との関係についても、経営陣の氏名や経営陣の報酬を経年的に一般公開していない場合に別途問い合わせを続けている。さらに、地域統括組織に対する予算増額に伴う、下部組織の従業員数や雇用形態などの変化を調査しているが、閉鎖や移転、合併をした下部組織が多く存在することから、各地域統括組織もしくは各下部組織に対して問い合わせを続けている。上記の作業とともに、文献レビューなどを行っているので、データが揃い次第分析を行い、論文執筆を行う。上記と併行して、日本へのインプリケーションを導くために、公的資金を用いながら社会サービスを運営する組織の運営を日本を中心に検討し始めた。とりわけ、日本の介護保険財政下の高齢者入所施設の効率性を分析するため、データセット作成を始めている。各高齢者入所施設がどのような経緯で非効率経営を行いがちであり、どのようなガバナンスを行えば入所者に十分なサービスを提供できるのかを明らかにする予定である。本研究では、先進諸国の公企業において非効率な経営が行われがちであることに着目し、イギリスの医療制度改革に伴うガバナンスの変化に焦点を当てながら、公企業における効率的経営の阻害要因を分析している。初年度の研究内容は、イギリスの医療システムがなぜ非効率なガバナンスに陥るのか、またそれは公企業のどの部分に表れるのか、に関して把握するため、組織内部の実態調査につとめた。具体的には、高齢者が多く医療の需要が大きいイングランド南部地域の財源管理主体に対して、予算管理の面での実務上の問題点などをインタビューした。また、財源管理主体の傘下のクリニックと病院に対して、予算の制約内での良き医療の実践についてインタビューを重ねた。それらを通じて、財源管理主体の意思決定や予算配賦の実情、および傘下の病院経営者・医師に対するインセンティブ付けに関する実態が明らかになった。予算が余り有効に使用されていない、非効率経営をしている組織も明らかになった。ここでの結果は、日本における公企業のガバナンス改革(独立行政法人や自治体運営の組織など)に関する議論に学術的・実践的な示唆を与えるので、できるかぎり早く論文執筆および学会発表を行う予定である。公企業のガバナンス改革による効率性への影響を測るため、その予備的考察として、ブレア政権時のNHSのガバナンス制度改革に関する論文をまとめた。現在は、ガバナンス改革によってNHSの運営がどのように住民の医療サービスへのアクセスなどを向上させたかなどを分析中である。イギリスでの例をもとにして、日本の公的な高齢者入所施設(特別養護老人ホームと介護老人保健施設)の運営に関する論文もまとめた。具体的に、公的施設が評価制度(入所者アンケートおよび第三者評価)を導入することにより、どのように介護サービスの質を高めたか、という実証分析を行った。公企業の効率性を検証するために、イギリスの医療システム(National Health Service)のガバナンスを分析した。分析にあたり、NHSから支出、各地域の財源管理団体への予算配賦、その内訳等に関するデータセットを作成した。それをもとにガバナンスを分析した結果、NHSから財源管理団体への予算配賦等は適正に行われている一方で、各財源管理団体の経営陣の報酬に大きなばらつきがある点などが明らかになった。またイギリスでの考察が医療計画の考察に活かせると考え、最終年度には、日本とイギリスの医療計画におけるサービス提供圏の規模の比較を、上記の財源管理団体と日本の二次医療圏の患者数および医師数の比較から行った。その結果、プライマリケアサービスを提供する財源管理団体および医療圏の適切な規模の大きさを導き出した。一方、日本の公企業のガバナンスとしては、介護施設の運営における透明性に焦点を当てた。介護サービス情報公表システムに基づいて、全国の介護施設(特別養護老人ホームと介護老人保健施設)の第三者評価の実施状況を明らかにした。その結果、第三者評価の導入に意欲的な介護施設ほど、サービスの質が高い点などが明らかになった。本研究では、期間全体を通じ、イギリスの公企業の分析をもとに日本の公的セクターの運営について考察した。今後は日英ともに、トップマネジメント、外部監査、意思決定、パフォーマンス、サービスの質等アウトカムなどの点からさらに精査を重ねる必要はあるが、公企業経営の分野を新たに開拓する実証的な研究をすることができた。

一次医療を提供する財源管理団体と医療圏の適切な規模の大きさなどを導いた。日本の公企業のガバナンスでは、介護経営の透明性に焦点を当てた。第三者評価の導入に意欲的な介護施設ほど、入居者に提供するサービスの質が高い点などを明らかにした。在外研究を行ったため、データ収集・分析を行うにあたり、手続きや新たな書類整理等に時間がかかったが、その分知見が深まったので今年度中に成果が多くでる予定である。NHSについては、ブレア政権時のガバナンス改革が、医療サービスの質や患者による医療機関へのアクセスなどにどのような影響を与えたかに関して実証分析を行い論文をまとめる予定である。日本の高齢者入所施設に関する分析では、2015年に近刊予定の論文では1県の高齢者入所施設の介護サービス情報公表システムを用いた実証分析であったが、全国のデータセットの作成と分析を終えているので、各県ごとの同システムの導入状況およびサービスの質への影響に関して、同都道府県格差の論文発表と研究報告を近々行う予定である。その他、医療介護のみならず他の公共サービスの効率性分析や、他国のケースなどへ関心とそれに基づく研究が広がっており、早々に論文としてまとめる予定である。イギリスの公企業であるNational Health Serviceに関するデータに関して、問い合わせ先の担当者の変更や組織の改編などがあり、データの収集と編集に多くの時間がかかっている。ただし、先行研究の調査や分析に際しての要点はすでにつかんでいるので、データの編集作業が終わればすみやかに分析を行い論文を執筆ができる状態にしている。一方で、日本へのインプリケーションを得るため、とりわけ日本の介護保険財政下の高齢者入所施設に関するデータの収集と編集を行っている。現在は厚生労働省の公開データを用いて、研究対象として定めた岐阜県の高齢者入所施設(主に、介護老人福祉施設、介護老人保健施設、介護療養型医療施設)の一覧データを作成中である。本データは、各入所施設の自由記述欄があるため、フォーマットを統一することなどに時間がかかっている。ただし、イギリスのデータと同様に、先行研究の収集と考察などはすでに行ってきたので、データの編集作業が終わればすみやかに分析を行い論文執筆ができる状態となっている。初年度は、文献収集、仮説の設定、インタビュー先の選定、インタビューの実施、データ整理、論文執筆といった一連のプロセスがおおむね順調に進んでいる。具体的には当初予定していた3つのテーマのうち、「財源管理主体が予算増につれてどのように予算を使用するようになったか」というテーマ1において最もよい進捗が見られた。財源管理主体について、各種資料を用いて予算の使途を経年的に明確に把握できたことが大きい。またその予算使途に関して、担当者への質問を繰り返すことによって意味合いをも理解することができた。
β-アレスチン偏向性オーファンGPCRに特化した次世代ペプチド性リガンド探索

Gタンパク質共役型受容体のなかで残存するオーファン受容体(およそ90種類)の内因性リガンド探索研究の推進を目指し、受容体下流の独立した二つのシグナル伝達経路(Gタンパク質経路およびβ-アレスチン経路)を用いて新規アッセイ系の開発を行った。β-アレスチンシグナルを検出するアッセイ系は、酵素コンプリメンテーション法を用いて最適化し、網羅的スクリーニングに適応可能な独自のアッセイ系を確立した。Gタンパク質シグナルは、これまで検出が煩雑であった種々のGタンパク質サブユニットシグナルを簡便に検出する新規アッセイ系の樹立に成功した。両アッセイ系を併用して内因性リガンドのスクリーニングを進めている。オーファンGPCRの中でクラスAに属する受容体は、90種類ほどが同定されている。このうち、ヒトとマウス間でオルソログ対応が困難なMAS related gene受容体ファミリー、Trace amine受容体ファミリーを除く70種類ほどの受容体を選定して内因性リガンド探索研究の対象とした。それらのオーファンGPCRを独自に開発した酵素コンプリメンテーション法に基づくGPCRとβ-アレスチンの相互作用を評価するアッセイシステムに供するために、現在、順次対象オーファンGPCRをベクターにクローニングし、遺伝子発現ライブラリーを構築している。GPCRのβ-アレスチンバイアスド活性を迅速に評価するために、Gタンパク質シグナルとβ-アレスチンシグナルを一度にアッセイ可能な、新たなインディケーター細胞を作製した。Gタンパク質シグナルを検出するルシフェラーゼレポーター遺伝子と酵素コンプリメンテーション法で用いるβ-ガラクトシダーゼのω遺伝子断片と融合させたβ-アレスチン-ω遺伝子を同時に発現させた培養細胞株を樹立した。この新たに樹立したインディケーター細胞をポジティブコントロールとしてアンギオテンシン受容体を用いて検定したところ、Gタンパク質シグナルとβ-アレスチンシグナルを同時に測定できることが明らかとなった。リガンドが不明なオーファンGPCRでは、下流で相互作用するGタンパク質の種類が明らかでないことから、受容体の活性化状態をGタンパク質依存的なセカンドメッセンジャーの変化を通じて評価することは困難である。そこで、リガンド刺激により活性化された受容体の多くがβ-アレスチンと会合することを利用して、活性化受容体を特異的に検出する評価系(β-アレスチンアッセイ)を構築した。クラスAに属するおよそ90種類のオーファンGPCRの中で、ヒトとマウスの間でオルソログ対応が困難なMAS related gene受容体ファミリー、Trace amine受容体ファミリーを除いた70種類ほどの受容体を内因性リガンド探索研究の対象とした。β-アレスチンアッセイ用に独自に開発した受容体遺伝子発現ベクターに全てのオーファンGPCR遺伝子をクローニングし、オーファン受容体ライブラリーを構築した。実際にリガンドスクリーニングを開始する前に、β-アレスチンアッセイ系の汎用性を評価した。β-アレスチンアッセイ系をリガンドが既知である100種類ほどのGPCRに対して運用したところ、およそ半数の受容体で検出されるべきリガンド依存的な活性が検出されなかった。この予想外の結果を踏まえ、β-アレスチンアッセイ系に加えて、一つのアッセイフォーマットで全てのGタンパク質シグナルを評価できる汎用性の高いGタンパク質シグナル検出系の開発を開始した。活性化受容体を特異的にモニターするβ-アレスチンアッセイの汎用性を種々のGPCRで検討したところ、およそ半数の受容体で検出されるべき活性が検出されなかった。この予想外の結果により、一つのアッセイフォーマットで全てのGタンパク質シグナルをモニターできるアッセイ系の確立をさらに試すこととなった。このため当初の計画よりプロジェクトの進行はやや遅れている。確立したβ-アレスチンアッセイ系の汎用性をリガンド既知のおよそ100種類のGPCRを用いて評価したところ、リガンド依存性の活性化を検出できた受容体はおよそ半数に留まったことから、Gタンパク質経路に対するアッセイ系を導入することを検討した。リガンドが未同定であるオーファンGPCRは、標的とする受容体の一次構造から活性化されるGタンパク質経路を予測ことは困難であるため、これまではGタンパク質経路の評価は複数のアッセイ系を併行せざるを得なかった。そこで、スクリーニングにおいて問題となるこのような煩雑さを解決できる汎用性の高いアッセイ系の開発を試みた。今回、新規に樹立したアッセイ系はマイクロプレートを用いてワンステップで施行できることから秀逸であることがわかりつつある。本Gタンパク質アッセイ系とβ-アレスチンアッセイ系をいくつかの既知受容体に運用したところ、カンナビノイドI型(CB1)受容体のリガンドであるΔ9-テトラヒドロカンナビノール(THC)は、CB1受容体のGタンパク質経路のみをパーシャルに活性化するバイアスドアゴニストとして作用することが明らかとなった。一方、JWH-018およびいくつかのCB1受容体アゴニストは、Gタンパク質経路とβ-アレスチン経路の両者を共に強く活性化することが判明した。このように、Δ9-THCがCB1受容体のGタンパク質バイアスドリガンドであることが新たに見出だされたことから、両アッセイ系の併用は重要であり、今後、両アッセイ系を運用してGPCRリガンドスクリーニングを継続していく予定である。

Gタンパク質シグナルは、これまで検出が煩雑であった種々のGタンパク質サブユニットシグナルを簡便に検出する新規アッセイ系の樹立に成功した。両アッセイ系を併用して内因性リガンドのスクリーニングを進めている。職場の移動(筑波大学から東京大学)があり、赴任先での研究環境の整備などに時間を要したため、多少計画が遅れている。GPCR下流のGタンパク質シグナルは、細胞内のcAMPやカルシウムの濃度を変化させる。しかしながら、オーファンGPCRでは、事前にそれらのセカンドメッセンジャーの挙動を予測できないので、複数のアッセイ系を併行して実施し、全てのGタンパク質シグナルを網羅的に調べる必要がある。この煩雑さを解消するために、一つのアッセイフォーマットで全てのGタンパク質シグナルをモニターできる汎用性の高いアッセイ系の開発を開始した。今後はこの開発中のアッセイ系とβ-アレスチンアッセイ系を併用しリガンドスクリーニングを進めていく。分子薬理学受容体遺伝子発現ライブラリーの早期完成を目指し、生体抽出物のスクリーングを実践する。
時間軸と生体力学機能軸を統合した多元計算解剖モデルによる肺がん切除術後の予測

本研究では肺切除術後の生体力学シミュレーションを行い、残存肺における生体力学的状態を計算機上で再現し、医用画像における残存肺の形態情報と生体力学機能情報との関連性を明らかにすることにより、残存肺拡張の予測手法を開発する。前年度の研究に続いて、本年度ではまず肋間筋の収縮が胸郭運動に及ぼす影響を調べた。各部位の肋間筋が肋骨に作用する回転モーメントが異なり、そのモーメントの分布が胸郭の変形ひいては呼吸能力に影響を与えることを明らかにした。さらに、気流解析においては、主気管支を3D、細気管支を1D、肺実質を0Dとして、3D-1D及び1D-0D間で流量保存則および圧力の連続条件が満たされるように接続した各階層の気流流れの連成解析手法を開発し、呼吸系全体における気流流れ解析を可能にした。一方、これまでの呼吸シミュレーションモデル構築に使用されていた医用画像は吸気末期のものであるため、主要呼吸筋の収縮を再現できない;肺は左肺と右肺のみで、各肺葉を区別しないなどの欠点があるため、呼吸系モデルの作成方法を改良し、より生理学的及び解剖学的状態に近い呼吸系シミュレーションモデルを構築した。各肺葉を区別することにより、肺葉間の接触状態が複雑となり、安定的収束計算が難しくなるため、より効果的接触解析アルゴリズムを適用した。以上の成果を基に、各肺葉の切除術シミュレーションを行い、残存肺の変形、肺内空気流れの変化、肺胞圧の変化、残存肺の歪み及び応力分布などを調べた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。そのため、まず平成29年度の研究では、肋骨間にバネを導入した従来の胸郭変形シミュレーションに対し,胸腔内力学的環境を正確に再現するため,本研究では呼吸に関与する主要な呼吸筋を導入し,胸部骨格,筋肉及び肺と心臓を含む胸部内腔を一体化して解析することにより,人為的要因を排除して胸腔内圧並びに肺が受ける周囲組織からの圧迫を合理的・定量的に定め,肺の解剖学的構造及び生理学的現象を正確に反映できる胸郭変形シミュレーション手法を開発した.また、肺を固体相の肺実質と流体相の細気管支及び肺胞内の空気からなる混合体(緻密なスポンジ状多孔質体)と見なし、肺内気流流れと肺実質変形との連成に関する解析手法を開発した。これにより、生理学的現象と一致した呼吸における肺の容積変化、肺胞圧及び胸腔圧の解析結果が得られた。さらに、気管支内の気流流れと呼吸に伴う気管支の変形を連成解析するため、有限要素法と格子ボルツマン法の連成解析手法を開発した。また、第10世代の分岐までの気管支モデルを作成したうえ、気流の流れ解析に粒子法を導入することにより、細い気管支内の気流流れを解析する手法を開発した。今後の研究では、これらの手法の検証と改良を行い、肺切除術後の呼吸シミュレーションを展開していく予定である。肺切除術を受けた患者の医用画像を使用するため、山口大学医学部付属病院の倫理委員会による審査が必要であり、それに対応するための医師との調整や書類の準備などにより、肺切除術後の呼吸系モデルの作成が遅れた。今後の研究では、これまでに開発した手法の検証と改良を行い、肺切除術後の呼吸系モデルを作成したうえ、呼吸における生体力学シミュレーションを行う。また、術後肺の解剖学的形態変化の特徴を抽出し、呼吸系生体力学シミュレーションの結果との比較検討を行う。
シグナル伝達分子異常による血液疾患分子モデルの確立

1.巨核球造血におけるStat3のin vivo機能解析:我々はトロンボポエチン刺激によって活性化されるStat3に注目し、巨核球造血におけるStat3の機能を明らかにすることを目的に、赤血球・巨核球系に特異的に発現するGATA-1のプロモーターにStat3ドミナントネガティブ型(Stat3F)を連結させたコンストラクトを用いてトランスジェニック(Tg)マウスを作製した。定常状態ではヘモグロビン値、血小板数、血小板機能は正常であったが、5-FU投与後の骨髄抑制からの血小板造血の回復に明らかな遅延が認められた。Stat3が巨核球系前駆細胞の急激な増幅に重要な役割を担っていることが示唆された。2.造血におけるFKHRL1のin vitro機能解析:Forkhead転写因子ファミリーはForkhead domainと呼ばれるDNA結合ドメインを有し、非常に広範な種で保存されており、胚形成、分化、腫瘍発生など生物にとって重要な機能を担っている。特に線虫に存在するDAF-16は寿命に関わる分子として注目されている。我々はDAF-16のヒトホモログであるFKHRL1がエリスロポエチンやトロンボポエチンシグナル伝達系の下流に存在することを明らかにした。さらにヒト臍帯血由来CD34陽性細胞への活性型FKHRL1cDNA遺伝子導入実験を行い、形成される赤芽球コロニー数が有意に減少することを見出した。UT-7/EPO細胞株を用いてタモキシフェンによるFKHRL1発現誘導系を樹立し、FKHRL1が細胞周期をG0/G1期に停止させることを証明した。さらにDNAマイクロアレイ法を用いて、タモキシフェン添加前後の遺伝子発現パターンを比較検討し、両者で発現の異なる遺伝子を検出した。その結果、TRAIL、PA26を含む数種類の遺伝子がFKHRL1の標的遺伝子である可能性が示唆された。現在GATA-1の発現調節領域の下流にマウスの活性型および優位抑制型FKHRL1を連結させたコンストラクトを作製し、Tgマウスの樹立を行っている。我々は以前に白血病細胞株を用いてエリスロポエチン刺激によってStat1、Stat3、Stat5が活性化されること、トロンボポエチン刺激によってStat3、Stat5が活性化されることを明らかにした。そこで本研究ではエリスロポエチンとトロンボポエチンで共通に活性化されるStat3に注目し、Stat3のin vivo造血における機能を明らかにすることを目的に、赤血球・巨核球系に特異的に発現するGATA-1のプロモーターにStat3ドミナントネガティブ型(Stat3F)を連結させたコンストラクトを用いてトランスジェニック(Tg)マウスを作製し、赤血球・巨核球造血におけるStat3の役割を解析した。【結果】定常状態ではヘモグロビン値、血小板数、血小板機能は正常であった。しかし5-FUで処理し、骨髄造血を抑制したところ、その後の血球回復に顕著な違いが認められた。すなわちヘモグロビン値及び血小板数の回復が明らかに遅延した。【考察】Stat3は赤血球・巨核球系前駆細胞の急激な増幅に重要な役割を果たしていることが明らかになった。最近線虫の寿命に関係するdaf16のヒトホモログであるFKHRL1がエリスロポエチンやトロンボポエチンシグナル伝達系の下流に存在し、細胞周期をG0/G1に停止させることを明らかにした。現在GATA-

1プロモーターに活性型FKHRL1を連結させたコンストラクトを用いてTgマウスを作製中である。我々は今までに白血病細胞株を用いてエリスロポエチン刺激によってStat1、Stat3、Stat5が活性化されることを明らかにしてきた。さらに昨年度の研究で赤血球・巨核球系に特異的に発現するGATA-1のプロモーターにStat3ドミナントネガティブ型(Stat3F)を連結させたコンストラクトを用いてトランスジェニック(Tg)マウス(Stat3FTgマウス)を作製し、Stat3の巨核球系前駆細胞増幅における重要な機能を明らかにした。今年度はStat3FTgマウスとStat1ノックアウト(Stat1-/-)マウスとの交配によりStat3FTg::Stat-/-マウスを作製し、Stat3FTgマウスおよびStat1-/-マウスを比較検討し、Stat1およびStat3の赤血球造血における機能を解析した。その結果、これらのマウスは定常状態ではヘモグロビン値は正常であったが、フェニルヒドラジンによる溶血発作誘発後あるいは5-FU投与による骨髄抑制からの赤血球造血の回復において、Stat1-/-マウスおよびStat3FTg::Stat1-/-マウスではコントロールに比して、ヘモグロビン値の明らかな遅延が認められた。以上の結果からStat1は赤血球系前駆細胞の急激な増幅に重要な役割を果たしていることが明らかになった。さらにForkhead転写因子FKHRL1の造血における機能を明らかにするために、ヒト臍帯血由来CD34陽性細胞への活性型FKHRL1cDNA遺伝子導入実験を行い、形成される赤芽球コロニーおよび顆粒球・マクロファージコロニーの数が有意に減少することがわかった。現在GATA-1の発現調節領域の下流に活性化FKHRL1を連結させたコンストラクトを用いてTgマウスを樹立し、現在解析を行っている。【研究目的】Forkhead転写因子ファミリーはForkhead domainと呼ばれるDNA結合ドメインを有し、非常に広範な種で保存されており、胚形成、分化、腫瘍発生など生物にとって量要な機能を担っている。特に線虫に存在するDAF-16は寿命に関わる分子として注目されている。DAF-16のヒトホモログAFX、FKHR、FKHRL1は何れもヒトの腫瘍で起こった染色体切断部位で同定された遺伝子で、FKHRL1は2次性自血病で認められたt(6;11)(q21;q23)転座におけるMLL遺伝子の新しい融合相手として発見された。FKHRL1のin vivo造血における機能を明らかにするために、FKHRL1TMトランスジェニックマウスの解析及びFKHRL1の標的分子の同定を試みた。【方法・結果】(1)FKHRL1TMトランスジェニック(Tg)マウスの解析:赤芽球・巨核球系に特異的に発現する転写因子GATA-1の発現調節領域の下流にFKHRLITM連結させたコンストラクトを用いてTgマウスを作製し解析した。その結果、血小板数ならびにヘモグロピン値および巨核球、赤芽球系前駆細胞は正常範囲であった。そこで抗癌剤による骨髄抑制後の赤血球や巨核球・血小板回復への影響を検討したが、コントロールに比して有意な変化はなかった。したがって赤芽球や巨核球前駆細胞の増幅にはFKHRL1は寄与していないことが明らかになった。