hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
虹彩色素上皮細胞の電気生理

豚眼から虹彩色素上皮と網膜色素上皮を取り出してその両者の電気生理学的類似性の有無を検討した。網膜下腔のK濃度の調節は網膜機能維持には不可欠であると考えられるため、虹彩色素上皮に網膜色素上皮と同じようなK濃度変化に対する反応が見られるかをまず検討した。実験は豚の摘出眼球(清潔な状態で低温保存)より虹彩色素上皮と網膜色素上皮を分離し、Millicell-HAcell wellに単層構造を作るように培養を行った。豚眼の虹彩色素上皮は顕微鏡下で鈍的に剥離し一度培養液で一週間培養し浮遊してきた細胞を用い酵素処理していないものを集めてさらに一層になるまで、ミリセル上に培養した。ミリセルの抵抗計で組織抵抗を測定したが、充分な電気抵抗を得ることができなかった。組織抵抗は約2ケ月で網膜色素上皮は40Ω60Ω/cm^2であったか、虹彩色素上皮は20Ω30Ω/cm^2であった。そのため、灌流用のチャンバーに固定して灌流し電位の安定を計測したか、約30分間は電位が上昇するも、その後は次第に低下して1mV以下の電位となってしまった。またマニピュレーターを用いて微小電極を細胞内に固定しようとしたが固定が非常に不安定で、さらなる防振台の工夫や灌流装置の工夫が必要であった。また培養液の調整を行ってゆく。網膜色素上皮の障害される疾患、加齢黄斑変性などにおいて培養された虹彩色素上皮が移植され有効な治療としての可能性が言われている。虹彩色素上皮の電気生理学的な特性が網膜色素上皮と近いものかの検討を豚眼を用いて検討している。豚の摘出眼球(清潔な状態で低温保存)より虹彩色素上皮と網膜色素上皮を分離し、Millicell-HA cellwellに単層構造をつくるように培養をおこなう。現在、摘出眼球から虹彩を切除し機械的に虹彩上皮を分離し培養しており、約1週間分離培養したものから、遊離してきたもののみをMillicel-HA cell wellにうつし約1ヶ月から2ヶ月培養している。組織抵抗が約200ohm.cm2以上になるまで培養している。培養されてMillicell-HA cellを特注のUssing chamberに固定し常在電位記録と細胞内記録(apical膜とbasal膜の膜電位)をしている。常在電位は現在約lmV程度であり、膜電位はapical膜-50mVである。現在これらのK channel特性をBa2_+などのブロッカーに対する反応により濃度依存の反応よりKd値をもとめチャンネルタイプの検討をおこなう。この実験には長時間の環流に耐える良好な組織抵抗をもった単層が必要であり、現在進行中である。5mMから2mMのK+にかえた時の網膜にめられるdelayed hyperpolarizationが認められるかも検討中である。
酸素化酵素機能を発現する有機金属鉄錯体の分子認識機構

非ヘム鉄酸素化酵素であるモノオキシゲナーゼおよびジオキシゲナーゼと類似機能を発現する非ヘム鉄錯体を開発し,その反応性と選択性を制御する段階で重要な役割を担う活性点近傍での基質分子の認識機能について,単核非ヘム鉄錯体によるモデル反応を中心に検討し,新しい知見を得た。モノオキシゲナーゼ型反応に関しては,今年度は特にチロシンヒドロゲナーゼ型のフェノールの水酸化によるカテコールの生成反応に関して重点的に検討を行った。特にFe^<3+>錯体として,電子吸引性の置換基を有するカテコールを配位子とした場合が最も高いカテコール生成が見らた。基質であるフェノールの鉄への配位,ヒドロキノンの電子移行剤として,また,フェノレート配位子としての役割,ヒドロキノン上の置換基効果などを基に,選択的オルト水酸化に関して新しい知見が得られた。カテコールジオキシゲナーゼモデルによる芳香環からのジカルボン酸の合成反応に関しては,1)Fe^<3+>錯体によるintradiol型開裂を選択的,かつ,触媒的に行う反応系として主として4配位型の配位子を用いた錯体系で行った。特に,ピリジン添加効果や溶媒効果に関して興味深い結果が得られた。2)Fe^<2+>錯体によるExtradiol型開裂について,水やニトリル系溶媒の添加効果について新しい結果が得られた。Fe^<2+>錯体の安定化と酸素及び基質であるカテコールの活性化に関して,新しい提案を行った。ジオキシゲナーゼの一つであるリノール酸のリポキシゲナーゼ型ヒドロペルオキシ化反応に関し,種々のFe^<2+>錯体及びFe^<2+>錯体を用いて検討した。生成物分析と分光光学的検討から,酵素系と同様にピリジンのように窒素配位による鉄の安定化が常用であるとの知見が得られた。
次世代無線通信システムのための高精度圧縮チャネル推定

本年度、私たちは低速アナログ-デジタル変換回路(ADC)サンプリングに基づき、高解像度の圧縮チャネル推定法により、スパースマルチパスブロードバンド協調ネットワークと双方向中継ネットワーク(TWRN)の研究を行った。まず、低速ADCのサンプル抽出し、協調ネットワークにより変調される広帯域通信システムにおける高解像の圧縮チャネルの推定方法を提案した。また、スパースマルチパスブロードバンドMIMO-OFDM-TWRNにおける高解像の圧縮チャネル推定法の検討を行った。これまでの研究成果は、下記の4つにまとめることができる。1、一対一ブロードバンド無線通信を対象として提案した圧縮検出理論に基づくチャネル推定法は、既知トレーニング系列を短縮できるので、線形チャネル推定法より高い伝送効率を達成できる。2、協調ネットワークと双方向中継ネットワークを含む協調通信へ圧縮検出理論に基づくチャネル推定法を拡張した。3、圧縮検出理論に基づくチャネル推定のための検出行列の設計法を提案した。これにより、チャネル推定精度を更に向上できるようになった。4、低速アナログ-デジタル変換回路(ADC)サンプリングを用いる高解像度圧縮チャネル推定法を提案した。(抄録なし)(抄録なし)広帯域無線通信では受信信号のスペクトルが歪み伝送特性が大幅に劣化するため、等化器の採用が必須である。等化器では高精度のチャネル推定が必要である。一般的には、信号帯域幅が広くなるにつれて、受信機アナログ-デジタル変換回路(ADC)の標本化速度を高くしなければならず、広帯域無線通信では高速レートのADCを必要とするため、実用的ではない。そこで、本年度は広帯域マルチパスチャネルが疎な構造を有していることに着目し、低速ADCを用いるOFDM伝送用圧縮チャネル推定を提案した。低速ADCの圧縮チャネル推定は、通信コストを削減することができるだけでなく、スペクトル効率を向上させることができる。提案チャネル推定では、実用的な低速レート畑Cを用いつつ高精度のチャネル推定が可能で、またスパースなチャネル構造を利用することにより高いスペクトル利用効率を得ることができるという特徴を有している。最近では、伝搬損失による伝送特性の劣化を救済するため、ネットワーク符号化を用いる双方向協調リレーが注目されている。提案チャネル推定を双方向協調リレー通信へ適用するためには、推定したチャネル情報をどのように相手側に転送するかなど、実用的に重要な技術課題が残されている。そこでまず、双方向協調リレーにおけるスパースなマルチパスチャネルを対象に圧縮チャネル推定の研究を行なった。以上、これらの研究成果を国内研究会や国際会議、国際ジャーナルで発表した。当初の計画通り,低速レートADCを用いる圧縮チャネル推定法および適応圧縮チャネル推定法を提案した。さらに私は適応スパースチャネル推定方法を提案し、低演算量であることも明らかにした。(抄録なし)平成24年度に提案した双方向中継ネットワーク(TWRN)用の圧縮チャネル推定を複数アンテナを用いるMIMO-TWRNへ拡張する検討を行う。行列理論と圧縮センシング理論を基に、周波数選択性MIMOチャネルにおける圧縮チャネル推定を提案する。このように適応スパースチャネル推定法をMIMOやTWRNに導入することで、スペクトラム効率を高め,演算量を低減することができると期待されている。(抄録なし)
Delaunay分割に基づいた陰関数曲面の生成

本研究の目的は,Delaunay分割によって高速に3次元物体を再構成すると共に,再構成された曲面に陰関数の性質を付加することで,高速な可視化が可能な陰関数を生成することである.研究成果としては,まず,Delaunay分割結果に現れうる不要な面の大部分を削除する方法を開発した.この方法では,簡易的に生成した陰関数を使用することで,不要な面かどうかを判断している.また,前述の簡易的に生成した陰関数を利用し,「可視化のための処理」と「陰関数生成」を完全に分離することで,Delaunay分割結果に陰関数の性質を付加した.さらに,本研究において重要な法線情報を持っていない節点データもあることから,節点座標のみから法線を推定する方法を開発した.推定された法線を用いることで,入力節点が法線情報を持たなくても,入力データが元々形作っていた表面に近いDelaunay分割結果を得られる例も,実験的に確認した.本研究の目的は,Delaunay分割によって高速に3次元物体を再構成すると共に,再構成された曲面に陰関数の性質を付加することで,高速な可視化が可能な陰関数を生成することである.研究成果としては,まず,Delaunay分割結果に現れうる不要な面の大部分を削除する方法を開発した.この方法では,簡易的に生成した陰関数を使用することで,不要な面かどうかを判断している.また,前述の簡易的に生成した陰関数を利用し,「可視化のための処理」と「陰関数生成」を完全に分離することで,Delaunay分割結果に陰関数の性質を付加した.さらに,本研究において重要な法線情報を持っていない節点データもあることから,節点座標のみから法線を推定する方法を開発した.推定された法線を用いることで,入力節点が法線情報を持たなくても,入力データが元々形作っていた表面に近いDelaunay分割結果を得られる例も,実験的に確認した.本年度は,法線ベクトル付き離散点群に対するDelaunay分割プログラムの頑健性を高めることに重点をおいた.Delaunay分割において,法線ベクトルを用いて3次元物体の表面から少しだけ内側に補助節点を配置することで,分割された結果から必要な面のみを残すことが容易となる.しかしながら,法線ベクトルが本来定義できないところ(例えば,本来微分不可能なところ)に無理矢理与えられている場合,法線が適切な方向を向いているとは限らず, 3次元物体の表面から少しだけ内側の位置に補助節点を配置できない可能性がある.その場合,物体を再構成した際に不要な面が残ってしまう.また,法線ベクトルが適切でない場合以外にも,パラメータが不適切な場合などにおいて,不要な面が残ることがある.したがって,不要な面が残る可能性についても,考慮しておく必要がある.すなわち,再構成結果から不要な面を削除する方法が必要になる.不要な面を削除する方法として,研究代表者らは,計算コストを抑えて生成された陰関数を使用する方法を考案した.具体的には,まず,法線情報を利用して,複雑に物体表面が変化している部分の節点を主として抽出し,同節点を用いて従来の方法によって陰関数を生成する。その後, Delaunay分割によって生成される各三角形の重心において関数値を計算する.ただし,同方法において生成される陰関数め精度は高くないため,重心において計算されるそのままの関数値ではなく,補正した値を使用する.陰関数は物体表面において関数値が0になるように生成されるため,補正された値が微少でないとき,不要な面であると判断する.本方法により,たとえ再構成結果に不要な面が残っても,その大部分を削除することが可能になり,プログラムの頑健性が高まった.本年度の研究成果は,研究代表者によって,国内外の学会において発表された.本年度は,節点座標情報のみの離散点群から法線を生成する方法について,主な研究成果が得られた.これは,Delaunay分割によって得られた曲面に陰関数の性質を付加する研究に従事する中で,節点座標情報のみの離散点群から,法線を生成する方法を模索したからである.本研究において法線は必要不可欠であるが,法線情報を持たない離散点群も存在する.

従って,法線を生成することは,本研究課題の成果の適用範囲を広げられるため,意義がある.研究代表者らによって考案された方法では,まず,ある程度の精度の陰関数f(p)を法線なしの離散点群から生成する.陰関数f(p)を生成するには,m個の補助節点p_iを付加し,p_iにおける陰関数の値h_iを適切に定め要があるが,h_i決定する際に,Delaunay分割によって得られた曲面に陰関数の性質を付加する方法のアイデアが使用されている.すなわち,現在注目している補助節点p_iの近傍に位置する幾つかの節点を探し出し,補助節点p_iと近傍節点とのそれぞれの距離の重み付き平均をh_iとしている.重みとしては,MPU法などで用いられているPartition of Unityを使用した.陰関数f(p)が生成されれば,与えられた各節点においてgrad fを計算することで,法線を得ることができる.得られた法線は必ずしも精度が高いわけではないため,研究代表者らは,Delaunay分割を利用した法線の修正法も考案しており,同修正法においても,h_iを決定する方法に準ずるものが使用されている.考案した方法を用いることで,法線を精度良く生成出来る例が幾つか確認された.すなわち,本研究課題から得られる成果の適用範囲が広がった.本年度の研究成果は,研究代表者らによって,国際会議などで発表された.本年度は,Delaunay分割によって得られた曲面に陰関数の性質を付加する研究に従事した.結果として,当初の計画とは多少異なるものの,「高速な可視化が可能な陰関数」を生成するために,「可視化のための処理」と「陰関数生成」を完全に分離することで,ある程度は目的を達成できた.まず,陰関数f(x)を可視化する際に,通常はf(x)=0を探索して零等値面を描くが,f(x)=0の探索は計算量が大きいため,f(x)=0の代わりに「Delaunay分割によって得られた曲面」を用いることは,これまでの研究計画通りである.一方,当初の計画では,「Delaunay分割によって得られた曲面」を利用して陰関数の性質を付加していくことを考えていたが,最終的には,入力節点から物体表面の形状を特徴付けるような主要な節点を抽出し,それらの節点を用いて陰関数f(x)を簡易的に生成する方法を採用した.この場合,入力節点数よりもはるかに少ない節点から陰関数を生成するため,高速な陰関数生成が可能である.また,簡易的ではあるものの陰関数f(x)を従来通り生成するため,通常陰関数が持つべき性質は備えており,改めて陰関数の性質を付加する必要はないのである.上述の研究に従事する中で,入力データとして節点情報のみが与えられたときに,3次元物体表面を推定する方法についても模索した.法線を精度良く推定出来れば物体表面の推定は容易になるため,昨年度に提案した節点情報のみからの法線推定法を改良した,改良法では,Delaunay分割と陰関数曲面法を何度か用いることによって,徐々に法線の精度を上げていく.改良法によって得られた法線を用いることで,期待された物体表面を推定出来る例が幾つか確認された.研究成果は研究代表者らによって国際会議等で発表された.また,幾つかは雑誌論文として掲載が決まっている.
バクテリアセルロースの生産性と複合結晶形成過程に関する研究

1.バクテリアセルロースの生産性向上(1)添加剤の影響添加剤にはカルボキシメチルセルロースNa塩(CMC),キシログルカン(XG),ポリエチレングリコール(PEG),ポリビニルアルコール(PVA)の4種を用いた。この結果0.5%CMC,0.1%XG,5%PVAを培地に添加した場合,無添加に比べセルロース生産量が23倍増加することが認められた。(2)基質炭素源の影響Hestrin-schramm培地のグルコースの代わりにグリセリン,キシロース,ショ糖を用いた。この結果グリセリンを用いた場合により高い生産性を示すことが認められた。バクテリアセルロースの複合結晶形成過程バクテリアセルロースの培養の際,培地にCMC,XGを添加すると,無添加の場合のIα含率64%に比べ,Iα含率が最大20%まで添加濃度の増加とともに減少する。この減少率はこれらの添加剤の重合度,置換度に依存することなども明らかにした。さらに,電顕観察によりIαの減少率はミクロフイブリルのサイズの減少と対応関係が認められ,Iαへの結晶化はミクロフィブリルの凝集に起因していることが明らかになった。
痴呆性高齢者と家族のケアにおける力量形成 文化相互的研究

1.痴呆性高齢者と家族に対するニーズ調査・分析2000年に三重県津保健所管内の痴呆性高齢者と家族に対して、翌年にイギリスのサリー州における同様の対象に対して、質問紙を用いて調査を行った。調査対象者の年齢や対象者数等に差があったが、日本とイギリスで共通していた点がかなりみられた。それらは、介護者は圧倒的に女性であること(日本87%、イギリス67%)、介護者の悩みとして非介護者をおいて出かけられないや、自由な時間がないが上位であること、介護方法を学びたいこと(日本58%、イギリス83%)等であった。今後も在宅で介護を続けていく上での、デイサービスやショートステイの増加、家族や近隣の理解の必要性も共通していた。2.痴呆性高齢者看護セミナー痴呆ケアの力量を形成するために、内省的実践を用いたセミナーを日本では2001年3月に、イギリスでは9月に設立し、毎月1回開催した。日本ではこの会を2年間継続し、イギリスは1年で終結した。痴呆性高齢者と家族をケアする上では国や文化の違いよりも、共通した問題が浮かび上がった。痴呆性高齢者と家族は、本人達が深く傷ついており、そのために看護・介護職者を傷つけていた。職業的に、ケアをする者はこの毎を癒す場の存在と、本人や家族の苦悩を知ることで、更に実践を発展させられることが明らかになった。対象者へのケアにおいては、本人への理解、本人や家族への支援に多くの技術を使っており、次いで、看護・介護職者自身の苦悩、怒り等を見つめる技術も少なからずみられた。3.研究成果発表1.痴呆性高齢者と家族に対するニーズ調査・分析2000年に三重県津保健所管内の痴呆性高齢者と家族に対して、翌年にイギリスのサリー州における同様の対象に対して、質問紙を用いて調査を行った。3.研究成果発表1.痴呆性高齢者ニーズ調査・分析津保健所の協力の下に、7月に津保健所管内デイサービスセンター、訪問看護ステーションを利用している痴呆症者と家族に対するニーズ調査・分析を行った。この調査により、痴呆症者の半数近くが痴呆症状が現れてから1年以上後に受診していること、痴呆の初期には何よりも相談できる場所を求めていること、痴呆症者の問題行動が多種多様であり、問題行動の数が、介護者の健康に関連していること、介護者の3割は介護のために職業をもてないでいること、半数以上が介護方法を知りたいと考えていること、在宅介護を継続するためにショートステイ・デイサービス等のサービスを要望していること等が把握できた。この事実を痴呆性高齢者と家族のケアにおける力量形成に生かしていきたい。なお、イギリスでのニーズ調査はほぼ同じ質問紙を使用して実施を計画中である。2.研究打ち合わせ(イギリス)研究代表者(齋藤)は7月から8月にかけてイギリスで学会発表を行った際に、Diane Wells, David Nathanらと共に本研究プロジェクトの打ち合わせを行った。また、この2人の共同研究者及び齋藤が参加して、Kingston大学の学生の協力の下に、Reflective Practiceセミナーを実際に開催してもらった。本セミナーの方法を学ぶことができた。3.痴呆性高齢者看護セミナーの組織化Reflective Prcticeセミナーを組織化するにあたり、研究分担者と共に月1回のペースで学習をした。その上で、痴呆症者の看護・介護に関わる職業に就いている参加者を募り、平成13年3月から月1回「三重痴呆ケア研究会」という名称のセミナーを開催する運びとなった。1.痴呆性高齢者のニーズ調査結果発表平成12年度に実施した痴呆性高齢者のニーズ調査結果をFourth International Nursing Research Conference及び第60会日本公衆衛生学会総会にて発表した。さらに、「介護保険下における痴呆性高齢者及び介護者の現状と支援的課題」として論文にまとめ、三重看護学誌に投稿した。イギリスにおけるニーズ調査は実施を終わり、分析・評価の段階である。2.痴呆性高齢者看護セミナーReflective

Practiceを用いて痴呆ケアの力量を形成するために、平成13年3月に三重痴呆ケア研究会を立ち上げ、以後、毎月勉強会を継続している。参加者は地域や病院で痴呆症者をケアしている保健婦・看護婦・指導員等の専門職である。9月には海外共同研究者2名が来日し、研究会にも参加してもらって助言を得た。参加者はこの会を痴呆を学ぶだけでなく、病院と地域の相互理解の場としても重要な機会と感じている。会を実践しての成果は平成14年5月にBostonで開催される24th International Association For Human Caring Conferenceにて発表予定である。イギリスにおいては平成13年9月にセミナーを設立し、毎月1回、Reflective Practiceを用いて実践を振り返る勉強会を継続している。9月に研究打ち合わせ及び講演のために、共同研究者であるDiane WellsとDavid Nathanを招聘した。講演会は「イギリスの看護教育」、「内省的実践(Reflective Practice)について」であり、本学教員・学生のみならず、他大学教員及び学生、看護職者、一般市民も参加し盛況であった。1.三重痴呆ケア研究会(Reflective Practiceを使用)の成果発表平成13年3月に立ち上げた、三重痴呆ケア研究会の内省的実践(Reflective Practice)を用いての効果の一部について、24th International Association For Human Caring Conference (Boston, USA)にて発表した。内省的実践の場は参加者に自己や自己の実践を深く振り返ることができること、自分と患者との関係に気づけること、他者から共感してもらいエネルギーを得ること、実践を変容させること等の効果が確認された。発表と同時に、他の国における内省的実践の活用状況についても把握した。2.痴呆性高齢者看護セミナー痴呆ケアの力量を形成するために昨年設立した内省的実践を用いたセミナーを、日本とイギリスで継続実施した。日本では今年度を第2期として、内省的実践で使用された技術の分析に焦点を当てて話し合った。この会は現在も毎月継続的に開催している。これはこのような場の必要性を示しているといえよう。イギリスではセミナーを2002年8月まで継続し、成果をまとめた。イギリスの研究者とは毎月連絡を取っており、成果の共同発表を検討している。3.内省的実践の検討及び学内普及内省的実践について学内で定期的に研究会議を開いて分析検討し、研究者の内省的実践の知識を深めた。また、全学教員及び有志学生を対象に内省的実践の効果について報告した。
環境因子とエピゲノム記憶による生活習慣病発症の解明

1)環境適応に必要な、環境変化の感知(1st step)とエピゲノム書き換え(2nd step)の二段階の連続したステップ機構を証明した。1JMJD1Aの265番目のセリン残基S265は寒冷刺激によってリン酸化され、寒冷シグナルの感知として機能する。S265をアラニンに変えたS265A-JMJD1Aマウスは、急激な寒冷刺激下で、低体温を呈し、組織学的にも褐色脂肪組織は白色化し、熱産生遺伝子Ucp1, Pgc1aなどの寒冷刺激による誘導が顕著に抑制されていた。2このS265A点変異マウスでは、白色脂肪組織のベージュ化が顕著に抑制された。3メカニズムとして、白色脂肪細胞ではUcp1など熱産生遺伝子はヒストンH3K9のジメチル化をうけ、ヘテロクロマチン化されている。寒冷刺激に伴いこれが消去され、ユークロマチンになるが、JMJD1AがH3K9ジメチルの脱メチル化(エピゲノム書き換え, 2nd step)を担うことを解明し論文発表をおこなった(Nat Commun 2018)。2)JMJD1Aタンパク質の寒冷刺激によるリン酸化の制御に関与する脱リン酸化酵素複合体の1触媒サブユニットおよび2調節サブユニットを特定した。3)プロテオミクスによりSETDB1とE3ユビキチン化酵素TRIM21および脱ユビキチン化酵素USP7との複合体形成を見出した。しかしこれらを発現抑制してもSETDB1のユビキチン化修飾は変化せず、これらの酵素のユビキチン化への関与は否定された。一方、我々は強制発現させた非ユビキチン化SETDB1変異体が野生型と同様にCebpa遺伝子発現を抑制することを明らかにしており、遺伝子発現制御にはSETDB1のタンパク質発現量とユビキチン化修飾の両方が重要であると提唱し論文化中である。予定したことはおおむね順調に成果が上がっている。(1) S265リン酸化JMJD1Aのフォスファターゼ複合体(触媒ならびに調節サブユニット)の解明PP1b(触媒サブユニット)と調節サブユニットの一つMYPT1タンパク質とを新規ベージュ化制御タンパク質と特定した。このいずれかの発現抑制によってベージュ化が促進するメカニズムの解析を加速する。特に、1ヒストンH3K9ジメチルの脱メチル化解析、2リン酸化プロテオームから、MYPT1発現抑制により、促進しているリン酸化が促進するタンパク質を網羅的に検出し、JMJD1Aとのリンクを解析する。また、MYPT1の脂肪細胞特異的なノックアウトマウスを作製し動物個体レベルでも初代培養細胞同様ベージュ化が亢進するか解析する。(2)分化刺激でのSETDB1のユビキチン修飾による制御機構SETDB1の発現抑制とSETD5の発現抑制によって相乗的に脂肪細胞マスターレギュレーター遺伝子C/EBPαが上昇するメカニズムを解明し、エンハンサーとプロモーターでの機能における役割を論文化する。(3)栄養・代謝物を介したエピゲノム変化のメカニズムの解明IDH3を発現抑制した前駆脂肪細胞において、分化に伴うヒストンH3K9メチル化とアセチル化の経時的変化を解析する。またIDH3の発現抑制下において酢酸を添加し、上記ヒストン修飾の経時的変化を解析する。栄養依存的なヒストン脱メチル化とヒストンアセチル化の協調的な制御機構とIDH3の役割を明らかにする。(4)ベージュ化におけるヒストン脱メチル化酵素活性の役割ヒストン脱メチル化活性を失活させたJMJD1A点変異マウス(H1122Yノックインマウス)での寒冷環境下でベージュ化解析を行う。環境適応における初期応答(1st step)とエピゲノム書き換え(2nd step)の役割を個体レベルで明らかにする。白色脂肪組織は、エネルギーを脂肪として貯めることが主たる役割であるため、熱産生に関与する遺伝子は発現していない。しかし、寒冷環境が長期に持続すると、熱産生に関わる遺伝子が誘導され、寒冷環境に個体が耐えられるよう適応する。本来、細胞には「エピゲノム」というゲノムの後天的な調節機構が備わっており、エピゲノムのしくみにより細胞の種類ごとに働く遺伝子(活動中)と働かない遺伝子(休止中)が明確に決められている。脂肪を貯める機能を担う白色脂肪細胞では、通常は脂肪燃焼や熱産生に関わる遺伝子は「休止中」で、働くことができない。本年度は恒温動物が長期の寒冷刺激を受けると、どのようにして寒冷環境に適応した体質への変化を促すのかを目的に研究を行った。このために、JMJD1Aの265番目のセリン残基をアラニン残基に置換した変異型JMJD1Aマウスを作製し、寒さに対する適応を解析した。急激な寒冷刺激下では、変異体マウスは寒冷を感知できないため、通常のマウスと比べて顕著に体温が低下した。長期の寒冷刺激下では、変異体マウスは野生型マウスと比較して、脂肪燃焼、熱産生、そして白色脂肪組織のベージュ化が顕著に抑制され、寒冷への適応力が低下していることが解明された。これは寒冷センサーとなるS265がリン酸化されず、寒冷刺激をエピゲノムに伝えることができないためである。我々は、寒冷刺激によってヒストン脱メチル化酵素JMJD1Aがリン酸化され、寒冷が持続するとリン酸化によって必要な機能を獲得したJMJD1Aが「休止中」だった脂肪燃焼と熱産生に関わる遺伝子群をエピゲノム変化を介して「活動中」にし、遺伝子を発現させて、ベージュ化を誘導し、寒冷環境に慢性的に適応するしくみがあることを解明した。

すべての必要なノックインマウスも順調に作製され、トランスクリプトーム解析、プロテオミクス解析も順調に進んでいる。1)環境適応に必要な、環境変化の感知(1st step)とエピゲノム書き換え(2nd step)の二段階の連続したステップ機構を証明した。1JMJD1Aの265番目のセリン残基S265は寒冷刺激によってリン酸化され、寒冷シグナルの感知として機能する。S265をアラニンに変えたS265A-JMJD1Aマウスは、急激な寒冷刺激下で、低体温を呈し、組織学的にも褐色脂肪組織は白色化し、熱産生遺伝子Ucp1, Pgc1aなどの寒冷刺激による誘導が顕著に抑制されていた。2このS265A点変異マウスでは、白色脂肪組織のベージュ化が顕著に抑制された。3メカニズムとして、白色脂肪細胞ではUcp1など熱産生遺伝子はヒストンH3K9のジメチル化をうけ、ヘテロクロマチン化されている。寒冷刺激に伴いこれが消去され、ユークロマチンになるが、JMJD1AがH3K9ジメチルの脱メチル化(エピゲノム書き換え, 2nd step)を担うことを解明し論文発表をおこなった(Nat Commun 2018)。2)JMJD1Aタンパク質の寒冷刺激によるリン酸化の制御に関与する脱リン酸化酵素複合体の1触媒サブユニットおよび2調節サブユニットを特定した。3)プロテオミクスによりSETDB1とE3ユビキチン化酵素TRIM21および脱ユビキチン化酵素USP7との複合体形成を見出した。しかしこれらを発現抑制してもSETDB1のユビキチン化修飾は変化せず、これらの酵素のユビキチン化への関与は否定された。一方、我々は強制発現させた非ユビキチン化SETDB1変異体が野生型と同様にCebpa遺伝子発現を抑制することを明らかにしており、遺伝子発現制御にはSETDB1のタンパク質発現量とユビキチン化修飾の両方が重要であると提唱し論文化中である。予定したことはおおむね順調に成果が上がっている。エピゲノムは塩基配列を変えず、DNAやヒストンの化学修飾により遺伝子発現を変える環境への適応機構であり、生活習慣病発症に深く関与する。しかし、多様な外的環境の変化に対応して、どのように特異的にエピゲノムが変化するのか、その一連のメカニズム解明は不十分である。環境変化に対するエピゲノム修飾酵素の翻訳後修飾とこれによって規定されるタンパク質複合体形成がクロマチン構造変化の初期応答(1st step)として鍵となることを解明した。1本研究において、質量分析を用いた翻訳後修飾とタンパク質複合体解析、さらにはヒストンメチル化解析などから、環境刺激が慢性化するとこのために、組織は刺激による初期応答が、エピゲノム変化をともなう持続応答(2nd step)へと移行していくことを解明した。この知見にもとづき、H29年度は、1st stepの刺激によるリン酸化を持続させることで、2nd stepのエピゲノム書き換えをより促進させられるか否かの解析を行った。このために、JMJD1Aの265番目のセリンのリン酸化を脱リン酸化するタンパク質複合体をまず同定することを行った。質量分析を用いた探索の結果。リン酸化JMJD1Aの脱リン酸化
現場知の組織化による地域環境の再生モデル構築に向けた環境社会学的研究

本研究は、地域環境の再生に向けて、当該地域で培われてきた現場知を環境社会学的な調査による記述と分析により組織化し、それを基軸としながら地域環境の再生モデル構築及び政策提言していくことを目的とする。本年度は地域環境の再生モデルに関する調査研究を、北海道鶴居村のタンチョウ、徳島県上勝町の里山再生を事例に実施した。北海道鶴居村で、現場知や組織主体を統合する社会的仕組みとして機能しているNPO活動に関するフィールドワークを実施した。地域内でNP0が生物調査や聞き取り調査を実施することで、地域内の自然資源と人的資源をつなぐ中間的な組織として機能している。中間的な組織が存在することにより、現場知の組織化とその活用が可能になり、地域再生につながっている。NPO中間組織型の再生モデルと考えられる。鎌田磨人氏(徳島大学)を講師として招聴し、徳島県上勝町の里山再生に関する研究会を開催した。里山再生に関する人的ネットワークの構造分析が示され、複雑なネットワークが形成されることにより、地域の人的資源の活用可能性が高まることを議論した。さまざまな主体や機関、価値観をつなぐコーディネーターの重要性が確認された。研究会を踏まえ、上勝町で多様な地域資源に基づく複業による里山再生に関するフィールドワークを実施した。複業は地域資源の利用の多様性を保全するとともに、リスクを軽減する生活様式という点で地域再生に向けた意義をもっている。複業型の再生モデルと考えられる。現場知を基軸にした地域環境の再生モデル構築に向けて、(1)NPOのもつ中間組織的機能、(2)人的ネットワークの複雑さ、(3)複業という生活様式という3つの論点が析出された。いずれも曖昧で複雑で組織化しにくい現場知を社会的に共有可能にする社会的仕組みである。今後、フィールドワークに基づきこうした論点を深め、地域環境の再生のモデルを提案していく。本研究は、絶滅危惧種の野生復帰や自然再生が事業化するなかで、地域環境の再生に向けて、当該地域で培われてきた現場知を環境社会学的な調査による記述と分析により組織化し、それを基軸としながら地域環境の再生モデル構築及び政策提言していくことを目的とする。特に、誰がどのような価値観で再生モデルを構築し、合意形成していくのかを問題にする。(1)現場知、(2)地域環境の再生モデルに関する調査研究を、申請者がかかわっている豊岡市のコウノトリ、佐渡市のトキ、北海道釧路市・鶴居村のタンチョウを事例に実施した。トキの野生復帰が進展する佐渡では、環境省、佐渡市、漁協、農家、NPO活動家などを対象にフィールドワークを実施した。野生復帰に関連する現場知を聞き取るなかで、「野生」に関する考え、人の関与、生態学者など専門家の関わり方、ステークホルダーの構成などについてコウノトリとの違いが認められた。コウノトリがコミュニティーベースの社会的仕組みであるのに対し、トキはNPOや専門家などが主体となったアソシエーション型の社会的仕組みであるのが特徴としてあげられる。比較研究を進めることにより、日本における野生復帰の2つのモデルを構築しうると考えた。釧路・鶴居では、行政、事業者、NPO関係者、研究者を対象にフィールドワークを実施した。タンチョウ保護と酪農と観光をつなぐ地域づくりの活動がみられ、地域環境の再生に向けた活動が展開していることが確認できたが、現場知や組織主体を統合する社会的仕組みが十分に形成されていなかった。相互交流を図るため、タンチョウ保護関係者を招いたワークショップを開催した。自然の象徴という価値が付与された生物でも、生息域や行動の違い、かかわりの歴史性、地域性などによって、地域環境の再生のあり方が異なる。複数の再生モデルの構築という課題が見いだされた。(1)現場知、(2)地域環境の再生モデルに関する調査研究を、申請者がかかわっている豊岡市のコウノトリ、北海道釧路市・鶴居村のタンチョウ、能登半島のトキを事例に実施した。タンチョウとの共生を目指した地域づくり活動が展開している北海道鶴居村で、行政、NPO活動家、チーズ職人、タンチョウと共生する村づくり委員会などを対象にフィールドワークを実施した。タンチョウを軸にした地域資源化が進み地域再生が目指され、現場知や組織主体を統合する社会的仕組み(村づくり委員会)の形成が進展していることが確認できた。村づくり委員会主催の勉強会でコウノトリの経済効果について講演し、経済効果の調査に参画した。NPO(タンチョウ・コミュニティ)が地域再生の軸になっているモデルと考えられる。能登半島ではトキの野生復帰を目指した活動が展開している一方で、過疎化が顕著である。金沢大学は「能登半島マイスター養成講座」を開講し、人材育成を進めている。このプログラムを対象にフィールドワークを実施し、自然再生は地域で人が住むための選択肢を創出する取り組みであるというモデルを抽出した。フィールドワークの成果を踏まえ、東京で「自然再生の現場から環境社会学の知を問い直す」という研究会(環境社会学会の研究例会と共催)を開催した。講師は、桑子敏雄氏(佐渡のトキ)、中村浩二氏(能登マイスター)、茅野恒秀氏(赤谷プロジェクト)である。報告において現場知や「聞く」という手法の重要性が指摘され、さまざまな主体や機関、価値観をつなぐコーディネーターの必要性が確認された。

「聞く」という手法を持つ環境社会学者は、自然再生の現場においてコーディネーターの役割を果たす可能性を大いに有していることも議論された。本研究は、地域環境の再生に向けて、当該地域で培われてきた現場知を環境社会学的な調査による記述と分析により組織化し、それを基軸としながら地域環境の再生モデル構築及び政策提言していくことを目的とする。本年度は地域環境の再生モデルに関する調査研究を、北海道鶴居村のタンチョウ、徳島県上勝町の里山再生を事例に実施した。北海道鶴居村で、現場知や組織主体を統合する社会的仕組みとして機能しているNPO活動に関するフィールドワークを実施した。地域内でNP0が生物調査や聞き取り調査を実施することで、地域内の自然資源と人的資源をつなぐ中間的な組織として機能している。中間的な組織が存在することにより、現場知の組織化とその活用が可能になり、地域再生につながっている。NPO中間組織型の再生モデルと考えられる。鎌田磨人氏(徳島大学)を講師として招聴し、徳島県上勝町の里山再生に関する研究会を開催した。里山再生に関する人的ネットワークの構造分析が示され、複雑なネットワークが形成されることにより、地域の人的資源の活用可能性が高まることを議論した。さまざまな主体や機関、価値観をつなぐコーディネーターの重要性が確認された。研究会を踏まえ、上勝町で多様な地域資源に基づく複業による里山再生に関するフィールドワークを実施した。複業は地域資源の利用の多様性を保全するとともに、リスクを軽減する生活様式という点で地域再生に向けた意義をもっている。複業型の再生モデルと考えられる。現場知を基軸にした地域環境の再生モデル構築に向けて、(1)NPOのもつ中間組織的機能、(2)人的ネットワークの複雑さ、(3)複業という生活様式という3つの論点が析出された。いずれも曖昧で複雑で組織化しにくい現場知を社会的に共有可能にする社会的仕組みである。今後、フィールドワークに基づきこうした論点を深め、地域環境の再生のモデルを提案していく。
糖質関連酵素の結晶構造解析

糖鎖の伸長、分解に関連する酵素は、アミノ酸配列に基づいて5つの群、100以上のファミリーに分類されているが、多くのファミリー間で立体構造の相同性が見出されている。本研究は、糖質関連酵素の立体構造を解明することで、ファミリー間の構造機能相関を明らかにすることを目的としている。本年度は、前年度に明らかにした糖質加水分解酵素群ファミリー94(GH-94)に分類される加リン酸分解酵素Vibrioproteolyticus由来キトビオースホスホリラーゼ(ChBP)の立体構造を基に、同じくGH-94に分類される加リン酸分解酵素Cellvibriogilvus由来セロビオースホスリラーゼ(CgCBP)の構造解析を行った。その結果、CgCBPのグルコース・硫酸複合体構造を2.0Å、グルコース・グリセロール・リン酸複合体構造を2.1Å分解能で明らかにした。後者は、GH-94で初めてのリン酸複合体構造であり、これまで不明だったGH-94のリン酸認識残基を同定した。また、ChBPとCgCBPの構造比較から、両者の基質特異性を決定しているアミノ酸残基を特定した。CgCBPはGH-94酵素では最も詳細な解析が行われてきた酵素であり、セロビオースや分岐三糖など有用オリゴ糖合成への応用が考案されている。本研究による立体構造の解明により、更なる研究の発展が期待される。糖鎖の伸長、分解に関連する酵素は、アミノ酸配列の相同性に基づいて5つの群、100以上のファミリーに分類されているが、多くのファミリー間で立体構造の相同性が見出されている、本研究は、糖質関連酵素の立体構造を解明することで、ファミリー間の構造機能相関を明らかにすることを目的としている。本年度は当初、構造未知の糖転移酵素群ファミリー36(以下GT-36)をターゲットとして、GT-36に属する数種の蛋白質の結晶化条件の探索を主な目的としていた。そのうち、まずVibrio proteolyticus由来キトビオースホスホリラーゼ(以下ChBP)について結晶化に成功した。この結晶を用いて、セレノメチオニン置換体を用いた多波長異常分散法によりChBPの立体構造を分解能1.8Åで明らかにした。ChBPの立体構造は興味深いことに既知の糖転移酵素と全く異なり、数種の糖加水分解酵素と有意な相同性を示した。この結果は、ChBPを含むGT-36が本来加水分解酵素群に分類されるべきであることを示している。この結果を踏まえて糖質関連酵素の分類を行っているB.Henrissat博士と討論した結果、GT-36は加水分解酵素群ファミリー94としで再分類されることが決定した。立体構造を基に糖転移酵素群から加水分解酵素群への再分類が行われるのは今回が初めての例である。また、ChBPとGlcNAc(基質)、および硫酸イオン(基質アナログ)との複合体構造を明らかにした。これらの基質複合体構造は、触媒反応の前後でアノマーの反転を伴う反転型加リン酸分解酵素で初めての報告である。この結果、反応機構に関して既知の加水分解酵素との相違点を見出し、非常に興味深い知見を得ることができた。これらめ結果は、科学誌Structureに採録が決定しでいる。
近代日本における政軍関係の構造に関する研究

本年度は、「近代日本における政軍関係の構造に関する研究」を構成するものとして、戦前日本の軍事官僚制を主題とする研究を行った。近年、陸軍省・参謀本部といった省部関係に関しての研究は進展しつつあるが、軍事参議院・侍従武官府・元帥府なども含めて研究はなされていないため、天皇制国家の軍事諮問・補佐機関である軍事参議院・侍従武官府・元帥府などの機関も含めて、軍事官僚制との関係から見直す必要もあると考え、これらの軍事諮問・補佐機関に関する調査・研究を行った。これは、従来検討されてこなかった軍事諮問・補佐機関も含めて検討することで、戦前日本の軍事官僚制を総体的に把握し、かつより本研究課題を立体化させることを企図したものである。上記の主題を検討するため、国立国会図書館憲政資料室所蔵の牧野伸顕関係文書や財部彪関係文書、樺山資英関係文書、大山巌関係文書、そして上原勇作関係文書や立花小一郎関係文書など、薩派と呼ばれた人物や上原勇作および上原系と目された人物の文書を調査・収集し、また首都大学東京本図書館所蔵の上原勇作関係文書についても再検討するため、調査を行った。そしてその成果については、2016年12月17日に開催された立命館史学会大会にて「軍事諮問機関小論」を報告した。陸軍内部の派閥抗争および近年研究が進んだ陸軍省・参謀本部の関係からの観点も踏まえて、従来検討されてこなかった1920年代における元帥府・軍事参議院をめぐる対立の展開過程について報告した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の実績の概要は、以下のとおりである。本年度は、近代日本の政軍関係を検討するために、二つの視点より研究を行った。第一に本年度より開始した1920年代における陸海軍の統制体制ならびに政軍関係にかかわる編制権・統帥権に対する認識について分析すること、第二に政軍関係から見た権力統合構想を1930年代の宇垣一成擁立運動より検討することである。上記に挙げた視点は、前者が宇垣一成擁立運動の前提としての1920年代における政軍関係とその視点から見た権力統合構想の展開を検討するものであり、後者は1920年代の政軍関係と権力統合構想から見て、それが1930年代においていかに展開し、最終的に新たな構想が登場したかを宇垣一成擁立運動より検討したものであり、きわめて密接な関係をもつものと考え、併行的に行った。まず、1920年代30年代初頭における陸海軍の統制体制、編制大権・統帥大権に対する認識、軍部大臣文官化に関する議論を取り上げ、陸海軍の統制体制と政軍関係からみる権力統合、そして編制権・統帥権認識について検討し、それが政党内閣制とのかかわりより権力統合や政軍関係が展開していたことを明らかにした。次に、宇垣一成擁立運動に関しては、政党内閣期において安定していた政軍関係が政党内閣の崩壊とともに崩壊した後の権力統合構想を政軍関係の視点より、1930年代前半において盛り上がりをみせ、かつ1930年代前半における政軍関係の試金石ともいえる宇垣一成擁立運動を題材にして、運動の展開ならびに宇垣一成や宇垣派とその対抗勢力たる陸軍における権力統合構想の相克について研究を行った。なお、これらについては適時、学会などで成果を報告している。本年度は、第一に宇垣一成擁立運動からみる1930年代の政軍関係と権力統合構想の帰結、第二に宇垣一成擁立運動の前提としての1920年代における政軍関係と政党内閣下の権力統合構想の展開に関する調査・研究を引き続き行った。そして第三に戦前日本の軍事官僚制をあらたな課題に設定し、調査・研究を行った。第一の課題については、軍部との関係が軸となり展開する宇垣一成擁立運動は1930年代の政党内閣崩壊以後の政軍関係のみならず、権力統合を検討する上で重要であり、前年度からの課題として本年度も取り組み、研究報告などを行った。第二の課題については、第一の課題の前提としての政党内閣期における陸海軍の統制体制と編制権・統帥権認識の差異について検討し、政党内閣制下の政軍関係の展開を明らかにし、報告を行い、論文として発表した。第三の課題については、上記の課題以外からも近代日本の政軍関係を検討するに当たって、戦前日本の軍事官僚制は政軍関係と密接な関係をもつものであり、政治主導と作戦立案あるいは指揮を司る軍事テクノクラートの専門性との関係のみならず、その間をとりもつ陸海軍省を中心とする、軍事テクノクラート中でも政治性を帯びる軍部官僚への検討を加え必要もあると考え、また軍事参議院・侍従武官府・元帥府などの天皇制国家の軍事諮問・補佐機関との関係からも見直す必要もあると考え、本年度より取り組み、適時学会などで成果を報告している。本年度は、次の三点の研究課題に取り組んだ。第一に前年度からの課題として取り組んでいた、宇垣一成擁立運動からみる1930年代の政軍関係と権力統合構想の帰結、第二に宇垣一成擁立運動の前提としての1920年代における政軍関係と政党内閣下の権力統合構想の展開に関する調査・研究を引き続き行った。第三に戦前日本の軍事官僚制をあらたな課題に設定し、調査・研究を行った。第二の課題については、1920年代30年代初頭の政党内閣期前後における陸海軍の統制体制と国務大臣の統帥権輔翼、軍部大臣文官化に注目し、調査・研究を行った。

その成果については、研究報告を行い、そして論文として発表した。しかし、第一の課題については、日本史研究会近現代史部会例会での報告などを経て、現時点の宇垣一成研究に関する知見をあらたに得て、現時点の宇垣一成研究を戦前日本の国家構造と連関させる必要性や、またそれと関連させて宇垣一成内閣流産以後の政軍関係をいかに再考するかなどの課題が明らかとなり、論文として発表できなかった。それらの課題を再検討し、より構造や展望を深めた上で、早急な投稿を目指している。また第三の課題である本年度より開始した軍事官僚制に関する研究については、途中経過ではあるものの報告を行い、現時点の成果を発表したが論文発表までは達成できなかったため、これについても早急な投稿を目指している。本年度は、「近代日本における政軍関係の構造に関する研究」を構成するものとして、戦前日本の軍事官僚制を主題とする研究を行った。近年、陸軍省・参謀本部といった省部関係に関しての研究は進展しつつあるが、軍事参議院・侍従武官府・元帥府なども含めて研究はなされていないため、天皇制国家の軍事諮問・補佐機関である軍事参議院・侍従武官府・元帥府などの機関も含めて、軍事官僚制との関係から見直す必要もあると考え、これらの軍事諮問・補佐機関に関する調査・研究を行った。これは、従来検討されてこなかった軍事諮問・補佐機関も含めて検討することで、戦前日本の軍事官僚制を総体的に把握し、かつより本研究課題を立体化させることを企図したものである。上記の主題を検討するため、国立国会図書館憲政資料室所蔵の牧野伸顕関係文書や財部彪関係文書、樺山資英関係文書、大山巌関係文書、そして上原勇作関係文書や立花小一郎関係文書など、薩派と呼ばれた人物や上原勇作および上原系と目された人物の文書を調査・収集し、また首都大学東京本図書館所蔵の上原勇作関係文書についても再検討するため、調査を行った。そしてその成果については、2016年12月17日に開催された立命館史学会大会にて「軍事諮問機関小論」を報告した。陸軍内部の派閥抗争および近年研究が進んだ陸軍省・参謀本部の関係からの観点も踏まえて、従来検討されてこなかった1920年代における元帥府・軍事参議院をめぐる対立の展開過程について報告した。本年度は、1920年代における陸海軍の統制体制や政軍関係にかかわる編制権・統帥権に対する認識について分析すること、第二に政軍関係から見た権力統合構想を1930年代の宇垣一成擁立運動より検討することを、課題にしていた。前者については、本年度内に研究報告などの形で一定の成果を出すことができたものの、主に軍部からの検討のみであったため、政府あるいは政党側の資料についての調査、そして民間における国務大臣の統帥権輔翼や軍部大臣文官化論に対する議論の分析などが弱く、そのため分析が一面的であったため、本年度内での論文発表までは達成できなかった。後者に関しては、年度前半期において精力的な資料調査を行い、宇垣一成擁立運動の中心人物の一人であった西原亀三の資料群(「西原亀三関係文書」国立国会図書館憲政資料室所蔵)、またその抵抗勢力であった陸軍については、当該期において陸軍内の重要な位置にいた軍人たちの個人文書(「真崎甚三郎関係文書」(同憲政資料室所蔵)など)中の資料を収集し、検討を加えたものの、本年度内に成果として出すことは出来なかった。しかし、現状では研究報告が決まっており、それに基づいて早急な投稿を目指している。本年度は、次の通りに本研究を進展させていく予定である。
ウシ乳腺組織構築に対する脂肪細胞由来分泌因子の役割

乳腺の組織構築は全身性のホルモンによって制御される一方、組織局所の間質細胞によっても支持される。間質脂肪細胞は、単にエネルギーを貯蔵するだけでなくアディポサイトカインと称される様々な生理活性物質を産生して生体機能を調節する内分泌細胞として位置づけられる。しかし、脂肪細胞由来分泌因子が乳腺上皮細胞の形態形成にどのように関与するのか、特に反芻類における役割は不明であった。そこでこの点を明らかにするために、ウシ乳腺上皮細胞(BMEC)を分離し、分化前後のウシおよびマウス脂肪細胞馴化培地がBMECの形態形成に及ぼす影響を三次元培養法で調べた。分化前のウシ前駆脂肪細胞馴化培地(FCM)はBMECに対して影響を及さなかったが、分化後の成熟脂肪細胞馴化培地(ACM)はBMECの導管および腺房様構造の形成を誘導した。一方、マウス3T3-L1脂肪細胞株のFCMはBMECの導管様構造の形成を誘導したが、3T3-L1 ACMは形態形成作用を示さなかった。肝細胞増殖因子(HGF)アンタゴニストであるNK4をウシACMまたはマウスFCMに添加すると、これらの馴化培地によるBMECの形態形成が抑制され、逆にリコンビナントヒトHGFはBMECの導管形成を誘導した。さらに、これらの馴化培地中からHGFタンパク質が検出された。そこで、in vitroにおいて脂肪細胞におけるHGF mRNAの発現を検討したところ、HGF mRNAはウシ前駆脂肪細胞ではほとんど検出されなかったが、成熟脂肪細胞へと分化させると、その発現量は有意に増加した。一方、マウス脂肪細胞では、HGF mRNAは分化前の細胞に強く発現しており、成熟脂肪細胞へと分化させると消失した。以上の結果より、脂肪細胞由来分泌因子による乳腺上皮細胞形態形成がHGFを介しており、ウシにはマウスとは異なる独特の乳腺上皮-脂肪細胞相互作用が存在することが示唆された。ウシ乳腺の組織構築における脂肪細胞由来分泌因子の役割を明らかにするため、間質細胞から分泌され、様々な臓器の発達に関与する肝細胞増殖因子HGFと代表的な脂肪細胞分泌因子であるレプチンに着目して、臓器および細胞レベルでそれらの役割を検討した。まずHGFおよびその受容体c-Met cDNAのウシホモログをクローニングし、その分子構造を明らかにした。HGF mRNAの発現は非妊娠期の乳腺において検出されるが、発達期、泌乳期および退縮期には検出されなかった。一方、レプチンのmRNAは、非妊娠期、発達期、退縮期に検出され、泌乳期には検出されなかった。このように、ウシ乳腺組織においてHGFおよびレプチシの遺伝子発現が乳腺組織の発達に伴って変化することが明らかとなった。次に、ウシ間質脂肪前駆細胞を分離、培養し、各々の遺伝子発現を調べた。未分化な細胞ではいずれの遺伝子も発現がみられず、成熟脂肪細胞に分化させると発現が増大した。さらに、ウシ乳腺上皮細胞(BMEC)を分離し、そめ形態形成に及ぼす脂肪細胞由来分泌因子の影響を三次元培養法で調べたところ、前駆脂肪細胞馴化培地では何ら影響はみられないが、分化後の成熟脂肪細胞馴化培地はBMECを導管様および腺房様の構造を有する形態へと変化させた。この作用は、HGFを介していることが明らかとなった。レプチンは、単独ではBMECに影響を及ぼさなかったが、HGFによるBMECの形態形成作用を阻害した。このように、脂肪細胞由来分泌因子が、ウシ乳腺上皮細胞の形態形成を複雑に調節していることが明らかとなった。HGF、レプチン共に分化後の成熟脂肪細胞で発現がみられるため、これらの多寡が乳腺上皮細胞の形態形成を調節しているのかもしれない。現在、レプチンによるBMEC形態形成の抑制機構をより詳細に検討中である。

一方、マウス脂肪細胞では、HGF mRNAは分化前の細胞に強く発現しており、成熟脂肪細胞へと分化させると消失した。以上の結果より、脂肪細胞由来分泌因子による乳腺上皮細胞形態形成がHGFを介しており、ウシにはマウスとは異なる独特の乳腺上皮-脂肪細胞相互作用が存在することが示唆された。