hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
双対制御論的アクティブ・セイフティ技術の提案と開発

車線逸脱防止のための車両安全制御を例に取り上げて、車両挙動の情報のみに基づいてドライバーが状況認識不全状態にあるか否かの判定と車両の安全制御という2つの目的をひとつの制御で達成する双対制御論的なアクティブ・セイフティ技術のプロトタイプを構築した。ここで開発した双対制御論的システムでは、数秒後に車線を逸脱することが予測されたとき、車両がかろうじて車線内に留まることができる程度の操舵制御を「第1段目の安全制御」とすることによって、ドライバーが状況把握と制御実行に利用できる時間を創出する。その際、ドライバーが自らの操舵で車両を車線中央に戻すことができれば、システムは「ドライバーの状況認識は良好である」と判定し、それ以降は主導的な制御は行わない。一方、一定時間内にドライバーの反応が見られないときは、システムは、「ドライバーの状況認識は不全である」と判定するとともに、「第2段目の安全制御」として、車両を車線中央に戻す操舵制御を行う。本研究では、上記の性質を持つ、車線逸脱防止のための双対制御論的なアクティブ・セイフティシステムの構築手順を明らかにするとともに、その有効性を示した。車線逸脱防止のための車両安全制御を例に取り上げて,車両挙動の情報のみに基づいてドライバーが状況認識不全状態にあるか否かの判定と車両の安全制御という2つの目的をひとつの制御で達成する双対制御論的なアクティブ・セイフティ技術のプロトタイプを構築し,有効性を確認した。ここで開発した双対制御論的システムでは,数秒後に車線を逸脱することが予測されたとき,車両がかろうじて車線内に留まることができる程度の操舵制御を「第1段目の安全制御」とし,ドライバーが状況把握と制御実行に利用できる時間を創出する。その際,ドライバーが自らの操舵で車両を車線中央に戻すことができれば,システムは「ドライバーの状況認識は良好」であると判定する。一方,一定時間内にドライバーの反応が見られないときは,システムは,「第2段目の安全制御」として車両を車線中央に戻す操舵制御を行うとともに,「ドライバーの状況認識は不全」と判定する。本年度は,双対制御論的システムの設計ガイドラインを策定するためのデータを得るべく,第1段目の安全制御として4種類のカテゴリの操舵制御入力を設定し,ドライビングシミュレータを用いて各操舵制御入力の認知工学的特性を明らかにした。また,センサの誤作動による不必要な安全制御が第1段目および第2段目で作動した場合,ドライバーがそれらを正しく検知でき,不要制御入力を大きな負担なしにオーバーライドできるか否かを検証・評価した。さらに,それらの知見を取りまとめ,車両モデルの厳密化ならびに操舵制御の実時間計算を可能にするための技法を開発した。本研究は,車両挙動の情報のみを用いて,運転者が状況認識不全状態にあるか否かの判定と車両の安全確保という2つの目的をひとつの制御で達成する双対制御論的なアクティブ・セイフティ技術を提案しようとするものである.平成23年度は,双対制御論的アクティブ・セイフティシステムの包括的機能モデルとして,システムの制御を2段に分け,1段目で行う制御量を本来必要な制御量のα%,2段目で行う制御量をその残余分(100ーα)%とし,2段の制御間の時間差をT秒,ドライバーが1段目の制御を正しく知覚して自ら制御を加える確率をp,システムの制御を運転者が正しくオーバーライドできる確率をqとするモデルを構築し,ドライバーの状況認識不全状態の検知とシステムによる安全制御の有効性を評価する手法を開発した.国土交通省が進める第5期先進安全自動車(ASV)推進計画の「運転支援設計分科会」において本手法の基本概念を説明したところ,生理指標や顔画像評定によらず,車両制御のために計測する通常の客観情報のみによってドライバーの状況認識不全状態を検出する能力をもつ斬新なモニタリング手法であるとの評価を得,同分科会で検討を進めるべき手法の最有力候補として選定された.現在は,必要な制御量を1段目と2段目にどのように分担させるべきか(αの設定)、2段の制御にどれだけの時間差を設けるべきか(Tの設定)についての検討を進めるため,研究室で保有している6軸動揺装置付ドライビングシミュレータを改修し、1段目の制御の大きさと2段目の制御開始までの時間差を可変にできる環境の構築を進めている.双対制御論的アクティブ・セイフティシステムの包括的機能モデルの開発ならびにそれに基づく諸性質の基本的解析は順調に進展している.

国土交通省が進める第5期先進安全自動車(ASV)推進計画の「運転支援設計分科会」において,本手法は車両制御のために計測する通常の客観情報のみによってドライバーの状況認識不全状態を検出する能力をもつものであり,ドライバー個々人の生理的・心理的特性に影響を受けないのみならず,新規センサーの設置を必要としない点が高く評価され,これからのドライバーモニタリング手法として最優先で検討を進めるべき手法として選定されたことは,予想を越える成果であったといえる.しかし,6軸動揺装置付ドライビングシミュレータの改修に必要な部品の調達に時間がかかったため,認知工学的実験の計画が当初予定よりわずかに遅れていることを考慮すると,「おおむね順調に進展している」と評価するのが妥当であると考える.わが国の自動車メーカー各社は,一様に運転支援システムの高機能化を推進しようとしているが,ドライバーが車両制御に関与すべき時間的・空間的割合が減少することに伴って運転支援システムへのドライバーの依存度が高まり,複雑な運転支援システムの機能限界の理解の難しさとあいまって,ドライバーの状況認識の品質も低下が懸念されている.また,自動車運転中にドライバーが心神喪失に至る健康起因事故もしばしば発生しており,周辺の歩行者や他車両の安全確保や,当該ドライバーが公共交通機関の運転者であった場合の乗客の安全確保のためにも,本研究が開発しようとしている双対制御論的アクティブ・セイフティシステムは重要な役割を演じることが予想され,実用化への道筋を明らかにすることが望まれている.これらのことから,本研究では,わが国の全自動車メーカーが委員として参加している国土交通省第5期先進安全自動車推進計画「運転支援設計分科会」と連携を密にしながら,現実的なシナリオを設定し,認知工学的評価実験を進める予定である.平成23年度に導入した反力提示装置を6軸同様装置付きドライビングシミュレータに組み込むための費用が,平成23年度の研究開始時点での見込みと比べて大きくなり,23年度研究費での支払いは困難になった.そこで,平成24年度の研究費を利用してシミュレータ機能調整を行うことにしたが,24年度の研究費だけでは十分でない可能性が見込まれたため,23年度の経費のうち10万円を繰り越すこととしたものである. 24年度の研究費の大部分は,6軸動揺装置付ドライビングシミュレータの機能調整費,同シミュレータを用いての認知工学的実験にかかる費用(実験参加者への謝金)となる予定である.
トル様受容体２リガンドの人工設計とアジュバントへの応用

我々は天然リポペプチドの菌由来ペプチド配列を機能配列へ置換することにより、付加機能を持つTLR2リガンドを人工設計するアジュバント・エンジニアリング戦略を展開してきた。この戦略において、樹状細胞の効率的な活性化と他の免疫細胞応答の低減を目的に、樹状細胞標的化リポペプチド・h11cを人工設計した。h11cは既知の人工リポペプチドP2C-SK4よりも低用量で抗がん効果を示し、ワクチン投与部位に誘発される皮膚炎症を回避した。h11cは人工設計によって有効性の向上と副作用の回避を実現した理想的アジュバントであり、抗がん免疫アジュバントの実用化候補として期待される。抗がんアジュバントの人工設計戦略「アジュバント・エンジニアリング」によって、これまでに5つの候補化合物(A/B/C/CL/D)が得られている。本申請課題においては、化合物B(樹状細胞標的化能を持つリポペプチド)を中心に、化合物C/CL(集合体形成能を持つリポペプチド)および化合物D(がん細胞修飾能を持つリポペプチド)の性質・有効性を検証して、開発を進める計画であった。昨年度までに、樹状細胞標的化リポペプチド(化合物B)は投与部位における皮膚炎症(副作用)を回避可能な新規アジュバント候補化合物として国際特許PCT出願を行った。本年度はこの作用メカニズムについて、データの再検証を重点的に行い、化合物の皮膚残留性と応答細胞選択性の2面から、副作用回避が可能となることを明らかにした。この内容は、INTERNATIONALJOURNAL OF CANCERに投稿して受理され、掲載が確定している。また、化合物C/CLについては、これまでのデータを再検証した結果、やはり興味深いin vitroの応答を示すものの、マウスin vivo抗腫瘍効果については、十分な有効性の増強が認められなかった。現在までに、アジュバントとしての有用性を見いだせないため、本申請内での継続開発を断念した。一方、化合物Dで修飾処理した不活化がん細胞を抗原を含むワクチンとして利用した場合、既知のものと同等以上の抗がん効果を認めるが、抗原にペプチドを用いた場合、化合物Dの有効性は減弱されていた。用途は限定されるものの、実際の治療やワクチ調製操作を考えた場合、化合物Dは有用な薬剤になり得ると判断した。今後、化合物Dに修飾化されたがん細胞を用いた詳細解析を進める計画である。これまでの新規抗がんアジュバント開発戦略「アジュバント・エンジニアリング」から得られた5候補化合物(A/B/C/CL/D)のうち、平成24年度は化合物B(h11cと命名)の性質解析を進め、前年度に国内出願した特許内容を拡充し、国際出願を行った。h11cは樹状細胞マーカーであるCD11cに対して親和性のある配列を付与したトル様受容体2リガンド(樹状細胞標的化リポペプチド)である。免疫活性化の起点となる樹状細胞を選択的に活性化し、副作用につながる他細胞の応答を極力低減できると期待して設計した。実際、h11cは既知の人工リポペプチドP2C-SKKKKと同等の抗がん効果を持ちながら、ワクチン投与部位におこる過剰な皮膚炎症を回避することができる。h11cはマウス腫瘍移植モデルにおいて様々なペプチドワクチンとの併用や単独使用でも抗がん活性を確認できた。また、蛍光標識リポペプチドを用いた体内動態解析の結果、h11cは投与部位から速やかに移行し、樹状細胞と共に腫瘍内で検出されたのに対し、P2C-SKKKKはワクチン投与部位の皮膚に蓄積して、好中球の集積を伴う激しい皮膚炎症を持続的に誘導していた。また、脾臓細胞から産生される好中球走化因子を検討したところ、h11c刺激による誘導量はP2C-SKKKKよりも有意に少なかった。この走化因子はCD11c陽性の樹状細胞ではなく、CD11b陽性のマクロファージから産生される。この結果は、h11cの樹状細胞選択性が好中球走化因子の産生を低く抑え、皮膚刺激という副作用の回避に役立つことを示唆する。また、ワクチン投与部位における免疫細胞の過度な集積は、結果として抗がん効果を減弱する恐れがあるため、h11cは副作用回避と有効性の面で理想的なアジュバントであると考えられた。申請者がこれまでに発展させてきたアジュバント・エンジニアリング・プロジェクトより、抗がん免疫アジュバントとして有望な5候補化合物が得られていた(化合物A/B/C/CL/D)。化合物Aについては既に公表済みであり、本課題ではB/C/CL/Dについて重点的に検討する計画であった。昨年度までの検討から、in vitroの評価系において興味深い活性を示していた化合物C/CLはin vivo抗がん免疫アジュバント活性において十分な有用性を示さないことが明らかとなった。このため化合物C/CLの研究開発を中断し、化合物B/Dに注力することとなった。化合物Bは既報の人工リポペプチドであるP2C-SKKKKと比較して、より強力な抗がん免疫効果を発揮し、かつ、ワクチン投与部位の皮膚の過剰炎症(副作用)を回避可能な理想的アジュバントとして働く。本年度、化合物Bの抗がん免疫アジュバントとしての有効性と体内動態を含めた作用メカニズムの詳細解析が論文に掲載された(International Journal of Cnacer. 135(12): 2847-56. 2014)。

この化合物Bについては企業提携が成立し、これまでには不可能だった化学構造上の改良や解析が可能となり、実用化に向けた研究を開始する運びとなった。また、化合物Bをベースとした新しい改良設計案を見出したため、その評価系の検討を優先的・重点的に検討してきた。一方、本年度は化合物Bの研究開発が予想以上に発展したため、個別化がんワクチン調製に有用ながん細胞修飾化ツール(化合物D)については十分な検討ができなかった。しかしながら、化合物Dの基礎データも整いつつあるため、1年間の研究期間の延長を申請し、論文投稿を準備している。申請者はアジュバント・エンジニアリング・プロジェクトと題して、天然のトル様受容体2リガンドであるリポペプチド構造(パルミチン酸2分子により特殊修飾されたシステイン、Pam2Cys)を基に、新規アジュバント物質の人工設計を行ってきた。具体的には、ペプチド配列の付加・置換によって、天然リポペプチドには無い機能を与え、免疫アジュバント活性の増強や副作用回避などの有用性を高めることを目的としている。本年度は、化合物Dの詳細解析の継続、成果発表を目的として、研究期間を1年間延長した最終年度である。日本がん免疫学会で本課題を発表し、必要なデータがほぼ出揃ったので、現在、論文作成中である。化合物Dは、患者由来のがん細胞を抗原として用いる自家がんワクチン療法を発展させるべく人工設計した物質である。また、細胞接着効率は弱いがサイトカイン産性能の高い化合物Eも得ている。これらは目的の細胞に容易に接着し、その細胞表面を微生物成分で修飾する。この処理により得られる微生物成分修飾がん細胞は、免疫系より細菌と認識され、がん抗原特異的かつ強力な免疫応答を誘導可能なワクチンとなる。本年度は特に、化合物Dの細胞表面修飾が、樹状細胞の抗原取り込み・抗原提示におよぼす影響(in vitro)、複数の腫瘍移植動物実験モデルにおける評価(in vivo)を行った。この結果、接着力よりもサイトカイン産性が有効なケース(移植腫瘍の性質による)もあるが、化合物D/Eが有効であることが明らかとなった。また、昨年度までに重点的に研究を進めた化合物B(h11c,樹状細胞標的化リポペプチド)に関する特許が登録された(国内)。人工的に付加した樹状細胞選択的反応性により、既知のリポペプチドよりも、より低濃度で抗がん活性を示し(有効性の向上)、ワクチン投与部位・皮膚における過剰炎症の回避が可能である(副作用の回避)。我々は天然リポペプチドの菌由来ペプチド配列を機能配列へ置換することにより、付加機能を持つTLR2リガンドを人工設計するアジュバント・エンジニアリング戦略を展開してきた。この戦略において、樹状細胞の効率的な活性化と他の免疫細胞応答の低減を目的に、樹状細胞標的化リポペプチド・h11cを人工設計した。h11cは既知の人工リポペプチドP2C-SK4よりも低用量で抗がん効果を示し、ワクチン投与部位に誘発される皮膚炎症を回避した。h11cは人工設計によって有効性の向上と副作用の回避を実現した理想的アジュバントであり、抗がん免疫アジュバントの実用化候補として期待される。本課題では化合物B/C/CL/Dに関する詳細検討・特許申請・論文投稿を計画しており、本年度が当初計画3年の最終年度であった。化合物Bに関する検討は、論文公表・特許出願・企業提携を含めた実用化研究も加速しており、当初の想定・計画以上に研究が進展したと考えている。
19世紀西洋植民地主義文学研究-「帰還せざる白人男性」の物語

西欧による新大陸発見以来、多くの旅行記が書かれてきた。そこで展開されている大きなテーマは言うまでもなく「他者との遭遇」である。しかし実際にはそうしたテーマに肉薄しているのはきわめて少ない。19出紀末にピークを迎える西洋帝国主義=植民地主義、そこではアフリカやアジアを舞台として「他者との遭遇」がいろいろな形で描かれてきた。しかし「他者」とは言いながら、ある限定した形での「他者」との遭遇しか結局は演じていなかったのではないだろうか。実際、「良き野蛮人」という表現に見事に表われているように、これまでは「他者」が持つ本来の恐怖が描かれてこなかった。さらには西欧という内部空間を越えているうちに、いつしか、「外部空間」に侵入し、ついには帰還不能となってしまうことへの恐怖も描かれてこなかった。しかし今日考えるべき旅とはむしろ「帰還不能の旅」である。というのも、帰還不能の旅こそが、世界の現実を如実に表わしていると思うからである。世界は透明なコミュニケーションに包まれた平和な存在に満ちているばかりではない。むしろ至るところにディスコミュニケーションがあり、暴力がある。実際、20世紀は二度の世界大戦を含む大量破壊と大量虐殺の世紀であった。その結果、人々は至るところで難民となり、否応なしに越境せざるを得ない状況を経験した。こうした状況を考えるならば、たとえばロビンソン・クルーソーのような調和型の円環的旅ではなく、ガリヴァーが経験したような「帰還不能な旅」こそが今日的な移動の原型であることは明らかである。こうした観点から、ジョウゼフ・コンラッドJosephConradの『闇の奥』Heart of Darkness(1899年)に重点を置いて、「帰還せざる白人男性」の物語のアーキタイプを明らかにすることに成功した。とりわけ『闇の奥』は、「帰還せざる白人男性クルツ」と「帰還することができた白人男性マーロウ」という二人の白人男性が存在することから、こうした問題を明確にする上で大いに参考となった。さらにはピエール・ロチの『アフリカ騎兵』(1881年)にも言及した。このテーマは近代日本文学に描かれた旅においても有効であると考え、それらについても言及した。「帰還せざる白人男性の物語」とは、19世紀末のヨーロッパ植民地主義とジェンダー問題とが密接に絡み合った物語である。その典型が、ピエール・ロチの『アフリカ騎兵』(1881年)とジョウゼフ・コンラッドの『闇の奥』(1899年)である。実際、この二つの作品は同じ構造を有している。白人男性である主人公は、故郷にその帰りを待つ白人女性の婚約者がいるにもかかわらず、黒い肌の原住民女性から離れられない。主人公は、帰国を決意しながらも、ずるずると植民地に滞在し続け、結局はその土地で死ぬ。問題は、対比的に描かれた二人の女性である。その肌色の違いばかりではない。主人公は、ヨーロッパ女性との間しか言語的・知的コミュニケーションが取れないにもかかわらず、この原住民女性から離れようとはしない。そこには単なるオリエンタリズム(E.サイード)では捉えきれないものがある。19世紀末のヨーロッパ女権拡張運動の最中に描かれたこの二つの物語はその当時の白人男性が女性に求めているものをはしなくも明らかにしている。それは「母なるもの」に対する願望である。

今年度は、研究初年度として、ピエール・ロチの生家であるロチ記念館(フランス・ロシュフォール市)を訪問した。実際に訪れて、その感を強くした。ロチは母の強い愛の中で育った。正確には、その愛が強すぎるがゆえに、むしろそこからの脱出をたえず考えざるを得なかったほどである。ロチの人生とは、したがって、母の愛からなる濃密な情愛空間からの脱出とそこへの回帰の連続である。次年度は、研究最終年度として、ジョウゼフ・コンラッドの少年時代を探ってみたい。コンラッドは、本来、生粋のポーランド人である。それが波乱の少年時代を送ることで、いつかイギリスに辿り着き、やがてイギリスに帰化する。両親を若くして失うことで、彼の人生は大きく変化するのであるが、その際の「母なるもの」への憧憬という観点から調査してみたい。これはコンラッド研究への新しい視点となるはずである。西欧による新大陸発見依頼、多くの旅行記が書かれてきた。そこで展開されている大きなテーマは言うまでもなく「他者との遭遇」である。しかし実際にはそうしたテーマに肉薄しているのはきわめて少ない。19世紀末にピークを迎える西洋帝国主義=植民地主義、そこではアフリカやアジアを舞台として「他者との遭遇」がいろいろな形で描かれてきた。しかし「他者」とは言いながら、ある限定した形での「他者」との遭遇しか結局は演じていなかったのではないだろうか。実際、「良き野蛮人」という表現に見事に表われているように、これまでは「他者」が持つ本来の恐怖が描かれてこなかった。さらには西欧という内部空間を越えているうちに、いつしか、「外部空間」に侵入し、ついには帰還不能となってしまうことへの恐怖も描かれてこなかった。しかし今日考えるべき旅とはむしろ「帰還不能の旅」である。というのも、帰還不能の旅こそが、世界の現実を如実に表していると思うからである。世界は透明なコミュニケーションに包まれた平和な存在に満ちているばかりではない。むしろ至るところにディスコミュニケーションがあり、暴力がある。実際、20世紀は二度の世界大戦を含む大量破壊と大量虐殺の世紀であった。その結果、人々は至るところで難民となり、否応なしに越境せざるを得ない状況を経験した。こうした状況を考えるならば、たとえばロビンソン・クルーソーのような調和型の円環的旅ではなく、ガリヴァーが経験したような「帰還不能な旅」こそが今日的な移動の原型であることは明らかである。こうした観点から、ジョウゼフ・コンラッドJosephConradの「闇の奥」Heart of Darkness(1899年)に重点を置いて、「帰還せざる白人男性」の物語のアーキタイプを明らかにすることに成功した。とりわけ「闇の奥」は、「帰還せざる白人男性クルツ」と「帰還することができた白人男性マーロウ」という二人の白人男性が存在することから、こうした問題を明確にする上で大いに参考となった。さらにはピエール・ロチの「アフリカ騎兵」(1881年)にも言及した。
ハロゲン化揮発性吸入麻酔薬の興奮性アミノ酸を介する中枢興奮作用の解析

1. 2系統のマウスを用いて、ハロゲン化揮発性麻酔薬および催痙攣性ハロゲン化エタンによる痙攣誘発試験を行った。臨床濃度のエンフルラン、セボフルラン、イソフルランはddNマウスに後弓反張を誘発し、テトラクロロジフルオロエタン(DF-112)はddYマウスに強直性間代性痙攣を発生させた。いずれの痙攣もグルタミン酸NMDA受容体拮抗薬であるMK-801によって有意に抑制された。また、両系統のマウスの大脳皮質から調整した脳神経終末分画にこれらの薬物を作用させたところ、痙攣誘発作用をもたないハロタンも含めた4種の麻酔薬とDF-112はいずれも、神経終末からのグルタミン酸遊離を薬物濃度に依存して増加させた。催痙攣性エタンDF-112は、同濃度の麻酔薬に比べ特に強いグルタミン酸遊離増強作用を示したが、ハロゲン原子をもたないジエチルエーテルはこの作用を示さなかった。2.ラットの海馬に微小透析用プローブを挿入し透析液を灌流させ、上記ハロゲン化麻酔薬や痙攣誘発性エタンを吸入させた場合の、脳組織内の各種アミノ酸の変化を調べた。痙攣誘発性エタン:テトラクロロジフルオロエタンは海馬のグルタミン酸濃度を若干上昇させる傾向を示したが、麻酔薬による有意な変化は検出できなかった。3.以上の結果より、ハロゲン化揮発性麻酔薬を含むハロゲン化炭化水素やハロゲン化エーテル類の中枢興奮作用には、興奮性アミノ酸であるグルタミン酸神経系の機能亢進が関与している可能性が示唆された。ハロゲン化揮発性麻酔薬の麻酔作用の本態は、GABA_Aおよびグリシン受容体を介したシナプス伝達の抑制であろうと推測されているが、グルタミン酸の遊離過多による興奮性の刺激がこれらの抑制作用を凌駕したとき、行動上あるいは脳波上の痙攣等が生じるのであろうと考えられる。1.マウスの大脳皮質から調整した神経終末分画にハロゲン化揮発性吸入麻酔薬(ハロタン、エンフルラン、イソフルラン、セボフルラン)および催痙攣性をもつハロゲン化エタン・CCl_2FCCl_2Fを作用させたところ、いずれの物質もグルタミン酸、アスパラギン酸の遊離を促進させることが観察された。なかでもCCl_2FCCl_2Fは特にその作用が強力であった。このハロゲン化エタンは催痙攣性と共に麻酔作用も有しており、かつ基本骨格はハロタンと同一である。このことから、これらの興奮性アミノ酸を介した中枢興奮作用は麻酔薬のみならず、すべてのハロゲン化化合物に共通の性格であることが示唆された。2.一方、in vivoの実験系において、これらのハロゲン化化合物によって惹起される痙攣や後弓反張などの中枢興奮は、グルタミン酸/NMDA受容体遮断薬であるMK-801によって抑制された。3.また生体の中枢に於ける興奮性アミノ酸の動向を調べるために、ラットの脳内に透析用プロ-ペを埋め込みマイクロダイアリシス法を適応できるモデルを完成し、麻酔薬やCCl_2FCCl_2Fを吸入させた場合の脳内アミノ酸濃度の測定を開始した。マイクロダイアリシス法における諸物質の回収率は必ずしも高くないためin vitroの系と比較すると、まだ満足できる結果は得られていないが、少なくとも催痙攣性エタン・CCl_2FCCl_2Fのグルタミン酸遊離促進作用はマイクロダイアリシス法でも明らかなようである。4.揮発性吸入麻酔薬の中枢作用については、エンフルランの催痙攣性が明らかである一方で、イソフルランの脳保護作用が話題にされるなど、その是非は未だ明らかではない。

しかし、これらの研究によりその薬理作用の一端が解明できれば、中枢障害時の麻酔薬の選択等についても考察の糸口が得られると考えている。ハロゲン化揮発性麻酔薬は、本来の麻酔作用と共に中枢興奮作用を有すると考えられている。この作用にはグルタミン酸等の興奮性アミノ酸が関与しているとの仮説を立て、これを証明するために本研究を計画し、実施した。マウスを用いたin vitroの実験系では昨年度に報告したように、4種の麻酔薬(ハロタン、エンフルラン、インフルラン、セボフルラン)および催痙攣性を持つハロゲン化エタン・CCl_2FCCl_2Fが大脳皮質神経終末からのグルタミン酸遊離を促進した。本年度、ラットの脳内に透析用プローベを埋め込むマイクロダイアリシス法によって、in vivoに於けるこれらの薬剤の影響を検討した。前頭葉皮質に留置した透析プローベから得た潅流液(2μl/min)中のグルタミン酸濃度は、対照群で3.1±0.8μM2MACハロタン群で3.3±0.6μM、2MACエンフルラン群で2.8±0.7μM、2%CCl_2FCCl_2F群で3.1±0.7μMであり、統計学的に有意差を認めなかった。一方、海馬に透析プローベを留置した場合には、2%CCl_2FCCl_2F群で3.5±0.7μMと上昇傾向を認めた。グルタミン酸は神経伝達物質としてのみならず、代謝物質としても脳内に大量に存在するため、麻酔薬や催痙攣薬によって遊離された部分がマスクされてしまうであろう側面は否定できない。そのため、より精密な透析部位の位置決定と、より高感度なグルタミン酸の検出法を必要としている状況である。今後、上昇傾向が認められた海馬での、CCl_2FCCl_2Fによる影響を更に検索し、麻酔薬を含めたハロゲン化エタン、ハロゲン化エーテルの中枢興奮の機序を実証したいと考えている。
ミヤコグサとダイズ野生種における環境適応に関わる遺伝子基盤の解析

1ミヤコグサのRILを対象にしたゲノム比較と開花期関連遺伝子の特定ミヤコグサの早咲き(Miyakojima MG-20)と遅咲き(Gifu B-129)の組み換え自殖系統を育成して、「早咲き(播種から開花まで33日35日)」「遅咲き(55日70日)」を5系統ずつ選抜し、DNAseqでゲノム比較を行った。その結果、4SNPsの多型が開花期に関連しており、これら全4SNPsがChr1の特定の部位に集中していた。この部位の周辺には、開花時期関連の2種類のQTLが位置していることが、かずさDNA研究所による研究で明らかにされており、研究に用いたRILの系においては、このchr.1の特定の部位が開花時期の決定に関わっていることが期待される。また、同定されたSNPのひとつは、まだ公表できないが、その遺伝子型が開花時期や成長に与える影響が大きいと考えられる。2候補遺伝子を対象にしたゲノム比較ミヤコグサとツルマメの野生系統、アメリカ産栽培ダイズを対象にして、フィトクロムなどの光受容体遺伝子群と、E1, E2(GIGANTEA)の概日時計遺伝子群の多型を解析した。ミヤコグサでは、PHYA, PHYB, PHYE, E1, GIGANTEAに多型がみられ、機能に非常にクリティカルな影響をもたらすドメインに変異がある場合と、機能が不明だが集団内多型としてみられる非同義的置換が混在していた。ミヤコグサにおけるGIGANTEAはこれまで存在すら不明であったが、その位置と構造を特定するとともにアミノ酸配列多型を見出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。1.ミヤコグサのRILを対象にしたゲノム比較と開花期関連遺伝子の特定ミヤコグサの早咲き(Miyakojima MG-20)と遅咲き(Gifu B-129)の組み換え自殖系統を育成して、「早咲き(播種から開花まで33日35日)」「遅咲き(55日70日)」を5系統ずつ選抜し、DNAseqでゲノム比較を行った。2.候補遺伝子を対象にしたゲノム比較ミヤコグサとツルマメの野生系統、アメリカ産栽培ダイズを対象にして、フィトクロムなどの光受容体遺伝子群と、E1, E2(GIGANTEA)の概日時計遺伝子群の多型を解析した。これまでの研究によって、「早咲き個体」と「遅咲き個体」の間で明らかに分化している遺伝子座を確定することが出来た。このことは大変に大きな知見であり、成功であったと受け止めている。さらに、これらの遺伝子座が、全て同一染色体上の近傍に連続して配置していること、ならびに先行研究において開花時期のQTLと同定されている箇所に近いこともこの研究結果の確からしさを予感させる。

これに加えて、これらの遺伝子座はアミノ酸置換を伴う非道義的置換であること、幾つかの遺伝子座は植物細胞の分裂と伸長を制御する遺伝子のCDSであることも、開花時期の違いをもたらす要素として有意義な知見だと考えている。本研究課題は、本来4年間程度で実施することが妥当なテーマであるので、この新学術領域研究の公募班としての2年間の研究として良い知見が得られたと自己評価している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後に、公募班として再度採択されることによって、適切なレベルに到達できると考える。この2年間の間に、研究材料のミヤコグサにおいて、日本国内野生系統のゲノム解析がデンマークと日本で相当進んだため(研究目的は根における根粒形成)、申請者が特に着目している遅咲きの野生株(北海道などの高緯度地域)や早咲きの野生株(沖縄などの低緯度地域)のゲノムを解析して、前述のデンマークー日本の研究グループのデータを援用させて頂くことにより、ゲノム比較、開花時期との相関解析を進めていくことができる。このときには、本年度の研究知見と同一の遺伝子領域が、候補の一つとして再度ピックアップされるとともに、これまでの2年間の研究では見過ごしてしまった別の責任領域も見いだせると期待している。
平滑筋の受容体作動性陽イオンチャネルを介したCa動員に及ぼす機械刺激の効果

モルモット回腸縦走筋から単離した平滑筋細胞に全細胞型パッチ固定法を適用し、受容体作動性陽イオン電流(Icat)(ムスカリン受容体を介して活性化される)を記録しその機械刺激感受性を調べた。機械刺激としては主に低浸透圧負荷による細胞膨張を利用し、その程度を定量化しIcatとの相関を調べる為ビデオカメラによる細胞径(細胞断面積)の継続的モニターと電流の同時計測を行った。以下に結果を要約する。(1)Icatは細胞膨張の時間経過およびその程度(ビデオカメラで細胞径をモニター)に非常に良く一致した可逆的な増加を示した。例えば-50m0sm低浸透圧負荷時(細胞径の平均増加率2%)に約50%の電流振幅増加が見られた。しかし同等の低浸透圧負荷によって他の膜電流成分(電位依存性Ca電流、電位およびCa依存性K電流)にはわずかな変化しかみられなかった。(2)Icatの細胞膨張に伴う増大は細胞を実験槽底に接着させておき灌流速度を変化させて細胞膜にずり応力を機械刺激として加えた場合にも観察された。(3)機械刺激によるIcatの増大作用は細胞内遊離Ca濃度の変化や受容体の作用薬に対する感受性の変化とは無関係に生じていることが、高濃度のCaキレート剤BAPTAや受容体をバイパスしてG蛋白質を直接活性化しIcatを誘発する作用のあるGTPrsの細胞内灌流によって明らかになった。(4)生物物理的手法を用いた実験の結果の結果から、機械刺激のIcat増大作用は主にIcatを形成する陽イオンチャネルのgatingが変化することによって生じていることが明らかになった。(5)同様の性質はウサギ門脈平滑筋のα_1受容体作動性陽イオンチャネルにも見られることが他の実験から明らかになった。以上の結果から消化管等の自発運動を有する平滑筋組織には受容体刺激に伴う膜興奮性の増大が機械刺激によって更に増強されるという正のフィードバックメカニズムが存在していることが示唆された。
自己免疫における自己MLRの発動とその病因論的意義に関する研究

本年度は自己MLR(mixed lymphocyte reaction)の反応とその生物学的意義に関して、次のようなことを明らかにした。(1)自己MLRはアクセサリ-(AC)細胞上のMHCークラスII(DR)抗原によるヘルパ-T(Th)細胞の活性化反応であるが、この細胞間相互作用は、いずれかの細胞をシアリダ-ゼで処理することにより、著しく増強することを明らかにした。(2)その結果、自己MLRは、THの活性化反応であるにも拘わらず、ILー2のmRNAの発現は起きず、ILー3,ILー5,ILー6,ILー7などのILー2以外の増殖性サイトカインの産生に基づくTH増殖反応であることがわかった。(3)そして、自己MLRには、DRーTH間の反応以外に、AC上の未知の抗原刺激によるalphabetaT細胞レセプタ-(TcR)あるいはgammadeltaTcR陽性のCD4^-CD8^-double negative T細胞の活性化も誘導されることを明らかにした。つまり、自己MLRは単一の細胞間の相互作用によって起こる反応ではなく、より広範な細胞の活性化反応であることが明らかとなった。(3)以上の自己MLRの反応論の解析結果に基づいて、自己免疫モデルMLR/lprマウスにおけるT細胞リンパ球異常の反応論を追跡した結果、このリンパ球異常はCD3^+CD4^-CD8^-B220^+ alphabetaTcR^+T細胞が自己アクセサリ-細胞に反応して誘導される異常増殖反応であること、この反応は、骨髄や脾で起こるのではなく、主として肝類洞で起こることを明らかにした。(4)この反応も、ILー2非依存性に、ILー6などの関与の下に進行している異常な自己MLRの1つの型であるものと推論された。以上、実験的自己MLRの反応論の解析を進めるとともにその病的反応として自己免疫モデルマウスでのT細胞分化異常の存在を明らかにした。本年度は、とくに、自己MLR(AMLR)の反応論に関する研究を集中的に行い、反応に関与するサイトカインと誘導されるリンパ球の性状について、次のような、極めて重要な成績を得た。(1)ヒト末梢血リンパ球並びにマウス脾細胞を用いたいずれの系でも、AMLRはmRNAレベルからもIL-2非依存性でIL-3とIL-4の産生を伴う反応であることを明らかにし、このことから、反応するT(ヘルパ-T)細胞はTh1ではなくTh2型であることが強く示唆された。(2)さらに、AMLRではTh2(CD3^+CD4^+CD8^-)細胞以外に、γδT細胞レセプタ-(TcR)^+のCD3^+CD4^-CD8^-の所謂Double negative T (DNT)細胞が誘導されるという新知見が加わった。このDNT細胞は、CD4並びにCD8を除いた細胞(CD3^+CD4^-CD8^-)から誘導された。(3)従って、AMLRは少なくともCD3^+CD4^+CD8^-αβTcR細胞とCD3^+CD4^-CD8^-γδT細胞の2つの細胞の活性化反応であることが明らかになった。(4)CD4^+CD8^-Th2誘導刺激はMHC-クラスII(DR,Ia)抗原であったが、DNTの誘導刺激はどのような抗原であるかを現在追求中である。(5)主として、ヒトの慢性関節リウマチ(RA)のリンパ球の解析から、その関節腔内には活性型のCD4^+CD8^-型のTh2の他に、やはり細胞傷害活性をもつDNTの浸潤が認められた。DNTはγδTcR^+であるか否かは現在追求中である。以上のことから、AMLRはいよいよ自己免疫疾患の病因論モデルとして重要な生体反応であることが示唆された。

(4)この反応も、ILー2非依存性に、ILー6などの関与の下に進行している異常な自己MLRの1つの型であるものと推論された。以上、実験的自己MLRの反応論の解析を進めるとともにその病的反応として自己免疫モデルマウスでのT細胞分化異常の存在を明らかにした。本年度は自己MLR(mixed lymphocyte reaction)の反応論とその生物学的意義に関して、次のようなことを明らかにした。(1)自己MLRはアクセサリ-(AC)細胞上のMHCークラスII(DR)抗原によるヘルパ-T(TH)細胞の活性化反応であるが、この細胞間相互作用は、いずれかの細胞をシアリダ-ゼで処理することにより、著しく増強することを明らかにした。(2)その結果、自己MLRは、THの活性化反応であるにも拘わらず、ILー2のmRNAの発現は起きず、ILー3,ILー5,ILー6,ILー7などのILー2以外の増殖性サイトカインの産生に基づくTH増殖反応であることがわかった。(3)そして、自己MLRには、DRーTH間の反応以外に、AC上の未知の抗原刺激によるαβT細胞レセプタ-(TcR)あるいはγδTcR陽性のCD4^-CD8^-double negative T細胞の活性化も誘導されることを明らかにした。つまり、自己MLRは単一の細胞間の相互作用によって起こる反応ではなく、より広範な細胞の活性化反応であることが明らかとなった。(3)以上の自己MLRの反応論の解析結果に基づいて、自己免疫モデルMLR/lprマウスにおけるT細胞リンパ球異常の反応論を追跡した結果、このリンパ球異常はCD3^+CD4^-CD8^-B220^+ αβTcR^+T細胞が自己アクセサリ-細胞に反応して誘導される異常増殖反応であること、この反応は、骨髄や脾で起こるのではなく、主として肝類洞で起こることを明らかにした。以上、実験的自己MLRの反応論の解析を進めるとともにその病的反応としての自己免疫モデルマウスでのT細胞分化異常の存在を明らかにした。
代数体の不分岐拡大とL関数の特殊値について

ディリクレL関数の特殊値の素数pに対する合同式は、久保田-Leopoldtの構成によるp進L関数とZ_p拡大におけるイデアル類群から構成される岩澤加群に対する特性多項式との結びつき(岩澤主予想、Mazur-Wilesにより証明)として深い理解がなされている。本研究では、アーベル体のZ_p拡大のイデアル類群から構成される岩澤加群について、マイナス部分とプラス部分に分けて考察した。まずマイナス部分は、非自明な有限加群が含まれないため、特性多項式による分類が簡単になる。次数が2以下のときは、筆者と小池正修氏によって分類が完了していたが、今回は次数が3の場合について調査した。その結果、一般的な場合には同型類の個数は7個となり、さらにその中にはじめてadjoint加群がそれ自身と同型ではない岩澤加群が得られた。次にプラス部分については、一般に岩澤加群が有限になるであろうというGreenberg予想があるが、今回一般のZ_p拡大における有限性の判定条件を単数群のコホモロジーを用いて表現した。これは一般化されたGreenberg予想の判定にも有効であると考えられる。さらに市村氏(横浜市立大)との共同研究では、単数群の構造を用いて冪整数基底はもつが正規整数基底は持たない例を構成した。この構成においても問題はマノナス部分とプラス部分に分けられるが、マイナス部分の拡大に関しては100以下の素数について無限個構成し、プラス部分の拡大に関してはすべての素数に関して無限個構成できた。L関数の負の偶数点における値たちのP進的なふるまい(合同式)などは、P進L関数の連続性によって理解される。更にP進L関数は、アーベル体のZp-拡大における岩澤加群であるイデアル類群のマイナスパートの特性多項式に結び付けられる(岩澤主予想)。本研究では、特性多項式による岩澤加群の分類を次数が3のときに調査した。その結果、次数が2までのときは、加群のアジョイントがもともとの加群と同型になることが知られていたが、次数3においては、必ずしもその同型が得られないことが判明した。更に一般的なZp-拡大のときに岩澤加群が有限群になる必要十分条件を単数群のコホモロジーを用いて表現した。一般の有限次代数体のZp^d-拡大においては、そのイデアル類群はpseudo-nullであると予想されており、総実代数体の岩澤加群の有限性は予想の一部となる。この必要十分条件は、一般化されたGreenberg予想にも応用があると考えられる。
二次元三角格子系バナジウム硫化物におけるスピン・軌道・電荷複合物性と新奇基底状態

本研究では、二次元三角格子LiVX_2系(X=O,S,Se)の物性探索を行ってきた。LiVO_2は全温度領域でモット絶縁体であり、約500Kで三量体スピン一重項という非自明な磁気的基底状態を形成する。カルコゲン元素をO-S-Seと変化させることによって遍歴性を高め、三量体スピン一重項相を抑制し、系を金属化することが可能である。本研究ではこれまでに、三量体スピン一重項絶縁体相近傍の金属相において、三量体化に向けたVの格子異常と、それに伴う擬ギャップの形成が生じることを電子線回折・磁化測定から明らかにしてきた。相境界近傍での擬ギャップはスピン一重項の系で見いだされた新しい現象であり、銅酸化物系高温超伝導体の擬ギャップ金属相との関係も興味深い。昨年度の研究でLiVX_2系の基礎物性を明らかにすることに成功したため、本年度は(1)擬ギャップ金属相の詳細を明らかにする、(2)Li量制御によるスピン一重項の融解・金属化、という二つのテーマに取り組み、以下に示す結果を得た。(1)擬ギャップ金属相の物理の解明擬ギャップ金属相では、三量体化に向けたVの短距離秩序が発達する。短距離秩序発達にともなって、V-V間距離がどのように変化するか明らかにするため、SPring-8においてLiVO_2,LiVS_2高温相のEXAFS測定を行った。LiVO_2,LiVS_2ともに低温は三量体スピン一重項絶縁体相で共通しているが、高温相が異なり、LiVO_2は絶縁体、LiVS_2は金属(擬ギャップ金属)となる。EXAFS測定の結果、LiVO_2では短距離秩序の発達がなく、V-V間距離が一定であることを示す強度の強いピークを観測した。一方、LiVS_2ではV-V間距離を示すピークが何故か完全に消失した。これはVが固体中であたかも液体のように振舞っていることを示唆しており、擬ギャップ相に見出された新しい物理である。(2)Li量制御によるスピン一重項絶縁体相の融解スピン一重項を融解して金属化するための新たなアプローチとして、Li量の制御に取り組んだ。具体的にはLiVS_2からLiを取り除いたLi_<0.5>VS_2が全温度領域で金属となることを見出した。このLi_<0.5>VS_2は345Kで常磁性金属-キュリーワイス常磁性金属転移を示す。同時にhexagonalからmonoclinicへの対称性の低下が起きること、Vの形式価数が3.5+と半整数価数であること、などから、driving forceとしてband Jahn-Teller転移が期待された。また、本研究の成果によって、Li_xVS_2系(0≦x≦1)が多彩な新奇相転移従来の反強磁性モット絶縁体の系では、局在極限から遍歴極限まで横断する過程で、常磁性絶縁体相、反強磁性絶縁体相、常磁性金属相の三相で特徴付けられる電子相図が現れる。反強磁性絶縁体相近傍の常磁性金属相で現れる非フェルミ液体的振る舞いや超伝導は今目の物性物理の主要なトピックスである。本研究では、このような系に幾何学的フラストレーションの影響が加わったとき、反強磁性絶縁体相が不安定化し電子相図がどのように変化するのか、また、金属相でどのような特徴が現れるのか、明らかにすることを目的とした。出発物質として二次元三角格子系LiVO_2を取り上げた。LiVO_2は全温度領域でモット絶縁体であり、幾何学的フラストレーションの影響で基底状態としてスピン一重項を形成する。OをSやSeに変え、キャリア数を変えずにバンド幅を広げることでスピン-重項相の抑制に取り組んだ。OをSに変えたLiVS_2はLiVO_2と同じく三量体スピン-重項転移を示す。ただし遍歴性が高まっており高温相はLiVO_2とは異なり金属となる。SをSeで置換していくとスピン-重項絶縁体相は完全に抑制され、LiVSe2は全温度領域で金属となる。以上からLiVO_2-LiVS_2-LiVSe_2系ではバンド幅制御の過程で、常磁性絶縁体相、三量体スピン一重項絶縁体相、常磁性金属相の三相で特徴付けられる電子相図が現れることが明らかになった。スピン一重項絶縁体相近傍の金属相では、格子異常とそれに伴う擬ギャップの形成が起きていることが構造解析・磁化測定から見出された。スピン一重項の系における電子相制御は無機の系では初めての成功例であり、金属相での格子異常と擬ギャップの形成はスピン一重項の系において見出された新しい現象である。量子スピン系物理の発展に大きく貢献するものと期待される。

相境界近傍での擬ギャップはスピン一重項の系で見いだされた新しい現象であり、銅酸化物系高温超伝導体の擬ギャップ金属相との関係も興味深い。昨年度の研究でLiVX_2系の基礎物性を明らかにすることに成功したため、本年度は(1)擬ギャップ金属相の詳細を明らかにする、(2)Li量制御によるスピン一重項の融解・金属化、という二つのテーマに取り組み、以下に示す結果を得た。(1)擬ギャップ金属相の物理の解明擬ギャップ金属相では、三量体化に向けたVの短距離秩序が発達する。短距離秩序発達にともなって、V-V間距離がどのように変化するか明らかにするため、SPring-8においてLiVO_2,LiVS_2高温相のEXAFS測定を行った。LiVO_2,LiVS_2ともに低温は三量体スピン一重項絶縁体相で共通しているが、高温相が異なり、LiVO_2は絶縁体、LiVS_2は金属(擬ギャップ金属)となる。EXAFS測定の結果、LiVO_2では短距離秩序の発達がなく、V-V間距離が一定であることを示す強度の強いピークを観測した。一方、LiVS_2ではV-V間距離を示すピークが何故か完全に消失した。これはVが固体中であたかも液体のように振舞っていることを示唆しており、擬ギャップ相に見出された新しい物理である。(2)Li量制御によるスピン一重項絶縁体相の融解スピン一重項を融解して金属化するための新たなアプローチとして、Li量の制御に取り組んだ。具体的にはLiVS_2からLiを取り除いたLi_<0.5>VS_2が全温度領域で金属となることを見出した。このLi_<0.5>VS_2は345Kで常磁性金属-キュリーワイス常磁性金属転移を示す。同時にhexagonalからmonoclinicへの対称性の低下が起きること、Vの形式価数が3.5+と半整数価数であること、などから、driving forceとしてband Jahn-Teller転移が期待された。また、本研究の成果によって、Li_xVS_2系(0≦x≦1)が多彩な新奇相転移
長鎖脂肪酸をシグナル分子とした精子の運動性調節メカニズム

本研究では、長鎖脂肪酸がマウス精子に発現するGPR120を介してphophatidylinositol-3 kinase (PI3K)/Akt-protein kinase (Akt)およびp38 MAPK経路を活性化させることで、直進運動するマウス精子の移動速度が暴露前に比べて有意に速くなることなどを見出した。この結果は、細胞外液中の長鎖脂肪酸がシグナル分子として精子の運動性を制御するメカニズムの存在を示唆するものである。肥満人口の増加により、長鎖脂肪酸が体に与える影響が問題となりつつある。しかし、シグナル分子としての長鎖脂肪酸が生殖機能に与える影響はあまり解明されていない。これまでに、長鎖脂肪酸受容体GPR120がマウス精子頭部と中片部に局在することをわれわれは見出している。本研究の最終目的は長鎖脂肪酸をシグナル分子とした精子における運動性調節の分子機構を明らかにすることにある。本年度は、長鎖脂肪酸受容体を介した精子尾部の運動性を調節する細胞内シグナル伝達機構の検討、ならびに平成27年度以降におこなう実験の事前準備をおこなった。2)凍結融解精子に長鎖脂肪酸を暴露する実験の事前準備として、マウス精子の凍結保存ならびに凍結融解精子を用いた実験系の立ち上げをおこなった。申請者は、長鎖脂肪酸がシグナル分子として精子の運動性を調節すると仮説提唱し、これまでにオメガ3系不飽和脂肪酸やGPR120アゴニストであるGW9508暴露によりICRマウス精子の運動性が亢進することを見出している。そこで、今年度は不飽和脂肪酸暴露時に活性化する細胞内シグナル経路を調べる目的で実験を行った。その結果、Phospholipase C (PLC)阻害剤であるU-73122やPI3 Kinase (PI3K)阻害剤であるWortomannin・LY294002に暴露することで、α-リノレン酸やドコサヘキサエン酸暴露による精子の移動速度増加が阻害されることを明らかとした。しかし、MAP Kinase Kinase活性阻害剤であるPD098059・U0126とAkt1/2阻害剤であるAkt1/2 Kinase Inhibitorを用いた実験では明瞭な結果を出すに至らなかった。これらの結果は、オメガ3系不飽和脂肪酸がPLCならびにPI3Kを介してマウス精子の運動性を亢進するメカニズムの存在を示すものである。オメガ3系不飽和脂肪酸暴露時の精子運動性亢進に関与する細胞内シグナル伝達経路の一部を明らかとすることができたため、順調に進展していると判断した。申請者は、細胞外液中の遊離脂肪酸がシグナル分子して精子の運動性を制御すると仮説提唱し、これまでにオメガ3系不飽和脂肪酸や脂肪酸受容体FFAR4 (GPR120)アゴニスト暴露により、マウス精子の運動性が亢進することを明らかとしている。今年度は、精子の運動性亢進に関与するFFAR4下流のシグナル伝達経路、各種阻害剤を用いて検討した。その結果、FFAR4を介したマウス精子の運動性亢進には、phophatidylinositol-3 kinase (PI3K)/Akt-protein kinase (Akt)経路ならびにp38 MAPキナーゼ経路が関与すること。この経路を介した精子の運動性促進は受精能獲得の有無に関わらず誘起されること。さらに、この経路は先体反応には関与しないことを見出した。本結果は、不飽和脂肪酸がシグナル分子として細胞膜の受容体を介して精子の運動性を制御する新規メカニズムの存在を示唆するのもである。精子を用いたWestern blotting法の確立に手間取り、長鎖脂肪酸に暴露した精子においてERK経路とPI3キナーゼ/Akt経路が活性化しているのか否か、まだ結論が出ていない。現在、ERK経路とPI3キナーゼ/Akt経路の阻害剤(PLC阻害剤、MAP Kinase Kinase活性阻害剤、PI3K阻害剤、Akt1/2阻害剤)を持ちいた精子の行動観察実験をWestern blottingの実験に並行しておこなっている。今後は、MAPKならびにAkt経路が関与するか否か詳細な実験を行うこと、ならびに家畜精子を用いた実験を進める必要がある。繁殖学・神経内分泌学精子のWestern blotting法に関しては、経験のある研究者に助言をいただいており、次年度中には結論を出すことが可能であると考えている。また、融解凍結精子の使用には目処がたっているので、上述した実験と合わせて計画通り実験を進めて行く予定である。実験が順調に進んだため、物品費が当初予定よりも少なく済んだ。また、次年度の家畜精子購入に、当初予定よりも予算を多めに見積もる必要が生じたため、今年度予算の一部を次年度に回すこととした。平成26年度の実験が当初の計画通りに進まなかったため、実際に実験を行う次年度に予算の一部を繰り越すことにした。これまでに達成できなかったマウス精子内カルシウム濃度測定の実験や、MAPK・Akt経路の阻害剤を用いた実験、ならびに家畜精子を用いた実験を行う。