hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱ショック蛋白質による癌の特異的活動の免疫療法

最近の研究結果より腫瘍由来の熱ショック蛋白質(hsp)でマウスを免疫しておくと、その腫瘍特異的に拒絶反応を引き起こすこと(Tumor Rejection Antigen活性)が明らかにされた。そこでわれわれはC3Hマウス由来のSCCVII細胞を用いて特異的活動免疫を調べた。1. SCCVII細胞におけるhspの合成44゚Cで30分加温したSCCVII細胞をSDS sumple bufferに溶解後一次元電気泳動し非加温の細胞と比較しhspの発現を調べた。さらに抗hsp70抗体と抗hsp40抗体を用いてウエスタンブロット法にて加温によりhsc70(p73)の発現が増加すること、hsp70ならびにhsp40が発現することを確認した。2. SCCVII細胞におけるTRA活性発現(1)抗癌剤(MMC)で処理し腫瘍活性を消失させたSCCVII細胞10^7個を直接(A群)または加温後(B群)にマウス背部皮下に免疫し、一週間後にマウス大腿部に未処理のSCCVII細胞10^5個を移植し、腫瘍の発育を観察した。両群とも免疫されていないマウス(コントロール群)との比較では腫瘍の増殖抑制効果が認められたが、両群間の差は認められなかった。(2) SCCVII細胞10^7個をを直接(C群)または加温後に(D群)ソニケーターで破砕した後マウス背部皮下に免疫し、一週間後にマウス大腿部に未処理のSCCVII細胞10^<5個>を移植し、腫瘍の発育を観察した。以上の結果から、現時点においては熱処理によりhspを増加させてもTRA活性の増加は認められないことがわかった。今後免疫する細胞の個数や処理方法を変えて、実験を継続する予定である。
癌細胞の生物学的特性に基づいた検定法による肺非小細胞癌抑制遺伝子単離に関する研究

ヒト肺非小細胞がんにおいては、第11染色体長腕q21-q23領域のヘテロ接合性の消失(LOH)が高頻度に認められ、がん抑制遺伝子の存在が示唆されるが、この染色体領域の異常に起因すると考えられる遺伝性肺がんは知られていない。そこで、このがん抑制遺伝子を、機能的検定法により単離することをプロジェクトの最終の目的として、まず、当該領域に存在する3種類の酵母人工染色体(YAC)クローンを、ヒト、並びにマウス肺非小細胞がん細胞A549,LLCにスフェロプラスト融合法により導入した。この結果、1つのYACにクローン化された約1.5メガ塩基対の断片の全長が移入された肺がん細胞では、ヌードマウス皮下における腫瘍原性の著名な抑制が認められたが、このYACの一部分の断片や、他の2つのYACの全長が移入された肺がん細胞は、親細胞であるA549やLLCと同様、強い腫瘍原性を示した。このことから、当該YACにクローン化された約1.5メガ塩基対の断片内に腫瘍原性を抑制する活性が存在することが示された。また、79例の肺がんDNAを用いた解析からも、この領域がLOHを示す最小共通領域であることが明らかになった。そこで、肺がん抑制遺伝子の座位をさらに限定化する目的で、当該YACクローンを、酵母内遺伝子相同組換えによって順次断片化し、200,500,800,1,0000,1,100キロ塩基対の断片を含むYACクローンを得た。さらに、この断片化YACをA549細胞に導入して、それぞれ複数の移入肺がん細胞を得た。これらの移入肺がん細胞腫瘍原性を検討することにより、遺伝子の座位を200-400キロ塩基対の領域内に限定することが可能と考えられる。
Ifチャネルを指標としたヒトES細胞由来ペースメーカ細胞分取と拍動制御機構の解明

ヒト心臓のペースメーカ細胞は生体から直接採取することが不可能なため、全く研究が進んでいない。そこで本研究では、ヒトES細胞の心筋分化誘導系からHCN4遺伝子の発現を指標にペースメーカ細胞を分取する実験系を構築した。この系を用いて分取したヒトペースメーカ細胞は、自動能や自動能を生成するイオンチャネル電流を有し、マーカー遺伝子の発現やペーシング機能の検証から、生体のペースメーカ細胞とほぼ同等の性質を示すことが明らかとなった。以上より、本研究によって、新たなヒトペースメーカ細胞の分取解析系の確立に成功した。心臓拍動の歩調とりは、心臓の洞結節に存在するペースメーカ細胞によっている。しかし、ヒトの生体から直接採取することは不可能なため、生化学的解析をはじめとして電気生理学的解析も十分ではない。そこで、1)独自のペースメーカ細胞の可視化ー選別法を用い、ヒトES(embryonic stem)細胞からペースメーカ細胞を選択的に分取する実験系の構築と、2)大量調整が可能なES細胞の分化誘導系の特徴を活かし、自動能の生成に関わるIfチャネルのサブユニット構造の解析を試みた。1)これまでにKhES-1ヒトES細胞株を用いて、拍動部位に特異的にGFPを発現する#1株の樹立に成功していた。ペースメーカ細胞を再現性良く分取できるか調べたところ、高い自家蛍光のためGFP蛍光が隠れ、選別がうまくいかない場合があることが分かった。そこで、#1株を用いて培養法など検討を進めるとともに、KhES-3株を用いて新たに40株を樹立し、#21株を同定した。#21株も#1株と同様に、正常な核型を示し、拍動部位でのみGFPを発現することを明らかにしている。また、心筋分化初期には、自家蛍光が低いことなどが分かった。2)Ifチャネルは、HCN4を主要な構成要素とすることから、免疫沈降法によってHCN4と相互作用する分子の同定を試みた。本年度は、免疫沈降の条件決めを行った。Chick β-Actinプロモーターの下流に、HAタグを付加したHCN4の強制発現ベクターを作製し、過剰発現させたHEK293細胞を樹立した。パッチクランプ法で解析すると、If電流を検出でき、加えて、ウエスタンブロッティング法や免疫染色法によって、HCN4を過剰発現していることが分かった。この過剰発現株を用いて、HCN4および結合タンパク質の免疫沈降実験のための、抗体の選定など各種パラメータの条件決めを行っている。心臓の洞結節に存在するペースメーカ細胞は心臓の歩調とりを担う細胞であるが、ヒトペースメーカ細胞は生体からの直接採取が困難であるため、解析はほとんど進んでいない。そこで、今回の研究では、ヒトES細胞の心筋分化誘導系からペースメーカ細胞のマーカーであるイオンチャネル遺伝子“HCN4"の発現をCFP(Cyan Fluorescent Protein)で可視化し、純化精製する実験系を構築した。今年度は、単離したHCN4陽性細胞の特性解析と、ペースメーカ細胞と心室筋細胞を同時に可視化・単離する細胞株の樹立を行った。まず、HCN4陽性細胞に関しては、分化誘導後7日目前後の早期から、心筋拍動部位で特異的にCFPの発現が始まり、分化誘導後90日以降まで、心筋拍動部位で特異的に継続することが分かった。加えて、CFP陽性細胞はHCN4やHCN1などのペースメーカ細胞マーカー遺伝子や心筋特異的収縮タンパク質を発現することが判明した。さらに、電気生理学的解析では、自動能やペースメーカ細胞に特徴的な各種イオンチャネル電流が測定され、イオンチャネル阻害剤にも、生体と同濃度で、反応性を示したことから、薬剤への生理的応答能を有することが判明した。以上の結果から、我々の実験系で、ペースメーカ細胞が単離可能であることを見いだした。現在、この解析結果をまとめて、論文を執筆中であり、研究成果を国際幹細胞学会で発表する。加えて、心室筋細胞との同時単離系では、前述のペースメーカ細胞可視化細胞株において、心室筋細胞のマーカーであるMLC2v遺伝子座にmCherry蛍光タンパク質をノックインした細胞株の樹立を行った。樹立した細胞株の心筋分化誘導を行うと、心筋分化初期では、CFP蛍光のみが確認され、分化誘導後20日前後から、mCherry蛍光の発現がみられることが分かった。現在、この細胞株の解析を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。心臓分子生理学26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、入手が困難な心臓ペースメーカ細胞を大量に純化した状態で調整し、その特性を解析することである。このため、最も重要なことは、効率よく、しかも大量に純化したペースメーカ細胞を選別採取できる実験系を構築することである。

本年度の研究から、ペースメーカ細胞の最良のマーカーであるHCN4遺伝子座に、BACベクターを用いてGFP遺伝子をセミノックインすることによって、拍動部位で、GFPが特異的に発現するヒトES細胞株の樹立に成功した。これによって、ペースメーカ細胞の選別採取の可能性が大きく広がり、その特性解析に移ることが可能となる。予備的な結果であるが、樹立した#1株の心筋分化画分からHCN4陽性細胞の調整に成功し、HCN4の発現などの確認にも成功しており、ほぼ計画通りに進行している。しかし、自家蛍光が高く、GFPシグナルが隠れてしまうこともあり、現在、より良い培養法、分離法の検討を進めている。また、Ifチャネルの構造解析は、HCN4と相互作用する分子の同定によって進める方針である。このためには、どのHCN4抗体を用いるのか、免疫沈降の条件はどうするのかなど、予備的な研究が必要である。本年度は、HAタグを付加したHCN4の過剰発現ベクターの作製、過剰発現細胞でのHA-HCN4タンパク質の発現、それに伴うIf電流の生成を確認することができた。この細胞を用いることによって、HCN4抗体の選別、HAタグを利用した条件決めなどが可能となる。ひとたび条件を決定できれば、私は、すでにマウスES細胞に由来するHCN4陽性ペースメーカ細胞の調整に成功しているので、速やかに免疫沈降実験を開始できると考えている。今後は、以下の4項目の検討を行う。1ペースメーカ細胞の特性解析、2Ifチャネルサブユニット構造の解明、3ペースメーカ細胞で発現する遺伝子の網羅的遺伝子解析、4ペースメーカ細胞の自動能の生成基盤の解明。1分取精製したGFP陽性細胞が、ペースメーカ細胞特性を示すかどうかを検証する。具体的には、RT-PCRや免疫染色によるマーカー遺伝子(HCN4など)の発現解析、パッチクランプ法による電気生理学的特性解析(If電流)、自律神経作動薬に対する応答能などを調べる。2ペースメーカ細胞におけるIfチャネルの構成タンパク質を、免疫沈降実験により同定する。まずHA-HCN4を過剰発現するHEK293細胞やHL-1心房筋細胞を用いて、HA抗体などによる免疫沈降実験を行い、実験系の適正化・条件決めを図る。マウスES細胞に由来するHCN4陽性細胞を用いて、HCN4抗体による免疫沈降実験を行う。沈降産物に、(1)他のHCNファミリー遺伝子、(2)MiRP1が含まれるか、を各抗体によるウエスタンブロッティングによって検証する。また、沈降産物を直接、質量分析にかけ、HCN4に結合するタンパク質を同定する。3マイクロアレイあるいは次世代シーケンサーにより、ヒトHCN4陽性細胞の遺伝子発現プロファイルを作成する。加えて、ヒトNKX2.5陽性細胞やヒトMYH6陽性細胞について作成した遺伝子発現プロファイルと比較し、ペースメーカ細胞特異的な生理機能に関わる遺伝子の絞込を行う。4上記の研究によって、候補遺伝子を特定できれば、その遺伝子に対するノックダウン実験及び過剰発現実験を行い、自動能、If電流などの変化をパッチクランプ法により測定する。これらの実験より候補遺伝子が、どのようにペースメーカ
並行プログラムのための型理論に基づく利便性の高い静的検証手法

本年度は共有メモリ型並行プログラムに対して、メモリ、ロック、スレッド等のリソースが回収されずにプログラムが終了することはないという性質を検証するための手法を設計した。具体的には(1)並行プログラムの静的検証手法の理論的基盤の構築(2)検証アルゴリズムの定義(3)検証アルゴリズムの実装を行った。(1)については共有メモリ型並行プログラムをモデル化する手続き型言語の構文と意味論を定義した。その上で、この言語で記述されたプログラムに対する型システムを定義し、その健全性(プログラムが型付け可能であれば、いかなるスケジューリングや実行経路においてもリソースは必ず回収される)を証明した。このステップは先行研究(末永・小林APLAS 2008)において提案した、ポインタ型を所有権によって拡張し、その所有権によってポインタの指す先のメモリへのアクセス権限と、そのメモリを解放する義務を表現した型システムをベースとして、その拡張を行った。本研究では、先行研究の型システムをロック型とスレッド型で拡張し、メモリと同様にロックとスレッドが正しく解放されることを保証している。ロックによる同期を介して所有権を受け渡すことができるように、ロック型には獲得可能型環境が付加される。プログラムは、ロックの生成、アンロック操作を行なう際には獲得可能型環境に記述された所有権を自らが保有する所有権からロックに付託し、ロックの獲得、回収を行なう際には獲得可能型環境に記述された所有権を自らのものとする。これにより、ロックを介したスレッド間の所有権の受け渡しを一貫して行なうことが可能となっている。スレッド型についても同様に、スレッドが終了した際に保有している所有権を獲得可能型環境として付加している。この型システムについて健全性を証明した。(2)については、受入研究者及び受入研究室の学生と共同で自動的にプログラムが型付け可能かどうかを判定する検証アルゴリズムを設計した。この型システムを用いた自動検証において困難な点は、適切な獲得可能型環境をいかに推論するかである。このために、検証を(1)獲得可能型環境の定義域の推論(2)型に関する制約の所有権制約への還元(3)所有権制約の解消の3ステップに分けた。1つ目のステップにおいては、獲得可能型環境を表す変数を制約言語に導入し、その定義域に関する集合の包含関係の制約を生成した上で、その制約を不動点反復アルゴリズムによって解消する。2つ目のステップにおいては、1つ目のステップにおいて得られた情報を元にして型環境変数を具体化し、型環境に関する制約を型に関する制約に還元した上で、その制約をさらに所有権変数に関する制約に還元する。3つ目のステップにおいては、所有権変数に関する制約を既存の制約ソルバーに入力として与え、充足可能性を判定する。これにより、初めに入力として与えられたプログラムが型付け可能であるかどうかが可能となる。(3)については、前項に述べたアルゴリズムの実装と実験を受入研究室の学生が主体となって行った。これにより、前項のアルゴリズムの動作を確認した。当初の予定通り、並行プログラムのためのリソースリーク解析のための型システムの形式化を完了させ、型推論アルゴリズムを定義し、その実装までを得ることができた。また、ここまでの成果を論文としてまとめて提出したところである。今年度は本研究の着想の妥当性を確認するために問題設定においていくつかの単純化を行なっている。具体的には(1)ロックやスレッドをメモリ内に格納し、そのポインタを受け渡すことはない(2)構造体が存在しない等である。単純化によって今年度研究範囲から外した内容を扱えるようにすることは今後の重要な課題である。また、今回の実装はC言語をモデル化したより容易な言語を対象しているため、Cプログラムを直接扱える検証器を実装し、より大きなプログラムを用いて実験することも重要な課題である。

(2)については、受入研究者及び受入研究室の学生と共同で自動的にプログラムが型付け可能かどうかを判定する検証アルゴリズムを設計した。この型システムを用いた自動検証において困難な点は、適切な獲得可能型環境をいかに推論するかである。このために、検証を(1)獲得可能型環境の定義域の推論(2)型に関する制約の所有権制約への還元(3)所有権制約の解消の3ステップに分けた。1つ目のステップにおいては、獲得可能型環境を表す変数を制約言語に導入し、その定義域に関する集合の包含関係の制約を生成した上で、その制約を不動点反復アルゴリズムによって解消する。2つ目のステップにおいては、1つ目のステップにおいて得られた情報を元にして型環境変数を具体化し、型環境に関する制約を型に関する制約に還元した上で、その制約をさらに所有権変数に関する制約に還元する。3つ目のステップにおいては、所有権変数に関する制約を既存の制約ソルバーに入力として与え、充足可能性を判定する。これにより、初めに入力として与えられたプログラムが型付け可能であるかどうかが可能となる。(3)については、前項に述べたアルゴリズムの実装と実験を受入研究室の学生が主体となって行った。これにより、前項のアルゴリズムの動作を確認した。当初の予定通り、並行プログラムのためのリソースリーク解析のための型システムの形式化を完了させ、型推論アルゴリズムを定義し、その実装までを得ることができた。また、ここまでの成果を論文としてまとめて提出したところである。今年度は本研究の着想の妥当性を確認するために問題設定においていくつかの単純化を行なっている。具体的には(1)ロックやスレッドをメモリ内に格納し、そのポインタを受け渡すことはない(2)構造体が存在しない等である。単純化によって今年度研究範囲から外した内容を扱えるようにすることは今後の重要な課題である。また、今回の実装はC言語をモデル化したより容易な言語を対象しているため、Cプログラムを直接扱える検証器を実装し、より大きなプログラムを用いて実験することも重要な課題である。
サーキット理論を用いた希少植物クロビイタヤの景観遺伝学

本研究は、(1)絶滅危惧種クロビイタヤを対象として遺伝的多様性の空間パターンを明らかにし、(2)森林の分断化や生育地周辺の景観特性との関係を、サーキット理論を用いて定量化することを目的とする。サーキット理論は、土地利用のモザイク性が、野生生物の移動・分散にどのような影響を与えるかについて、遺伝子及び景観という二つのレベルの情報を統合し、解析するためのものである。この理論によって計算した抵抗距離と、クロビイタヤの遺伝距離とは有意な相関が見出され、生育地周辺の景観構造ー特に森林の不連続性が本種の遺伝子流動に負の影響を与えていることが示唆された。1.カエデ属の一種で、絶滅危惧種であるクロビイタヤ(Acer miyabei Maximowicz)について、分布域を網羅するように遺伝子解析用の葉のサンプルを採集し、自生地の地形や保全の状況について調査した。採集地は、北海道、青森県、岩手県、長野県内の23地点とし、計270個体からサンプルを採集した。うち長野県で採集した11個体は、果実に毛をもたないシバタカエデ(A. miyabei f. shibatae (Nakai) K.Ogata))であった。採集個体の一部については、さく葉標本を作製した。2.自生地の概況を調査したところ、クロビイタヤは、川幅が5数十メートル程度の渓流・河川に付随する湿った平坦地(氾濫原)や、そのさらに外側の谷壁斜面などに生育していた。しかしこうしたハビタットは、河川工事や道路の建設、牧場を含む農用地の造成などの人為的攪乱を受けているものがほとんどであった。過去に伐採の履歴のある森林では、萌芽由来と思われる複数の幹をもつ個体が多数を占めた。本種の自生地に生育していた樹種は、ヤチダモ(Fraxinus mandshurica Rupr.)、ハルニレ(Ulmus davidiana Planch. var. japonica (Rehder) Nakai)、カツラ(Cercidiphyllum japonicum Siebold et Zucc. ex Hoffm. et Schult.)、ハナヒョウタンボク(Lonicera maackii (Rupr.) Maxim.)などであった。3.採集したサンプルの一部を用い、核DNAのマイクロサテライトマーカーの開発を行った。専用のキットを用いてDNAの抽出を行った後、DNAの断片化と精製を行い、ライブラリーを作成した。これらに含まれるDNA断片の塩基配列を、次世代シーケンサーを使って読み取り、そのデータを用いて、マイクロサテライトマーカー用のプライマーを設計した。また採集地点の異なる8個体について、ユニバーサルプライマー5組(約2000塩基対)を用いて葉緑体DNAの遺伝子間領域をPCR増幅し、塩基配列を読み取った。本研究は、景観構造の不均一性が希少植物の遺伝的多様性に与える影響を明らかにすることを目的とする。具体的には、絶滅危惧種クロビイタヤ(Acer miyabei Maxim.)を対象として遺伝的多様性の空間パターンを明らかにし、生育地周辺の景観特性との関係の有無を、サーキット理論を用いて検出することを目標とする。サーキット理論は近年台頭してきた空間解析理論の一つである。これは、森林、農用地、市街地といった土地利用のモザイク性が、野生生物の移動・分散にどのような影響を与えるかについて、抵抗という概念を用いて明らかにする手法である。クロビイタヤの分布のある北海道および本州において、43か所の自生地から葉のサンプルを採集した。さらに林木育種センターより生育地外保存サンプルの提供を受け、合計580個体を対象として、遺伝子解析を実施した。解析は、次世代シーケンサーを用いて核ゲノムのマイクロサテライトマーカー(12座)を開発し、遺伝子型の決定(ジェノタイピング)を行った。北海道千歳市から新ひだか町に分布する13集団(296個体)の遺伝距離を算出したところ、地理的距離との相関は検出されなかった。一方、サーキット理論にもとづいて算出した抵抗距離とは、統計的に有意な相関がみられた。このときの抵抗距離は、クロビイタヤのハビタットとなる河川近隣の森林の抵抗値を低く、またそれ以外の土地利用の抵抗値を高く設定して算出したものである。次に、本種の分布域全体を対象としてハビタットの分布確率を推定し、確率の低いところほど抵抗値が大きくなるよう抵抗距離を算出した。この抵抗距離と、集団間の遺伝距離との相関は、地理的距離との相関よりも高かった。これらの結果から、生育地周辺の景観特性は、本種の遺伝構造に影響を与えており、特にハビタット不適地において遺伝子流動が妨げられていることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。保全生態学26年度が最終年度であるため、記入しない。研究は、おおむね計画どおりに進捗している。クロビイタヤのような絶滅危惧植物は生育地が限られているため、適切な採集地を見つけるのが困難な場合が多い。

しかし本研究では初年度に、地元の植物愛好家や、研究団体などから生育地情報を多数提供いただき、比較的短時間で採集活動を行うことができた。270個体というサンプル数は初年度に目標としていた数を上回っており、来年度は、これを補完するサンプルを約100個体ほど追加で採集したいと考えている。遺伝子解析については、採集したすべての個体についてDNA抽出を行うことができた。またそれらの一部をつかって、マクロサテライトマーカーの開発に着手することができた。次世代シーケンサーによって、開発に必要なDNA断片のライブラリーをすでに得ることができているので、種内変異の検出に適した優良なマーカーが作成できるものと考えている。一連のラボ操作については、学外に研究協力に応じてくださる研究者がいたため、比較的スムーズに行うことができた。こうした方がたから引き続きアドバイスをいただき、研究をすすめていきたい。クロビイタヤの分布域の中でまだサンプルを採集できていない群馬県、福島県、長野県南部を中心に探索を行い、遺伝子解析に必要なサンプルをできるだけ早く集める。それと並行して、初年度に開発したプライマーのスクリーニングを行い、種内や個体の間の変異を検出するのに適した優良なマイクロサテライトマーカーの開発をすすめる。クロビイタヤは、ヨーロッパおよび中国に近縁種が生育することが報告されている。これらについては、国外の研究協力者や植物園よりサンプルを供試していただく予定であり、適宜、手続きをすすめていく。必要なサンプルが収集できたら、開発したマイクロサテライトマーカーを用いてクロビイタヤの地理的変異および遺伝的多様性について解析を行う。それらのデータにもとづいて遺伝的多様性の空間パターンを明らかにし、森林の分断化との関係をサーキット理論(circuit theory: McRae 2006; McRae & Beier 2007)を用いて定量化する。結果については学会で発表を行い、論文にまとめて投稿する。
稀突起膠細胞腫の発がん機構の解明に向けた比較生物学的解析

稀突起膠細胞腫の発生メカニズムや病態には未解明な点が多く残されており、由来細胞が不明であることもその一つである。これまでの研究により、イヌの稀突起膠細胞腫の発生頻度はヒトと異なり非常に高く、また、短頭種に好発することが判明した。そのため、ヒトで得られにくい知見がイヌから得られる可能性が高いと考えられる。本年度は、(1)イヌの稀突起膠細胞腫の病理組織学的解析、(2)稀突起膠細胞腫細胞株の樹立および(3)腫瘍幹細胞(TIC)の性状解析を中心に研究に取り組んだ。イヌの退形成性稀突起膠細胞腫の組織標本27例を免疫組織化学的に検討したところ、本腫瘍細胞は高率に稀突起膠細胞前駆細胞(OPC)マーカー(Olig2, SOX10, PDGFRα, NG2)を発現していた。また、フレンチ・ブルドッグから得られた退形成性稀突起膠細胞腫の培養細胞について、細胞形態、免疫表現型や腫瘍形成能などの性状を明らかにし、株化細胞として樹立した(株名:AOFB-01)。さらに、この株化細胞に神経幹細胞用成長因子またはOPC用成長因子(OPC-GF)を加えて浮遊培養したところ、いずれもスフェロイドの形成が認められた。連続継代したところ、OPC-GF添加培地でのみスフェロイドが形成された。これらの結果から、イヌ退形成性稀突起膠細胞腫のTICはOPC-GFの添加により自己複製能を維持することが判明した。また、形成されたスフェロイドはOPC-GF添加培地での培養ではOPCマーカーのみを発現して未分化性を維持していたのに対し、分化誘導(血清添加培養)を行うと、GFAPも発現し、多分化能を示すことも明らかとなった。これらTICの細胞性状はOPCのそれと類似していた。以上のことから、イヌの退形成性稀突起膠細胞腫はOPCに由来することが示唆された。本年度は、(1)イヌの稀突起膠細胞腫の病理組織学的解析、(2)イヌ稀突起膠細胞腫細胞株の樹立(AOFB-01株)および(3)株化細胞における腫瘍幹細胞(TIC)の性状解析を中心に研究に取り組み、十分な成果が得られた。なかでも、病理組織学的解析および腫瘍幹細胞(TIC)の性状解析により、本腫瘍が稀突起膠細胞前駆細胞(OPC)に類似した性質を有していることを示した。これは、本腫瘍の病態解明を解明するうえで、重要な知見である。さらに、関連する研究としてイヌの頭蓋内腫瘍の疫学的調査も行い、各脳腫瘍の好発犬種を明らかにした。特定犬種に好発する腫瘍は、その発生に遺伝的背景が示唆されるため、次年度で行う稀突起膠細胞腫の原因遺伝子を特定するうえで本研究の結果が有用になると考えている。これらの成果は国内外の学術集会で報告し、英文雑誌に投稿済みまたは投稿準備中である。以上を鑑み、十分な進捗状況と判断している。イヌの稀突起膠細胞腫の発生に関わる遺伝子異常は解明されていないため、次年度では腫瘍組織および樹立した培養細胞を用いて、分子発生メカニズムについてヒトの稀突起膠細胞腫と比較しながら解析する。まず、DNAマイクロアレイによる網羅的な解析を行い、得られた結果を定量的PCR、in situ hybridization等により確認する。また、フレンチ・ブルドッグに稀突起膠細胞腫が好発する遺伝的素因について、次世代シークエンサーを用いて解析する予定である。本年度は、(1)イヌの稀突起膠細胞腫の病理組織学的解析、(2)

イヌ稀突起膠細胞腫細胞株の樹立(AOFB-01株)および(3)株化細胞における腫瘍幹細胞(TIC)の性状解析を中心に研究に取り組み、十分な成果が得られた。なかでも、病理組織学的解析および腫瘍幹細胞(TIC)の性状解析により、本腫瘍が稀突起膠細胞前駆細胞(OPC)に類似した性質を有していることを示した。これは、本腫瘍の病態解明を解明するうえで、重要な知見である。さらに、関連する研究としてイヌの頭蓋内腫瘍の疫学的調査も行い、各脳腫瘍の好発犬種を明らかにした。特定犬種に好発する腫瘍は、その発生に遺伝的背景が示唆されるため、次年度で行う稀突起膠細胞腫の原因遺伝子を特定するうえで本研究の結果が有用になると考えている。これらの成果は国内外の学術集会で報告し、英文雑誌に投稿済みまたは投稿準備中である。以上を鑑み、十分な進捗状況と判断している。イヌの稀突起膠細胞腫の発生に関わる遺伝子異常は解明されていないため、次年度では腫瘍組織および樹立した培養細胞を用いて、分子発生メカニズムについてヒトの稀突起膠細胞腫と比較しながら解析する。まず、DNAマイクロアレイによる網羅的な解析を行い、得られた結果を定量的PCR、in situ hybridization等により確認する。また、フレンチ・ブルドッグに稀突起膠細胞腫が好発する遺伝的素因について、次世代シークエンサーを用いて解析する予定である。
潜在界面端き裂の概念の提案とそれに基づく異種接合材の統一的な強度評価方法

本研究では,異種接合材料の接合界面端に微小なき裂を導入し,このときのき裂先端の応力拡大係数をもとに強度評価を行う潜在界面端き裂の概念を提案し,その有効性を検討する.界面端近傍の形状により応力拡大係数がどのように変化するかを検討するとともに,申請者がこれまでに行ってきたき裂がない場合の自由縁応カ特異性の発生・消失との関係についても検討を行う.平成10年度は以下のような研究成果を得た.(1)接合界面端近傍に微小なき裂を導入したときの応力拡大係数と,き裂が存在しない場合の自由縁応力特異性の強さの関係について,境界要素法を用いて検討を行った.その結果,き裂の大きさが十分に小さく,かつ界面に近い場所に存在する場合には,界面端近傍き裂の応力拡大係数とき裂がない場合の特異性の強さは比例関係にあることがわかった.その比例係数は,き裂長さとき裂界面間距離の比の関数になると考えられる.(2)界面端微小き裂の応力拡大係数と自由縁応力特異性の強さの関係について境界要素法を用いて検討を行った.その結果、界面端微小き裂の応力拡大係数とき裂がない場合の自由縁応力特異性の強さの間には良好な比例関係があることがわかった.この関係は,界面と自由縁が直交している場合だけでなく,接合角度の組合せを変化させた場合にも認められた.以上の結果から,接合界面端近傍に存在する微小き裂の応力拡大係数をき裂がないと仮定したときの応力特異性の強さから推定することが可能である.また,潜在的な界面端微小き裂の応力拡大係数を用いて,接合界面の強度評価を行うことは可能であると考えられる.本研究では,異種接合材料の接合界面端に微小なき裂を導入し,このときのき裂先端の応力拡大係数をもとに強度評価を行う潜在界面端き裂の概念を提案し,その有効性を検討する.界面端近傍の形状により応力拡大係数がどのように変化するかを検討するとともに,申請者がこれまでに行ってきたき裂がない場合の自由縁応力特異性の発生・消失との関係についても検討を行う.平成9年度は以下のような研究成果を得た.(1)接合材料の界面端に微小なき裂を導入した解析対象について,境界要素法を用いてき裂先端の応力拡大係数を求めた.解析対象の接合界面と自由縁の交わる角度を種々に変えた場合について解析し,自由縁応力特異性の指数と潜在微小き裂先端の応力拡大係数の関係について数値的な検討を行った.その結果,特異性の指数が大きくなるにつれて,応力拡大係数の大きさが大きくなる傾向が見られた.このことから,特異性の指数が低くなる,あるいは特異性が消失するような形状を選ぶことにより,接合材料の界面端強度を向上させることができると考えられる.この傾向は,外力負荷,熱応力負荷のどちらの負荷条件の下でも見られた.(2)2枚のアルミ板をエポキシ樹脂で接着した試験片を作成し,引張り試験を行い樹脂層厚さと引張り強度の関係について実験的な検討を行った.その結果,樹脂層厚さを小さくするほど引張り強度は大きくなった.また,接合界面の強度を特異性の指数,あるいは特異性の強さにより評価できる可能性があることがわかった.本研究では,異種接合材料の接合界面端に微小なき裂を導入し,このときのき裂先端の応力拡大係数をもとに強度評価を行う潜在界面端き裂の概念を提案し,その有効性を検討する.界面端近傍の形状により応力拡大係数がどのように変化するかを検討するとともに,申請者がこれまでに行ってきたき裂がない場合の自由縁応カ特異性の発生・消失との関係についても検討を行う.平成10年度は以下のような研究成果を得た.(1)接合界面端近傍に微小なき裂を導入したときの応力拡大係数と,き裂が存在しない場合の自由縁応力特異性の強さの関係について,境界要素法を用いて検討を行った.その結果,き裂の大きさが十分に小さく,かつ界面に近い場所に存在する場合には,界面端近傍き裂の応力拡大係数とき裂がない場合の特異性の強さは比例関係にあることがわかった.その比例係数は,き裂長さとき裂界面間距離の比の関数になると考えられる.(2)界面端微小き裂の応力拡大係数と自由縁応力特異性の強さの関係について境界要素法を用いて検討を行った.その結果、界面端微小き裂の応力拡大係数とき裂がない場合の自由縁応力特異性の強さの間には良好な比例関係があることがわかった.この関係は,界面と自由縁が直交している場合だけでなく,接合角度の組合せを変化させた場合にも認められた.以上の結果から,接合界面端近傍に存在する微小き裂の応力拡大係数をき裂がないと仮定したときの応力特異性の強さから推定することが可能である.また,潜在的な界面端微小き裂の応力拡大係数を用いて,接合界面の強度評価を行うことは可能であると考えられる.
大規模並列アプリケーションの性能解析・最適化ツールの研究

本研究の目的は大規模な並列システムでの性能解析並びに最適化技術である。本研究では、自動的な性能最適化技術や並列実行時システムの研究を行う。その結果を京コンピュータや最新のメニーコアシステムに適用し、その有効性について検証するものである。これまで、自動的な最適化技術として、京コンピュータに用いられているプロセッサのキャッシュ最適化を行った。前年度においては、京コンピュータのような大規模なシステム、およびノード内のワークステーリングによる動的タスクスケジューリングの研究を研究の取りかかりとして、動的タスクスケジューリングを評価するためのベンチマークを開発した。Unbalanced Tree Searchベンチマークを用いて、京コンピュータにおいて1万ノードの規模におけるワークステーリングの性能について解析した。特に、システムにおけるワークの拡散の速度を解析するための性能指標を考案し、京コンピュータのネットワークトポロジーを活用した新しいワークステーリングの指針を明らかにした。この結果については当該年度において並列処理技術分野では著名な国際会議IPDPSにて発表した。当該年度においては、開発したベンチマークを用いて、大規模な並列システム上で既存の実行時システムの代表である、OpenMP 4.0, StarPU, Quak、XKappiを評価した。この結果については、現在、論文をまとめており、論文誌に投稿の準備を進めている。さらに、この知見に基づき負荷分散のシステムを設計・開発し、京コンピュータで評価した。また、並列言語であるCharm++の実行時システムとして組み合わせて、小規模な実験を行った。また、負荷分散の実行時システムの検討においては、理研計算科学研究機構で開発を進めている並列プログラミング言語XcalableMPなどPGAS(Partitioned Global Address Space)モデル上での負荷分散の機構についても議論を行った。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。本研究の目的は、大規模な並列システムでの性能解析並びに最適化技術である。その結果を、京コンピュータや最新のメニーコアシステムに適用し、その有効性について検証する。本年度においては、自動的な最適化技術として、京コンピュータに用いられているプロセッサのキャッシュ最適化を行った。このプロセッサでは、チップ内のレベル2キャッシュを2つの独立した領域のキャッシュに分けることができる「セクターキャッシュ」という機能がある。この機能を使うことにより、特定のアクセスパターンを持つデータやアクセスの局所性の高いデータを、別のキャッシュ領域に割り当てることにより、キャッシュを効率的に利用し、最適化することができる。本研究では、バイナリー解析ツールであるDWARFを用いて、データごとのアクセスのトレースデータを取得し、そのデータごとの再利用距離(Reuse Distance)を計算する。その再利用距離から、セクターキャッシュの設定と個々のデータのおくべきセクタを決定するアルゴリズムを提案した。その結果、NASParallel Benchmarkでの結果ではキャッシュミス率は大きく低減し、実行時間では、CGが10%、MGでは20%の実行時間を短縮することができた。このデータアクセストレースとキャッシュの設定の結果に基づいて、コード変換を行うことにより、この一連の最適化プロセスを自動化することができる。今後、これを行うためのフレームワークを開発していく。さらに、今年度においては、来年度に向けて、フランスINRIA.のチームとともに、PGAS(Partitioned Global Address Space)モデル上でのワークステーリングによる動的タスクスケジューリングについて、検討を行った。当該年度においては、京コンピュータのような大規模なシステム、およびノード内のワークステーリングによる動的タスクスケジューリングについて、研究を進めている。このための研究の取りかかりとして、動的タスクスケジューリングを評価するためのベンチマークを開発した。この結果については当該年度においてはポスター発表と口頭発表に留まったが、論文が次年度の並列処理技術分野では著名な国際会議IPDPSに受理された。現在、共有メモリ計算機向けの新しいベンチマークについて検討している。このベンチマークは一般的なタスク記述からそれぞれの動的タスクスケジューリングのランタイムを使ったベンチマークを生成するもので、これを用いて、OpenMP 4.0, StarPU, Quak、XKappiを生成し評価した。これの結果については、論文執筆中である。次年度においては、PGAS (Partitioned Global Address Space)モデル上において、分散メモリでの負荷分散と動的タスク生成について、検討・実装し、京コンピュータのような大規模システムで評価を行う。

前年度においては、京コンピュータのような大規模なシステム、およびノード内のワークステーリングによる動的タスクスケジューリングの研究を研究の取りかかりとして、動的タスクスケジューリングを評価するためのベンチマークを開発した。Unbalanced Tree Searchベンチマークを用いて、京コンピュータにおいて1万ノードの規模におけるワークステーリングの性能について解析した。特に、システムにおけるワークの拡散の速度を解析するための性能指標を考案し、京コンピュータのネットワークトポロジーを活用した新しいワークステーリングの指針を明らかにした。この結果については当該年度において並列処理技術分野では著名な国際会議IPDPSにて発表した。当該年度においては、開発したベンチマークを用いて、大規模な並列システム上で既存の実行時システムの代表である、OpenMP 4.0, StarPU, Quak、XKappiを評価した。この結果については、現在、論文をまとめており、論文誌に投稿の準備を進めている。さらに、この知見に基づき負荷分散のシステムを設計・開発し、京コンピュータで評価した。また、並列言語であるCharm++の実行時システムとして組み合わせて、小規模な実験を行った。また、負荷分散の実行時システムの検討においては、理研計算科学研究機構で開発を進めている並列プログラミング言語XcalableMPなどPGAS(Partitioned Global Address Space)モデル上での負荷分散の機構についても議論を行った。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。今年度、研究開始から予定していた、キャッシュ最適化技術については当初目的としていた成果を得ることができた。また、来年度に向けて、PGASモデルの動的スケジューリングなどの調査・検討を行っている。今年度の成果は、ポスター発表および口頭発表に留まったが、結果をまとめた論文が、4月に開催される、並列処理技術分野では著名な国際会議IPDPSに受理され、発表予定である。来年度においては、PGASモデルでの分散タスクの動的スケジューリングについて研究を進める。PGAS言語としては、現在、理研・筑波大で開発を進めている並列言語XcalableMPをベースとして、これを拡張する形で進める。大規模プラットフォームとしては、京コンピュータ上で評価実験を行う。
オピオイドリセプターの単離と構造研究

オピオイド受容体において、その受容像を明らかにすることは、痛み抑制の情報伝達の機構を解明するばかりでなく、麻薬禍を除く意味においても今日的な重要な問題である。オピオイド受容体の研究は最近、世界的にも盛んであるが、未だ各研究者間で一致した見解がなされておらず、抽出単離されたオピオイド受容体の分子量は一定していない。まして受容体のサブタイプの選択的な抽出単離も研究の緒についたばかりと言わざるを得ない。本研究においては、オピオイド受溶体の構造研究を的確に進めていくためには、それぞれのサブタイプの受容体に高い選択性と強い認識能を有するオピエートリガンドを設計し合成することが必要と考え、検討を開始した。本研究の当初は、オピオイド受溶体の各サブタイプ間を制御しているナトリウムイオンの役割を検討するため、クラウン型モルヒネの設計と合成法について検討した。特に6位にペンダント型にクラウンエーテル環を導入したところ、全く新しい知見を得たので逸早く速報した。第2年目においては、Bowenらのチオール-ジスルフィド相互交換機構によるオピオイド受容体の選択性とアロステリックな調節機構にてらして、モルヒネの6位にチオール基の導入方法を種々検討し、光延法がすべてによい結果を与えることが判明した。更に本研究によりその中間体として単離精製することができた6ーβーチオアセチルモルヒネの薬理作用を検討した結果、本物質が極めて身体依存性が弱く、然も鎮痛活性が強いという興味ある結果を得、公表した。オピオイドリセプターの単離に際して最も重要なことは適切なリガンドの選択である.そこでオピオイドリセプターに対して高い選択性をもち,且つ強いリセプター結合能をもつモルヒネの化学修飾を中心に研究を進めた.オピオイドリセプターをPCMBやDTMS等のSH基修飾試薬で処理するとオピオイドのリセプター結合が阻害される.この事から,オピオイド受容体の結合部位にはSH基が存在することが示唆されている.又,オピオイドリセプターの構造保持にはーSーSー結合が必須である事からモルヒネ分子骨格中のCー位にSH基の導入を検討した.まづ,モルヒネのC_6位の水酸法にキサンテート法を導入し,キシレン中150°Cで加熱し,その熱転位生成物の構造を解析した.その結果,コデインのキサンテートの場合,α面の立体障害を克服し対応する8位(α配向)に転位することを突きとめた.一方,イソコデインの場合はキサンテートの生成と同時に転位反応が進行し,対応する8位置換体(βー配向)を定量的に与えた.更に,ここで得られた8位置換体について加熱したところ,メチルキサンテートのみが転位し,6ーメチルスルフィド体を与えた.以上のようにコデインキサンテーテ類の熱分解反応により,8位への立体選択的なS官能基の導入が可能になると共に,更に熱転位により6ーチオール体へ変換できる経路を見出すことができた.オピオイド受容体において、その受容体像を明らかにすることは、鎮痛活性をはじとする薬理作用を分子レベルで理解するのに重要である。このためにアフィニティーテクニックを用いたオピオイド受容体の単離精製の試みがなされている。しかし、現在までに精製をされた受容体の分子量をはじめ各研究者間で一致した見解がない。従って、オピオイド受容体の単離に際しては重要なこととして高い分子認識を設計したオピエートリガンドを選択し分離抽出を試みる必要がある。一方、オピオイド受容体には教種のサブタイプの存在が報告されており、鎮痛活性の発現と麻薬依存性の発現がいずれも受容体のサブタイプを通じているか全く不明である。

これに関して、μーアゴンストに高親和性、μーアンタゴニストに高親和性およびδーアゴニストに高親和性の3つの状態からなるオピオイド受容体のアロステリソクモデルが提案されており、その平衡がSH基のより調整されていると考えられている。しかし、現在のところSH基修飾試薬によるオピオイドの薬理作用の検討はなされているが、分子レベルで検討はなされていない、そこで、オピエートの6位の受容体に対する2次認識部位にチオール基の適確な導入法を種々検討した。これに関し、前年度においてもコデインの6位にキサンサート基を導入し種の熱転位を検討した結果をふまえ、3つの方法により検討した。すなわち、トシレート基を脱離基とするチオ酢酸による二分子求核置換反応、N,N′ージメチルホルムアミドジネオペンチルアセタールによるチオ酢酸との反応、および老延法について検討した結果、老延法が最もよい結果を与えた。
英語学習者による動詞項構造の誤りに対する気づきを促す指導法の開発

気づきを促す指導法の有効性の範囲とその限界を、日本語を母語とする英語学習者(JLEs)の動詞の項構造の習得を中心に分析する。次の2点において研究成果を教室での英語教育に役立たせることができると考えている。第1に、JLEsの発話データを彼ら自身に分析させることで、自ら誤りに気づくよう促し、習得につなげるという点である。第2に、それでは学習者が容易に気づかない誤りに対して、どのような明示的指導が効果的であるかを研究するという点である。JLEsが能動的に学ぶアクティブ・ラーニングを実践し、彼らが何に気づき、何に気づけないのかを把握し、気づけない文法項目については効果的な明示的指導法を開発、提案する。
原因遺伝子不明のmonogenic diabetesの網羅的解析

【結果】48例の糖尿病診断時年齢は16.5歳、BMIは21.5であった。26種類のナンセンス置換およびミスセンス置換を34症例に認めた。アミノ酸配列の変化を生じるこれらの置換は10種類のMODY遺伝子(HNF4A, GCK, HNF1A, PDX1, CEL, PAX4, INS, ABCC8, KCNJ11, RFX6)に認められ、ナンセンス置換が2種類含まれていた(MODY2遺伝子C370X、MODY1遺伝子W324X)。機能予測により、MODY4遺伝子R148G、MODY9遺伝子R121W、MODY12遺伝子G826V、MODY13遺伝子E140Kの4種類は病因と考えられた。MODY9遺伝子R121Wは5例(10.1%)に見いだされ、他の2種類は1例ずつに認めた。興味深い事に、2症例で2つのMODY遺伝子の病的変異の併存を認め、1例はMODY4遺伝子R148GとMODY9遺伝子R121W、別の例はMODY2遺伝子C370XとMODY9遺伝子R121Wの併存であった。3種類の変異は未報告であった。【結論】48例中8例(16.7%)に病因と考えられる変異を同定した。予定通り解析が進行し、昨年は米国人類遺伝学会で発表した(ポスター)。会場では同様のテーマで研究している海外の研究者と議論が出来て参考になり、有意義であった。得られた結果については、rare variantかpathogenic variantであるかが課題となっている。この解決策としては、1000ゲノムデータ、in house dataに加え、複数のWeb basedのアルゴリズムで検証した。その上でもなお、複数の候補遺伝子のlikely-pathogenicのvariantが同一個体に重複して存在していた。さらに、家系内伝達を明らかにする為にこれらのvaraiantを家系内の糖尿病患者と非糖尿病者について検討したところ、likely-pathogenicのvariantを複数有することで糖尿病の表現型に影響している可能性も考えられた。このように2つの原因遺伝子が同一家系で個体ごとに違った組み合わせで存在しており、糖尿病の表現型も若干異なっている可能性を考えている。これまでに報告されていない、この様に興味深い家系を複数見出した。現在論文作成中である。最終年度は、未検討の新規サンプルの解析をさらに進める予定である。今年(2019年)は最終年度にあたる。これまで未検討であった新規のサンプルの解析をTargeted Sequenceによってさらに進め、MODYの遺伝子診断を確定するためのサンプルを選択中である。今年の夏頃までににIon Torrentを用いて統合医科学研究所に依頼して20サンプル程度のTargeted Sequenceが終了できる見込みである。Output Dataの解析は統合医科学研究所の赤川浩之准教授との共同研究によって実施する。赤川浩之准教授はこの方面で一定の業績があり、支援が受けられる事から問題なく研究を遂行可能である。これによって前年度のTargeted Sequemceと併せて合計で60サンプルのmonogenic diabetes候補患者を用いた網羅的な解析を行ったことになる。60名を対象とした14遺伝子の多因子遺伝子のターゲット解析は、わが国においては知る限り最大希望である。このような研究の報告は未だないので、学術研究として最終年度に論文化するほか、海外の関連する学術集会で発表し討論を深めて来る予定である。さらに、次年度(2020年度)にこの研究の続きとして、完全には結論付けられない原因遺伝子内のVariantを同一個体が複数の遺伝子において有することの発症における意義について、細胞レベルの解析を共同研究として計画している。【背景】monogenic diabetesは肥満を伴わず、膵自己抗体陰性で環境要因に関係なく30歳未満で発症する糖尿病である。その中では常染色体優性遺伝若年発症糖尿病:MODY(maturity onset diabetes of the young)が大部分を占める。MODYの頻度は、英国では30歳未満で糖尿病と診断された全患者の4%であった(Shields, 2017)が、一般には糖尿病全体の1-2%と報告されている。従って、わが国では11万人程度と推定されているが、多くの場合は1型糖尿病や2型糖尿病として治療されている。欧州ではMODYの80%で原因遺伝子が同定されており、個別化医療のガイドラインが公表された。一方、わが国では原因遺伝子が明らかにされたMODYは約20%に過ぎず、個別化医療のシステムも整備されていない。【目的】1種類の原因遺伝子によって発症する糖尿病(monogenic diabetes)の原因遺伝子を網羅的に明らかにし、個別化医療の推進に寄与すること。【実施概要】<第1ステップ>充分にvalidationされたサンプル100例程度を選択し、13種類のMODY遺伝子をターゲットシーケンスにより解析する。シークエンサーは設置済み。カスタムプラーマーもオーダー済みであり、第1ステップは1年以内に完了予定である。学内の支援システム(TIIMS)を利用してPoly Phen, SIFT, CADDに代表されるアルゴリズムにより変異の機能障害レベルを推定する。判定不能の場合やpromoter領域の変異/多型は、INS-1細胞を用いた細胞レベルでの機能解析を行う。<第2ステップ>上記で変異が同定できなかった症例についてwhole exome sequenceを行う。家系内の複数のaffected memberのDNAを収集できている家系を優先する。

まず、MODY14遺伝子に絞ってカスタムプライマーを作成し、Miseqを用いてターゲットシーケンスを行った。予算の関係から最終的にサンプル数は48検体とした。スクリーニングに用いた遺伝子のリストはHNF4A, GCK, HNF1A, PDX1, HNF1B, NEUROD1, KLF11, CEL, PAX4, INS, BLK11, ABCC8, KCNJ11, RFX6である。現時点でシーケンシングは順調に完了できており、得られた全アウトプットデータのうち、翻訳領域に存在する塩基置換は874種類であった(ナンセンス変異2種類、ミスセンス変異386種類、サイレント置換486種類)。絞り込み作業の第1段階として、1000人ゲノムデータ、PolyPhen、SIFT、CADD、ClinVer、gnomADなどのデータベースおよびアルゴリズムを用いてスクリーニングを行った。その結果、病因と考えられる変異はHNF1B, NEUROD1, KLF11, BLK11の4遺伝子を除いた残る10遺伝子内の26種類に絞られた。2種類はナンセンス変異であることから明らかに原因遺伝子と考えられた(1種類は新規変異)。26種類のミスセンス置換のうち、4種類は以上の検討から病的変異と断定できた。以上から、48名の発端者のうち8名(16.7%)において病因と考えられる変異を同定できている。24種類のミスセンス変異に関しては家系内での伝達についてサンガーで確認を行う必要がある。興味深い点として、現時点で7名の発端者においては2種類から最大4種類の病的変異の可能性が否定できないミスセンス変異が異なるMODY遺伝子に見出されている。このような結果は、従来のサンガー法による1種類の遺伝子毎の検討では見つかり難かったと思われる。真の原因遺伝子がどれであるかを、今後明らかにする。【結果】48例の糖尿病診断時年齢は16.5歳、BMIは21.5であった。26種類のナンセンス置換およびミスセンス置換を34症例に認めた。アミノ酸配列の変化を生じるこれらの置換は10種類のMODY遺伝子(HNF4A, GCK, HNF1A, PDX1, CEL, PAX4, INS, ABCC8, KCNJ11, RFX6)に認められ、ナンセンス置換が2種類含まれていた(MODY2遺伝子C370X、MODY1遺伝子W324X)。機能予測により、MODY4遺伝子R148G、MODY9遺伝子R121W、MODY12遺伝子G826V、MODY13遺伝子E140Kの4種類は病因と考えられた。MODY9遺伝子R121Wは5例(10.1%)に見いだされ、他の2種類は1例ずつに認めた。興味深い事に、2症例で2つのMODY遺伝子の病的変異の併存を認め、1例はMODY4遺伝子R148GとMODY9遺伝子R121W、別の例はMODY2遺伝子C370XとMODY9遺伝子R121Wの併存であった。3種類の変異は未報告であった。【結論】