hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海底洞窟動物群の多様性と適応戦略

本研究は、西太平洋の熱帯・亜熱帯海域に生息する隠生動物群(特に海底洞窟の軟体動物群)の多様性とその適応戦略を明らかにすることを目的として行った.調査地域は西太平洋の全域で,日本列島からミクロネシア・ポリネシアに及ぶが、日本国内の調査と海外を含めた採取資料の室内研究をこの研究費でまかなった.これまでに熟練ダイバーの協力を得て採取した国内(紀伊半島,沖縄島,宮古島,久米島,与那国島,南大東島,小笠原諸島)および海外(サイパン,グアム,ヤップ,パラオ,セブ,ボホル,シパダン,フィージ-,ニューカレドニア,トンガ,タヒチ,ハワイ)などの海底洞窟資料(生体と底質資料)をソーティングして微少貝類の同定と観察を進めてきた.その結果,二枚貝類については地域・洞窟ごとの種の構成と各種の地理的分布がほぼ明らかになった.全域で同定された洞窟性二枚貝は未記載のものを含め100種以上に達する.また,遠隔の地域間ではかなり多くの共通種が存在し,これまでに予測していた洞窟二枚貝の独特な適応戦略(例えば,稀小性,幼形進化,K陶汰,深海種との類似,大卵少産性,高い保育種の比率)がきわめて普遍的であることを確認した.多くの状況証拠から考えて,このような特徴は相互に密接に関連し,それらの生じる原因が洞窟の特異な環境(特に貧栄養)にあることは疑いない.洞窟間の移住の機構などまだ解明されていない問題も残されているが,海底洞窟の動物群の特異性は,世界が極端な貧栄養に見舞われた時に,どのような適応戦略が有利になるかを具体的に示していると考えられる.本研究は、西太平洋の熱帯・亜熱帯海域に生息する隠生動物群(特に海底洞窟の軟体動物群)の多様性とその適応戦略を明らかにすることを目的として行った.調査地域は西太平洋の全域で,日本列島からミクロネシア・ポリネシアに及ぶが、日本国内の調査と海外を含めた採取資料の室内研究をこの研究費でまかなった.これまでに熟練ダイバーの協力を得て採取した国内(紀伊半島,沖縄島,宮古島,久米島,与那国島,南大東島,小笠原諸島)および海外(サイパン,グアム,ヤップ,パラオ,セブ,ボホル,シパダン,フィージ-,ニューカレドニア,トンガ,タヒチ,ハワイ)などの海底洞窟資料(生体と底質資料)をソーティングして微少貝類の同定と観察を進めてきた.その結果,二枚貝類については地域・洞窟ごとの種の構成と各種の地理的分布がほぼ明らかになった.全域で同定された洞窟性二枚貝は未記載のものを含め100種以上に達する.また,遠隔の地域間ではかなり多くの共通種が存在し,これまでに予測していた洞窟二枚貝の独特な適応戦略(例えば,稀小性,幼形進化,K陶汰,深海種との類似,大卵少産性,高い保育種の比率)がきわめて普遍的であることを確認した.多くの状況証拠から考えて,このような特徴は相互に密接に関連し,それらの生じる原因が洞窟の特異な環境(特に貧栄養)にあることは疑いない.洞窟間の移住の機構などまだ解明されていない問題も残されているが,海底洞窟の動物群の特異性は,世界が極端な貧栄養に見舞われた時に,どのような適応戦略が有利になるかを具体的に示していると考えられる.本研究は,サンゴ礁周辺などの海底洞窟に生息する隠生的動物群の多様性とその独特な適応戦略を明らかにすることを目的として始められている.調査地はフィリピン海周辺の多くの島嶼(外国を含む)であるが,日本国内の調査と採集資料の室内研究をこの科学研究費で行っている。平成7年度には琉球の宮古諸島の数洞窟をダイバーの協力を得て追加調査し,多様な洞窟性動物に関する資料を得た.また,比較資料を北海道稚内地方,九州天草諸島で採集した.これらの資料とともに,これまでに得ている琉球各地,南大東島,小笠原諸島,セブ島,ボホール島,パラオ諸島,グアム島の軟体動物資料を合わせて電子顕微鏡による観察と同定を行っている。これまでに全域で同定さた洞窟性の二枚貝類は未記載のものを含めると約90種に達する.その結果,1)遠く離れた島嶼の洞窟間でかなり多くの共通種が存在すること,2)先に琉球の洞窟で知られた洞窟二枚貝類の独特な適応戦略(矮小化,幼形進化,K淘汰,深海種との類似,異常に高い保育種の比率)は他の地域でも同様に広く認められることが明らかとなった.また,「このような特性が生じる原因が貧栄養にある」とする仮説を設け種々の角度から検討した.軟体動物以外の資料については,それぞれ専門の研究者に同定を依頼している.なお,成果の一部を6月にハワイ(ヒロ)で行われたAmerican Malacological Unionのシンポジウムと10月に東京で行われた自然史学会連合設立記念シンポジウムで発表した.本研究は,西太平洋のサンゴ礁周辺などの海底洞窟に生息する隠生動物群(特に軟体動物群)の多様性とその独特な適応戦略を明らかにすることを目的として始められている。調査地域は西太平洋の全域で,日本列島からフィリピン海周辺の島々やミクロネシア,ポリネシアに及ぶが,日本国内の調査と採集資料の室内研究をこの研究費で行っている.平成8年度には,ダイバーの協力を得て,新たに和歌山県串本町の紀伊大島の海底洞窟資料と北海道稚内地方の比較資料を得た.これらの資料とともに,これまでに得ている琉球各地,南大東島,小笠原諸島,フィリピン,パラオ,グアム,フィージ-,トンガ,タヒチなどの資料をソーティングし,観察を行った.

その結果,地域ごとの二枚貝群の構成がほぼ明らかとなった.これまでに全域で同定された洞窟性の二枚貝類は未記載のものを含めて約100種に達する.また,遠隔の地域間でかなり多くの共通種が存在すること,先に琉球で報告した洞窟二枚貝類の独特な適応戦略(矮小化,プロジェネシスによる幼形進化,K戦略,深海種との類似,異常に高い保育種の比率)がきわめて普遍的であることが確認された.多くの状況証拠から考えて,このような特徴が生じる原因が貧栄養にあることはまず疑いない.海底洞窟,通常の深海底や大洋中の孤島の二枚貝群は一般に貧栄養により著しく矮小化した種が多い.また,世界的に矮小化した化石二枚貝群が知られるいくつかの地質時代があるので,海生動物群の大量絶滅の直接の原因として「貧栄養の仮説」を検証するべく化石記録の調査をも行っている.本研究は,西太平洋の熱帯・亜熱帯海域の海底洞窟に生息する隠生動物群(特に軟体動物群)の多様性とその独特な適応戦略を明らかにすることを目的として行った.調査地域は西太平洋の全域で,日本列島からミクロネシア,ポリネシアに及ぶが,日本国内の調査と採集資料の室内研究をこの研究費でまかなった.平成9年度には,これまでにダイバーの協力を得て採集した紀伊半島,琉球列島各地,南大東島,小笠原諸島,サイパン,グアム,ヤップ,パラオ,セブ,ボホール,シパダン,フィージ-,ニューカレドニア,トンガ,タヒチ,ハワイなどの生体資料と洞窟内の底質資料中の微小貝類の遺骸をソーティングし,種の同定と観察を行った.その結果,地域ごとの二枚貝群の構成と地理的分布がほぼ明らかになった.これまでに全域で同定された洞窟性二枚貝は未記載のものを含めて約110種に達する.また,遠隔の地域間でかなり多くの共通種が存在し,これまでに予測された洞窟二枚貝の独特な適応戦略(例えば,矮小化,幼形進化,K淘汰,深海種との類似,大卵少産性,高い保育種の比率)がきわめて普遍的であることを確認した.多くの状況証拠から考えて,このような特徴は相互に密接に関連し,それらの生じる原因が洞窟の特殊な環境(特に貧栄養)にあることは疑いない.洞窟性二枚貝の特異性は,世界が極端な貧栄養に見舞われた時に,どのような適応戦略が有利になるかを具体的に示していると考えられることができる.
生理学的エネルギー供給システムの物理的モデルをもとにした-ランニングペースの研究

本研究では、3つの相互作用を伴った系(ATP-PCr系、乳酸系、有酸素系)からなる生理学的エネルギー供給システムの物理的なモデルを提示し、そのモデルをもとに陸上競技におけるランニングのペース配分という質点力学系問題を検討することを目的とした。その際に、最適制御理論を導入し、持っている生理学的エネルギー能力を最大限に発揮した場合のペース配分について検討を行ない、100m、400m、800m、1500mといった種目において、最高の競技成績を達成するためのランニングペース配分を生理学的エネルギー供給システムと質点力学モデルを用いて数学的に解くことを試みた。生理学的エネルギー供給システムのモデル化については、Margariaモデルをベースに数多くの実験的知見を物理数学的に関連性を持たせ、細胞内のATP濃度は変化しにくいというローマン反応を最適制御理論に適用させた。また、力学系は質点運動における運動方程式を変形させ、パワー次元の方程式を導き、そのパワー次元で生理学的なモデルと整合性を持たせた。こうした関係を非線形の連立微分方程式で記述し、ローマン反応という基準下で最高のパフォーマンスを達成できるような拘束条件を与えて、コンピュータによる数値解法を行なった。その結果、短距離種目では乳酸系の発揮する役割が大きく、中距離種目では乳酸系発揮のタイミングが重要となることが明らかとなった。また、このモデルをもとに計算した結果は、実験的に報告されている生理学的なデータとよく一致しており、構築した物理数学モデルの妥当性は高いことが示された。
世界自然遺産地域における野生生物と地域住民の関係にかんする比較研究

本研究の目的は、野生動物と地域の人びとのかかわりから、地域社会における世界自然遺産登録の意味を明らかにすることにある。さらに、複数地域の比較を行なうことにより、当該社会にとって望ましい世界自然遺産のあり方について考察した。最終年度となる平成30年度の達成目標は、1これまでの研究成果をもとに、【最終的な比較検討・理論化】を行なうことにある。この目標を達成するために、2追加調査としての【現地調査】を、8月に知床・羅臼、9月に小笠原諸島、3月に西表島、これら本研究のすべての調査地域において行なった。現地調査の際には、3研究成果の現地社会へのフィードバックとして、公開講座や勉強会などの【研究成果発表】を行なっている。このさいには、現地の人びととの意見交換を行ない、それにより、最終的な比較検討・理論化を深めることが可能となった。本研究全体で明らかになったのは、第一に、各地域において世界自然遺産登録時には、住民の大半が反対するという共通性である。しかし、反対の理由は、それぞれの社会のあり方、野生生物をはじめとした自然とのかかわり方により、大きな差異を見せている。いっぽうで、地域内部での反対意識には、地域ごとに共通性がみられる。また、この共通性から各地域の社会のすがたも見えてきた。この地域ごとの差異と地域内の共通性は、地域間比較を行なったからこそ、明確となったものである。第二に、登録されたのちの住民意識の経年変化にも、同様の地域による多様性、地域内部における共通性がみられる。知床・羅臼における、生活から離れたものとしての世界自然遺産の希薄化、小笠原における生活のなかへの日常化という差異が、それである。このことの要因と意味は、登録後の社会変化、日常生活の中での野生生物とのかかわりの変化、これらを比較検討することにより、明らかになったものである。本研究の目的は、野生生物と地域住民とのかかわりから、地域社会にとっての世界自然遺産の意味を明らかにすることにある。そのうえで、生活条件の異なる複数地域の比較検討を通して、より望ましい世界自然遺産のあり方を検討していく。本年度は、研究計画書にある1A【傾向と問題点の明確化】を行なうとともに、2一度目のB【現地調査】として西表島および知床・羅臼、また比較地点として南大東島での調査をおこなった。1【傾向と問題点の明確化】として、日本の世界自然遺産地域における野生生物と地域住民にかかわる研究をサーベイすることにより、先行研究の傾向と問題点を明確化し、そのうえで、現地調査の方向性を暫定的に決定した。世界自然遺産地域では、生態学者による地域住民との関連を見る研究が多数ある。しかし、その主眼は固有種の保護など生態系の保全が目的であるため、住民はコントロールの対象となっている。いっぽう、地域住民からの視点が重視されるものとしては、社会学や人類学の研究があるが、増加傾向はみられるものの、量的にも質的にも十分ではない。さらに、獣害や保護活動など野生生物と関わる側面だけを見る傾向もみられる。そこで本研究は、これら既存研究の限界を乗り越えるべく、地域社会における生活全般をあつかう包括的アプローチをとることにより、広い文脈から地域住民にとっての野生生物とのかかわりを明らかにする方向性を暫定的に決定した。2【現地調査】では、上記の方向性に従って、平成27年8月から9月にかけて関連地域である沖縄県南大東島において、9月に次の世界自然遺産候補「奄美・琉球」の主要地区となっている沖縄県西表島において、平成28年3月に北海道「知床」の羅臼町において現地調査を行った。これらの調査では、聞き取り調査、生活にかかわる活動への参与観察、講演会などによる意見交換、文献資料の収集により、広くデータを取集した。平成27年度の達成目標は二つある。1としてA【傾向と問題点の明確化】による現地調査の方向性の決定、2として、1の方向性にもとづく一度目のB【現地調査】への着手である。どちらの目標も、十分に達成した。1【傾向と問題点の明確化】にかんしては、これまでの研究の蓄積もあることから、既存研究の傾向と問題点の明確化は順調に進んでおり、暫定的な調査の方向性を示せた。また、8月から9月の現地調査時に、南大東島および西表島にて、講演会や勉強会を行なうことにより、現地調査への方向性を深化させてきた。とくに現地の住民との意見交換ができたことの意義は大きい。さらに、秋には研究者による研究会での発表により、研究者の視点から研究内容を検討した。2【現地調査】への着手であるが、平成27年8月には沖縄県南大東島にて調査を行った。南大東島は世界自然遺産ではないが、生態系などに独自性を持っている。また、小笠原諸島や西表と共通する文化的背景がある。そのため、生態学的および文化的な面において比較対象として重要性を持っている。南大東島では、ダイトウオオコウモリにかんする、日常生活の場における住民の関わり、意識などを調査するとともに、保護に関する取り組みについての調査などを行った。同年9月には、世界自然遺産への登録へ向けて、イリオモテヤマネコの保護活動などが活発化している沖縄県西表島にて調査を行った。活動が活発なため、住民にとっても意識に上りやすい対象となっており、調査は順調に進んだ。平成28年3月には、北海道知床・羅臼町にて調査を行った。ここでは希少種であるとともに、漁業従事者からすれば害獣であるトドなどにたいする、現状と町民の意識についての調査を行った。

これらの調査地域は、すでに長年にわたる調査実績があり、関係性の構築もされているため、順調に調査を進めることができ、十分に計画を達成することができた。本研究の目的は、野生生物と地域の人びとのかかわりから、地域社会にとっての世界自然遺産登録の意味を明らかにすることにある。その際に注目するのは、「ふつう」の人びと日常生活である。生活条件の異なる複数地域を比較検討することにより、世界自然遺産の地域社会での望ましいあり方について考察していく。昨年度は、A【傾向と問題点の明確化】として、既存研究の限界を明らかにし、生活の中に組み込まれた野生生物とのかかわりを広い文脈から読み取る包括的アプローチをとる本研究の方向性を明らかにした。本年度は、この方向性にもとづき、昨年に引きつづきB【現地調査】を行なった。8月から9月にかけては、北海道知床、とくに羅臼町の知床半島地区を中心として現地調査を行なった。注目した野生生物は、ヒグマである。知床においてヒグマは、生態学的に貴重な生物であり、観光資源としても重要である。それと同時に、地域住民にとっては生活を脅かす存在でもある。このヒグマとの接触が多発する半島部での聞き取り調査や参与観察を通して、地域住民のヒグマにたいする言説や意識を調査した。また、ヒグマの保護や対策を行なう関係機関への聞き取り、文献および数値データの収集なども行ない、広くデータを取集した。3月には、東京都小笠原諸島にてB【現地調査】を行なった。とくに注目した野生生物は、グリーン・アノールである。アノールは、小笠原の代表的な生物として、観光資源であった。しかし、世界自然遺産登録後には外来種として駆除の対象となっており、この駆除作業は小笠原での重要な産業となっている。聞き取り調査および参与観察によって広く島の人びとから、このアノールへの言説や意識を調査した。なお、二つの調査地では、D【研究成果発表】として、地域住民を対象とした講演会や勉強会を開催し、研究結果をフィードバックするとともに、意見交換により研究を深化させた。平成28年の達成目標は以下の二点である。1知床において二度目のB【現地調査】を行ない、野生生物と地域住民との関係から世界自然遺産であることが知床羅臼の社会にとってどのような意味を持っているのかを明らかにすること。2小笠原諸島において、一度目のB【現地調査】を行ない、次年度の調査の下準備とすること。これにより、本研究の三調査地での一度目の調査が終わり、C【暫定的な比較検討・理論化】へ向かうことが可能になる。これらの到達目標は、どちらの目標も十分に達することができた。1知床での二度目の【現地調査】は、平成28年8月から9月にかけて行なった。世界自然遺産登録から15年以上がたち、自然保護の体制や制度などが整っており、地域にも根づいたものとなっている。ヒグマの増加は自然保護の成果ともいえるが、一方で人間の活動範囲への出没が多発する年も多くなっている。とくに、知床半島部のコンブ番屋への出没は多く、そこで作業をする住民にとっての脅威となっている。
癌抗原特異的T細胞の腫瘍内への浸潤を増強するメカニズムの解明

WT1ワクチン療法はヒト臨床試験において有望な臨床効果を示し、現在更にこの抗腫瘍効果を高める手法の探索が求められている。申請者はマウス腫瘍モデルにおいて、腫瘍内に浸潤したWT1特異的CD8+T細胞の中にメモリー形質の細胞集団が存在し、その集団が腫瘍内に局在し増殖・腫瘍殺傷しうることを報告してきた。そこで腫瘍内に浸潤するT細胞からWT1特異的CD4+, CD8+T細胞をそれぞれ取り出し、このCD4+, CD8+T細胞のTCR配列を有したT細胞のみを持つTCRトランスジェニックマウスを作成する。さらにこのT細胞を別のマウスに二次移植することで、腫瘍内への浸潤を制御する分子を探索する。
高磁場ＭＲＩを用いた微小再発真珠腫の検出法および術前診断支援システムの開発

拡散強調画像撮像法の最適化を行った上で、画像の歪みを低減し、微小真珠腫の検出および局在・進展範囲の視認性を向上する事で、術中ナビゲーションシステムを開発しようとする研究です。3テスラMRIにてTFE-DSDE法(高分解能拡散強調像)を用いた真珠腫性中耳炎の描出能が向上する事を報告しました。少数例ながら、TFE-DSDE・CTフュージョン画像の有用性を学会発表し、今後症例蓄積後に報告予定としています。・研究開始当初の背景真珠腫性中耳炎の診断においてMRI拡散強調像での高信号は存在診断に有用とされているが、空間分解能においてCTに劣る事や周囲の空気・骨によるアーチファクトの存在により、正確な局在診断の評価(特に骨構造との位置関係)は困難である。このような場合、MRIの信号異常部位をCTの位置情報に重ね合わせる事が出来れば、真珠腫の再発および術前診断に有用となるだけではなく、真珠腫の正確な進展範囲を術前に把握し、再発率の低下につながる。さらに術中ナビゲーションシステムとして活用できれば、手術を行う耳鼻咽喉科医にとって死角となりうる鼓室深部に関する重要な情報提供を行う事が可能となる。・MRIでの耳小骨等微小構造の可視化MRIを用いた骨構造の描出は非常に困難とされていたが、新たな撮像法の開発により可能となりつつある。Ultrashort TEを用いたMRI画像では耳小骨構造の描出が可能となり、さらに改良をすすめる事で、CTを用いない検査が可能となり、術前・術後の経過観察において繰り返し検査する際に、放射線被曝を考慮する必要性がなくなる。また、拡散強調像とのフュージョン画像作成においても、同じモダリティを用いる事により、1回の検査で精度の高い画像作成が可能になるものと期待される。Dentomaxillofacial Radiology誌に投稿、2012年10月号に掲載された。・高精度レジストレーション(位置合わせ)手法の開発すでに1.5TMRIにてMulti-shot EPIを用いた方法にて術前真珠腫の診断能向上を達成したが、さらに信号雑音比が高いとされる高磁場MRIを用いた拡散強調像の最適化を進めている。具体的にはスライス厚を薄くする3次元の拡散強調像を撮像する事により、CTとのフュージョン画像作成を容易とする方法を開発し、2013年2月の神経放射線学会にて発表した。・研究開始当初の背景真珠腫性中耳炎の診断においてMRI拡散強調像での高信号は性状診断に有用であり、日常診療にも利用されているが、空間分解能においてCTに劣ることや周囲の空気・骨によるアーチファクトが存在するため、偽陰性所見を呈する事がある。一方、CTは空間分解能が良好であり、病変の検出(存在診断)は良好であるが、吸収値は非特異的であり、性状診断には劣る。以上より、MRIでの信号異常をCTの位置情報に重ねあわせることが出来れば、真珠腫の再発および術前診断に有用となるのみならず、進展範囲を詳細に把握することにより、再発率の低下につながるものと期待される。・高精度レジストレーション(位置あわせ)手法の開発PET-CTは悪性腫瘍の早期発見のために臨床にて汎用されているフュージョン画像である。近年PET-MRIも登場しており、フュージョン画像の必要性はさらに増している。すでに1.5TMRIにてMultishot EPIを用いた方法にて術前真珠腫性中耳炎の診断能向上を報告したが、高磁場MRIにおいて、スライス厚を薄くした3次元の拡散強調像法を用いて、真珠腫の術前診断における有用性をEuropeanjournal of radiology誌に発表した。また、この拡散強調像とCTを用いたフュージョン画像の有用性を北米放射線学会にて発表した。1.拡散強調画像撮像法の最適化MRI拡散強調画像にて真珠腫は高信号を呈し、信号上昇がみられない周囲肉芽組織とのコントラストが明瞭となる。Single-shot echo-planar imaging(EPI)は、短時間で撮像可能な簡便性から、頭部領域においては急性期脳梗塞の診断や腫瘍の細胞密度を推測する方法として汎用されている。しかし、側頭骨領域においては、耳小骨や内耳骨迷路、乳突蜂巣の描出は不良であり、周囲空気の影響により画像に歪みが生じる。真珠腫の場合数mm単位での描出制度が求められる事から、現在汎用されているsingle-shot EPIに代わる新しい撮像法の開発が必要である。今回、Multi-shot EPIを用いた方法にて術前真珠腫の診断能向上につながった。内容をAmerian jounal of neuroradiology誌に投稿し、2011年11月号に掲載された。MRIでの耳小骨等微小構造の可視化MRIを用いた骨構造の描出は非常に困難とされていたが、新たな撮像法の開発により可能となりつつある。

例えば、Ultrashort TE (UTE)を用いたMRI画像では耳小骨構造の描出が可能となり、さらに改良をすすめる事で、CTを用いない検査が可能となり、術前・術後の経過観察において繰り返し検査する際に、放射線被曝を考慮する必要性がなくなる。また、拡散強調像とのフュージョン画像作成においても、同じモダリティを用いる事により、1回の検査で精度の高い画像作成が可能になるものと期待される。国際磁気共鳴医学会に発表後、撮像法を改良し、現在、Dentomaxillofacial Radiology誌に投稿中である。また、高精度レジストレーション(位置合わせ)手法の開発についても高磁場MRIを用いた拡散強調像の最適化を行い、従来報告されている拡散強調像と比べてさらに薄いスライスでの撮像が可能となり、さらに3次元での撮像が可能となった事により、今後CTとのフュージョン画像作成につながるものと期待される。本研究経過の一部を学会発表しており、さらに論文作成中である。研究計画に記載した1.拡散強調画像撮像法の最適化および2.MRIでの耳小骨等微小構造の可視化に関してはいずれも国際学会において発表しており、1.に関しては英文雑誌に掲載されている。本研究は側頭骨領域における歪みの少ない撮像法作成を目的としているが、1.のMulti-shot EPIでは従来のSingle-shot EPIと比べて真珠腫の良好な描出能・診断能を有した。また2.では従来のMRI画像では困難であった耳小骨描出を可能としたため、将来的にはCT撮影による必要以上の被曝軽減につながる可能性が示された。拡散強調画像撮像法の最適化高磁場MRIでの拡散強調像を開発しており、分解能向上も達成しているが、その証明において従来法および論文にて報告されている方法との比較・検討が必要であり、症例検討を増やしていく必要がある。高精度レジストレーション(位置合わせ)手法の開発現在、PET-CTは悪性腫瘍の早期発見として、臨床的に汎用されているフュージョン画像である。近年、CTは多列化がすすみ、冠状断・矢状断等の再構成画像の作成が容易となっており、異なるモダリティの画像であっても、3次元的・非線形的に重ね合わせる事が可能となりつつある。本研究ではPET-CT作成手法を応用し、側頭骨領域におけるCT/MRIフュージョン画像の開発を行う。レジストレーションの正確性向上のために、CTおよびMRIの撮像期間がなるべく空かない様に配慮していく。これにより、真珠腫の局在および進展範囲(耳小骨や、骨迷路などの内耳器官との関係)を視覚的に理解しやすくし、術前マッピングとして有用となるのみならず、術後の経過観察において真珠腫再発の有無を同定する際にも有用となる。レジストレーションのアルゴリズムは、ボクセルのintensityを照合することによるパラメトリック変形の最尤推定に基づいて行う。正当性に関しては手術所見との対比しながら、術中ナビゲーションシステムの性能評価を随時行っていく。従来法との比較・検討が完了した時点で、随時施行していく計画である。拡散強調画像撮像法の最適化MRIでの拡散強調画像を用いた真珠腫描出は有用ではあるが、特に高磁場MRIにおいては周囲空気などの影響により、特に側頭骨領域においては画像の歪みが生じやすい。一方高磁場MRIでは脳実質においては画質の向上が広く知られている。
抗がん剤によるp53腫瘍抑制タンパク質の機能改変に関する分子メカニズムの解析

本研究課題では、抗がん剤、特に微小管重合阻害作用を持つビンカアルカロイドのp53スーパーファミリーの機能に及ぼす影響についての新知見を得ることを目的とした。研究代表者は、ビンカアルカロイド類に対する耐性獲得過程において、マウス・メラノーマ細胞株B16F10はβ-チューブリンのアイソタイプ変換を示すことを見いだし、さらに、平常ではB16F10株のクラスIIβ-チューブリン遺伝子発現はp53により抑制されているが、ビンカアルカロイド添加によりp53並びにSp1のDNA結合活性に低下が見られた。18年度はビンカアルカロイドによるp53スーパーファミリー並びにSp1との相互作用を検討するため、これらのタンパク質のin vitro合成系を確立した。すなわち、マウスp53に加え転写活性型p63およびp73、Sp1の全長cDNAをPCRにより増幅した後、pcDNA3.1あるいはpcDNA3.1/V5-Hisへのサブクローニングを行った。これにより、Sp1とp53ファミリーの相互作用並びに抗癌剤暴露下での動態を調べることが可能となった。19年度は、p53欠損マウス由来マクロファージ細胞株C7へのp53ファミリー遺伝子の強制発現系を構築した。さらに、がん治療のターゲットとなり得る肺組織においてp53ファミリーの遺伝子発現をin situハイブリダイゼーションを用いて発現細胞を詳細に検討したところ、気管支上皮細胞並びに二型肺胞細胞において転写活性型p73の強いmRNA発現が観察された。このことから、肺気管支のガン化にはこのがん抑制遺伝子ファミリー分子が関与していることが判明した。本研究課題では、抗がん剤、特に微小管重合阻害作用を持っビンカアルカロイドのp53スーパーファミリーの機能に及ぼす影響についての新知見を得ることを目的とする。研究代表者は、ビンカアルカロイド類に対する耐性獲得過程において、マウス・メラノーマ細胞株B16F10はβ-チューブリンのアイソタイプ変換を示すことを見いだし、さらに、平常ではB16F10株のクラスIIβ-チューブリン遺伝子発現は、第1イントロンに存在する遺伝子制御領域にp53タンパク質が結合することにより抑制されているが、ビンカアルカロイド添加によりこの制御領域からのp53の離脱が確認された。さらに、ビンカアルカロイドをB16F10へ暴露することにより、p53に加えて転写因子Sp1のDNA結合活性の低下が見られ、さらに、マウス・クラスIIチューブリン遺伝子上においてはこの両者の結合領域は極めて近いことが判明した。本年度は、ビンカアルカロイドによるp53スーパーファミリー並びにSp1との相互作用を検討するため、これらのタンパク質のin vitro合成系を確立した。すなわち、マウスp53に加え転写活性型p63およびp73、さらにSp1の全長cDNAをPCRにより増幅した後、ほ乳類発現ベクターであるpcDNA3.1あるいはV5エピトープおよびポリヒスチジンタグをもつpcDNA3.1/V5-Hisへのサブクローニングを行った。さらに、イヌ腫瘍におけるp53ファミリー遺伝子の発現動態を検討する準備として、イヌ乳腺腫瘍由来cDNAを鋳型としてp53および転写活性型p63とp73のcDNA断片を増幅し、pGEM-T easyヘサブクローニングを行い、これらを元にmRNA検出のためのアンチセンスRNAプローブを作製した。本研究課題では、抗がん剤、特に微小管重合阻害作用を持つビンカアルカロイドのp53スーパーファミリーの機能に及ぼす影響についての新知見を得ることを目的とする。

さらに、ビンカアルカロイドをB16F10へ暴露することにより、p53に加えて転写因子Sp1のDNA結合活性の低下が見られ、さらに、マウス・クラスIIチューブリン遺伝子上においてはこの両者の結合領域は極めて近いことが判明した。本年度は、p53欠損マウス由来マクロファージ細胞株C7へのp53ファミリー遺伝子の強制発現系を構築した。さらに、がん治療のターゲットとなり得る肺組織においてp53ファミリーの遺伝子発現をin situハイブリダイゼーションを用いて発現細胞を詳細に検討したところ、気管支上皮細胞並びに二型肺胞細胞において転写活性型p73の強いmRNA発現が観察された。このことから、肺気管支のガン化にはこのがん抑制遺伝子ファミリー分子が関与していることが判明した。
複雑性の異なる多数の意思決定戦略が混在する状況でのゲーム戦略の進化

本研究では,戦略表現の選択と戦略進化の関係という研究課題に対して,異なる戦略表現が集団内に混在する状況での戦略進化という新しい観点から研究を進めている.平成25年度は,集団内の個体の空間的配置と戦略進化の関係に関する研究を進めるために,個体の空間的配置として,2次元格子空間と様々なネットワーク構造との比較を行った.2次元格子空間では,近傍構造のサイズを変化させることで,個体間の相互作用の局所性が協調行動の進化に大きな影響を与えていることを示した.すなわち,個体間の対戦や交叉が狭い近傍内に限定されているほど協調行動の進化が容易であり,近傍構造のサイズを大きくすることで協調行動の進化が難しくなる.ネットワーク構造に対しては,規則的なリング構造グラフのノード間にランダムな結合を与えることで,同様の性質を示した.すなわち,ノード間のランダム結合の数を増やすほど協調行動の進化が難しくなった.さらに,個々の個体が複雑性の異なる複数の戦略を持ち,複数の戦略に基づく行動選択の結果を総合的に考慮して最終的な行動選択を行っている状況での戦略進化モデルの構築を行った.これは,パターン識別器の設計において大きな注目を集めているアンサンブル識別器のアイデアをゲーム戦略の進化モデルに導入したものである.単一の戦略に基づく行動決定,同じ複雑性を持つ複数の戦略に基づく行動決定,異なる複雑性を持つ戦略に基づく行動決定の比較を行った結果,異なる複雑性を持つ戦略に基づく行動決定を行う場合において,協調行動の進化が最も容易であるという結果が得られた.例えば,全く同じ複雑性を持つ3個の戦略では協調行動の進化が難しい場合でも,1個の戦略を異なる複雑性を持つ戦略と置き換えることで協調行動の進化が容易になるという結果が得られた.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,戦略表現の選択と戦略進化の関係という研究課題に対して,異なる戦略表現が集団内に混在する状況での戦略進化という新しい観点から研究を進めている.平成25年度は,集団内の個体の空間的配置と戦略進化の関係に関する研究を進めるために,個体の空間的配置として,2次元格子空間と様々なネットワーク構造との比較を行った.2次元格子空間では,近傍構造のサイズを変化させることで,個体間の相互作用の局所性が協調行動の進化に大きな影響を与えていることを示した.すなわち,個体間の対戦や交叉が狭い近傍内に限定されているほど協調行動の進化が容易であり,近傍構造のサイズを大きくすることで協調行動の進化が難しくなる.ネットワーク構造に対しては,規則的なリング構造グラフのノード間にランダムな結合を与えることで,同様の性質を示した.すなわち,ノード間のランダム結合の数を増やすほど協調行動の進化が難しくなった.さらに,個々の個体が複雑性の異なる複数の戦略を持ち,複数の戦略に基づく行動選択の結果を総合的に考慮して最終的な行動選択を行っている状況での戦略進化モデルの構築を行った.これは,パターン識別器の設計において大きな注目を集めているアンサンブル識別器のアイデアをゲーム戦略の進化モデルに導入したものである.単一の戦略に基づく行動決定,同じ複雑性を持つ複数の戦略に基づく行動決定,異なる複雑性を持つ戦略に基づく行動決定の比較を行った結果,異なる複雑性を持つ戦略に基づく行動決定を行う場合において,協調行動の進化が最も容易であるという結果が得られた.例えば,全く同じ複雑性を持つ3個の戦略では協調行動の進化が難しい場合でも,1個の戦略を異なる複雑性を持つ戦略と置き換えることで協調行動の進化が容易になるという結果が得られた.進化ゲームにおいて,戦略の表現方法と戦略進化の関係が注目を集めている.一般に,単純な戦略表現を用いた場合では,戦略の進化は早いが複雑な環境への対応が難しい.逆に,複雑な戦略表現では,長期的には複雑な環境に対応できる可能性を持つが,戦略の進化が遅くなる.本研究では,戦略表現の選択と戦略進化の関係という研究課題に対して,異なる戦略表現が集団内に混在する状況での戦略進化という新しい観点から研究を進めている.最終的には,(1)複雑性の異なる多数の戦略表現が集団内に混在する状況での戦略進化,(2)戦略表現が淘汰される状況における戦略表現と淘汰環境との関係,(3)複雑性の異なる戦略表現を同時に持つことができる個体の進化的優位性などに関する研究調査を行うことを目的としている.平成24年度は,まず,進化ゲームに関する多くの研究において伝統的に用いられている「自分自身の戦略との対戦」という設定の影響を調査した.この設定は,現実世界でのゲームを考えると不自然であるが,過去の多くの研究で用いられている.本研究では,数値実験および利得の期待値解析により,自分自身との対戦が協調行動への進化に大きく貢献することを明確にした.次に,2種類の異なる戦略表現が含まれる個体群における戦略進化を4種類や8種類の戦略表現が含まれる場合への拡張を試みた.このような拡張を行う過程において,「同じ戦略表現を持つ個体が近傍内に存在しないために交叉操作が適用できない」とう問題点を明確にし,近傍の拡張方法,同じ個体表現を持つ個体だけで近傍を構成する方法などの解決方法を示した.さらに,近傍サイズの設定方法が戦略進化に及ぼす影響も明らかにした.また,ファジィ識別器を行動決定に用いるための準備として,ファジィ識別器の進化的学習と識別器の分かりやすさとの関係に関する考察も進めた.公募研究で採択されている研究期間は2年間だけであるが,新学術領域の研究期間である4年間での研究として研究目標を設定しており,研究目標の2割程度は達成でき,また,今後の研究を行うための準備も十分に行うことができたので,研究は順調に進展していると言える.

具体的には,「自分自身の戦略との対戦」や「近傍内に同じ戦略表現を持つ個体が存在しないような状況」などについて,問題点と影響,および,対応策について十分な議論ができたので,今後,2種類の戦略表現が混在する状況から4種類,8種類など多数の戦略表現が混在する状況へ数値実験の設定を拡張することが可能になり,平成25年度以降に様々な状況における戦略進化の調査研究を行うことができるようになった.また,格子空間にプレーヤが存在する空間型モデルだけではなく,連続的な平面上にプレーヤが存在する空間型モデルに対する近傍構造の設定も行ったので,プレーヤの数や位置に対する制約を大幅に緩和した状況での戦略進化の研究調査が可能になっている.さらに,研究実績としては挙げていないが,プレーヤがネットワーク上に存在する場合での戦略進化とネットワーク構造との関係を調べるための準備として,対戦相手数と戦略進化との関係の調査も進めており,研究は順調に進展していると言える.今後の研究は,以下の方向で行われる.(1)様々な戦略表現を用いた戦略進化に関する研究:様々な戦略表現としては,決定木やニューラルネットワーク,ファジィ識別器などを用いる予定である.(2)個体表現レベルでの淘汰の導入:現在は,個々の戦略表現を持つプレーヤ数を一定にして数値実験を行っているが,高い利得が得られる戦略表現を用いるプレーヤの数を増やし,高い利得が得られない戦略表現を用いるプレーヤの数を減らすことで,戦略表現レベルでの淘汰を戦略進化に導入する.(3)個々のプレーヤが複数の戦略を持つ場合での戦略進化モデルの提案:進化ゲームでは,個々のプレーヤが複数の戦略を持つ状況は考えられていないが,人間の意思決定では,反射的に何も考えずに意思決定を行う場合,直感的に考えて意思決定を行う場合,長い時間を使って熟慮した後で意思決定を行う場合など,複数の意思決定メカニズムを状況に応じて使い分けていると考えられる.そこで,本研究でも,個々のプレーヤが複雑性の異なる戦略を用いる場合での戦略進化モデルの構築を試みる.なお,このような主要な研究方向に加えて,個体群サイズや対戦相手数など,戦略進化モデルの基本的な設定の影響に対する調査研究も継続して行う予定である.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。
２０世紀初頭アメリカ合衆国の社会保障制度と医療思想の国際連関

本研究は20世紀初頭のアメリカ合衆国における社会保障制度の形成過程とその社会的含意を、19世紀後半以降の医療思想の国際的連関の中に位置づけて考察することを目的とする。具体的にはアメリカ合衆国の社会政策の根幹を支えた医療思想が、国際赤十字運動を通じたアジア太平洋地域における国際的思想連関の中で構築された過程を分析する。平成26年度は、アメリカ合衆国メリーランド州の国立公文書館、さらにフィリピンおよび日本国内でも史料調査を実施するとともに、論文投稿・国際会議報告を積極的に実施した。平成26年度の調査・研究は主に以下の2点を明らかにした。第一に、本研究は1922年バンコクで開催された第1回東洋赤十字会議での議論を手がかりとして、アジアにおける国際赤十字連盟の保健・衛生事業が、植民地統治体制の中に組み込まれ、第一次世界大戦後の民族自決要求の高まりの中で動揺した植民地支配を補完していく過程を明らかにした。同時期の赤十字人道主義思想が胚胎した、文明国による非文明国に対する人道援助という思考枠組は、植民地での欧米人支配者による現地人被支配者に対する恩恵的指導へと読み替えられた。1920年代のアジア諸地域において、国際赤十字運動は人道の名の下に植民地統治体制を再強化する役割を果たしたのである。第二に、本研究は主として1920年代のアメリカ赤十字社フィリピン支部の活動を分析し、人道主義思想に基づく保健事業がフィリピン植民地行政と密接に連携しながらアメリカ合衆国による同地での統治体制を補完したこと、ただし赤十字人道主義事業の円滑な遂行には現地住民の協力が不可欠であったこと、その結果フィリピンでの赤十字社の活動は、先進国アメリカ合衆国による「文明の恩恵」としての援助提供という当初の事業意図から逸脱し、フィリピン人の要望を汲み取りながら変質していったことを明らかにした。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、20世紀初頭のアメリカ合衆国における社会保障制度の形成過程とその社会的含意を、19世紀後半以降の医療思想の国際的連関の中に位置づけて考察することである。この目的のために平成24年度は、国外ではアメリカ合衆国ニューヨーク・ボストン・ワシントンD.C.、フィリピン、シンガポール等各地の図書館・文書館、及び国内では赤十字豊田看護大学文書館等において、広範な史料収集を実施した。また、これらの収集史料と従来の研究蓄積を合わせて、アメリカ合衆国、デンマーク、フィリピンにて開催の学会・国際会議・シンポジウム等で計5回の研究報告を行った。研究報告では、アジア太平洋地域での経験を通じて蓄積された実践的な医療知識が、合衆国内の福祉事業に転用されていった過程を跡づけることで、20世紀初頭の身体的健常性の概念をめぐる医療思想の起源が、ヨーロッパの医学・衛生思想とともに、同時期の人種観念と密接に結びついた植民地医学(colonial medicine)の知見に存することを明らかにし、多くの有益な助言と示唆を得ることができた。さらに、平成24年度刊行の研究論文「権利としての救済:ニューヨーク市失業者救援運動と社会福祉システムの再編」(『アメリカ史研究』35号)では、1914年のニューヨーク市失業者救援運動を事例として、同市の社会福祉プログラムが、従来型の慈善的施与を中心とする貧民(pauper)の救済・道徳的矯正を目的とした公的扶助(public assistance)と、元来は有用な労働者であった者たちに対する保障としての社会保険(social insurance)とに分割・再編されていった過程を社会史の分析視角から考察し、20世紀初頭の合衆国における貧困者分類システムの構築を明らかにした。具体的にはアメリカ合衆国の社会政策の根幹を支えた医療思想が、フィリピン・ハワイ等の太平洋島嶼地域、日本と19世紀後半以降その植民地統治下にあった台湾・中国東北地方、及び1919年に国際連盟の後援でスイスに本部が設立された国際赤十字連盟による公衆衛生行政の国際的平準化の動き等、国際的思想連関の中で構築されたことを本研究は明らかにする。そのために平成25年度は、アメリカ合衆国メリーランド州の国立公文書館にて3度の史料調査を実施するとともに、論文投稿・国際会議報告を積極的に実施した。平成25年度は3件の論考が刊行された。これらによって、11898年に勃発した米西戦争中の合衆国陸軍看護婦部隊の海外看護活動に焦点を当て、同部隊の組織と事業がアメリカ人女性看護師の海外活動を拡大するとともに、合衆国内での女性看護事業の専門職化を促進した経緯を明らかにした; 21904-1905年の日露戦争中の中国東北地方における日本赤十字社の衛生事業を分析し、戦時下での医療衛生活動がその後の中国東北地方における日本の半植民地統治の基盤となったことを示した; 320世紀転換期の日本の海外進出と医療事業の様相を植民地主義・アジア主義との関連から概観した。さらに平成25年度中に実施した2回の国際会議報告では、アジア太平洋地域における日米の医療・看護思想の連関に対して、国際機関が果たした役割を明らかにした。具体的には、国際赤十字社連盟が主導した東洋赤十字会議に注目し、日米両国の赤十字社がアジア太平洋地域の公衆衛生制度の確立に際して及ぼした影響を考察した。今後これらの研究報告を論文化し、より充実した分析に発展させていきたい。

具体的にはアメリカ合衆国の社会政策の根幹を支えた医療思想が、国際赤十字運動を通じたアジア太平洋地域における国際的思想連関の中で構築された過程を分析する。平成26年度は、アメリカ合衆国メリーランド州の国立公文書館、さらにフィリピンおよび日本国内でも史料調査を実施するとともに、論文投稿・国際会議報告を積極的に実施した。平成26年度の調査・研究は主に以下の2点を明らかにした。第一に、本研究は1922年バンコクで開催された第1回東洋赤十字会議での議論を手がかりとして、アジアにおける国際赤十字連盟の保健・衛生事業が、植民地統治体制の中に組み込まれ、第一次世界大戦後の民族自決要求の高まりの中で動揺した植民地支配を補完していく過程を明らかにした。同時期の赤十字人道主義思想が胚胎した、文明国による非文明国に対する人道援助という思考枠組は、植民地での欧米人支配者による現地人被支配者に対する恩恵的指導へと読み替えられた。1920年代のアジア諸地域において、国際赤十字運動は人道の名の下に植民地統治体制を再強化する役割を果たしたのである。第二に、本研究は主として1920年代のアメリカ赤十字社フィリピン支部の活動を分析し、人道主義思想に基づく保健事業がフィリピン植民地行政と密接に連携しながらアメリカ合衆国による同地での統治体制を補完したこと、ただし赤十字人道主義事業の円滑な遂行には現地住民の協力が不可欠であったこと、その結果フィリピンでの赤十字社の活動は、先進国アメリカ合衆国による「文明の恩恵」としての援助提供という当初の事業意図から逸脱し、フィリピン人の要望を汲み取りながら変質していったことを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究対象に関する考察の深化、収集史料の分析の進展、研究成果の発信、といった点では、研究計画はきわめて順調に進んでいる。ただし、平成24年度は大規模な史料収集を実施してきたが、研究目的の十全な達成のためには、いまだ収集すべき史料は膨大にある。研究対象に関する考察の深化、収集史料の分析の進展といった点では、研究計画は順調に進んでいる。また、平成25年度はこれまでの研究成果を3つの論考にまとめることができた点で、研究成果を広範に発信することができた。ただし、平成25年度は大規模な史料収集を実施してきたが、研究目的の十全な達成のためには、いまだ収集すべき史料は膨大にある。平成24年度中に収集しきれなかった史料の獲得が今後の課題となる。たとえば当初計画していたスイス・ジュネーヴでの国際赤十字運動関連の史料収集や、国内の九州地方の各文書館所蔵の公衆衛生関連の史料群の収集は、平成24年度中には予算上の他の優先事項とスケジュールの関係で叶わなかった。今後可能なかぎり速やかに、研究目的の達成のために必要となる史料の収集・分析にあたりたい。平成25年度中に収集しきれなかった史料の獲得が今後の課題となる。平成25年度中には予算上の他の優先事項とスケジュールの関係で叶わなかったスイス・ジュネーヴでの調査等、史料収集上の課題を解決する必要がある。
ヒト唾液腺癌細胞における筋上皮或は腺房細胞に分化誘導する細胞性因子の産生と特性

1.ヒト唾液腺癌細胞(HSG)を5ーazacytidineで処理して、細胞DNAのhyponethylationを惹起することにより分化誘導された筋上皮細胞(HSGーAZA1)と腺房細胞(HSGーAZA3)を無血清培地で培養した上清から、分化因子(AZA1及びAZA3因子)を調製した。分化因子の活性は、in vitro及びヌードマウスで増殖しているHSG細胞の表現形質に及ぼす影響を解析することにより測定した。この場合、筋上皮細胞の表現形質としてはミオシン、ミオフィラメント、オキシトシンレセプター、Sー100タンパクのbeta鎖を、腺房細胞の表現形質としてはアミラーゼを指標として、酵素抗体法、immunoblotting、オートラジオグラフィー或いは免疫電顕法により解析した。また、細胞の超微構造について検索した。分化因子(AZA1及びAZA3因子)は無血清培養上清よりDEAEセルローズクロマトグラフィー及び高速液体クロマトグラフィー(TSKーGEL Gー3000SWカラム及びハイポアーRPー304 C_4逆相カラム)により精製した。このAZA1因子はHSG細胞を特異的に筋上皮細胞に、AZA3因子はHSG細胞を腺房細胞に分化誘導することが明らかになった。なお、AZA1因子は分子量20,000のAZA3因子は分子量30,000のポリペプチドである。更に、AZA1及びAZA3因子のポリペプチドの一次構造を解析し、また分化因子に対する単クローン抗体を調製し反応系の特性を検索した結果、AZA1及びAZA3因子はTGFーbeta、TNF、ILー6のような細胞分化に働くサイトカインと異なる従来報告されていない新しい分化因子であることを示唆する実験結果を得た。2.HSG細胞の分化・増殖機構について研究する過程で、HSG、HSGーAZA1及びHSGーAZA3細胞はニューロフィラメントを発現し、更にHSGーAZA1細胞はNGFと反応して神経突起様構造物を形成することより、HSG細胞は神経外胚葉起源であることが示唆された。加えて、HSGーAZA3細胞は1alpha、25ーdihydrovitaminD_3により軟骨細胞に分化誘導されることを明らかにしたので、併せて報告する。
生物現象を制御する細胞間グリコシドシグナル分子の発見と生物有機化学

ジャスモン酸グルコシドの投与によって運動細胞は収縮するが、その際には、同じタイムスケールでのROS生産が確認できる。外部からのROS投与によって細胞収集が誘導されることから、細胞収縮はCOI1-JAZ非依存的、ROS依存的な機構で誘導されることが分かった。また、ジャスモン酸グルコシドの標的タンパク質に関しても、コンパクト分子プローブを用いることで、良好な結果が得られた。ジャスモン酸は、細胞質のCOI1-JAZ受容体と結合して各種の生理活性を発現するが、一方、その配糖体はもはやCOI1-JAZ受容体とは結合せず、細胞膜上の異なる受容体に作用してイオンチャネルを活性化する。これは、あるリガンド分子の生物活性と受容体が、配糖体化によってスイッチを切り替えるように全く異なるものへと交換される現象であり、複数の標的をもつ天然物リガンドの標的を制御するための全く新しい分子機構である。このような活性のスイッチング機構を"Glycosylation Switching"と名付けた。本年は、"Glycosylation Switching"に関連するタンパク質群の分子的実体を解明するために、両鏡像体型コンパクト分子プローブおよび、そのジアステレオマーの合成と生物活性評価、また、これらを用いた各種標識化実験を行った。標識化実験の結果より、膜標的タンパク質MTJGは、リガンドのグリコン部分の構造も認識していることが示唆された。また、膜標的の精製を検討し、モデル植物シロイヌナズナにおける結合タンパク質精製についても検討を行った。シロイヌナズナにおいても、MTJGと同等の分子量を与える結合タンパク質が検出されたが、質量分析装置を用いた配列解析実験の結果、MTJGとは全く異なるものであることが明らかとなった。シロイヌナズナにおけるジャスモン酸配糖体応答と併せて、今後解析を進めていく予定である。また、アメリカネムノキcDNAライブラリーを作成し、運動現象への関係が推定されるチャネル分子のクローニングを行った。申請者らは、独自に開発したコンパクト分子プローブ法によって、ジャスモン酸グルコシド(JAG)の標的候補タンパク質を突き止めた(未発表)。JAGは、セカンドメッセンジャーとして活性酸素種(ROS)生産を促進することで、イオンチャネルの活性化を引き起こす。運動細胞へJAGを投与すると、細胞収縮誘導と同じタイムスケールで、ROS生成が確認できた。植物におけるROS生産は、主として細胞膜上のNADPHオキシダーゼ(RbOH)によるものと考えられている(EMBO J., 2003, 22, 2623)。しかし、アメリカネムノキ(Samanea saman)運動細胞では、JAGによるROSの発生は、RbOHに依存しない。これは、COI1-JAZ経路以外に新規のジャスモン酸類シグナル伝達機構が存在することを示す結果であった。アメリカネムノキ植物体内では、2の配糖体化によって、その結合受容体ならびに生物応答が全く異なるものへと「スイッチを切り替えるように」変化している。これは、生体内で機能する未知の生物活性制御機構であり、"Glycosylation Switching"と命名した。配糖体分子は、これまで、生体内での貯蔵や輸送の役割を担う不活性型誘導体の典型例と考えられてきたが、実際には活性の制御にダイナミックに関与する本年度は、配糖体型生理活性物質の標的同定に必須の機能性プローブ分子の合成を行い、標的精製を進めた。これらを用いることで、植膜上に局在する標的タンパク質とこれとは等電点の大きく異なる可溶性タンパク質(未同定)との複合体形成を促進することで機能を発現することを明らかにすることが出来た。また、強心性ステロイド配糖体とそのアグリコンが、それぞれ異なる標的タンパク質に作用することが明らかになった。強心性ステロイド配糖体およびそのアグリコンを結合させたアフィニティー担体、および培養細胞系を用いるレポーターアッセイ系の使用によって、アグリコンの標的候補分子を発見した。親化合物が細胞膜上の酵素を標的とするのに対して、アグリコンの標的分子は全く異なることが明らかになった。これらの結果は、申請者の提唱する"Glycosylation Switching"が、生物界に広くみられることを示すと共に、その分子的実体解明に繋がる重要な成果である。また、"Glycosylation Switching"は、ひとつの生理活性分子が複数の活性を持つ場合にその配糖体化が極めて重要な調節機構として機能することを示しており、未知の生理活性制御機構としてその解明が強く望まれる。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は懸案事項であった、標的タンパク質のアフィニティー精製に成功した。これによって、標的同定に必要なバリデーション実験へと研究を進めることが出来る。また、ジャスモン酸とその配糖体が別々の生理活性と受容体を有することを、物質レベルで実証することが出来るため、申請者の提唱する"Glycosylation Switching"の分子的実体解明に繋がる。また、これらの成果をヒトに展開するために、ステロイド配糖体の研究を開始したが、これに関しても受容体解明の一里塚を越えた状態であり、のこりの年限において、ヒトにおける"Glycosylation Switching"の分子的実体解明に繋がる成果を上げることが出来ると期待している。