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多数の藻類を細胞内共生させる原生動物における共生形態の多様性と進化に関する研究

観測定点とした琵琶湖において、多数の共生藻を保有する繊毛虫を解析してきた結果、多くの繊毛虫が特定の藻類種を共有することが判明した。本藻のrDNAは、各宿主種依存でわずかずつの相違がみられていたが、数年サンプリングを続けてもなお、宿主種ー藻のrDNAパターンが変化しなかった。すなわち、共有イベントは過去の出来事であり、各種繊毛虫は半永久的に本藻を保持していると結論付けた。本藻の分子系統上の独立性に加え、rRNAにおける相補的塩基置換現象を根拠とし、新属新種Carolibrandtia ciliaticolaを提唱した。細胞内共生のモデル生物であるミドリゾウリムシがもつ共生藻Chlorellavariabilisの細胞壁を詳しく観察したところ、単独培養時と共生時において、細胞壁の厚さや化学組成が変化することが判明した。この現象は細胞内共生の可不可にもかかわるものと考えられ、今後非共生種との詳細な比較が課題となる。近年登場して間もない、手のひらサイズの新型ロングリード次世代シーケンサーMinION (Oxford NANOPORE Technologies)を用いて、ミドリゾウリムシ共生藻Chlorella variabilisのゲノム決定を行い、様々な藻類の中型サイズのゲノムを高品質・低コストで決定する手法を開発した。この研究で確立した中型ゲノムの決定手法は、様々な共生藻類のゲノムを比較研究する必要がある、多様な光合成生物をうみだす進化の原動力となる細胞内二次共生による葉緑体獲得のメカニズムを明らかにすることに貢献するものと期待される。共生藻を保有する原生動物(以下MARP)における、保有共生藻の多様性と、共生レベルの推定をおこなった。具体的には、琵琶湖の定点採集地に出現するMARP保有の共生藻DNAを決定し、昨年までのデータと比較、数種のMARPでは完全に同一のシークエンスが得られたことから、それらの共生状態が、すでに半永久的なものであると決定づけた。また、あるMARP共生藻の単藻培養に成功しており、国立環境研究所に供託、現在、新種新属として記載する論文を投稿中である。Chlorella vulgaris (自由生活種)とミドリゾウリムシ共生藻C. variabilis (隷属的共生種)の比較ゲノム解析に関しては、すでに終了しており、現在、論文の執筆段階に入っている。大きな特色としては、共生種の天敵として知られるクロロウィルスのゲノムの一部が、自由生活種のゲノム内に水平伝播していることがわかり、これが自由生活への鍵になるのではないかと考えている。細胞内共生と類似の現象に盗葉緑体がある。これは、従属栄養生物が外部から取り込んだ藻類を半分消化し、藻類の持っていた葉緑体のみを消化せずに細胞内に溜めおく現象で、数日から数か月間葉緑体の光合成機能も含めて維持する現象である。琵琶湖での定点調査において、盗葉緑体をおこなっている繊毛虫「(仮)茶ヒョロ」を発見した。解析を進めていくと、珪藻の葉緑体であることが分かったが、これらがどのような経緯で取り込まれているのか、今後の新たな課題となる。予定していた島嶼・湿原のサンプリングに行くことができず、解析をおこなえていない。前年度、単離に成功した特異な細胞内共生藻をクロレラ科の新属新種Carolibrandtiaciliaticolaとして記載した。本藻は、調査した琵琶湖において複数の繊毛虫にシェアされるばかりか、各繊毛虫で半永久的に共生状態を保つことが判明している。さらに、同種の藻類がヨーロッパからも複数の繊毛虫種でシェアされる共生藻として報告がある。したがって今後、繊毛虫と藻類の共生における、きわめて重要な種となることが予想される。Chlorella vulgaris (自由生活種)とミドリゾウリムシ共生藻Chlorella variabilis (隷属的共生種)の比較ゲノム解析に関してはすでに終了しており、現在、論文の執筆段階に入っている。大きな特色としては、共生藻の天敵であるクロロウィルス(Phycodnaviridae科に属する巨大なウィルスで、強力な溶藻効力を持つ)のゲノムの一部が自由生活種のゲノム内に水平伝播していることがわかり、これが自由生活への鍵になるのではないかと考えている。ミドリゾウリムシにおける宿主と共生種のトランスクリプトーム解析もおこなっている。とりわけ共生藻に関しては、共生時と非共生時の発現遺伝子に大きな違いが出ており、現在、その解釈を進めている。南大東島より採集した共生繊毛虫について解析を進めている。共生藻はきわめて大型の球状藻であり、それによって繊毛虫細胞あたりの共生藻数が極端に少ないという、興味深い特性をもっている。共生藻は緑藻綱セネデスムス科に所属し、新属になるものと予測され、現在論文を執筆中である。予定していた島嶼・湿原へのサンプリングに行くことができず、解析をおこなえていない。予定していた比較ゲノムに関して、論文の執筆が遅れている。また、解析予定の種の培養がうまくいかず、解析自体の遅れも出てきている。

本藻の分子系統上の独立性に加え、rRNAにおける相補的塩基置換現象を根拠とし、新属新種Carolibrandtia ciliaticolaを提唱した。細胞内共生のモデル生物であるミドリゾウリムシがもつ共生藻Chlorellavariabilisの細胞壁を詳しく観察したところ、単独培養時と共生時において、細胞壁の厚さや化学組成が変化することが判明した。この現象は細胞内共生の可不可にもかかわるものと考えられ、今後非共生種との詳細な比較が課題となる。近年登場して間もない、手のひらサイズの新型ロングリード次世代シーケンサーMinION (Oxford NANOPORE Technologies)を用いて、ミドリゾウリムシ共生藻Chlorella variabilisのゲノム決定を行い、様々な藻類の中型サイズのゲノムを高品質・低コストで決定する手法を開発した。この研究で確立した中型ゲノムの決定手法は、様々な共生藻類のゲノムを比較研究する必要がある、多様な光合成生物をうみだす進化の原動力となる細胞内二次共生による葉緑体獲得のメカニズムを明らかにすることに貢献するものと期待される。自由生活および隷属的共生種の間にみられたゲノム特性の相違が、一般化できるのかどうかを探るため、生態的にほぼ同様の状況にあるMicractinium spp. (自由生活種)とM. reisseri (ミドリゾウリムシの隷属的共生種)の比較ゲノムをおこなう。茶ヒョロがどのような経緯で葉緑体を獲得し、また葉緑体の維持期間、機能の維持について、詳しい解析をおこなっていく。島嶼・湿原へのサンプリングと、MARP多様性解析をおこなう。予定していた島嶼・湿原へのサンプリングに行けなかったこと、また、英国の株保存施設、CCAPに発注していた藻類株の到着が大幅に遅れ、それに伴うゲノム解析の費用が次年度に繰り越されたため。予定していた島嶼・湿原へのサンプリングに行けなかったため。次年度にサンプリングを移行。CCAP購入株のゲノム解析、島嶼・湿原へのサンプリング、また、二つの国際学会への参加を予定している。
植物種子のジベレリン誘導性システインプロテイナーゼとその機能の解明

コムギ発芽1日目種子より約50万プラークからなるcDNAライブラリーを作製し、コメのCPであるオリザインγのコード領域を含むcDNA断片をプローブとして55°C、2×SSC/0.1%SDSの条件でスクリーニングを行い、6つの陽性クローンを得た。これらの制限酵素地図を作製したところ、すべて同じmRNA由来だと考えられた。そのうちの1つWCP122を解析したところ、Cys-His-Asnの触媒トライアドを有しており、CPをコードしていることが確認された。推定アミノ酸配列はオリザインγ、アリューレインと高い相同性を示し、アミノ酸配列中には、液胞ターゲッティングシグナルも存在していた。一般に植物種子中には複数種のCPが存在し、貯蔵タンパク質のプロテオリシスを調節しているといわれている。そこで、コムギ種子内のCPの動態を詳細に解析するため、さらにオリザインβのコード領域を含むcDNA断片をプローブとして用いた50°C、2×SSC/0.1%SDSの条件でスクリーニングを行った。解析の結果得られた32個の陽性クローンはWCP122とは異なる3種類(WCP133、WCP92/WCP211、WCP81B)に大別され、各々別種のCPをコードすることが判明した。このうちWCP92とWCP211は塩基レベルで91.6%、アミノ酸レベルで95.8%ときわめてよく似ていた。以上得られたクローンのうち、WCP133はオリザインαと82.9%、WCP92/WCP211はオリザインβと83.8%/83.4%、WCP122はオリザインγと82.4%と非常に高い相同性を示した。
ラテン詩文のイタリア人文主義者における受容の解明

2018年6月、イタリアのフリウーリ州のサン・ダニエーレ市において、同市のグアルネリアーナ図書館(Bibiloteca Guarneriana)の主催するサマースクール(ウディネ大学、トリエステ大学、オハイオ大学、東京大学が参加)から参加招聘を受けた。同図書館は15世紀の人文主義者の豊富な蔵書(その多くは手写本)を所蔵している。この蔵書を活用して、大学院生向けに毎年ラテン語文献学・写本学にかかわる研究と講習を行っている。申請者は、「ペトラルカとプロペルティウス(Petrarch and Propertius: An Example of Intertextuality)」という題目で研究発表を行った。これは、前年度に日本西洋古典学会で行った研究発表「プロペルティウスとペトラルカ--2人の恋愛詩人の接点をめぐって」(論文として『西洋古典学研究』第66号[2018]に掲載)を若干改訂し、英訳したものである。11月には、イタリアのウディネ市の市立図書館において、2016年末に刊行したパウルス・ディアコヌス著『ランゴバルドの歴史』の翻訳書の出版記念講演を行った。その講演原稿を手直ししたものが、同地の学術雑誌Ce Fastu?44号に掲載された。2018年12月には、ホメロス叙事詩の伝承にかんする古代ギリシア・ローマの作家たちの証言を比較検証し、その伝承形態についての知見をまとめた論文「ペイシストラトスによるホメロス叙事詩の編纂」を所属機関の紀要「言語・情報・テクスト」に発表した。この他、最近10年間の研究を振り返り、その成果をまとめた『憧れのホメロス』の刊行を準備し、知泉書館からの出版が決定した。2019年3月にはピサ大学において、研究発表(Conversando in spiaggia: Ovidio Ars 2.123-144)を行った。上述の通り、2018年度の前半期には、前年度日本で発表した研究「プロペルティウスとペトラルカ」を英語で発表する機会に恵まれた。その後Studi Petrarcheschiの編集に携わるMatteo Venier博士やGino Belloni教授から、研究上の有益なアドヴァイスを得ることもできた。上記の『憧れのホメロス』の刊行にも生かすこともできると思われる。また、かねてより準備していたボッカッチョBoccaccio『名婦伝De mulieribus claris』の邦訳及び解題については、ひとまずは完成にこぎつけることができた。翻訳作業中、とりわけ解題執筆中に気になったことは、14世紀のイタリアの人文主義者ペトラルカやボッカッチョがどのようにホメロスとめぐり合い、ホメロスを受容したかという問題である。このテーマに即した研究にも興味を抱いているが、今のところあまり進展していない。もう50年以上前にAgostino Petrusiによって上梓された大著Leonzio Pilato fra Petrarca e Boccaccio, Venezia-Roma 1964で扱われていることに、何を付け加えることができるか模索中である。何はともあれ、ホメロス学は、西洋古典学研究の要であるから、継続したい。上に挙げた「ペイシストラトスによるホメロス叙事詩の編纂」は、その端緒となるものであろうから、このテーマに関しても足掛かりを作ったものと考えている。今年7月にも、申請者は上述グアルネリアーナ図書館主催のサマースクールに招聘されている。発表テーマは、「プロペルティウス写本における歌の区分」であり、ルネサンス期のプロペルティウス写本においてしばしば区分の目印を欠いてひとつながりの詩歌として伝わっている複数の個別の詩歌が、16世紀以降の印刷本においてどのような経緯や考えに基づいて区分され、個別の詩歌として扱われるようになったかを概観する。とくに、具体的事例としてプロペルティウス第2巻第32歌とその直前にある第31歌の個別性(それぞれの歌としての独立性、まとまり)を検証することになるだろう。第31歌は、ほぼ全体がアポッロ神殿の描写になっており、この造形芸術作品描写の機能についての論文を年度内に刊行することが目標である。また、今秋締め切り予定である所属機関の紀要に、ホメロス作品における造形芸術作品描写をテーマとした(とりわけ『オデュッセイア』第19巻について)の論文を発表することを考えている。さらには、ボッカッチョ『名婦伝』に含まれているアグッリピナ、ポッペアなどの人物伝を基にして、ボッカッチョとタキトゥス『年代記』との関係について、今年度内に考察をまとめることを目指している。3月にピサで行ったオウィディウス『恋愛術』第2巻にかんする研究発表についても、日本語で論文にまとめ、刊行することを予定している。2017年はプロペルティウスの受容を課題として、研究に取り組んだ。まずは、ルネサンスの受容の問題として、フランチェスコ・ペトラルカFrancesco Petrarca(1304-1374)が、どのように古代ローマの恋愛詩人プロペルティウスを読んだのか。この問いに答えるべく、2017年6月に行われた日本西洋古典学会(於千葉商科大学)においては、『プロペルティウスとペトラルカ--二人の恋愛詩人の接点を求めて』という題目で、研究報告を行った。ペトラルカの作品にはプロペルティウスの明らかな模倣とみなされうるような表現は少ない。だが、ラウラという『カンツォニエーレ』の中心主題となる女性の人物造型には、プロペルティウスが歌い上げた恋人キュンティアの姿と共通する点が認められる。

とりわけ、『カンツォニエーレ』359番は、プロペルティウス第4巻第7歌および第4巻第11歌と多面的な対応関係を有していることを確認し、『カンツォニエーレ』という作品中の要となる359番が、やはりプロペルティウス第4巻の要となる二つの歌を、意識的に利用していることを論証した。研究報告は、その後論文として学会誌『西洋古典学研究』第66号(2018)に公表した。他方、プロペルティウスの古代における受容という観点から、プロペルティウス第1巻に収められたさまざまな歌が、ティブッルス第1巻第8歌においてどのような形で言及されているかを問うた。ティブッルスが「恋愛詩は何の役に立つのか」という問いかけを軸にして、自己嘲笑的な言説を含めたり、プロペルティウス作品を揶揄していることを検証した。その成果は、所属機関である東京大学総合文化研究科言語情報科学専攻の紀要『言語・情報・テクスト』第24号(2017)に公表した。上にも述べたように、昨年の6月に開催された日本西洋古典学会の大会においては、ペトラルカとプロペルティウスの関係について、研究報告を行い、これを学会誌に論文として掲載することができた。また、やはりプロペルティウスとの関連で、ティブッルス第1巻第8歌について考察し、その結果を所属している専攻の紀要に寄稿することができた。この他、出版を準備しているボッカッチョBoccaccioの『名婦伝De mulieribus』については、当初の予定よりは少し遅れているが、完成する目途がついている。『名婦伝』は、ボッカッチョがペトラルカの影響受けて、古典研究に取り組んだ成果である。翻訳作業を通して、彼がどのような文献を活用し得る可能性があったのかを今一度検証し直し、この作家の古典研究の実像に迫ることができればと考えているが、そのための土台作りはほぼ順調に進んでいるように思われる。一年目の研究としては、ペトラルカやボッカッチョといった作家の作品を概観することを目標に置いてきた。それは十全に達成できたとは言えないにせよ、ある程度は彼らの作品と付き合うことができたと考える次第である。以上により、本研究は、おおむね順調に進展していると言える。2018年6月、イタリアのフリウーリ州のサン・ダニエーレ市において、同市のグアルネリアーナ図書館(Bibiloteca Guarneriana)の主催するサマースクール(ウディネ大学、トリエステ大学、オハイオ大学、東京大学が参加)から参加招聘を受けた。同図書館は15世紀の人文主義者の豊富な蔵書(その多くは手写本)を所蔵している。この蔵書を活用して、大学院生向けに毎年ラテン語文献学・写本学にかかわる研究と講習を行っている。申請者は、「ペトラルカとプロペルティウス(Petrarch and Propertius: An Example of Intertextuality)」という題目で研究発表を行った。これは、前年度に日本西洋古典学会で行った研究発表「プロペルティウスとペトラルカ--2人の恋愛詩人の接点をめぐって」(論文として『西洋古典学研究』第66号[2018]に掲載)を若干改訂し、英訳したものである。
軟骨組織における可溶性Wntレセプター(FRZB)の生理的役割の解明

本年度は、(1)軟骨組織におけるWnt遺伝子の発現分布の検討検討、(2)WntおよびFrzbタンパク標品の作成、(3)血管新生に及ぼすFrzbの影響を検討した。(1)in situ hybridization法による検索で、ニワトリ胚の肢芽の軟骨原基周辺にWnt4およびwnt5bの発現が検出された。また、RT-PCR法では、wnt3、wnt8ならびにwnt11のはつげんが検出された。特に、wnt8は、Frzbに結合することが知られており、軟骨細胞の最終分化を促進する役目を担う可能性がある。一方Frzbは、軟骨形成初期には軟骨原基全域で発現していたが、成長軟骨細胞の最終分化にともない発現が減少した。(2)WntおよびFrzbをウイルスベクターに組み込み、線維芽細胞にtransfectionし、タンパクを発現させた。培養上清を回収し、上清中のWntおよびFrzbをキレートセファロースカラムにより精製を試みた。しかしながら、タンパクの収量が極めて悪く、生理活性の検討には至らなかった。細胞あたりの発現量をいかに増やすか、また、ともに等電点が8.5-9という塩基性の強いタンパクであるため精製過程の非特異的な吸着をいかに防ぐかが今後の問題である。(3)精製したFrzbおよびWntが利用できなかったのでウイルスベクターを用いて、Frzbの血管新生に及ぼす影響を予備的に検討した。ニワトリ肢芽組織にFrzbを過剰発現させたところ、同部の軟骨組織では完全に血管誘導が起こらず、また、内軟骨性骨化も阻害された。ただし、軟骨周囲組織では、血管網の形成は認められたので、軟骨組織中の血管誘導阻害因子は、Frzb以外にも複数存在する可能性がある。また、Frzbの毛細血管内皮細胞に対する直接作用についても今後検討する必要がある。軟骨形成におけるFrzb-Wnt調節機構の意義を解明するために、実験を行い、以下の結果を得た。2)このうち、Wnt8cは軟骨形成領域周囲に発現し、その後、軟骨の発生が進行すると、軟骨の肥大化層に強く発現することが判明した。3)肢芽細胞培養系において、Wnt8はchondrogenesisの誘導を強力に阻害した。Frzb-1の強制発現はWnt8のhondeogenisis誘導に対する抑制作用を阻害した。4) Wnt8cは軟骨細胞の石灰化を強力に促進すること、逆に、Frzb-1は軟骨細胞の石灰化を抑制すること、およびWnt8とFrzb-1は互いの作用を抑制しあうことが明らかとなった。5) Wnt8cを鶏胚肢芽に強制発現させると、骨格組織の形成異常が生じた、現在、組織学的検索により誘導された変化を解析中である。上記の結果より、軟骨発生において、Frzb-1-Wnt分子の制御機構が存在し、軟骨形成誘導と石灰化誘導という2つの点の制御において重要な役割を果たすことが強く示唆された。
冷戦期東アジアの科学技術広報外交に関する国際比較研究

4年間の科研研究期間の2年目に当たる本年度は、研究分担者・協力者が各自、資料収集と分析を進め、論文執筆や学会発表を活発に行った。これと並行して、最終成果物としての共著書編纂に向けて国際協力研究を活発化させた。具体的には、7月に京都大学にて、国際ワークショップ「冷戦期アジアにおける科学技術の交流と制度化」を開催した。韓国及びアメリカから研究協力者を招聘して研究報告を行っていただき、日本側の研究分担者・協力者がコメント及び討論を行った。12月には台湾国立政治大学にて、台湾の研究協力者らと共に共著書出版に向けたワークショップを開催した。また、1月には韓国高麗大学にて、韓国の研究協力者らと同様のワークショップを開催した。こうした一連の活動を通して、冷戦期東アジアの科学技術広報外交に関する論点や研究方法、研究視覚がより明確になった。例えば、冷戦期の科学技術広報外交を論じる際に、植民地期の遺産が重要な要素であるという視点や、科学技術が広報外交の「手段」として用いられると同時に、科学技術そのものが冷戦期の広報外交的要請によって規定されて行くこと、さらには科学技術にとどまらずより広い「専門知」が、冷戦期の広報外交と深く関係していたという点などである。また、交付申請書にも記載した「アジアからの」広報外交という点については、改めて最終成果物の一つの基軸となることが確認された。さらに、2019年度京都大学・「知の越境」融合チームプログラム(SPRITS)に、本科研研究の成果を多国語(日本語に加えて英語・中国語)で出版するプロジェクトを申請し、採択された。これにより、本科研研究で培われた国際協力体制をさらに深化させ、長期的な共同研究拠点の形成に繋げて行く下地を整えることができた。交付申請書には、「2年目となる本年度は、海外の研究協力者と連携を深める。まず前半期(7月)にアメリカおよび韓国から研究協力者を招いて日本(京都)でワークショップを開催し、後半期(1月)には韓国の研究協力者と合同でソウルでワークショップを開催する。また前年度に台湾国立政治大学で開催したワークショップを基盤として、台湾の研究者との連携も深める。」と記載していた。目標通り、7月に京都大学にて研究代表者・研究協力者が参加する国際ワークショップを開催し、1月には韓国・高麗大学にて韓国の研究協力者と合同でワークショップを開催した。さらに、前年度に台湾で開催したワークショップの延長として、第2回の台湾ワークショップを12月に台湾国立政治大学にて開催した。これらにより、当初予定されていたプログラムを全て達成した上、計画以上に国際共同研究を深化させることができた。これに加えて、京都大学の学内競争的資金である「知の越境」融合チームプログラム(SPRITS)に申請し採択されたことで、科研研究の最終成果を日本語のみならず英語と中国語でも出版するという目標が定められ、それに向けて国際共同研究を加速させることができた。日本語版の共著書については、すでに出版社との交渉も順調に進んでいる。これらのことを総合すると、当初の計画以上に進展していると言って間違いないと考えられる。各研究分担者・協力者は、本年度までの研究成果に基づき、共著書の分担章の執筆を進める。8月末までに、執筆者(日本人・韓国人・台湾人・アメリカ人、合計123名を予定)は題目と要旨を共有ファイルにアップロードし、各自が互いの執筆内容を参照しながら、論文の完成を目指す。12月初めまでに、第1稿(草稿)をアップロードし、英語以外の論文は英語に翻訳して、互いの原稿を読めるようにする。1月11日に京都大学にて、執筆者全員が集合して、共著書の出版に向けた国際ワークショップを開催する。そこでの議論を基に各執筆者はさらに研究を進め、原稿を改訂する。3月末を目途に、最終稿を提出していただき、2020年12月の刊行を目指して、編集・翻訳作業を開始する。こうした一連の作業を通して、冷戦期東アジアにおける広報文化外交と科学技術の相互関係、特に、アジアからの情報発信が、科学技術をはじめとする「専門知」や「学知」の形成にどのような影響を及ぼしたかが明らかになるであろう。本科研研究が冷戦期東アジアにおける外交と「知」(Knowledge)との関係に新たな光を当てることが出来るように、最終的な共同研究の成果を目指す。プロジェクト1年目である2017年度は、まず5月21日に京都大学にて第1回研究会を開催し、科研ウェブサイトの構築や年間スケジュール、各分担研究の内容などについて話し合った。その結果、中間報告的な内容を10月のアジア政経学会(富山大学)で発表すべく分科会の企画を応募することになり、それを当面の目標として研究を進めることになった。その後、アジア政経学会への応募が採択され、10月に土屋・川島・小林の3名がパネルを組み発表を行った。東アジアにおける冷戦期の学知の生成と変容という視点から、討論者や会場と意見交換を行い、今後の研究に大いに資する成果を得た。夏期休業および冬期休業期間中には、各自、二次文献を集めて既存研究の現状と課題を精査するとともに、それぞれの担当地域(中国、台湾、韓国、アメリカ、日本)の公文書館等で一次史料の収集を行った。本科研申請時には、2年目に台湾および韓国で現地の研究協力者とともに研究会を開催する予定であったが、台湾での研究会を前倒しで1月29日に国立政治大学(台北)にて開催した。

参加者は日本側からは土屋・川島・小林、台湾側からは国立政治大学新聞学科のLan Shichi副教授、国立中山大学社会学系のWang Mei-Hsiang助理教授、国立政治大学国家発展研究所のLiu Hsiopong副教授らであった。台湾における冷戦期の広報外交にかんする研究の現状と課題について情報収集するとともに、科研テーマに関する国際ネットワークを築くことができた。本来は3月に京都大学で開催する予定であった第2回研究会は、この台湾での研究会の際に併せて今年度の総括と来年度の計画などについて話し合った。また科研ウェブサイトを立ち上げ、随時更新している。1.研究分担者3名で国内学会の分科会企画を立てて採択され、パネル発表を行った。2.当初の計画(2年目に実施する予定)を前倒しして、台湾にて研究協力者たちと国際研究集会を開催した。3.当初の予定通り、国内外の資料収集を進めた。4.科研ウェブサイトを立ち上げ、随時更新している。5.論文・書籍などのは、1年目でまだそれほど多くはないものの、学会発表や資料収集、また国際ネットワーキングの面では大いに成果を上げ、全体としては十分に初年度の目標を達成したと考える。4年間の科研研究期間の2年目に当たる本年度は、研究分担者・協力者が各自、資料収集と分析を進め、論文執筆や学会発表を活発に行った。これと並行して、最終成果物としての共著書編纂に向けて国際協力研究を活発化させた。具体的には、7月に京都大学にて、国際ワークショップ「冷戦期アジアにおける科学技術の交流と制度化」を開催した。韓国及びアメリカから研究協力者を招聘して研究報告を行っていただき、日本側の研究分担者・協力者がコメント及び討論を行った。12月には台湾国立政治大学にて、台湾の研究協力者らと共に共著書出版に向けたワークショップを開催した。また、1月には韓国高麗大学にて、韓国の研究協力者らと同様のワークショップを開催した。こうした一連の活動を通して、冷戦期東アジアの科学技術広報外交に関する論点や研究方法、研究視覚がより明確になった。例えば、冷戦期の科学技術広報外交を論じる際に、植民地期の遺産が重要な要素であるという視点や、科学技術が広報外交の「手段」として用いられると同時に、科学技術そのものが冷戦期の広報外交的要請によって規定されて行くこと、さらには科学技術にとどまらずより広い「専門知」が、冷戦期の広報外交と深く関係していたという点などである。また、交付申請書にも記載した「アジアからの」広報外交という点については、改めて最終成果物の一つの基軸となることが確認された。さらに、2019年度京都大学・「知の越境」融合チームプログラム(SPRITS)に、本科研研究の成果を多国語(日本語に加えて英語・中国語)で出版するプロジェクトを申請し、採択された。これにより、本科研研究で培われた国際協力体制をさらに深化させ、長期的な共同研究拠点の形成に繋げて行く下地を整えることができた。交付申請書には、「2年目となる本年度は、海外の研究協力者と連携を深める。まず前半期(7月)にアメリカおよび韓国から研究協力者を招いて日本(京都)でワークショップを開催し、後半期(1月)には韓国の研究協力者と合同でソウルでワークショップを開催する。また前年度に台湾国立政治大学で開催したワークショップを基盤として、台湾の研究者との連携も深める。」と記載していた。
深層学習によるソーシャルメディア情報を組み込んだマーケティングモデルの開発

本年度は、主に社会ネットワークモデルの構築に取り組んだ。本研究の最終的な目的は、消費者同士のコミュニケーションが互いの消費行動に与える影響を明らかにすることであるが、消費行動への影響を考える前に、消費者同士のコミュニケーションがどのようなメカニズムで行われているかを明らかにする必要がある。このメカニズム解明に向けて、社会ネットワークモデルの観点から、ソーシャルメディアなどが発達した現代のネットワークに即した確率モデルの構築を目指した。「社会ネットワーク上のある個人と別な個人とが、(友人や同僚など)何らかの関係性を持っている」という現象をモデル化することに対して、伝統的なネットワークモデルのアプローチでは、どのようなコミュニティに所属しているかに依ってのみ確率が変化するという仮定を置いていた。しかし、現代のソーシャルメディアに代表されるようなネットワークでは、そのような所属コミュニティだけでなく、自分が、そして相手がどのような興味を持っているのかということも両者の関係性が決定するプロセスに影響していると考えられる。そこで本研究では、人々の興味や関心が反映されているTwitterの投稿文やブログなどのユーザー生成テキストの影響も組み込み、ネットワーク情報とテキスト情報の両方を考慮した社会ネットワークモデルを提案した。そして、提案モデルの有効性を示すために、複数のシミュレーション実験を行うとともに、Twitterデータを用いた実証分析によって実データへの応用例も示した。研究実施計画の通り、研究課題の最終的な目的を達成するための前段階として位置づけられる、消費者間の社会ネットワーク構造に関して、現代の状況に即した新たなモデルを提案した。また、その研究成果を学会や研究会等で発表し、本研究の進捗を研究者コミュニティに対して周知するとともに、その場で行われた有意義な議論を通して本研究の課題と解決に向けた道筋が明らかとなった。本年度で提案した社会ネットワークモデルは、「ある個人」と「別の個人」のネットワーク上の「関係性」を確率モデルとしてあらわしたものであるが、別の個人を「商品」に、関係性を「購買行動」に置き換えることで、マーケティングモデルに応用することが出来る。伝統的なマーケティングモデルでは、様々な変数が購買行動に与える単独の影響、あるいは相互作用を考慮したとしても限定的な影響しかとらえられなかったのに対して、本研究のように、「消費者と商品の関係性」という同じデータ構造に対するモデルでありながらそれをネットワークとして捉えることで、消費者同士、あるいは商品同士の複雑に絡み合う影響を分析することが可能となる。さらに、そのようなネットワーク構造に対するモデルは、本研究のもう一つの特徴である深層学習とも親和性が高く、近年様々なネットワークに対する深層学習の研究が報告されている。本研究では、今年度の成果である社会ネットワークモデルをマーケティングモデルとして昇華させること、及び深層学習の近年の成果を応用して大規模データの分析、変数同士の複雑な影響の捕捉が可能なモデルの構築を目指していく。
マイオスタチンによる筋線維安定化制御メカニズムの解明

マイオスタチンは骨格筋の形成を抑え、マイオスタチン機能を阻害すると著しい筋肥大を生じる。本研究でマイオスタチン阻害により肥大した骨格筋において代謝関連因子の分子変動が起きていることを明らかにした。さらにマイオスタチン阻害を行なった筋ジストロフィーモデルマウスにみられる症状の緩和は、筋線維の肥大による影響が大きく、筋線維の再生促進や筋線維の崩壊抑制によるものではない事が明らかになった。申請者は、マイオスタチンの筋線維安定化制御メカニズムについて明らかにする為に、先行研究で作成したマイオスタチン特異的阻害分子過剰発現マウス、マイオスタチン欠損マウスの2種類の筋肥大マウスを用いて研究を進めた。22年度は、骨格筋のプレパレーションの条件検討を重点的に行った。その結果、超遠心を用いたタンパク質分離法によって骨格筋構成タンパク質を分離することが、その後のプロテオミクス解析に有効であることが明らかになった。さらに骨格筋の微量タンパク質分離についても良好な条件結果が得られている。2次元電気泳動に関しては、pHレンジを分けることで目的のタンパク質群を効率的に検出できる条件も定まった。今年度行った条件検討をもとに23年度のプロテオミクス解析を進めていく予定である。並行して行っている筋ジストロフィーモデルマウスであるmdxマウスとmdx/マイオスタチン欠損マウスのプロテオミクス解析については、マウスの交配成績があまり良くなく解析個体を準備するのに時間を要したが、mdx/マイオスタチン欠損マウスを得る事ができた。23年度は、本年度検討したサンプル調製条件をもとに解析をすすめる予定である。本年度、並行し行っていた骨格筋肥大マウスについての研究でマイオスタチン特異的阻害マウスは肥満に耐性を示すことを明らかにした(Am J Physiol Endocrinol Metab. 2011)。本研究結果から、マイオスタチン阻害による筋肥大が脂肪組織、肝臓へも影響を及ぼすことが明らかになった。23年度の研究では、筋組織と他臓器との関わりについても研究を進めていく予定である。申請者は、マイオスタチンの筋線維安定化制御メカニズムについて明らかにするために、(1)マイオスタチン欠損マウスの骨格筋プロテオミクス解析、(2)マイオスタチン欠損マウス(MSKO)と筋ジストロフィーモデルマウス(mdx)の交配マウス(MSKO/mdxマウス)の組織形態解析を行なった。プロテオミクス解析について、平成23年度は前年度に確立した実験方法に加え、微量タンパク質の濃縮法を用いた精製法の詳細な条件決定を行なった。その結果を用い野生型マウスと筋肥大マウスの骨格筋タンパク分子の変動を解析した所、タンパク質の存在量の変動が確認された。質量分析器を用い変動分子の同定を行なった結果、代謝関連因子の変動が新たに明らかになった。マイオスタチン欠損マウスのプロテオミクス解析の結果から、マイオスタチン欠損マウスの骨格筋では解糖系の代謝が亢進しているという結果が得られた。(2)MSKO/mdxマウスの筋組織形態解析から、MSKO/mdxマウスにおいてもmdxと同程度の割合で筋線維の再生が確認された事から、筋線維の変性はMSKO/mdxマウスでも同程度起こっていることが明らかになった。しかし、筋線維数、筋線維面積の増加により筋組織重量は増加しそれにともない筋力の向上が確認された。MSKO/mdxマウスでは筋線維の崩壊はmdxマウスと同様に生じるが、骨格筋量の増加が筋ジストロフィー症状の緩和に働いているという事が明らかになった。マイオスタチンは、骨格筋量を制御している。今後は、マイオスタチン欠損により著しく増大した骨格筋が生体内へ及ぼす影響について解析を進めていく。本研究中に構築した、骨格筋のプロテオミクス解析の手法をもちいて、骨格筋分泌因子の探索を行うことで骨格筋と他臓器との関わりについて明らかにしていく予定である。
母体内環境の胎児脳の発達に与える影響の評価システムの開発

発達障害は社会的に大きな問題であるにも拘らず、その発症機序には未解明の部分が多い。本研究ではげっ歯類の母体外胎仔標本を用いて脳の神経回路の機能的発達を評価することでこの問題に迫る。すなわち、母マウスと臍帯でつながった状態で摘出した胎仔を用いて、胎仔に与えた感覚刺激の脳の機能的発達への影響を検討する。摘出胎仔標本に改良を加えて用い、大脳皮質介在ニューロンの移動の記録を試み、長時間に亘って安定に記録することに成功した。近年注目を集めている発達障害は社会的に大きな問題であるにも拘らず、その発症機序には未解明の部分が多い。原因としては遺伝的素因のほか、胎児に直接加わる外的な負荷もある。しかし後者に関しては胎児脳の機能発達を評価する適切な方法がないため、その重要性に関する知見が乏しい。本研究では我々が最近開発したげっ歯類の母体外胎仔標本を用いて脳の神経回路の機能的発達を評価することでこの問題に迫る。すなわち、母マウスと臍帯でつながった状態で摘出した胎仔を用いて、光、音、体性感覚刺激に対する反応を記録することにより、感覚入力への反応性の発達を、また、脳の刺激で生ずる体の動きから出力系の成熟を評価する。その後胎生期に胎仔に与えた感覚刺激の脳の機能的発達への影響を成熟後に行動解析等により検討する。本年度は、これまでに申請者らが神経細胞の移動の研究のために開発をしてきた摘出胎仔標本に改良を加えて用いた。すなわち、胎生15-16日目付近のマウス胎仔を、麻酔を施した母マウスの横腹を切開することで取り出し、臍帯を介する母体との結合を保ったまま、特殊な固定器具を用いて胎仔を固定した。その後頭部の皮膚を切開して、観察に供した。予め子宮内穿孔法で標識をしておいた、大脳皮質介在ニューロンの移動の記録を試み、長時間に亘って安定に記録することに成功した。記録できた介在ニューロンは大脳皮質辺縁層接線面において全方向に移動していることを確認することができた。これはこれまでの我々のin vitroの実験の結果と一致するものである。近年自閉症、アスペルガー症候群、そしてその他の広汎性発達障害、学習障害、注意欠陥多動性障害など様々な発達障害が注目を集めている。出生前の原因としては受精から胎児が形をなすまでの遺伝子の異常と、胎児に感染症や薬物をはじめとする負荷、すなわち環境要因によるものに分けられる。そのうち、胎盤を通って胎児に影響が及ぶ薬物、細菌、ウイルスなどについては研究が進んでいるが、胎児が直接受ける感覚入力の影響についてはほとんど不明であるそもそも神経回路が未完成である胎児期の脳においてどの程度の信号伝達が起こっているのかさえ不明である。これはモデル動物を用いた研究でも胎児脳の神経回路の機能的成熟を確認する手段がないことに起因している。本研究ではマウス胎仔の母体外標本を用いて、胎仔に直接与えた自然刺激に対する胎仔脳の神経細胞の反応を記録することで、胎児期における機能的神経回路の完成の程度を明らかにするとともに、有効な刺激のスペクトラムを明らかにする。その結果に基づき、母体内の胎仔が受けた感覚入力が、その後の脳の発達に及ぼす影響評価することの出来る系の開発を目指した。電気穿孔法を用いることで基底核隆起由来の抑制性ニューロンのin vivo観察に成功した。E16.5の胎仔をゲルで包埋した状態で観察をおこなったが、顕微鏡観察する際に、水銀ランプを用いて光を照射すると(青色を通すフィルター使用下)、胎仔が体を動かそうとするためか、頭部が動くことが確認された。このことは開眼していないにもかかわらず、胎仔が何らかの機構を介して光に反応していることを示している。しかしながら、残念ながら光照射と細胞移動に関して明確な因果関係を見いだすことは出来なかった。これには様々な理由が考えられるが、更なる検討が必要である。
速度論的表面エネルギーを考慮したSiC多形制御結晶成長プロセス

本研究では、以下を目的とする。SiC単結晶の各種多形に関して、DFT法により、バルクエネルギーおよび各種結晶面での静的表面エネルギーの定量的解析を行う。さらに、結晶成長を模擬した速度論的検討を試み、各種成長面の挙動(表面吸着エネルギー、ドーパントによる表面安定化効果など。およびこれらの面方位依存性。)を同様に定量的に解析する。また、単結晶成長を実際に行い、DFT解析結果と比較検討することで、SiC多形の発生機構、多形制御物理を明らかにしていくとともに、特に4H-SiCを安定に成長させるための条件を提案、実証する。目的を達成するため、2018年度においては以下を行った。1.バルクエネルギー評価:SiC多形においては、多形間のバルクエネルギーの差は極小であることがわかった。そのため、バルク結晶作製後に、アニールなどの高温処理によって特定の多形へ変態させることは不可能であり、結晶成長時に所望の多形を選択的に作りこむことが重要であることが分かった。これまで、不純物窒素が4H-SiC安定化に寄与すると言われてきたが、バルクエネルギーの観点では窒素効果はないことがわかった。2.表面エネルギー評価:窒素がヘキサゴナルサイトへの吸着を安定させることがわかった。特に、炭素終端面において、窒素のヘキサゴナルサイト吸着安定化が顕著であることがわかった。一方で、アルミニウムはキュービックサイト吸着を安定さることがわかった。当初予定していたバルクエネルギー評価、表面エネルギー評価は定量的に進めており、予定通りである。当初の予定通りに進める。
複合次元多視点幾何と車両間異種センサ情報統合

次世代の自動車安全システムでは、互いの車両において得られるセンサ情報を車両間において如何に協調するかが大きな鍵となる。本研究では、それぞれの車両に搭載されたカメラやレーザレーダなどの異なる種類のセンサ同士を互いに協調することで、お互いの車両の位置や姿勢を計測するセンサ協調技術を開発した。特に、一方の車両のレーザレーダから照射したレーザ照射点をもう一方の車両のカメラで観測したときに、これらの観測情報から互いの車両の3次元的な位置関係を計測する技術を開発した。この技術を応用することで、互いの車両が見えない交差点での互いの車両の接近状況をドライバーに通知することなどが可能となる。平成22年度は、異なる次元のセンサを複数組み合わせた場合において成り立つ複合次元多視点幾何拘束を組織的に導出することに成功した。導出した幾何拘束は一般のM次元からN次元への投影において成り立つため、あらゆる種類のセンサを組み合わせてセンサ統合やセンサ協調を行うことが可能となった。また、この複合次元多視点幾何拘束を用いることにより、異なる種類のセンサ間において情報変換を行う技術を開発した。この情報変換技術では、組み合わせるセンサの次元の違いや個数の違いによって用いる多視点幾何拘束が異なる。そこで、具体的にいくつかのセンサの組み合わせにおいて情報変換の実験を行い、異なる種類のセンサ間において情報変換が正しく行えることを確認した。さらに、本研究で導出した複合次元多視点幾何を応用することにより、サンプリングのタイミングが異なるセンサ同士で情報協調する技術や、カメラ画像中の位置情報と輝度情報という異なる性質を持つ情報間において情報協調を行う技術を開発した。一般に、サンプリングのタイミングが異なると、サンプリングされたデータ間には対応関係がなくなり、情報復元を行うことができない。例えば、サンプリングのタイミングが異なる2つのカメラで運動物体をステレオ復元することはできない。これに対し本研究では、サンプリングタイミングが異なる複数のセンサを次元が異なるセンサとしてモデル化することで、複合次元多視点幾何により情報復元が可能であることを明らかにした。また、画像中の位置情報と輝度情報は従来は全く別の理論に基づいて解析が行われてきた。これに対して、複合次元多視点幾何を用いることにより、画像中の座標情報と輝度情報を統合的に扱うことが可能となり、画像情報処理の新しい可能性を示すことができた。また、次年度の実験に向けて、車載用レンジファインダを構築し、異種センサデータを取得する体制を整えた。平成22年度に異種センサ間の関係を記述する複合多視点幾何拘束の導出に成功したため、平成23年度はこの新たな多視点幾何拘束について詳しく解析を行い、その諸性質の解明を行った。複合多視点幾何拘束においては、その中心に存在する多焦点テンソルが異なるセンサ間の幾何学的な情報を持っていると考えられる。そこで、いかなる種類のセンサをいかなる個数組み合わせた場合においても、この多焦点テンソルが持つ自由度を解析的に求められる方法を導出した。さらに解析を進めた結果、どのような種類のセンサをどのように組み合わせた場合においても、多焦点テンソルを計算するために必要な最小対応点数を理論的に導出することが可能となった。この必要最小対応点数は非線形解法の場合と線形解法の場合とで異なるが、どちらの場合においても必要最小対応点数を明らかにすることができ、線形解法においても非線形解法においても、テンソル計算アルゴリズムが-元的に導出可能となった。レンジセンサとカメラなどいくつかの異種センサの組み合わせにおいて、導出した方法を試験し、その有効性を確認することができた。また、平成23年度は上記の複合多視点幾何を応用した車両間異種センサ情報協調技術の開発を行った。一方の車両のレーザレーダが照射したレーザ光をもう一方の車両がカメラで観測した場合において、これらのレーザレーダとカメラ間の相対的な位置情報を含む多焦点テンソルを計算する方法を開発した。さらに、求めた多焦点テンソルにより、一方の車両のセンサ位置をもう一方の車両のセンサ情報上に変換して提示することに成功した。平成25年度は、これまでに開発してきた車両間異種センサ情報協調技術の評価実験を屋外環境において実施した。本評価実験では、一方の車両からビルの壁面や路面に照射したレーザ光を、もう一方の車両のカメラで撮影し、互いの車両の3次元位置を推定した。この結果、実際の屋外の壁面や路面を対象とした場合においても、レーザレーダとカメラという異なる種類のセンサ間での情報協調が可能であり、この結果、互いの3次元位置や姿勢が推定可能であることが明らかになった。また、精度評価を実施することで、照射するレーザ点の点数が時刻とともに増加するにつれて、互いの車両の3次元位置推定精度が向上することが明らかになった。次に、レーザ光の射出方向やレーザ光が照射される交差点形状を変化させたときの3次元位置推定精度の変化を評価した。この結果、レーザ光の射出方向のバリエーションが大きくなるほど3次元位置推定精度が向上することが明らかになった。

また、交差点形状は十字路よりもT字路の方が推定精度が向上することが定量的に明らかになった。本研究プロジェクトにより、異なるセンサ同士を協調することで互いの3次元情報を計測する技術を開発することができた。一方、本技術では、車両間での情報通信が必要であるため、これを必要としない新たな協調技術の開発が望まれる。そこで、平成25年度の後半では、車両間での情報通信を用いずに、一方の車両のヘッドライトの光をもう一方の車両のカメラで撮影し、その輝度変化より互いの車両間での位置情報を計算する技術を開発し、シミュレーション実験によりその有効性を確認した。これは、本研究プロジェクトによって開発してきた異種センサ協調技術の新たな研究展開の方向性と考えており、平成26年度以降、この通信を必要としない協調技術の研究を進展させていく予定である。平成24年度は、異種センサ間の関係を記述する複合次元多視点幾何において、センサ間の相対位置、姿勢、運動などの情報を保持する多焦点テンソルを安定に計算する方法を開発した。複合多視点幾何拘束は高次元空間において定義するため、多焦点テンソルの自由度は高く、単純な計算方法ではセンサ計測ノイズの影響を大きく受けて計算が不安定化する。そこで、複数の車両間の相対運動に関する制約と多視点幾何の自由度の関係を調査した。この結果、車両同士が同一方向に運動しているなど車両間の運動に制約を設けることで複合多視点幾何の自由度が減少し、この結果多焦点テンソルがより安定に計算可能であることが明らかになった。さらに、この結果をもとに車両間における異常運転を検出する手法を開発することに成功した。また平成24年度は、一方の車両からレーザを照射し、他方の車両のカメラでこのレーザ照射点を観測することで多焦点テンソルを計算し、求めた多焦点テンソルから車両同士の相対位置、姿勢、速度などを計測する技術を開発した。この技術により、交差点付近にいる2台の車両が、ビルなどで隠されて互いに見えない場合においても、照射されたレーザレーダ光により互いの相対位置を正確に知ることが可能となり、事故防止システムの新たな可能性が開けた。開発した手法をシミュレーション実験により定量評価した結果、レーザ照射点の観測時刻が少ない場合には相対位置の推定が不安定となるが、レーザ照射点の観測時刻が増すに連れて推定精度が向上することが明らかになった。また平成24年度は、平成25年度の実車実験に備えて、スキャン型レーザレーダ装置を試作開発した。スキャン装置とレーザ計測装置の同期を取り、リアルタイムにスキャンデータを計測できるようにし、さらに照射したレーザ点をカメラ画像で観測できるようにして、異種センサ協調実験ができる体制を整えた。
有機塩素化合物の生成制御のための動力学的研究

全塩素化有機化合物(TOX)、トリハロメタン類(TT.HM)の生成過程に関する動力学的な検討を行い次の様な成果を得て、生成量、生成過程を充分な精度で表現し、予測評価することが可能になった。1)自然水系、都市用廃水系等におけるTOX,THM生成の前駆物質となるものはフミン質類であり、紫外部260nmの吸光度(【E_(260)】)で特徴付けられる溶解性有機炭素化合物(DOC)で定量的に評価し得る。2)TOX,THMの生成過程は、上記フミン質類に存在する塩素反応の活性点を反応速度の大小によって、三種類の活性点群に分画して扱えばよく、【E_(260)】の値で全前駆物質量を定めて添加塩素がどのようにこれらの反応点に分配されるかを論ずれば良いので、前駆物質の由来や分子量の大小などにはほとんど無関係である。3)塩素とフミン質類の反応を、TOX生成の第一段階とTHMへの加水分解の第二段階の遂次反応とし、上述の三活性点群のそれぞれについて反応の進行を考える三成分並列遂次反応モデルによって現象がよく表現される。4)添加塩素が三群の活性点に分配される割合は【Cl_2】/【E_(260)】比によって定まることを明らかにし、【Cl_2】の添加比が大となるほど低反応速度の活性点群がTOX,THM生成に寄与してくることを明らかにし、分配図を作製した。5)TOX,THMの最大生成量に達するには常温で数十時間から十日にも亙る反応時間が必要であるが、80°Cの昇温で1時間以内の反応時間で最大値に達することを明らかにし、標準試験法を提案した。更に多くの実験から【E_(260)】と【Cl_2】の比を与えるのみで最大TOX,THM生成量を求める式を示した。6)最大生成量と塩素分配率の図を用いて、【Cl_2】/【E_(260)】比が与えられれば、TOX,THMの全生成過程を直ちに計算する方法を確立した。7)多くの例でその正確さを実証した。
ダウン症候群の早期発症型歯周炎におけるＴｏｌｌ様受容体シグナルの解析

ダウン症候群では若年から重度の歯周病になりやすい。この早期発症型歯周炎の発症メカニズムを明らかにするため、ダウン症候群の人の歯肉細胞の表面にある感染防御に必要なToll様受容体とその働きについて調べた。その結果、ダウン症候群ではこのToll様受容体がいつも多く発現したり、受容体の反応が通常より過剰であることが分かり、免疫が過剰になっている可能性があることが示された。ダウン症候群(DS)は,早期に急速進行性の歯周疾患を発症しやすく,その原因解明が急がれる.これまでの研究により,DS由来細胞において,歯周病原細菌の一つであるPorphyromonas gingivalisのリポ多糖(LPS)で刺激をしたとき,自然免疫に関係するToll様受容体(TLR)2と炎症性サイトカインのmRNA発現が増加すること,DS由来歯肉上皮細胞では,多くのTLR分子およびTLRシグナル分子がmRNAレベルで恒常的に発現すること,DS由来細胞と非DS由来細胞では病原体に対するTLR分子自身の反応とそのシグナル反応の異なることを示し,TLRを介したシグナル伝達がダウン症候群の歯周炎重篤化に関与する可能性を示してきた.平成24年度は歯肉上皮細胞についてダウン症候群と健常者の間で差の見られた分子について,ノックアウト細胞の作製を試みたが,ダウン症候群由来の細胞について成長困難を認め,現在も作製を継続している.一方,歯肉線維芽細胞にも着目し,歯周疾患に及ぼす因子として歯肉肥大を高頻度に誘発する降圧薬であるニフェジピンの影響も含めて歯肉線維芽細胞へのP. gingivalisの付着および侵入およびTLRの反応について検討した.歯肉線維細胞において,ニフェジピン添加でHGF細胞ATP量の上昇を認め,付着・侵入菌数が上昇した.侵入菌数については,ニフェジピン添加により侵入菌数は増加したものの,有意な変化はみとめなかった.DS由来細胞と非DS由来細胞においても有意な差は認めず,TLRの発現については有意な変化をみとめなかった.ダウン症候群(DS)は、早期に急速進行性の歯周疾患を発症しやすい。その原因が自然免疫系の差異にある可能性を考え検討を行った。DS由来細胞を歯周病原細菌の一つであるPorphyromonas gingivalisのリポ多糖(LPS)で刺激した。その結果、自然免疫に関係するToll様受容体(TLR)2と炎症性サイトカインのmRNA発現の増加をみとめた。次いで、DS由来細胞におけるTLR分子とそのシグナル分子発現を調査した。DS由来歯肉上皮細胞の長期培養可能株DS-HGE、および非DS由来歯肉上皮細胞NOR-HGEにP. gingivalis LPSを添加し、RT-PCRでTLR1-10およびTLRシグナルのMyD88,TRAF6,IRAK1およびIRAK4のmRNA発現を調べた。その結果、LPS非添加時にNOR-HGEで発現を検出したのはTLR1であり、DS-HGEではTLR1、TLR2、TLR4、TLR7およびTLR9であった。LPS添加時にはNOR-HGEとDS-HGEともTLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR7およびTLR9を検出した。TLRシグナル分子の変化として、LPS非添加時にはDS-HGEでMyD88,IRAK1およびTRAF6を検出し、NOR-HGEでIRAK1とTRAF6を検出した。LPS添加時にはDS-HGEでTRAF6とIRAK1の発現増加を認めた。DS-HGEでは、多くのTLR分子およびTLRシグナル分子がmRNAレベルで恒常的に発現していた。以上のことからDS由来細胞と非DS由来細胞では病原体に対するTLR分子自身の反応とそのシグナル反応の異なること、TLRを介したシグナル伝達がダウン症候群の歯周炎重篤化に関与することが示唆された。ダウン症候群(DS)は,早期に急速進行性の歯周疾患を発症しやすく,その原因解明が急がれる.これまでの研究により,DS由来細胞において,歯周病原細菌の一つであるPorphyromonas gingivalisのリポ多糖(LPS)で刺激をしたとき,自然免疫に関係するToll様受容体(TLR)2と炎症性サイトカインのmRNA発現が増加することを明らかにしてきた.平成23年度はDS由来細胞におけるTLR分子およびTLRシグナル分子発現について解析を行なった.DS由来歯肉上皮細胞の長期培養可能株DS-HGEおよび非DS由来歯肉上皮細胞NOR-HGEにP. gingivalis LPSを添加して,RT-PCRでTLR1-10およびTLRシグナルのMyD88,TRAF6,IRAK1およびIRAK4のmRNA発現を調べた.LPS非添加時にNOR-HGEで発現を検出したのはTLR1であり,DS-HGEではTLR1,TLR2,TLR4,TLR7およびTLR9であった.LPS添加時にはNOR-HGEとDS-HGEともTLR1,TLR2,TLR4,TLR5,TLR7およびTLR9を検出した.