hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キトサンおよびゲニステイン投与が引き起こすCa・骨代謝変化の分子生物学的検討

OVXラットに比べR運動ラットの骨密度は、大腿骨、椎骨ともに有意に高くなったが、E運動ラットでは椎骨に対する作用が認められなかった。この結果、Genの作用を強化するために併用する運動は、R運動がより適していることが確認された。R運動によるOVX後の骨量減少抑制は、骨代謝マーカーの変動から骨形成の増加ではなく、骨吸収の低下によることが示された。3.キトサンの骨量減少促進作用:キトサンを10%添加した低Ca食でOVXラットを40日間飼育した結果、大腿骨と椎骨の骨密度がセルロース投与の対照ラットに比べて有意に減少した。キトサンは、出納試験の成績から尿中へのCa排泄を高め、その体内保留量を低下させることが示された。キトサンによる骨量減少は、血漿骨形成マーカーの著しい低下から主として骨形成の障害によることが判明した。今年度も保健機能成分として承認されている大豆ゲニステインと甲殻キチン質から調製されるキトサンの骨代謝に及ぼす作用について、骨吸収が冗進する閉経後女性のモデルになる卵巣摘出ラットを用いて検討した。ゲニステインについては卵巣摘出に伴う長管骨の減少を有意に抑制するが脊椎骨には効果が現れなかったとする前年度の成績をうけて、卵巣摘出後の投与開始時期が骨量減少抑制効果の発現に影響する可能性を調べた。その結果、骨代謝回転が旺盛な卵巣摘出直後からのゲニステイン投与は椎骨の密度低下を有意に抑制するが大腿骨への効果は小さく、安定期にかかる5週目からの投与は反対に椎骨よりも大腿骨の骨量減少を強く抑えることが認められ、ゲニステインの骨量減少抑制は閉経後の投与開始時期により効果の現れる骨部位を異にすることが示唆された。キトサンについては、その投与による骨量低下が出納試験の成績からCaの腸管吸収阻害によるのではなく、体内Caの尿中排泄を増大させることが原因と考えられたので、Caの体内動態を調べる目的で血中Ca調節ホルモン及び小腸のビタミンD(V.D)受容体及びCa結合タンパク質の測定を試みた。その結果、キトサン投与は血中活性型V.D濃度の3倍を超す増加と小腸のV.D受容体及びCa結合タンパク質の合成冗進を引き起こすことが示された。一方、リン(P)の出納を調べたところキトサンによりPの腸管吸収が著しく阻害されることが確認され、また低P食で飼育したラットの尿中Ca排泄が増加することから、キトサン投与は体内可溶性P濃度を低下させ、結果的に活性型V.Dを高めて骨吸収の冗進を引き起こし、Pに比べて相対的に過剰になる可溶性Caの尿中排泄が増大して体液Caの不足を招き、骨吸収が更に刺激されて骨量の減少を来たすとの仮説を導いた。なお、キトサンによる骨量低下は高Ca食ないしはビタミンCの補足で防止できることも明らかにした。
金属ナノワイヤーの量子化コンダクタンス状態の電流誘起脆性と合金化による高靭化

本研究は,金属ナノ接点,特に原子1個からなる金属単原子接点,が高電流下において不安定となる現象を実験的に調べるとともに,合金化による電流誘起不安定性の抑制効果を検証することを目的としている.得られた主な成果は以下のとおりである.1.Au,Ag,CuおよびAl接点における単原子接点の生成確率はバイアス電圧の増加とともに減少し,接点が高バイアス/高電流下において不安定になることを示している.生成確率が0に低下するバイアスの値は金属によって異なり,Auでは約2.3V,Ag,Cu,Alでは0.60.8Vである.しかし生成確率のバイアス依存性は金属に依らない普遍的な振る舞いを示し,不安定化が共通の機構によっていることを示唆している2.貴金属ナノ接点の破断コンダクタンスの測定から,接点が不安定化する臨界電流密度が存在することが判明した.接点が縮小変形して電流密度が臨界値を超えると,接点は不安定になり破断する.Au,Ag,Cuの臨界電流密度はほぼ等しく,約10^<10>A/cm^2である.3.接点が縮小変形してゆく際,1部の安定な接点は臨界電流密度を越えても破断せずに変形を続け,単原子接点にまで到達する.従って単原子接点の生成確率は不安定領域内にありながら縮小を続ける接点の生存確率であり,このような解釈に基づいて生成確率のバイアス依存性を定性的に説明することができる.4.Ag,Cu接点は低コンダクタンス域にAuには見られない不安定領域を有している.この新たな不安定領域の存在が,Ag,Cuの単原子接点の生成確率がAuのそれよりも低バイアスで消失する原因である.5.Au合金の単原子接点生成確率のバイアス依存性はAuAg,AuCu合金とAuPd,AuPt合金とで異なり,後者の合金の方がより低い電圧で生成確率が消失する.この溶質元素の効果が何に起因しているのか,その機構は明らかではない.本研究は,金属ナノ接点,特に原子1個からなる金属単原子接点,が高電流下において不安定となる現象を実験的に調べるとともに,合金化による電流誘起不安定性の抑制効果を検証することを目的としている.得られた主な成果は以下のとおりである.1.Au,Ag,CuおよびAl接点における単原子接点の生成確率はバイアス電圧の増加とともに減少し,接点が高バイアス/高電流下において不安定になることを示している.生成確率が0に低下するバイアスの値は金属によって異なり,Auでは約2.3V,Ag,Cu,Alでは0.60.8Vである.しかし生成確率のバイアス依存性は金属に依らない普遍的な振る舞いを示し,不安定化が共通の機構によっていることを示唆している2.貴金属ナノ接点の破断コンダクタンスの測定から,接点が不安定化する臨界電流密度が存在することが判明した.接点が縮小変形して電流密度が臨界値を超えると,接点は不安定になり破断する.Au,Ag,Cuの臨界電流密度はほぼ等しく,約10^<10>A/cm^2である.3.接点が縮小変形してゆく際,1部の安定な接点は臨界電流密度を越えても破断せずに変形を続け,単原子接点にまで到達する.従って単原子接点の生成確率は不安定領域内にありながら縮小を続ける接点の生存確率であり,このような解釈に基づいて生成確率のバイアス依存性を定性的に説明することができる.4.Ag,Cu接点は低コンダクタンス域にAuには見られない不安定領域を有している.この新たな不安定領域の存在が,Ag,Cuの単原子接点の生成確率がAuのそれよりも低バイアスで消失する原因である.5.Au合金の単原子接点生成確率のバイアス依存性はAuAg,AuCu合金とAuPd,AuPt合金とで異なり,後者の合金の方がより低い電圧で生成確率が消失する.この溶質元素の効果が何に起因しているのか,その機構は明らかではない.本研究は,金属ナノ接点,特に量子化コンダクタンスを示す金属単原子接点の電流誘起脆性を実験的に検証するとともに,合金化による金属ナノ接点の高靭化を試みることを目的としている.初年度に得られた主な結果は以下の通りである.1.Au合金の単原子接点に対応するコンダクタンスヒストグラムの1G_0ピークのバイアス依存性を調べ結果,AuAg, AuCu合金とAuPd, AuPt合金とではピークのバイアス依存性が異なり,AuPd, AuPt合金ではより低い電圧で1G_0ピークが消失することが明らかになった.しかし合金化によるAu接点の高靭化については,まだ明確な結論が得られていない.2.Au合金接点が示す1G_0コンダクタンスプラトーの平均長さとそのバイアス依存性は溶質元素の種類に余り依存していない.この結果は,1G_0コンダクタンスを示すAu合金単原子接点では,接点原子がAu原子であることを示唆している.3.Al

ナノ接点の高バイアス下でのコンダクタンス測定を行なった結果,単原子接点に対応する0.9G_0ピークは0.8Vで消失することが判明した.ピークの減少は単原子接点の生成確率がバイアスの増加につれて低下することが原因であり,高電流密度によるエレクトロマイグレーションが単原子接点の生成確率の低下を引き起こしていると考えられる.一方,単原子接点の寿命は高バイアスでほぼ直線的に低下しているが,これが電流誘起脆性によるものかどうかはまだ明らかではない.4.Ag, Cu接点のナノ接点の1G_0ピークも約0.8Vで消失することが明らかに奪った.Ag, Cuの単原子接点はAu単原子接点と同じく高い電子透過率の単一チャネルを有しているにもかかわらず,1G_0ピーク消失電圧はAu接点のそれの半分以下である.従ってコンダクタンスチャネルの透過率は,高バイアス下での単原子接点の安定性を左右する要因ではないと考えられる.本研究は,金属ナノ接点,特に量子化コンダクタンスを示す金属単原子接点の電流誘起脆性を実験的に検証するとともに,合金化による金属ナノ接点の高靭化を試みることを目的としている.平成15年度は,新Au,Ag,Cuナノ接点における電流誘起不安定性の解明を中心に研究を進め,以下の成果を得た.1.Au,Ag,Cu,Al単原子接点の生成確率が0に低下するバイアスの値は金属によって異なるが,生成確率のバイアス依存性は金属に依らず,普遍的な振る舞いを示す.2.高バイアス下に置かれたAu,Ag,Cuナノ接点の過渡コンダクタンスは,突然急激な揺らぎを示し,その後に接点が破断する.この揺らぎが発生するコンダクタンスG_<th>は,接点電流Iに比例して増加する.3.I-G_<th>プロットは接点の安定領域と不安定領域の境界線であり,その勾配は接点の電流誘起不安定性の臨界電流密度を表している.Au,Ag,Cuの臨界電流密度の推定値は,約10^<10>A/cm^2であり,3つの金属は同程度の臨界電流密度を有している.4.Au,Ag,Cuナノ接点の破断コンダクタンスの分布とそのバイアス依存性を調べた結果,接点電流に依存した接点の安定領域と不安定領域が見出され,それらはコンダクタンス揺らぎから得られるものとほぼ一致している.5.破断コンダクタンスの測定から,Ag,Cuナノ接点は,10G_0以下の低コンダクタンス域にAuには見られない不安定領域を有することが明らかにされた.6.定電圧下で接点を開くと,ある時点で接点は臨界電流密度を超えて不安定領域に入り,単原子接点は準安定状態として形成されると考えられる.この解釈により,単原子接点生成確率が高バイアスで低下すること,Auには無い不安定領域を持つAg,Cuでは単原子接点生成確率がAuのそれよりも低バイスで消失すること,などの実験結果を定性的に説明することができる.
分子認識により内包物質の徐放を行う蛋白質マイクロ粒子の構築

本研究では、両親媒性蛋白質から構築される自己組織化膜・粒子を作成し、粒子表面に分子認識能を有するDNAアプタマー、蛋白質、ペプチドを酵素反応により表面修飾させる技術を確立した。本研究成果を利用することにより、分子認識能を有する蛋白質マイクロ粒子の構築が可能となる。さらには疾患マーカー物質を認識するペプチドやタンパク質をマイクロ粒子に導入することにより利用することにより、体内の疾患マーカー物質の濃度を判断し疾患マーカー物質が多く存在する疾患部位において薬剤を放出する薬剤輸送が可能となる。本研究は、両親媒性蛋白質を用いて蛋白質外殻を持つ粒子を作成し、分子認識能を有する結合蛋白質を酵素反応により表面修飾させることにより、標的分子の認識がトリガーとなり内包薬剤等を徐放するマイクロ粒子の構築を目的としている。糸状菌由来の両親媒性蛋白質であるハイドロフォビン(Hydrophobin, HFB)を外殻の構成物質とする数十数百nmの粒子を作成する。粒子表面に露出するHFBのN末端もしくはC末端にソルターゼを用いた酵素反応で結合蛋白質を修飾することで、マイクロ粒子表面に分子認識能を付加する。結合蛋白質が標的分子を認識し結合した際に生じる蛋白質の構造変化によりマイクロ粒子の構造に歪みを生じさせ、粒子内部の薬剤分子の徐放制御機能を持たせる。本研究により、標的分子認識による内包薬剤の徐放制御が可能となり、体内の疾患マーカー物質の有無や濃度を判断し疾患マーカー物質が多く存在する疾患部位において薬剤を放出する薬剤治療技術など医学・薬学などの分野において応用可能な基盤技術となる。平成22年度においては、HFBの大腸菌での組換え生産を確立し、また精製方法についても確立した。また、ソルターゼはグラム陽性病原細菌に広く分布し、C末端領域に共通してLPETG配列をもつ表層蛋白質前駆体と細胞壁のペプチドグリカンのアミノ基とアミド結合を触媒する酵素であるソルターゼについても大腸菌での組換え生産ならびに酵素の精製方法を最適化した。また、ソルターゼの反応条件の最適化を行っている。さらに、HFBの自己組織化によるマイクロ粒子の構築について、マイクロ粒子表面に提示する分子認識ペプチドについて詳細な検討を行った。糸状菌由来の両親媒性蛋白質であるハイドロフォビン(HFB)を外殻の構成物質とする数十数百nmの粒子を作成する。前年度は、マイクロ粒子の構築のためのHFBならびにソルターゼの生産技術を確立した。本年度は、計画に従い、「結合蛋白質を表面に導入したHFBマイクロ粒子の分子認識による薬剤徐放」の研究を進めた。ルターゼを用いて蛋白質同士を結合する条件を2つのドメインに分けたルシフェラーゼを用いて決定した。ルシフェラーゼを2つのドメイン分断しそれぞれのC末端、N末端にソルターゼ認識配列を導入した分割ルシフェラーゼドメインにソルターゼを加えることでルシフェラーゼの再構築ができることを示した。この反応条件をハイドロフォビン粒子表面に結合蛋白質を表面に導入に応用したところ、ハイドロフォビン粒子のC末端に結合蛋白質を導入することができた。また、作成したマイクロ粒子の体内への導入方法を検討し、ハイドロフォビン粒子表面に導入する新規分子認識ペプドを複数得ることができた。
老後も住み慣れた地域に住み続けることができるような地域づくりに関する研究

本研究では、老後も住み慣れた地域に住み続けることができるような地域づくりの取組が実施されている地域を探し出し、現地調査や資料調査を実施した。その結果、わかったことは、次のとおりである。(1)岩手県藤沢町・秋田県鷹巣町・春日学区(京都市上京区)では、上記の下線部のような地域づくりが様々な課題について多面的に実施されており、大きな成果が生まれている。また、それらの地域づくりは、住民の手によって積極的・自主的に実施されており、それぞれの地域特性を活かした個性的あふれる地域づくりが実施されている。(2)行政が住民による地域づくりを支援しているかどうかという点では、藤沢町・鷹巣町では全面的に支援するようなシステムが構築され実施されており、上記の下線部のような地域づくりは、著しく活性化し発展を続けている。(3)ソフトの地域づくりとハードの地域づくりがどちらも進んでいるかどうかという点では、藤沢町・鷹巣町ではどちらも進んでおり、両者は互いに相乗作用し、大きな成果をあげている。春日学区では、ハードの地域づくりは少ないが、ソフトの地域づくりは活性化している。(4)上記以外にも、介護が必要になっても住み慣れた地域で住み続けることができるような地域づくりの事例、高齢者のエネルギーに基づく地域づくりの事例、高齢者の社会参加が促進されるような地域づくりの事例、高齢者のニーズが反映されるような地域づくりの事例、バリアフリーのための地域づくりの事例、などが全国各地に散在している。老後も住み慣れた地域に住み続けることができるような地域づくりに関して,次のように各地域で各種の調査を行い,大きな成果が得られ,今後の研究の展望も切り開くことができた。1.文献調査および先駆者ヒアリングを行い,従来の研究の到達点および研究課題を把握した。2.全国の先進地域に赴き現地調査を行い,地域づくりの到達点・問題点・課題等を整理した。3.先進地域の一つである岩手県藤沢町に注目し,各種の調査を行い,次のような研究成果を得た。・行政関係者に対するヒアリング調査より,行政が老後も住み慣れた地域に住み続けることができるような地域づくりを推進するシステムを構築していることがわかった。・典型3地区(5,23,31区)の地域づくりに関するアンケート調査を実施した。その結果,住民の手による地域づくりの一環としての地域ミニ計画が有効に機能していることがわかった。・各種の女性団体の会員に対するアンケート調査を行った。その結果,介護・子育て・教育・地域の風習等に関する女性の生活ニーズの内容が解明され,それを地域づくりに反映するには,何が必要かがわかった。4.先進地域の一つである広島県沼隈町に注目し,行政関係者に対するヒアリング調査を行った。その結果福祉の地域づくりが推進されていること,住民の手による地域づくりを支援するシステムを行政が構築していることがわかった。また,典型地区(桜地区)においてケーススタディを行いソフトとハードの地域づくりが,住民の手によって進められていることがわかった。老後も住み慣れた地域に住み続けることができるような地域づくり(1)が進められている先進地域(岩手県藤沢町、広島県沼隈町、神戸市真野地区など)に赴き、現地調査や資料調査を行い,次のようなことがわかった。▼上記の地域では、上記(1)のような地域づくりが、ソフト・ハード両面にわたって進み、大きな成果が生まれている。それぞれの地域づくりには、共通点と差異(地域性・個性)がある。共通点としては、住民の手による地域づくりが積極的・自主的に行われており、多くの高齢者がその取り組みに参加している。また、誰もが暮らしやすい地域づくりが進められており、その中に上記(1)のような地域づくりが位置づけられている。▼藤沢町、沼隈町では、行政が、住民による地域づくりを全面的に支援するシステムを構築している。その結果、行政による地域づくりと住民の手による地域づくりが,どちらも進んでおり、互いに相乗作用し、大きな成果をあげている。▼神戸市真野地区では、行政がハードの地域づくりの面で、住民の手による地域づくりをかなり支援している(ソフトの地域

づくりの面での支援は少ない)、上記(1)のような地域づくりが進んでいる。ただし、阪神淡路大震災後、新たな課題に直面し、苦闘しつつ、この新たな転喚期を乗り越える取り組みが進みつつある。▼女性の生活ニーズを反映した地域づくりの視点から、上記のような地域づくりについて検討した結果、高齢者介護をはじめとして、子育て・教育・地域の風習など、女性の生活ニーズを総合的に反映した地域づくりが重要であることが部分的に解明された。
日韓両国の地方都市の市街地拡大とその制御システムに関する都市計画的比較研究

本研究は、九州と韓国の地方都市(両国それぞれ3都市)をケーススタディとして、市街地拡大化と土地利用規制制度の指定実態の比較分析を行い、市街地形成からみた両国の規制制度の指定の特徴を明かにする。(1)日本の都市では、1960年代に比較的高密であった中心市街地は、70年代以降その密度を低下させ、郊外で2040人/haの低密度市街地を拡大形成している。韓国の都市は、都心での高密さを維持しつつ、それを核に高密度な市街地を拡大形成している。日本の市街地は、鉄道と道路の交通ネットワーク沿いに形成拡大され、一方、韓国では市内の自動車交通への依存は低く、市街地形成に寄与していない。(2)韓国の開発制限区域の指定目的は、都市の無秩序な平面的拡散の防止、農耕地及び自然環境の保全、隣接都市との連担化防止等である。都市開発は一切制限され、一旦指定されると永久不変を原則とする。実際にこれまでに区域の拡大はあっても、指定解除がなされた例は存在しない。日本の調整区域とその性格は大きく異なる。(3)区域・地域別の計画人口あたりの原単位をみると住居系地域では日本の104152m^2/人に対し、韓国は2540m^2/人、商業系では日本の1519m^2/人に対して34m^2/人、であり、韓国の都市が狭く指定されていることがわかる。狭い地域指定よりコンパクトな高密度市街地形成を意図していることがわかる(4)区域・地域の空間配置では、北九州市と大分市の調整区域は、山間部を中心に配置され、市街地化が困難な地区に指定されている、一方蔚山市では、開発制限区域が幅数kmで市域を取り囲み、さらにその内側で工業地と市街地を包み込むように緑地地域が配置されており、市街地の拡大防止のために開発制限区域、緑地地域が農地等の平地を含めて指定されている。
トキソプラズマ新規GRAsの同定とその宿主「乗っ取り」機構の解析

宿主オルガネラを超遠心により細かく画分し、それぞれに存在するトキソプラズマ由来新規分子を同定し、それらがデンスグラニュール由来であるかを検討した。また、GRAs分泌阻害変異株であるASP5欠損原虫を使用して、GRAsが宿主細胞内シグナル伝達経路と遺伝子発現に与える影響をグローバルに探索した。以上の情報を元に選択的に当該GRAsが影響を及ぼすと考えられる細胞内シグナル伝達経路をルシフェラーゼアッセイにより検討した。その結果、抗トキソプラズマ因子であるGate-16に結合する病原性候補因子TgGIFの単離に成功した。トキソプラズマから宿主細胞内に分泌され、宿主細胞内シグナル伝達を介してマウスにおける病原性発揮に関与する新規GRAsを探索するため、宿主の特定のオルガネラに蓄積する。まず、未感染細胞及び野生型またはASP5欠損トキソプラズマを感染後1時間後、2時間後、6時間後の細胞を破砕し、核画分を分取、さらに上精を超遠心分離することにより小胞体画分、ゴルジ体画分、ミトコンドリア画分に分離する。それぞれの画分のタンパク質を精製しiTRAQ法で時間ごとに異なる標識(113-117:4-plex標識)し、感染細胞内の特定オルガネラごとにタンパク質量が増加するトキソプラズマ由来分子群を質量分析することにより定量的かつ網羅的に同定した。その中でASP5欠損原虫感染群で増加しないものはGRAs候補分子である。実際にGRAsであることを確認するために、C末端部位にFlagタグを付けるべく内在性遺伝子座にノックインし、原虫内でデンスグラニュールに局在することと感染細胞内において寄生胞内微小ナノチューブまたは宿主の各オルガネラに局在することを免疫染色法および免疫電子顕微鏡法で検討した。その結果、GRA15がASP5依存的に宿主細胞質に存在することが判明した。野生型及びASP5欠損原虫を線維芽細胞に感染させ、原虫感染によって起きる遺伝子発現を網羅的にRNA-seqによってデータを取得し、遺伝子オントロジー解析またはシグナルパスウェイ解析により、遺伝子群を分類し、その発現プロファイルを解析した。GRA15がASP5に依存してプロセスされるかを検討するために、野生型及びASP5欠損原虫にC末端Flagタグを有するGRAsを発現させ、ウェスタンブロット法でプロセシングされるかを検討した結果、GRA15は原虫内でプロセシングされていることが判明した。ASP5依存的なデンスグラニュールタンパク質としてGRA15を同定できたからトキソプラズマはネコから放出されたオーシストや中間宿主の筋肉または脳内に存在するシストが経口的に宿主に摂取された後に腸管から体内に侵入し全身性に感染が拡大していくことは古くから知られていた。原虫の感染がどのようにして効率的に局所から全身へと広がっていくかについては不明な点が多かったが、近年、生体では血液中に未感染状態で存在するのではなくて、CD11bやCD11c陽性である自然免疫細胞に主に感染しており、これによって原虫が宿主免疫系による認識から免れているという「トロイの木馬」説が米国グループにより提唱された。また米国グループにより腸管から脾臓へと移動する際に使われているCD11b陽性細胞は、好中球であることが報告された。免疫細胞を操る新規GRAタンパク質を探索する目的で、宿主細胞のオルガネラごとに分画することによって、各オルガネラに局在しているトキソプラズマ由来タンパク質を網羅的に同定した。またGRAsであることを細胞生物学的手法により決定し、宿主オルガネラへの標的メカニズムを分子生物学的手法により明らかにした。次に、同定された新規GRAsの宿主細胞内シグナル伝達経路での役割を調べるために、レポーターを使用して、in vitroのアッセイ系とトランスクリプトーム解析を行った。また、GRAsが標的としている宿主タンパク質を探索し、GRAsのシグナル伝達経路への関与を詳細に解析した。遺伝子欠損原虫を作製しマウスでの病原性を検討した。あるいは宿主因子の遺伝子欠損マウスを作製して、当該GRAsが標的とする宿主因子の役割を解明し、GRAsによる宿主「乗っ取り」機構を包括的に理解できた。GRA15の遺伝子欠損トキソプラズマをII型原虫で作製し、Vero細胞では増殖やプラーク形成能に差がない(すなわち、培養細胞レベルではこの候補分子が生存に必須ではない)ことを確認した後に、マウスに感染させ生存率を測定する。感染方法については、腹腔感染による全身性感染モデルとfootpadに感染させる局所感染モデルの2種類を行う。また遺伝子欠損原虫の作製に使用する親株は蛍光蛋白質・ルシフェラーゼ及びモデル抗原である卵白アルブミン蛋白質(OVA)を発現していることから、生体ルシフェラーゼ光検出システム(IVIS)による時空間的な原虫の拡散及び抗OVA特異的CD4/CD8 T細胞の移入実験による抗原提示細胞の機能解析、さらに抗原虫・抗OVA

特異的抗体価の上昇の有無、血清中の炎症性サイトカインの濃度をELISA法にて検討し、病原性が低下した原虫および免疫抑制機能が低下した原虫であるかを検討する。ここで病原性が低下する理由は、ア)宿主免疫系抑制機構の不全またはイ)感染拡大異常(すなわち、トロイの木馬現象の異常)の2つの原因に大別される。ア)であれば多くの場合、遺伝子欠損原虫感染により抗体価や血中炎症性サイトカインが野生型原虫感染と比べて高値となることから判断でき、そうでない場合はイ)と考え、今後の研究を進めることとする。寄生虫学使用を計画していたが、他の資金により物品費や旅費を補填することが出来たため。次年度内では大量の実験動物を使用し、さらに研究成果を国内外に発表しに行く予定もあることから、全ての研究経費を使用する予定としている。
生体肝移植における看護職の倫理的対応モデルの構築

生体肝移植における様々な倫理的課題について明らかにし、その倫理的対応モデルを構築することを目的として、日米のクリニカル移植コーディネーター13名に対して面接調査を行った。その結果、様々な倫理原則や複数の価値観が絡む多層なジレンマ構造が明らかにされ、その倫理的対応モデルとして、生体移植実践に求められる基本モデル(情報提供者、意思決定を支えるアドボケーター、等)と、倫理的ジレンマ状況における対応モデル(時間と場の確保、パターナリズムの阻却、クーリングオフの権限、意思決定の任意性の担保、家族内力動への介入、情報の守秘、ノンコンプライアンスへの介入、等)が構築された。本研究は生体肝移植に焦点を当て、レシピエントおよびそのドナーが抱える様々な倫理的課題として、特に意思決定プロセスに関して時間的要素を加味して分析し、最終的に分類されたパターンに対応した倫理的対応モデルを構築することが目的である。本年度はClinical Transplant Coordinator(以下CTC)がジレンマを感じたエピソード(倫理的課題)について面接調査を行い、生体肝移植における倫理的課題を明らかにすることを目的とした。対象施設は生体肝移植を行っている大学病院で、CTCを常勤かつ専従雇用している施設とし、研究の同意の得られたCTC8名に対して半構成式面接調査を実施した。調査内容にCTCが感じた倫理的課題を含む具体的なエピソムドであり、データ収集にあたって倫理的問題分析モデル(Bridget Carney,1989)を用い、登場する人物(ドナー、レシピエント及びその家族、等)の価値観の明確化を図った。対象CTCの平均年齢は40.4±6.1歳、CTC経験年数は58年間で平均6.3±1.7年間で、150700例の生体肝移植の経験を有し、全員がドナー及びレシピエントの両者に関わっていた。ジレンマ状況のエピソードは40例ほど得られたが、それ以外の例えば医学的に予測された合併症や後遺症等のリスクが最低限に抑えられたケースにおいてさえも、その過程において何らかの倫理的な問題をCTCは感じていた。ジレンマ状況のエピソードとして最も多く聞かれたケースは「自律の原則」、特にドナーの意思決定の担保に関連するものであり、ジレンマ状況は「無言のプレッシャー」、「家族の負のダイナミクス」、「自発性のボーダーライン」、等のカテゴリーにまとめられた。左記は夫婦間や兄弟間など成人間での生体移植に多く聞かれ、家族の枠を超え親族等を含めた複数の価値観が絡む多層なジレンマ構造であった。本研究は生体肝移植におけるレシピエントおよびそのドナーが抱える様々な倫理的課題、特に意思決定プロセスに焦点を当て、時間的要素を加味して分析し、最終的に分類されたパターンに対応した倫理的対応モデルを構築することが目的である。本年度は移植医療の先進国である米国で活動するClinical Transplant Coordinator(以下CTC)に対して、生体肝移植における倫理的課題(ジレンマ状況)を含む具体的なエピソードに関して面接調査を行った。また移植医療を提供するにあたり、医療者側から提示される様々な情報に関して、パンフレット等の各種資料やCTCのインタビューの内容から分析し、対象者が真に自律した上で自発的に意思決定を行えるよう、どのような倫理的支援を行っているのかについても検討した。対象施設はコロンビア大学メディカルセンター肝疾患・肝移植センターであり、脳死移植、小児移植、成人移植のそれぞれのコーディネーター4名に面接調査を行った。またドナー専属の移植コーディネーターから、ドナーの意思決定を支えるガイドラインを含めた病院の仕組み、さらに意思決定の倫理性を担保する為の人的フォローアップシステムについて紹介を受けた。CTC4名の面接調査の結果からは、本邦と変わらない生体移植における倫理的ジレンマの実態が浮き彫りにされる一方、日本の調査ではあまり語られなかった正義の原則や忠誠の原則に抵触するエピソードも数多く聞かれた。また移植外来・病棟・ICU等、移植医療現場の実態を調査する過程で、2002年にニューヨーク州保健省から出された“New York State Committee on Quality Improvementin Living Liver Donation:A Report to: New York State Transplant Council and New York State Department of Health"に記された主に生体ドナーの安全及び権利擁護を視点とする内容が、具体的実践として明らかとなり、本邦における倫理的対応モデル構築の礎となる知見を得ることができた。本研究は生体肝移植における様々な倫理的課題について分析し、最終的に分類されたパターンに対応した倫理的対応モデルを構築することが目的である。最終年度は過去2年間にわたって調査した日米のClinical Transplant Coordinator(以下CTC)の面接調査から明らかにされた倫理的課題について倫理原則の観点から整理した。『真実の原則』については、急性肝炎など医学的緊急性が優先されるあまりに情報提供が十分行われないことや、提供される情報の強調点が提供者の立場により無意識もしくは意図的に変わることへの疑念を挙げ、CTCはそこに移植ありきのパターナリズムの存在を感じていた。

『自律の原則』については多くのジレンマのエピソードが得られた。特にドナー候補者が家族内力動の中で本当の意思を表出できないのではないか、また一度移植に向けた方向性で事が動き始めると、対象者の意思の揺らぎを不安として片付けてしまうことにジレンマを感じていた。一方米国は日本に比し意思決定に関するプロセスマップあるにも関わらず、逆にそれが杓子定規になっているのではないか等の語りがあった。『善行の原則』については、移植医療が対象者にとって善であるか否かを論ずる前に、その適応がミラノ基準等の外的基準で進められることに疑問を感じ、さらに腫瘍の大きさによる基準の判断をどうするかについては医療サイドに付託され、対象者の尊厳が蔑ろにされているのではないかという疑念を持っていた。一方『無害の原則』としてバイアビリティが低いグラフトで移植することにより、結果的に再移植を繰り返すことにジレンマを感じていた。さらに『正義の原則』についてはアルコールやドラッグによる肝疾患、ノンコンプランアンスの対象者がレシピエントになることへ資源の公的配分から疑問を感じ、『忠誠の原則』ついては、結果的にレシピエントへ嘘を告げるメディカルリーズンの問題が挙がった。
eEF1BδL欠損によるてんかん様発作の分子病態解明

本研究ではeEF1BδL欠損マウス(以下δL欠損マウス)で音刺激により誘発されるけいれん発作の分子病態の解明を目的として研究を進めた。その結果δL欠損マウスではてんかん原因遺伝子であるCacna1aなどの発現量が減少していること、また音刺激に対する脳での分子シャペロンの誘導が抑えられること。さらにδL欠損マウスはストレス暴露により脳の萎縮が生じることを突き止めた。分子シャペロンはストレスから細胞を保護するタンパク質である。本研究で得られた成果はeEF1BδLが脳内でストレスに対する防御装置の一端を担うことを示唆する知見であり、ストレスに起因する精神疾患を考える上でも有用な基礎知見となりうる。本研究ではeEF1BδL蛋白質の欠損マウス(以下δL欠損マウス)で音刺激により誘発される痙攣発作の病態の解明とその分子メカニズムを明らかにすることを目的として研究を進めている。平成27年度では申請書の「研究の目的」及び「研究計画」に示したものについて以下の研究成果が得られた。1、δL欠損マウスではペンチレンテトラゾールによる痙攣誘発に易感受性を有する。ペンチレンテトラゾールは代表的な痙攣誘発剤であり、てんかん発作のモデルとして広く用いられている。本剤はGABAA受容体の拮抗剤であり中枢で神経活動の異常興奮を誘発する。本結果はδL欠損マウスはGABAA受容体遮断による異常興奮が起こりやすい状態であることを示唆する。2、δL欠損マウスにおいて音刺激による痙攣発作は若齢マウスほど起こりやすい。6、12、20週齢で比較したところ6週齢のマウスで4匹に1匹という頻度で痙攣を起こし、発作には週齢依存性があることが示唆された。3、音刺激を含む一連の恐怖条件付け実験を経た野生型マウスの脳で熱ショックタンパク質(Hsp)遺伝子の有意な増加が認められた。一方でこの変化はδL欠損マウスでは観察されなかった。この結果によりδL欠損マウスで起こる痙攣発作にHspが関与することが示唆された。4、δL欠損マウスではCa2+チャネル遺伝子の発現量が減少している。マイクロアレイ解析により野生型マウスとδL欠損マウスの脳で遺伝子発現レベルの違いを解析したところ、あるCa2+チャネルをコードする遺伝子が減少していることがわかった。このチャネルは遺伝性てんかんの原因遺伝子であり、この減少もδL欠損マウスの痙攣発作に関与している可能性が示唆された。以上の研究成果は痙攣発作の分子メカニズムに迫る知見であり、一般的なてんかんの分子病態を解明する上でも重要である。今後の研究では直接の因果関係を証明する必要がある。平成27年度では「研究の目的」に設定した研究項目について以下の2つの重要な知見が得られた。1、音刺激を含む一連の恐怖条件付け試験を試行した野生型マウスの脳でHsp遺伝子が有意に増加するがδL欠損マウスでは増加しない。2、δL欠損マウスではCa2+チャネル遺伝子の発現量が減少している。以上の知見はδL欠損マウスで痙攣発作が誘発される分子メカニズムを解明する上で非常に重要であり、今後の研究のブレークスルーとなり得る。研究が順調に進行し、さらに分子メカニズムを示唆する結果が得られたことから本研究は当初の計画以上に進展していると自己評価する。本研究ではeEF1BδL欠損マウス(以下δL欠損マウス)で音刺激により誘発される痙攣発作の分子病態の解明を目的として研究を進めた。研究計画の最終年度である平成28年度では以下の成果が得られた。1)δL欠損マウスは雌雄ともに正常な生殖能力を有することが分かった。eEF1BδLは主に脳と精巣に発現するが、受精能力に異常はないことから本タンパク質の機能は脳に限局していると思われた。2)eEF1BδLをコードする遺伝子Eef1dにはスプライシング調節因子Novaの認識配列が多数存在し、Novaの阻害はeEF1BδLの発現量を減少させたことから、Novaがスプライシングを制御することが分かった。3)δL欠損マウスの脳重量が野生型のマウスに比べて減少していた。さらに詳細に解析したところ、大脳皮質層の縮小および海馬の萎縮が認められた。この部位での萎縮が痙攣発作後の自発運動量の低下を招いている可能性がある。さらに2年間の補助事業期間全体を通じて得られた成果を以下にまとめる。eEF1BδLはNovaによる選択的スプライシングで組織における発現量が調節される。δL欠損マウスの脳ではてんかん原因遺伝子であるCacna1a(Ca2+チャネル)遺伝子が減少していることから、音刺激に対して容易に痙攣発作を誘発する可能性がある。また音刺激を含む恐怖条件付け実験を経た野生型マウスの脳で熱ショックタンパク質(Hsp)の誘導が起こるが、δL欠損マウスでは起こらないことから、eEF1BδLは外部からのストレスに応答してHspを誘導する働きがある。Hspは細胞をストレスから保護する役割があるため、δL欠損マウスではその保護作用が失活し、脳の萎縮を招いている可能性が示唆された。以上の成果はδL欠損マウスでの痙攣発作の分子メカニズムに迫るものであり、てんかんの分子病態を解明する上でも重要な知見となりうる。

その結果δL欠損マウスではてんかん原因遺伝子であるCacna1aなどの発現量が減少していること、また音刺激に対する脳での分子シャペロンの誘導が抑えられること。さらにδL欠損マウスはストレス暴露により脳の萎縮が生じることを突き止めた。分子シャペロンはストレスから細胞を保護するタンパク質である。本研究で得られた成果はeEF1BδLが脳内でストレスに対する防御装置の一端を担うことを示唆する知見であり、ストレスに起因する精神疾患を考える上でも有用な基礎知見となりうる。今後も申請書の「研究の目的」、「研究計画」に沿って研究を遂行する。またHsp及びCa2+チャネルが痙攣誘発に関係する分子として得られたことから、これらの分子に焦点を絞った研究を行う。1、抗てんかん薬の効果の検討:てんかん発作の治療には発作のタイプに基づいて治療薬を選択する。部分発作と強直間代性発作に有効なフェニトイン、欠神発作に有効なエトスクシミドなど臨床適用の異なる薬物がそれぞれδL欠損マウスの痙攣発作に有効であるかを明らかにする。2、脳組織学的解析:野生型とδL欠損マウスで脳の形態を比較する。脳切片のニッスル染色により大脳皮質および海馬の細胞層の形態を比較し、脳組織学的な異常がないか明らかにする。さらに恐怖条件付けを試行したマウスの脳切片を作成しHsp及びCa2+チャネルの免疫染色を行い、これらのタンパク質発現分布に違いがあるか、あるとすればどの脳領域で起こるか明らかにする。3、けいれん誘発時のδLの活性化:δLはスプライシング変化により発現量が増加すること、さらにリン酸化・脱リン酸化によってその活性が制御されることを発見している。そこで野生型マウスで正常時および痙攣誘発時のδLの発現量とリン酸化レベルを比較する。また恐怖条件付けを試行したマウスの脳を用いたクロマチン免疫沈降法により、δLがHspやCa2+チャネルの遺伝子発現制御領域に結合するか、またその結合が増強するか否か明らかにする。以上の研究によりδL欠損マウスで起こる痙攣発作の分子メカニズムを明らかにし、雑誌論文を通して社会に公開する。分子生理学
左右非対称性決定機構の解明

内部臓器の左右非対称性が逆転するマウスの変異体(inv)の原因遺伝子は1062個のアミノ酸をコードし、15個の繰り返しのアンキリン・ドメインを持つ。しかしながら、inv遺伝子は以前には報告のない遺伝子であり、その左右決定機構における役割は全く不明である。また、inv遺伝子がマウス以外の他の種で同様の機能を持つかも不明である。マウスinv遺伝子産物は核移行シグナルを持ち、核で作用している可能性が考えられた。しかしながら、inv遺伝子を培養細胞ヘトランスフェクッションしても、inv蛋白は細胞質に局在する。この核移行の制御機構として次の2つの機構が考えられた。1)核移行シグナルが機能していない。2)核移行が阻害されている。inv蛋白の核移行シグナルが機能するか否かを知るためにGFP(green fluorescent protein)とinv蛋白の核移行シグナルの部分を融合したコンストラクトを培養細胞にトランスフェクトした結果、シグナルは核に移行し、核移行シグナルは機能していることがわかった。さらに、様々なN-末のアンキリン・ドメインの欠失株を作成したところ、アンキリン・ドメインを除去すると核移行することからアンキリン・ドメインは核移行を阻害していることが考えられた。さらに、アンキリン・ドメインとSV40の核移行シグナルを融合させたところ、SV40の核移行も阻害されたことから、inv蛋白のアンキリン・ドメインは核移行阻害に作用していることが明らかとなった。
アライン間の分子内連鎖反応を利用した一方向巻きヘテロヘリセン型ポリマーの合成

本研究の目的は、オリゴマーおよびポリマーに塩基を作用させてアラインを発生させ、そのアライン間を結合させることによって一方向巻きのヘテロヘリセン型のオリゴマーおよびポリマーを得る手法を開発することと、得られた化合物の物性を明らかにすることである。本年度は研究計画に従って、モデル化合物を用いたアラインの反応を検討した。2-アミノイソ酪酸のアミノ基をBoc基で保護した後に、カルボキシル基をメチルエステル化し、N-メチル化の後に加水分解してカルボン酸に戻した。次にアニリン誘導体との縮合反応を検討したが、脱Boc化反応が進行したため、目的物の収率が低かった。そこで2-アミノイソ酪酸のアミノ基の保護基を種々検討した結果、いずれの保護基を用いても縮合反応時に保護基の脱離が起きた。そのため合成ルートを変更し、アミン前駆体としてアジドを用いることにした。2-ブロモイソ酪酸にナトリウムアジドを作用させた後に塩化チオニルを作用させて酸クロリドに変換し、それとN-アルキル化した2-ブロモ-4-アミノベンズアミドと縮合させた。アジドを還元し、得られたアミンをN-アルキル化して、目的とするモデル化合物を得た。次にモデル化合物に塩基を反応させ、アラインの発生と分子内反応の検討を行った。塩基としてカリウムヘキサメチルジシラジドやリチウムヘキサメチルジシラジド、n-ブチルリチウム、t-ブチルリチウムを用いた反応を検討したところ、いずれも目的の分子内反応が進行した化合物は得られずに、転位した副生成物や、アミドが切断された副生成物が得られた。モデル化合物の合成までは、ほぼ予定通りに進んだ。現在、モデル化合物を用いた反応検討において、目的とする反応が進行しない状況であるが、反応条件の検討や、ベンゼン環をつなげる官能基を変更する事によって、いずれ解決できると思われるため。まず、モデル化合物を用いた反応の検討を続ける。塩基の種類や、その他の反応条件を検討し、目的とする反応が進行するかどうか確認する。いずれの反応条件でも目的とする反応が進行しなかった場合は、オリゴマーやポリマーにおいてベンゼン環をつなげる結合をアミド結合以外のものに変えて同様の検討を行ない、目的の反応が進行しやすい骨格を探す。非常に小額の助成金が残ったため、当該年度中に無理に使うよりも、次年度に繰り越して使うほうが、研究費として効率的に使えると考えたため残した。翌年度の予算と合わせて、研究遂行のために使う予定である。
昆虫(コオロギ)を用いた脚切断による再生芽形成メカニズムの解明

コオロギの脚の再生に着目して、そのメカニズムを解明した。特に、基礎データとして、コオロギのゲノム解析を行った。研究方法の新規開発を行い、人工核酸分解酵素を用いたノックアウトコオロギを作製することに成功した。また、コオロギの再生芽の形成にJak/Stat系が関与していることを証明した。これらの結果から、新規ゲノムデータとノックアウト法を組み合わせて、さらに再生メカニズムを解明できることがわかったコオロギの脚の再生に着目して、そのメカニズムを解明した。これらの結果から、新規ゲノムデータとノックアウト法を組み合わせて、さらに再生メカニズムを解明できることがわかった1)再生芽を構成する細胞の系譜の解明(1)GFPトランスジェニックコオロギの作製piggyBacトランスポゼーズを用いて、トランスジェニックコオロギを作製した。特に、脚の移植実験行い、GFP発現細胞の挙動を調べた。その結果、ホストの神経系の細胞がドナーの脚に侵入していることがわかった。脚の上皮、筋肉などに特異的に発現するエンハンサー/プロモーターをゲノムBacライブラリーから単離するために、ゲノムプロジェクトを推進した。今後は、そのシスエレメントを用いてGFPなどを恒常的に発現するコオロギの作製を試みる予定である。2)再生芽を誘導する遺伝子群の同定(1)脚再生過程で発現する遺伝子のESTデータベース作成のため、脚切断前、切断直後の傷修復期、再生芽形成期のcDNAのESTデータを、次世代シークエンサーを用いて集めた。現在、ショウジョウバエのデータなどを参考に再生関連遺伝子のデータベースを作成している。(2)再生芽形成初期の組織における遺伝子発現パターンの解析をおこなっている。現在、再生芽で発現しているエピジェネティックに関係しているヒストンのメチル化酵素などをクローニングし、その機能を再生依存的なRNA干渉法を用いた調べた。その結果、Enhancer of ZesteのRNA干渉法により、脚関節が増加することを発見した。これらのことから、再生芽形成には、エピジェネティックスに関係する遺伝子が関与していることがわかった。現在、エピジェネティックス関連遺伝子の機能についても再生依存的RNA干渉法により調べている。1)再生芽を構成する細胞の系譜の解明:(1)GFPトランスジェニックコオロギの作製piggyBacトランスポゼーズを用いて、トランスジェニックコオロギの作製を行った。特に、組織特異的にGFPを発現させる系の開発をGa14-UASシステムなどを用いて行ったが、結果的に成功しなかった。さらに、ヒートショックプロモーターを用いた系の作製も試みたが、トランジェントなアッセイではヒートショックがかかるが、トランスジェニックラインでは恒常的に発現するラインしか得ることができなかった。その原因については、シスエレメントの長さが関係しているかもしれないので、さらにシズエレメントを広げて試みる予定である。(2)移植実験:コオロギの幼虫の脚を切断すると、約20日でほぼ完全に再生する。再生芽は切断後5日までに形成され、切断後10日目までには先端から切断面までの微小な構造ができる。GFPを発現するトランスジェニックコオロギの脚を、GFPを発現しないコオロギの脚を移植した。神経細胞と予想される細胞が、ホストの脚からドナーの脚へ移動することがわかった。この細胞についてさらに詳細に研究する予定である。2)再生芽を誘導する遺伝子群の同定:(1)脚再生過程で発現する遺伝子のESTデータベース作成脚切断前、切断直後の傷修復期、再生芽形成期のcDNAのESTデータを、次世代シークエンサーを用いて集め、ショウジョウバエのデータなどを参考に再生関連遺伝子のデータベースを作成した。(2)再生芽形成初期の組織における遺伝子発現パターンの網羅的解析の結果、Jak/Stat系の遺伝子発現が活性化されていることがわかった。そこで、再生依存性のRNAiを用いて、その機能を解析した。その結果、Jak/Stat系が再生の初期に必要で、ノックダウンにより正常に再生しないことがわかった。今後さらに機能を調べる予定である。1)再生芽を構成する細胞の系譜の解明:(1) GFPトランスジェニックコオロギの作製平成23年度に引き続き,ヒートショックプロモーターをゲノム塩基配列の解析から新規に同定し,それを用いてトランジェントなアッセイではヒートショックが作動するエレメントを調べた.しかし,現在の時点では,有意にヒートショックがかかるエレメントを同定できていない.さらにシスエレメントを広げて試みる予定である。(2)再生芽を誘導する遺伝子群の同定:(1)脚再生過程で発現する遺伝子のESTデータベース作成脚切断前、切断直後の傷修復期、再生芽形成期のcDNAのESTデータベースを作成した。(2)再生芽形成初期の組織における遺伝子発現パターンの網羅的解析の結果、エピジェネティクスに関係する因子の発現量が増加しており,一方,Jak/Stat系の遺伝子発現が活性化されていることがわかった。そこで、再生依存性のRNAiを用いて、その機能を平成23年度から継続して解析した。その結果、E(z)とPcG遺伝子が再生に関与し,特に附節の関節の形成に関与していることがわかった.一方, Jak/Stat系が再生の初期に必要で、RNAiにより遺伝子をノックダウンすると正常に再生しないことを利用して,そのシグナルカスケードを調べた.

(3)ゲノム編集実験:コオロギの遺伝子をノックアウトすることはこれまで不可能であったが,新規の技術であるZFN法やTALEN法によりゲノム編集が可能であることがわかった.それをノックアウトコオロギの作製に利用した.体色の変化に関係するLacase2の遺伝子のノックアウトを行い,その表現型を観察した.その結果,非常に効率よく,ノックアウトコオロギが作製できることがわかった.そこで,この技術を利用して,さらに再生関連遺伝子のノックアウトコオロギを作製し,遺伝子の機能などを調べる予定である.転写調節できるトランスジェニックコオロギの作製を試みてきたが、Ga14-UAS,ヒートショックプロモーターを利用する方法のいずれも、期待された成果が得られなかった。そのため、やや遅れていると判断した。この方法の開発以外は、遺伝子発現の解析、RNA干渉法などを用いた研究は順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。シスエレメントを単離して、組織特異的な発現を制御する方法については、引き続き検討するが、それ以外の方法として、TALEN法による、相同組換えを利用したノックイン法についてさらに検討を行うことにした。この方法により、再生初期に発現する遺伝子の中にGFPなどをノックインできれば、再生に関与する細胞の系譜を追跡することも可能であると考えている。また、Jak/Stat系のシグナルの再生における役割りを解明してゆきたい。さらに、再生芽の形成を制御する因子を探すために、より再生初期に変動する遺伝子に着目して、rdRNAi法により、遺伝子の機能を解析する予定である。
拍動流等によるくも膜細胞の造血能誘導における分子メカニズムの解明

脳血管は外膜や栄養血管を欠き、平滑筋層外側にくも膜細胞がクモの巣のように位置して血管を取囲み支える。くも膜組織が脳血管システム維持に担う役割、病的環境下での内皮細胞への分化とTGFbeta経路の関与を報告してきた。くも膜における造血能という別の分化経路に着目するに至り、拍動流刺激による造血能関連遺伝子群の誘導を確認した。本研究は力学的刺激を中心とする分化誘導環境下でこの誘導メカニズムの解明を目指す。多能性分化能を有するヒトくも膜細胞の生理的機能に関する理解を深めることにより、培養くも膜細胞移植による脳血管障害の機能予後改善や、体外造血といった臨床応用の可能性に挑戦する。
熱帯アフリカ山岳地域における氷河後退の研究－気候変動予測と人間活動への影響評価

当研究員は当該年度の研究として、主に2つの研究を行った。1つ目は、前年度末に行った南米・コロンビアのコネヘラス氷河におけるフィールドワーク調査の分析であり、2つ目は、2015年3月に行った、南米・チリのパタゴニアのグレイ氷河における次年度に向けてのフィールドワーク予備調査である。当研究員の研究計画は主に熱帯アフリカ・ルウェンゾリ氷河を対象としたものであるが、3年間の1、2年目において熱帯アフリカの研究を行った上で、比較研究として当該年度はアフリカと同じく熱帯高山氷河が存在する南米での比較研究を主に行ったものである。まず、コロンビアの氷河の分析の結果として、熱帯アフリカのルウェンゾリ氷河の雪氷微生物生態系とは全く異なるものであることがわかった。また、チリ・パタゴニアの氷河においては、今までにフィールドワーク調査を行ったウガンダ・ルウェンゾリ氷河、コロンビア・コネヘラス氷河、そしてボリビアの氷河群などに比べ、氷河の大きさが全く異なるものであり、現在まだ分析に取りかかっていないが、結果も全く違うものとなるのではないかと思われる。当研究員はウガンダ、コロンビア、チリなどにおいて現地施設などとの関係も作ることができたため、次年度以降、より迅速に、短期のフィールドワークを複数行うことも可能だと思われる。3年間で実施した複数のフィールドワークの結果をまとめ、また幾度かの短期フィールドワークを補完的に行うことにより、研究の一定程度の完成が期待できるものと思われる。26年度が最終年度であるため、記入しない。当研究員は,アフリカの氷河後退と氷河上の雪氷微生物の関係,また,氷河融解と周辺住民との関係等について,興味を持ち研究を行ってきた.特に研究テーマをアフリカ・ウガンダのルウェンゾリ山地の氷河上雪氷微生物群集に絞って,顕微鏡観察を主な手法として研究を行ってきた.今年度,2度にわたり海外の氷河に関しフィールドワークを行い,持ち帰った氷河・雪のサンプルをもとにアフリカ・ルウェンゾリ山の氷河の微生物の分析を行った.そして当該研究の成果を,9月に雪氷学会にて発表を行い,また年度末に京都大学アジア・アフリカ地域研究研究科の博士予備論文(修士論文)として提出した.当研究員は,受け入れ研究機関以外の研究施設(国立極地研究所など)も利用しながら積極的に研究に取り組んでおり、アフリカの氷河の雪氷微生物研究はほとんど行われていない中,着実に成果を出しつつあると思われる。当研究員は、当該年度、前年度である2012年度中に行ったフィールドワークによって熱帯アフリカ・ウガンダのルウェンゾリ氷河から採取したサンプルをもとに、持ち帰ったサンプルを用いて、雪氷微生物群集の解析を行った。これまでアフリカの氷河では雪氷微生物の研究は今までほとんど行われてこなかったが、当研究員は他の研究者と共に、有機物量の測定、顕微鏡を用いての微生物のセルカウント測定、また現地から採取し培養した酵母の温度帯による増殖率の変化などを測定した。それにより、ルウェンゾリ山の雪氷微生物の培養最適温度は、いわゆる「好冷酵母」よりも、高い値にあることがわかり、地球温暖化に対して敏感に反応することが予想される事がわかった。私は、この研究の成果を、2013年度の地球惑星科学連合大会にてポスター発表を行った。また、2014年の3月に、アフリカと同じく熱帯に位置する氷河である、南米アンデス・コロンビアのサンタイサベル氷河にてフィールドワークを行い、サンプルを採取した。新たなフィールドの開拓を行ったことで、熱帯氷河間の比較が行えるようになると期待され、次年度は両方のサンプルの解析に従事する予定である。また、現代において熱帯に氷河が存在しているのはアフリカ、南米、東南アジア(インドネシア)の3カ所だけであり、今後はインドネシアも調査値に加える事で、より熱帯氷河間の比較が行えると思われる。研究は予定通り進んでいるが、成果発表となる学会発表や論文執筆が充分でないため。

熱帯氷河の研究対象地としてアフリカ・南米両方でフィールドワークを行い、比較研究ができる状況にあるため、おおむね順調に進展しているといえる。引き続きフィールドワークを行うこと、および、成果発表をより多く行うこと。今後は、熱帯氷河間での雪氷微生物生態系の違いを分析するため、アフリカ(ウガンダ・ルウェンゾリ氷河)、南米(コロンビア・サンタイサペル氷河)の2カ所で継続的にフィールドワークを行い、乾季・雨季の環境の違い等も含めて雪氷微生物生態系と周辺環境の関係性について考察する。また、世界で大きく分けると3カ所しかない熱帯氷河の残り1カ所である東南アジア・インドネシアの氷河でも可能であればフィールドワークを行い、より広い視野から熱帯氷河の雪氷微生物生態系を観察する。