hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「複雑系の数値解析と最適制御の研究」

また、(2)二国間交流セミナーとしては、「Active Controlに関する日仏セミナー」(1998年10月7日10月9日,於:東京)と、「数値数学に関する日中セミナー」(1998年8月24日8月28日,於:千葉大学)がある。参加者と講演名は本報告書内に付記されている。本研究を遂行する上で重要な国際研究集会を研究分担者の協力を得て、行うことができた。それは、「第12回領域分割法に関する国際会議(1999年10月25-29日、千葉大学)」であり、招待外国人と十分な時間をとって、研究討議、交流を行うことができた。研究組織としての研究実績内容として、次の各項があげられる。(1)「複雑系」の一つの問題として「油濁の沿岸生態系への影響」に関する数理模型の構築とそのシミュレーションを行った。それにより、沿岸生態系に対する油濁負荷を軽減する技術の開発に関する知見を得、関連する研究グループとの研究交流が進んだ。(2)大規模行列に対する反復解法および精度保証付き数値計算法に進展があった。これは、対称ではあるが固有値に負の値を含む大規模行列を係数にもつ連立1次方程式に対する解法や、楕円型固有値問題の精度保証に関する成果である。(3)流れの自由境界値問題に関する数値解祈に成果があった。これは、表面張力を考慮した非定常非圧縮性流体の自由境界値問題や、自由境界値問題におけるカオス現象の数値解析手法の開発が行われたことである。(4)領域分割法の研究に成果があった。それは、外部無限領域へ接続する有界領域における波動伝播について研究である。この手法の応用として、ある音声合成の数値計算を行い、導波路の周波数応答特性に関して興味深い結果が得られた。(5)ニューラルネットワークに情報理論を持ちこみ,符号化理論の立場から始めて記憶容量を求めることに成功した.以上の研究成果は、次年度の研究につながり、本研究の課題達成に寄与するものである。複雑系を研究対象とする本研究の成果は、以下の4つに大別される。(1)沿岸油濁の生態系に及ぼす影響。(2)大域最適化問題に対するハイブリッドアルゴリズムの開発とその応用。(3)(1)で提案された数理モデルから派生した数学的諸問題に対する、理論的・数値的研究及び数理モデルを記述する、偏微分方程式系の解法アルゴリズムの提案。(4)上記(1)(2)(3)の研究を強力に推進するにあたり、基盤となった国際会議・二国間セミナー等の開催。上記(1)(2)(4)の研究の概略(1)日本海沿岸におけるナホトカ号の油流出事故に見られるように、沿岸海域における油濁は、海域中に生息する様々な生物に大きな影響を与えるのみならず、その生態系の構造、機能にも大きな影響を与え、更に物質循環などを滞らせる。これらの現象を解明する手段として、流体力学に基づく数理モデルの構築、数値シミュレーションとその可視化を行った。ここで得られた結果は、流体実験手法に基づく結果と良い整合を示し、沿岸生態系に対する油濁負荷を軽減する技術開発に対して、数理的見地からの提言を意味している。(2)本研究で開発されたアルゴリズムの基本原理は、複雑系の或るダイナミカルな運動パターンを模して構成されている。
脂肪肝炎の発症・病態を制御する新規脂肪酸代謝システム

肥満等のメタボリックシンドロームは、肝臓では脂肪の過剰蓄積に伴う脂肪肝や非アルコール性脂肪肝炎(NASH)を引き起こし、肝硬変・肝癌といった重篤な疾患につながる。我々は、肝細胞における特定の転写調節因子の発現が脂肪酸代謝酵素などを制御しつつ、NASH誘導性肝障害や発癌に重要なことを既に見出している。そこで本研究では、この転写調節因子をNASH発癌の新規治療ターゲットと考え、特に肝臓内脂肪酸の蓄積量や質の調節機能に着目し新規創薬につながるような研究を推進する。
日本列島下の三次元地震波速度構造と応力場に関する研究

地殻大地震の発生について重要な知見が得られた.西暦679年2002年の1324年間に日本列島内陸部の20km以浅の地殻に発生したM5.7以上の直下型地震約370個について,その分布を日本列島下の3次元地震波トモグラフィーと比較した.その結果,内陸直下型地震の多くは地震波低速度域の周辺で発生していることがわかった.1995年兵庫県南部地震と2000年鳥取県西部地震も顕著な低速度域(速度偏差56%)の付近で発生した.東北、関東、中部及び中国地方北部のような火山地域では,地震波低速度域は火山及び地下のマグマ溜まりに起因すると推測される.このような地域では,活火山,地殻内S波反射面,低周波微小地震が低速度域に分布し,また低速度域とtopography highとの良い相関が見られる.上部地殻内の微小地震の下限は活火山の下では浅くなっている.これらの事実から,地殻内の高温異常領域が低速度域を形成するため,そこでは強度が弱くなり,塑性変形を起こしており,直下型大地震はその周辺で発生し易いと思われる.紀伊半島,四国と中国地方の南部でも顕著な低速度域が見られ、地殻大地震はその周辺域に分布する傾向がある.これらの地域は沈み込み帯の前弧側に位置しており,熱流量と地温勾配が小さく,地温が低いことがわかっている.また,地表には火山が見られない.これらのことから,以上のような地域にある低速度異常体は高温によるものとは考えにくい.兵庫県南部地震の震源域の微細地殻構造を推定した結果,地殻中の水が兵庫県南部地震の発生に重要な役割を果たしたことが解かった.大地震と水との関係が,初めて詳細にわかるようになってきた.一般に地殻内の水の起源としては,地殻内の鉱物の脱水,間隙水,地上の降水・海水の浸透などが考えられる.兵庫県南部地震震源域の水の起源はもう1つの可能性は西南日本下へ沈み込んでいるフィリピン海プレートからの脱水である.地殻大地震の発生について重要な知見が得られた.西暦679年2002年の1324年間に日本列島内陸部の20km以浅の地殻に発生したM5.7以上の直下型地震約370個について,その分布を日本列島下の3次元地震波トモグラフィーと比較した.その結果,内陸直下型地震の多くは地震波低速度域の周辺で発生していることがわかった.1995年兵庫県南部地震と2000年鳥取県西部地震も顕著な低速度域(速度偏差56%)の付近で発生した.東北、関東、中部及び中国地方北部のような火山地域では,地震波低速度域は火山及び地下のマグマ溜まりに起因すると推測される.このような地域では,活火山,地殻内S波反射面,低周波微小地震が低速度域に分布し,また低速度域とtopography highとの良い相関が見られる.上部地殻内の微小地震の下限は活火山の下では浅くなっている.これらの事実から,地殻内の高温異常領域が低速度域を形成するため,そこでは強度が弱くなり,塑性変形を起こしており,直下型大地震はその周辺で発生し易いと思われる.紀伊半島,四国と中国地方の南部でも顕著な低速度域が見られ、地殻大地震はその周辺域に分布する傾向がある.これらの地域は沈み込み帯の前弧側に位置しており,熱流量と地温勾配が小さく,地温が低いことがわかっている.また,地表には火山が見られない.これらのことから,以上のような地域にある低速度異常体は高温によるものとは考えにくい.兵庫県南部地震の震源域の微細地殻構造を推定した結果,地殻中の水が兵庫県南部地震の発生に重要な役割を果たしたことが解かった.大地震と水との関係が,初めて詳細にわかるようになってきた.一般に地殻内の水の起源としては,地殻内の鉱物の脱水,間隙水,地上の降水・海水の浸透などが考えられる.兵庫県南部地震震源域の水の起源はもう1つの可能性は西南日本下へ沈み込んでいるフィリピン海プレートからの脱水である.1.1995年兵庫県南部地震域における地殻のクラック密度と飽和度を求めた。本震地にあたる明石海峡下にクラック密度と飽和度は共に高いことが分かった。この大地震の発生に流体が関与した我々はこれまでの研究成果を裏付ける。大阪湾の下に地殻深部までは飽和度が高く、地上降水と海水が長い地質歴史に地殻の深部へ浸透できると考えられる。2.1885年1999年の期間に日本列島で発生した浅発大地震の殆どは地震波低速度域の周辺に分布していることが分かった。そこでは地殻が割合に弱く応力集中しやすいと思われる。地殻弱化の原因は火山地域で高温であるが、火山のない地域では流体による可能性があると考えられる。活断層も地震波速度の分布との相関が見られる。3.西南日本における詳細な三次元地震波速度構造を推定した結果、九州地方の活火山と中国地方の第四紀火山下のマントル・ウェッジにマグマ溜まりによる低速度異常体が見つかった。また、兵庫県南部地震の発震の一因であると考えられる流体は沈み込んだフィリピン海プレートの脱水に関係していると推定される。4.岩石学的情報を参考し、数値実験を行なって推定した東北日本沈み込み帯の地震波速度は地震波トモグラフィーから求めた速度とよく一致している。

また、この地域における水の分布と移動も推定した。1.1885年1999年の期間に日本列島で発生した浅発大地震の殆どは地震波低速度域の周辺に分布していることが分かった.そこでは地殻が割合に弱く応力集中しやすいと思われる.地殻弱化の原因は火山地域では高温であるが,火山のない地域では流体による可能性があると考えられる.活断層も地震波速度の分布との相関が見られる.2.西南日本における詳細な三次元地震波速度構造を推定した結果、九州地方の活火山と中国地方の第四紀火山下のマントル・ウェッジにマグマ溜まりによる低速度異常体が見つかった.また、兵庫県南部地震の発震の一因であると考えられる流体は沈み込んだフィリピン海プレートの脱水に関係していると推定される.3.地震学と岩石学的情報を参考し、数値実験を行なって推定した東北日本とトンガ沈み込み帯の地震波速度と減衰はトモグラフィーから求めた結果とよく一致している.また、これらの地域における水の分布と移動も推定した.4.地震波トモグラフィーの理論と応用に関する最近の進展についてのレビューをし、国際雑誌に発表した.1.グローバル・トモグラフィーの手法を用いて全地殻と全マントルの3次元地震波速度構造を推定した結果,南太平洋と東アフリカ下のマントル内に地表から核-マントル境界(CMB)まで続く巨大な低速度異常体が見られ,スーパー・プルームを映していると思われる.また,CMBでの低速度域の分布と地表におけるホットスポットの分布との間によい相関が見られ,多くのホットスポットとプルームの起源はCMBであることを示唆している.ホットスポット下の低速度のプルームの多くはCMBから地表までまっすぐに上がるのではなく,曲がっているように見える.これはプルームの上昇がマントル対流に影響されることを示唆している.2.世界の沈み込み帯の地震学的構造に関する研究を系統的にレビューし、考察した.地震学では、地震波速度、減衰と異方性という三つの物理学的パラメータを用いて地球の構造を表している.沈み込んでいる海洋プレートは高速度、低減衰となっているのに対して、島弧活火山下のマントルウェッジは低速度、高減衰、また強い異方性を示しており、島弧マグマの存在が考えられる.3.これまでの地震波トモグラフィー法及びそれの沈み込み帯と地震断層帯への応用についてのレビューと考察を行なった.地震波トモグラフィー法はこれまでの十数年間には著しい進歩があったが,まだ改善する余地がある.4.カナダ西部のCascadia沈み込み帯の詳細な3次元構造を決定した結果、沈み込んでいるJuan der Fucaスラブ上のマントルウェッジに顕著な低速度異常体が見られ、スラブの脱水によるものと思われる.5.西南日本下のフィリピン海スラブ内の稍深発地震の分布は幾つかの違うパータンを示す.この地震分布の多様性は、スラブ内の脱水によって解釈される.地殻大地震の発生について重要な知見が得られた.西暦679年2002年の1324年間に日本列島内陸部の20km以浅の地殻に発生したM5.7以上の直下型地震約370個について,その分布を日本列島下の3次元地震波トモグラフィーと比較した.その結果,内陸直下型地震の多くは地震波低速度域の周辺で発生していることがわかった.1995年兵庫県南部地震と2000年鳥取県西部地震も顕著な低速度域(速度偏差56%)の付近で発生した.東北、関東、中部及び中国地方北部のような火山地域では,地震波低速度域は火山及び地下のマグマ溜まりに起因すると推測される.
スペイン・カタロニアの伝統的石造民家(マジア)の修復・再生に関する研究

スペイン、カタルニャ州のファッチェス離村集落にある18世紀末建設の伝統的石造民家マジア残存遺構の修復・再生の第二段階の完成、建築材料・工法分析、および温熱環境および室内空気質等の環境工学的計測のまとめ、建築作品「実験装置/masia2008」として紹介し、更にひとつを建築デザインワークショップ棟に、もうひとつをマジア農民資料館棟とした。この研究対象のある当該市庁を介した日本とスペインの国際的学術文化交流の実現を果たした。研究対象であるFatges離村集落のマジア残存遺構A棟に関して、2005年度に引き続き修復・再生作業を継続して行い、来年度における温熱環境、室内空気質等の計測が行えるよう、その完了に向けて作業を進めた。3階建てA-1棟については、内部では主に鉄骨架構体に壁としての鉄板張り作業の継続とA-2棟との連絡用ブリッジの制作、外部では鉄骨柱・梁フレーム部に既存粗石積み壁体を特化するために、対比的な素材であるステンレスのメタルファブリックの一連のスクリーンの取り付け、また既存壁体と屋根架構部との隙間を埋める軒部の鉄のガラリと妻部のポリカーボネートの塞ぎ板の取り付け作業を現在も引き続き行っている。隣接する2階建てのA-2棟はオリジナル復元のため、既存残存部の計測と平面図、展開図の図書の起こしと模型の作成、廃墟状態であるが、1階、2階の使われ方、機能構成の類推を行った。1階入り口側は家畜や荷車の車庫、奥側はパン窯とパンを煉る台がある作業場であったことを特定した。2階については階段を昇った所に広間があり、反対側の壁には冬季の暖房と料理用の暖炉があったこと、(この部分に鳩を飼育した形跡もうかがわれるが、暖炉を優先的に扱うことした。)北側に二つの部屋があり、一つの部屋は寝室であり、もう一つの部屋は開口部の形跡がないことから収納庫であったと類推した。崩落した屋根や床材の浚渫を行った後、上記の類推に沿って、オリジナル復元すべく、床組、屋根組などの建築的要素の建設と壁の修復と仕上げ、また室内のパン窯、暖炉などの付帯装置の復元作業を進めた。それらの過程を逐一文書で記録し、また写真に加えて建築写生によっても保存した。平成20年度については研究計画に従って、前年度より実験施設でもあるマジア残存遺構A棟の3階建てA-1棟、およびA-2棟の修復・再生作業を継続して進めた。前者は既存壁体の内外に配した鉄骨架構体の主構造部と前者の間の空隙を塞ぎ、内部空間化を図った。また、A-2棟は既存壁体に依拠して、床、屋根のオリジナルエ法に準拠して建設し、集落のために使用されたパン窯の位置を特定し、復元し、また2階においては暖炉や、葦網による間仕切り壁の復元など、オリジナルの状態に戻す、修復・再生を行った。両棟の修復・再生の完了に伴い、まず始めに実験施設でもある2棟について、写真家による精細な写真撮影による記録化を行った。同時に、それら施設が建築意匠面においての検証、評価も併せて行った。次に、当該研究における主研究となる地球環境的視点からのマジア残存遺構の科学的分析として、2棟の室内空気質計測、室内温熱環境計測、室内気流測定などの建築環境調査を行った。研究対象遺構は現段階で常住状態にないため、周辺集落のマジアとして現在も居住して利用されている住宅や、当該地域にある現代住宅についても同様な計測を行った。これらの事例とも短期計測と、長期にわたる計測を合わせて行っている。また、年度末に、マジア残存遺構の第二段階終了に伴い、これらの修復・再生作業を動画として記録するため、マジア残存遺構や、この研究に携わったマジア残存遺構の在る当該市の市長や、工事を指導した工場主、左官職人などへのインタビュー、当該研究対象遺構の位置づけを明確にさせる空撮、また工事記録データーを残しているテレビ局などからの映像データーの採取などを行った。現在は動画編集作業中である。同時に、建築素描記録も行っている。当該実験施設を建築デザイン誌に紹介するとともに、この作品が今年度の第22回村野藤吾賞を受賞している。
思考、判断の基礎過程としての作業記憶の神経機構の研究

作業記憶とは、ある課題の遂行に必要な情報を必要な期間能動的に保持する機構である。作業記憶の遂行に関与する前頭連合野の神経回路と、そこでの情報の流れを明らかにする目的で、同時記録した複数のニューロンの活動をもとに相互相関分析を行い、課題関連活動をもつ多くのニューロン対で、発火活動に有意な相関を観察した。しかし、同一課題内でも条件が異なること、また試行の時間経過に応じて処理される情報が異なることから、ニューロン発火に見られる相関の強さは、課題の時間的な文脈や課題内の条件の相違によわ変化すると想像される。そこで、視覚刺激の呈示される位置の異なる試行で、ニューロン発火の相互相関の強さが変化するかどうかを、興奮性の共通入力をもつ30対、興奮性の直接人力関係を示す41対を対象に検討した。その結果、共通入力をもつニューロン対の57%、直接入力関係にあるニューロン対の44%で、刺激呈示位置条件の違いにこよる相関の強さの有意な変化が観察された。相関の強さに変化の見られた対のいずれにおいても、correlogramのピーク値が変化したが、相互相関の種類の変化はなかった。また、課題関連活動に見られる位置選択性とcorrellogramのピ一ク値の変化との関係を調べたところ、最大応答を示す刺激呈示位値条件で最も強い相関の観察されるニューロン対が存在した。このように、共通人カをもつニューロン対、直接入力関係にあるニューロン対のいずれにおいても、相関の強さが課題内の条件により動的に変化することが明らかになった。このことは、課題内の条件の違いにより、前頭連合野ニューロン間の相互作用が動的に変化することを示しており、このような動的な変化が作業記憶における情報の統合や操作に関与していると考えられる。
啓蒙と誤謬:『百科全書』の「学芸の全体的・合理的歴史」に見る「誤謬の歴史」の役割

「百科全書」(1751-72)を対象に、「誤謬」(《erreurs》)の語を含む全項目を調査し、科学項目の記述内容を詳細に分析した。その結果、「百科全書」の科学項目で記述される誤謬には、語彙のメタファー的使用に発する誤謬、対立仮説へのレッテル貼りとしての誤謬、俗信・迷信としての誤謬、不動の真理から誤謬に転じた「支配的誤謬」、誤謬から真理に転じた過渡的誤謬など、様々なケースが見られることが分かった。今年度は、ディドロが編纂した『百科全書』(1751-1772、本文全17巻、図版11巻)の諸項目における誤謬の歴史に着目し、「誤謬」(<<erreurs>>)をキーワードに、A(第1巻)からZ(第17巻)の項目で記述される誤謬の事例の収集を行った。生理学や化学や天文学などに関する科学的・学問的誤謬、迷信や俗信などの宗教的・民衆的誤謬など様々な誤謬の分析から、『百科全書』の誤謬批判の言説が、総体的に同時代の合理主義的な科学理論や、誤謬の原因をめぐるマルブランシュ、ベイル、フォントネル、コンディヤックらの神学的・哲学的議論をバックボーンとしていることが、短期出張の結果、改めて確認された。さらに、2009年1月刊行の紀要では、『百科全書』の生物学関係の項目の重要な参照文献であり、『百科全書』と並ぶ啓蒙思想の金字塔とされるビュフォン『博物誌』(1749-1789、全36巻)第1巻に見られる誤謬論を分析した。その結果、ビュフォンが列挙する博物学的誤謬が、(1)初学者の速断や先入見による単純な誤謬、(2)事実を無秩序に収集するばかりで知識との照合を疎かにする博識学の誤謬、(3)近代における博物誌の分類法・命名法の抽象化・体系化に伴う方法的誤謬、のほぼ三種に分類できることが分かった。また、ビュフォンが、数理科学と自然学がそれぞれ受け持つ「数学的真理」と「自然学的真理」とを区別し、人間の感覚能力と認識能力の限界のために「相対的真理」にしか到達できない自然科学の宿命を博物誌の誤謬の根本的な原因と見なしながらも、人間の感覚経験で確認された事実と人間にとっての有用性を基準とする方法に基づいて、可能な限り誤謬の原因を排除した合理的・経験的な自然学として博物誌を再構成しようとしたこと、人間の諸能力を基準とするこの学問的方法にこそ、『百科全書』と『博物誌』の同時代的な共通点があることが明らかになった。本年度の前半は、『百科全書』における誤謬の歴史を分析する予備作業として、ディドロら百科全書派の真偽論の前提となる合理主義的な知識論・学芸論そのものを道徳的頽廃の根源として否定したルソーの『学問芸術論』と、ダランベールによる『百科全書』序論とを対比することで、理性と人間知識の進歩への信頼に基づいた啓蒙主義的な文明論の論理的射程とその歴史的限界を明らかにするとともに、ルソーによる反啓蒙の言説の特質を分析し、その成果を岩波書店の雑誌『思想』ルソー特集号に発表した。本年度の後半は、『百科全書』の科学項目における誤謬批判の諸類型を洗い出す具体的な作業に取り組み、アメリカ・シカゴ大学のインターネット版『百科全書』サイトも併用して全巻・全項目を対象に「誤謬」(《erreurs》)をキーワードにした網羅的調査を行い、フランスでの資料調査も踏まえてデータベース構築作業を進めた。この精査の過程で浮上した項目をさらに詳しく分析した結果、『百科全書』の科学項目で記述される誤謬には、1)化学における「発酵」の概念のように、ある分野から他の分野への用語の拡大適用による語彙のメタファー的使用に基づく誤謬、2)炎症の原因をめぐる生気論者と機械論者の論争に見られるように競合関係にある対立仮説に対するレソテル貼りとしての誤謬、3)錬金術や賢者の石の概念に見られるように俗信・迷信としての誤謬、4)医学を支配した占星術理論や天文学を支配した天動説のように、長いこと真理とされた後に誤謬であることが明らかになった「支配的誤謬」、5)種痘の概念のように当初から偏見にさらされながら学問や技術の進歩によって真理と見なされるようになった過渡的な誤謬など、複数のパターンが見られることが判明した。本研究の成果は科学史に関する共著(金森修編)として既に入稿済みで、来年度内に勁草書房から刊行の予定である。

本年度の前半には、3年間の研究の総括の一環として、『百科全書』における「誤謬の歴史」の役割を科学史の観点から考察した長編の論考を共著『科学思想史』として出版した。その結果、正統的な科学史から排除された科学的誤謬の数々の近代科学の進歩への隠れた貢献と、想像力を介した科学と文学の近接性を明らかにすることに一定の成功を収めた。本年度の後半は、上述のテーマから派生した、『百科全書』の項目における医学論争のテーマに関する文献の調査・分析を進め、論文として発表し、以下の点を明らかにできた。1)『百科全書』の項目「脈拍」(執筆者メニュレ・ド・シャンボー)および項目「潟血」(執筆者アントワーヌ・ルイ)に共通するのは、それぞれの項目執筆者が、対立陣営の医学者及び過去の医学者の「理論」と「実践」を批判的に記述することで「誤謬の歴史」に送り込みつつ、「真理」を引き合いに出すことで、それ自体ひとつの形而上学的な「仮説」の域を出ない自陣営の医学的「見解」の正しさを読者に訴えかける論争的な意図に基づいた歴史叙述である。2)「事実」の「観察」と「臨床」を重視した「経験医学」の立場から、「計算」を偏重する機械論者らに代表される「理論医学」が生み出した「誤謬」の数々を、まさに「自然」を無視した机上の空論、「自然」に対する「医学」の越権として批判するメニュレとルイの歴史叙述は、やはり、同時代の医学界における普遍的な「真理」の地位を巡る学派間の論争を反映した「党派性」に彩られている。3)そして、両者による医学史の叙述は、医学的な「学説」と形而上学的な「見解」が表裏一体の関係にあった十八世紀医学の事情を物語るとともに、当時の医学論争が生じた経緯を、その淵源に遡って「客観的な歴史」として叙述した上で、自陣営の「見解」に有利となるように「過去」の歴史を総括し、読者を誘導する巧みな論争的操作の介在を示している。
ｉＰＳ細胞を応用した脳腫瘍モデルに対するＲＥＩＣ遺伝子導入による新規治療法開発

慶應義塾大学で確立された浸潤性脳腫瘍モデルを用い、神経幹細胞にレトロウイルスベクターを用いて癌遺伝子を導入したinduced Cancer Stem Cellをwild-typeマウスの脳内に移植、ヒトglioblastomaに近い脳腫瘍形成が可能となり、現在再現性と組織学的評価を実施している。アデノウイルスベクターによる-REIC遺伝子導入で、Wntシグナル上流でのWnt蛋白と受容体の優先的な結合阻害が、下流で働く機能分子の抑制につながることを明らかにし、Cancer Letterに投稿、reviewerに対するresponseを準備、再投稿予定である。1.iCSCマウス脳腫瘍モデルの確立従来我々が作製、使用していたxenograftモデルが、ヒトGBM治療に直接的に応用できないことが指摘され、慶應義塾大学医学部先端医科学研究所遺伝子制御研究部門佐谷秀行教授の研究室で確立された脳腫瘍モデルを用いた。癌抑制遺伝子ノックアウトマウスより採取した神経幹細胞にレトロウイルスベクターを用い癌遺伝子を導入し、induced Cancer Stem Cell (iCSC)を作製した。このiCSCはiPS細胞の原理を応用してiCSCをwlid-typeマウスの脳内に移植し、組織学的にも極めてヒトglioblastomaに近い腫瘍を形成され、MRIで脳腫瘍の評価が可能になっている。2. iCSCマウス脳腫瘍モデルを用いてAd-REICによる遺伝子治療法の開発アデノウイルスベクターによる-REIC遺伝子導入によるGBM細胞系に対する細胞増殖抑制効果をin vitro系およびxenograftモデルで確認し、細胞増殖抑制効果のメカニズムがWntシグナル上流でのWnt蛋白とその受容体の優先的な結合阻害が下流で働く機能分子の抑制につながることを明らかにした。この結果を論文化しneuro-oncologyに投稿し、review中である。抗腫瘍遺伝子であるDkkファミリーのReduced expression in immortalized cells/Dikkopf-3(REIC/Dkk-3)が脳腫瘍組織で低下しており、この低下が脳腫瘍の増殖に関係していることを見出している。また脳腫瘍細胞系にREIC/Dkk-3をplasmidを用いて遺伝子導入することによりREIC蛋白を過剰発現させると、ミトコンドリアを介したアポトーシスが誘導され、脳腫瘍におけるREIC/Dkk-3の重要な役割を明らかにしている。さらに臨床応用を目指して以下の研究を進めている。1.iCSCマウス脳腫瘍モデルの確立:癌抑制遺伝子ノックアウトマウスより採取した神経幹細胞にレトロウイルスベクターを用いて癌遺伝子を導入し、induced Cancer Stem Cell (iCSC)を作製し、この細胞をwild-typeマウスの脳内に移植することで組織学的にも極めてヒトglioblastomaに近い腫瘍を形成することが可能となった(PNAS. 2009)。一連の技術習得を終え、形成された腫瘍が組織学的にGBMに類似していることを確認し、脳腫瘍に対する抗腫瘍効果の評価を行う計画である。2. iCSCマウス脳腫瘍モデルを用いてAd-REICによる遺伝子治療法の開発:iCSCマウス脳腫瘍モデルの作製と平行してアデノウイルスベクターによる-REIC遺伝子導入によるGBM細胞系に対する細胞増殖抑制効果のメカニズムがWntシグナル上流でのWnt蛋白とその受容体の優先的な結合阻害が下流で働く機能分子の抑制につながることを明らかにした。3.さらにAd-REICによる薬物排泄ポンプMDR1, MRP1, AGCB2の発現の抑制を介した抗腫瘍薬のtemozolomideの効果増強作用を調べている。悪性脳腫瘍におけるWnt signalの関与と細胞内での分子機構の解明、動物モデルを用いたWnt signal阻害による治療効果をin vivoで評価することが、本研究の主たる目的である。脳腫瘍効果が不十分な原因として脳腫瘍と正常細胞の境界に浸潤している癌幹細胞が薬物療法や放射線療法に強い耐性を示すことが原因の一つとして考えられている。この癌幹細胞は増殖が遅いけれども、自己再生能が強いことがわかっている。脳腫瘍効果をさらに検討していくためには癌幹細胞を用いた実験を行うことが必須と考えられる。そこでまず、Wntシグナル抑制に関与するREIC/Dkk-3をアデノウイルスベクターで遺伝子導入した場合(Ad-REIC)の脳腫瘍細胞および正常アストロ細胞に対する細胞増殖抑制作用を調べ、Ad-REICの利用能を確認した。Ad-REICにより脳腫瘍細胞はアポトーシスが誘導され、細胞増殖が抑制されるが、正常細胞は影響を受けない結果を得た。またこの作用がWntシグナル上流においてWnt蛋白およびその受容体との相互作用を抑制し、下流のRac1やβ-cateninの発現を抑制することが寄与している可能性が示唆された。またxenograftモデルを用いてin vivoでの効果も確認した。現在論文投稿に向けて準備中である。平成23から24年度にかけての計画は、Induced Cancer Stem Cell (iCSC)マウス悪性神経膠腫モデルの作製手技を確立すること、Ad-REICの悪性神経膠腫に対する効果とその作用機序を明らかにするとともに、効果増強作用の可能性が高いと推察される場合には、確立した脳腫瘍モデルでこの増強効果を検討することであった。

24年度にはさらに、REIC/Dkk-3遺伝子導入により脳腫腫瘍縮小効果がみられたマウスと未治療マウスの脳組織内のmicroRNAの解析から、新たに腫瘍増殖、生存、転移などに関与する分子と抗腫瘍効果に寄与する分子を探求する試みを行い、標的分子が検出できた時点でREIC/Dkk-3遺伝子との関連性について調べた。慶應義塾大学医学部先端医科学研究所遺伝子制御研究部門佐谷秀行教授の研究室で確立された脳腫瘍モデルを用いて行った。一連の手技の技術習得を終え、形成された腫瘍が組織学的にGBMに類似していることを確認しており、MRIで脳腫瘍の評価が可能になっている。アデノウイルスベクターによる-REIC遺伝子導入によるGBM細胞系に対する細胞増殖抑制効果をin vitro系およびxenograftモデルで確認した。またこの細胞増殖抑制効果のメカニズムがWntシグナル上流でのWnt蛋白とその受容体の優先的な結合阻害が下流で働く機能分子の抑制につながることを明らかにすることができ、ほぼ当初の計画通りに成果を上げることができている。23年度の当初研究計画は、1.Induced Cancer Stem Cell(iCSC)マウス悪性神経膠腫モデルの作製手技を確立する2.Ad-REICの悪性神経膠腫に対する効果とその作用機序を、作製されたモデルを用いて解明するの2点であったが、すでに動物モデルはほぼ完成し、Ad-REIC)の脳腫瘍細胞および正常アストロ細胞に対する細胞増殖抑制作用を調べ、Ad-REICの利用能を確認した。Ad-REICにより脳腫瘍細胞はアポトーシスが誘導され、細胞増殖が抑制されるが、正常細胞は影響を受けない結果を得た。またxenograftモデルを用いてin vivoでの効果も確認し、現在論文投稿に向けて準備中であり、計画以上に進展していると言える。今後iCSCマウス脳腫瘍モデルおよびヒトGBM細胞脳腫瘍モデルにAd-REICを脳内局所投与し、抗腫瘍効果を評価する予定である。xenograftモデルを用いてin vivoでの効果が確認されたので、マウスips細胞を応用したマウスグリオブラストーマをマウス脳内に作製し、これに対するAd-REICの抗腫瘍効果および市販薬との併用効果およびそのメカニズムを検討する。研究成果をまとめ、著名な英文雑誌に投稿、review中であり、論文掲載諸費用、別刷購入等に使用する予定である。次年度繰越額は、試薬等消耗品購入に使用する予定である。
走査トンネル顕微鏡による室温駆動原子価互変異性錯体超高密度単分子メモリの創製

本研究では走査トンネル顕微鏡(STM)に着目し、双安定性を示す金属錯体の電子状態を室温近辺で制御・評価する。従来、このような研究は極低温条件の超高真空STMを用いて行われてきた。本研究では、低スピン状態(LS)と高スピン(HS)状態で大きく異なる電荷分布を取る原子価互変異性(VT)錯体を採用することで、室温でも機能する超高密度単分子メモリ素子創製を目指す。特に、本研究課題では、白金錯体とコバルト錯体の2種類の素子の作製を試み、STMによりその配列構造を決定することを目指した。さらに、超高真空STMによる評価を行うための分子合成について検討した。本研究では、原子価互変異性(VT)錯体の電子状態を、走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて単一分子レベルで操作・評価し、室温で駆動する超高密度単分子メモリ素子を実現する。当年度は特に、以下の2つに関して研究を進めた。1.超高真空STM測定を指向したVT錯体の選定と合成本実験では、基板の作製から単分子膜の作製に至るまでを超高真空下で行う必要があるため、蒸着法により分子を昇華させることで単分子膜を作製する。本研究では真空蒸着可能なVT錯体として、コバルトーキノンービピリジン錯体を選定した。この分子は電気的に中性なので、高温で昇華性を示すことが期待される。当年度ではターゲット分子の合成に成功している。2.室温大気下STM測定とVT錯体の設計室温近辺でのSTM計測を行うには、分子が基板に強く固定される必要がある。高配向性グラファイト(HOPG)表面上に分子を固定するには、長鎖アルキル基を導入する手法が一般的である。本研究では、目的とするVT錯体と同様のビピリジン骨格を有し、室温で等方性液体相粘性を示す含長鎖金属錯体のHOPG上での配列構造を走査型トンネル顕微鏡により室温大気下で観察した。この測定から本錯体は広い範囲で非対称の明るいスポットが配列した、周期的なラメラ構造を持つ2次元結晶を形成していることを見出した。当年度では、超高真空測定でターゲットとなるVT錯体の合成と、室温大気下で測定可能となる錯体補助配位子の選定に成功したため、最終年度で実際にSTMによる構造と電子状態の観測、変換を行う準備が整った。本研究では、原子価互変異性(VT)錯体の電子状態を、走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて単一分子レベルで操作・評価し、室温で駆動する超高密度単分子メモリー素子を実現することを目指している。本年度は含長鎖VT錯体の単分子膜を高配向性グラファイト(HOPG)上に作製し、走査トンネル顕微鏡(STM)によって電子状態の読み込みと変換を行うことを目指した。含長鎖VT錯体の単分子膜を作製し、その配列をSTMで観測することに成功している。一般に、分子の集合構造は界面の特性に強く影響を受けることが知られている。本研究では、含長鎖原子価互変異錯体CoC15Opy ([Co(C15Opy)2(3,6-DTBQ)2]=CoC15Opy = 3,5-dialkoxy(C15H31O)pyridine (C15Opy), 3,6-di-tert-butyl semiquinonate or catecholate ligands (3,6-DTBQ))のHOPG上での配列構造をSTMにより観察した。コバルト錯体のトリクロロベンゼン溶液をHOPG上に滴下し、固液界面を室温大気下でSTMにより観測すると、広い範囲でラメラ構造の2次元結晶を形成していることを見出した。結晶構造を基に分子モデルを作成し、本測定で観測された分子像と比較を行った結果、2本のアルキル基が全てHOPGに吸着し、残り2本のアルキル基が折れまがって一部吸着をした分子構造と良い一致を示すことが明らかとなった。当年度に合成した分子を用いて超高真空STM測定を行い、電子状態の変換と評価を行う。また、室温大気下のSTM測定に関しては、当年度に選定した分子設計に基づき、ターゲット分子を選定して電子状態の評価と変換を併せて進める予定である。錯体化学当年度の終盤では、予定以上に合成条件と測定条件の最適化が実現したため、当初予定していたほどの消耗品を試行錯誤のために使用する必要がなくなった。これにより、次年度使用額が生じた。当該予算を合成試薬と合成器具に用いることで、より多種類の分子について特性評価を行うことが可能となるため、消耗品購入のための予算として使用する計画である。
肝修復、肝類洞再生を制御するプロスタグランジン受容体シグナルの解析

プロスタグランジン(PG)E2誘導膜型PG合成酵素(mPGES-1)が肝障害後の肝修復を抑制する作用があることをみいだした。そのメカニズムとして、mPGES-1は肝障害部に集積するマクロファージを修復に関与する働きをもつマクロファージよりも、炎症を促進する働きをもつマクロファージに分化させることで肝修復が遅延することがわかった。さらにmPGES-1を阻害することで肝修復が促進することを証明した。肝虚血再灌流障害におけるPGE2誘導膜型PG合成酵素(mPGES-1)の役割を明らかにするために8週齢の雄性C57BL6マウス(WT)または雄性mPGES-1ノックアウトマウス(mPGES-1-/-)を実験動物に用いた。麻酔下に70%肝部分温虚血(45分)再灌流をおこない、再灌流後6,24,48,96時間の血清ALT、肝組織mRNA発現、免疫染色等の経時的変化を比較検討した。血清ALT値はWTで再灌流後6時間にピークとなり、以後減少した。mPGES-1-/-では、WTと比較しALT値が有意に減少した。肝組織中のmPGES-1 mRNA発現は再灌流後WTで増強し、mPGES-1はCD68陽性細胞(マクロファージ)と共発現した。肝組織中の炎症性メディエーター(IL-1,IL-6,iNOS)mRNA発現はWTで増強し、この発現はmPGES-1-/-で抑制された。免疫染色でiNOSはCD68陽性マクロファージに発現した。肝障害部位に集積するGr-1陽性細胞(好中球)数はmPGES-1-/-においてWTよりも有意に減少し、肝組織におけるCXCL1やCXCL2のmRNA発現もmPGES-1-/-で抑制された。FACS解析をおこなうと、Gr-1陽性細胞からのROS産生はmPGES-1-/-で有意に減少した。再灌流後のPGE2受容体サブタイプ(EP14)発現を検討するとEP4がWTで増強した。またEP4アンタゴニスト投与で血清ALTの有意な減少を認めた。同様に、EP4受容体ノックアウトマウスでは野生型マウスと比較し、血清ALT、炎症性サイトカイン、Gr-1陽性細胞数などが有意に減少した。これらの結果から、肝虚血再灌流後mPGES1により産生されたPGE2は、EP4受容体シグナルを介して肝虚血再灌流障害に関与することが示唆された。理由本研究が、当初に立案した実験計画に沿って、ほぼ順調に遂行されている。マウス肝虚血再灌流モデルを用いて肝虚血再灌流障害後肝修復におけるPGE2誘導膜型PG合成酵素(mPGES-1)の役割について検討をおこなった。雄性C57BL6マウス(WT)または雄性mPGES-1ノックアウトマウス(mPGES-1-/-)に肝虚血再灌流をおこなうと、mPGES-1-/-において、肝障害が抑制され、肝再生因子発現が増強し、野生型マウスと比較して肝修復が促進した。その制御機構を調べると肝虚血再灌流によって活性化したクッパー細胞におけるmPGES-1は肝修復期において、炎症性マクロファージを肝障害部に集積させ、修復性マクロファージへの転換を抑制した。In vitro実験においてPGE2はmPGES-1陽性骨髄マクロファージを炎症性マクロファージに分化させる傾向にあった。さらに骨髄移植実験において、野生型骨髄キメラマウスに比較してmPGES-1ノックアウト骨髄キメラマウスで肝修復が促進した。これらの結果からmPGES-1は肝虚血再灌流障害後の肝修復を抑制する可能性が示された。さらに肝虚血再灌流障害にいてmPGES-1から合成されたPGE2がどのPGE2受容体サブタイプ(EP14)に作用して肝修復に関与するのか、またその制御機構について解析した。再灌流後のPGE2受容体サブタイプではEP4が増強し、EP4アンタゴニスト投与やEP4受容体ノックアウトマウスで肝修復が促進した。この機序としては、マクロファージの表現形式を解析した結果、肝修復のために集積するマクロファージがEP4シグナルに依存して炎症性マクロファージから修復性マクロファージへの転換が抑制されることによるものと推測された。以上の結果から、肝虚血再灌流後mPGES1により産生されたPGE2は、EP4受容体シグナルを介して肝虚血再灌流障害の肝修復に関与することが示唆された。当初の実験計画に沿って、本研究を進める。外科学注文物品の納入が間に合わなかったため。翌年度(平成29年度)において物品費として使用する予定がある。
道路ネットワークデータを活用した都市・地域解析手法の実用に関する研究

本研究では,一般の研究者が利用できる都市・地域解析手法を議論し,それを実践するソフトウェアを開発した。とくに道路ネットワークデータを活用することに焦点をあててソフトウェアを開発し,これを世界中の研究者たちに提供した。このソフトウェアをSANETと呼んでおり,具体的な解析手法としては最近隣距離法やK関数法などといった点分布のパターンを読み解く分析方法,あるいはボロノイ分割法などの圏域分析法などが実装されている。本研究では,一般の研究者が安心して利用できる新しい都市・地域解析手法を考案し,それを実践するソフトウェアを開発することを目的としている。とくに道路ネットワークデータを活用することに焦点をあてて新しい解析手法を考案し,ソフトウェアを開発・提供していくことを目指している。この目的のため,本研究テーマを次のように進めている。まず,道路ネットワークデータを活用した既存の解析手法とその実用における課題・問題点の検討と整理を行い,それに対する解決策を検討する。さらに,都市・地域解析手法の実践のためのソフトウェアを開発して提供する。問題点に対する検討の作業とソフトウェア提供の作業とは,互いにフィードバックしつつ,よりよいものを提供していく。本研究では,一般の研究者が安心して利用できる新しい都市・地域解析手法を考案し,それを実践するソフトウェアを開発することを目的とする。この目的のため,研究初年度である平成20年度は,既存の都市・地域解析手法のレビューにとりくんだ。その成果の一部は,国内における既存の解析手法をとりまとめた図書「New Frontiers in Urban Analysis」の一章として近日出版される予定である。この図書は,国内の主たる都市・地域解析研究者たちの参加によってまとめられたもので,日本での研究実績を国際的に発信していく試みとしで貴重であろう。また,都市・地域解析を実際に遂行する際の課題について検討を進めている。たとえば,解析にかけるデータによって,同じ都市や地域に対してであっても,異なる解析結果が得られる問題などについて検討している。他方で,都市・地域解析を実践するためのソフトウェアの開発にも着手している。具体的には,国内外における既存の解析ソフトウェアの検討を行い,これを踏まえて,道路ネットワークデータを活用した解析手法を実践するためのソフトウェアが抱えている課題を議論し,本研究で実現可能な解析ソフトウェアの開発について検討している。この開発を進めていくために,国際的に最も普及していると見られる地理情報システムソフトウェアArcGISの最新版が動作する環境を構築したところである。この目的のため,研究2年目の平成21年度は,初年度におこなったレビューを踏まえて,都市・地域解析研究の専門家である青山学院大学の岡部篤行教授らに意見を伺いながら,SANETとよばれるソフトウェア開発プロジェクトの中で,本研究の目的を実現することとした。その実装には,(株)パスコの佐藤俊明氏らがボランティア協力してくれており,今年度,ベータ版のツールを公開することができた。このベータ版は,商用の地理情報システムソフトウェアArcGISのプラグインとして開発した。ベータ版の公開に合わせて,使い方や趣旨を説明する文書やウェブサイトを作成し,ウェブの公開にあたっては,代表者が客員を勤める東京大学空間情報科学研究センターに全面的協力を得た。ベータ版は,学会などの機会を利用するなどして,国内外の研究者に使ってもらっているところである。ベータ版の公開以後,OSの32ビット版と64ビット版の登場,ウィンドウズ7のリリース,ArcGISのアップグレード,などがあり,実際に利用してもらう中で,代表者らが事前に想定していなかった問合せが多数寄せられている。日本語版と英語版での振る舞いの違いによるのではないかと思われる問合せもある。こうした問合せや改善すべき点へ対応するため,今年度は,64ビットのウィンドウズ7をテストマシンとして用意した。しかし,英語版などの専用テストマシンを用意する予算はなかった。また,指南書などのサポートも必要と思われるが,それについてはまだ着手しただけの段階に留まっている。この目的のため,研究3年目の平成22年度は,前年度と同様に,青山学院大学の岡部篤行教授らに意見を伺いながら,SANETとよばれるソフトウェア開発プロジェクトの中で,本研究の目的を実現させようとしている。その実装には,(株)パスニの佐藤俊明氏らがボランティア協力してくれており,今年度,開発したベータ版のツールを国内外の研究者らに広く宣伝・公開して意見を集めることで問題点を洗い出しているところである。その中で,実際の分析にあたって注意すべき事柄について,とくに海外からの問い合わせが目立ち,それに関連してまとめたワーキング論文を英文翻訳して個別に紹介することとした。

また,解説ウェブサイトやマニュアルについて,利用者からの意見を踏まえて,大きな改善を加えた。ウェブサイトについては,代表者が客員を勤める東京大学空間情報科学研究センターに全面的協力を得ている。さらに,海外の研究者との協力関係を得て,そこで蓄積された貴重な歴史的(近世の)地域データをサンプルに,開発したソフトウェアを歴史分野での地域データの分析に適用することで,新しい知見を得ることができないか試みている最中であり,その中間報告を,随時,行っている。本研究では,一般の研究者が安心して利用できる新しい都市・地域解析手法を考案し,それを実践するソフトウェアを開発することを目的とする。とくに道路ネットワークデータを活用することに焦点をあてて新しい解析手法を考案し,ソフトウェアを開発・提供していくことを目指している。この目的のため,研究4年目の平成23年度は,前年度までと同様に,青山学院大学の岡部篤行教授らに意見を伺いながら,SANETとよばれるソフトウェア開発プロジェクトの中で,本研究の目的を実現させようとしている。その実装には,(株)パスコの佐藤俊明氏らがボランティア協力してくれており,開発したベータ版のツールを国内外の研究者らに広く宣伝・公開して意見を集めてきたものを踏まえて,新たにツールの改良をすすめてきた。その改良作業にあたっては,OSのバージョンの違いなどに対応すべく,いくつかのテスト環境が必要であったため,新たに開発試験用の環境を整えた。その結果,改良版ソフトウェアを年度内に公開できた。同時に,改良版ソフトウェアの簡単な指南書やウェブサイトも供給・公開した。一方で,開発したソフトウェアの使い方を一般研究者に広く示し,誘導するため,実践的な分析例を蓄積することに注力した。具体的には,i)既存の歴史地理GISデータを例にとりあげ,これをつかった解析を通して,歴史(地理)分野での応用可能性をアピールすること(アメリカ地理学会にて発表) ;ii)現代社会における地理的問題に対する解析事例を通して,その解析手法とともにアピールすること(日本地理学会にて発表),の2つができた。こうしたアピールができたものの未だ不十分であるので,その対応策に着手した。具体的には,改良版ソフトウェアの利用を前提に,その使い方を広めるための講習会を開く計画である。解析手法・ソフトウェアともに国内外で使われることを考えているので,こうした講習(実習)の機会に海外で広く使われているタブレット端末などのデバイスを試せないかなど,その検討に着手した。
香港基本法の解釈権に関する研究

本研究は、「一国両制」政策が規定する香港の「高度の自治」に関する論点について、香港基本法解釈権という、香港と中国の権限配分に関わる分野において、「一国両制」構築のメカニズムを解明することを目指すものである。最終年度に当たる本年度は、2度の香港渡航を行い(2007年11月および2008年1月)、香港大学図書館、同法学部図書館、香港公共図書館付設香港基本法特蔵を中心とした文献調査を強化するとともに、昨年度の成果と統合する作業を行った。研究成果の一部は、学術論文「選挙と法解釈-香港行政長官・立法会の普通選挙をめぐって-」として公表した。この論文では、香港返還の二度目の香港基本法解釈権の行使となった、2004年4月に行われた2007年の第3期行政長官選挙および2008年の第4期立法会選挙の選挙方法に関する中国全国人民代表大会常務委員会の基本法解釈権行使について論じた。普通選挙は、香港において極めて限定的にしか実施されていないものの、それに対する要求は、近年極めて高まっており、その契機は香港居民の広範な関心と議論を読んだ2003年7月の国家安全条例制定(香港基本法23条の立法化)である。このため、香港基本法23条立法をも射程にいれ、一部の成果を学術論文「国家機密と香港-香港特別行政区基本法23条の立法化を中心に-」、学術論文「香港基本法23条の立法化-反逆、分裂、反乱扇動、転覆、国家機密の窃取および外国政治団体との連携-」として公表した。この論文では、23条の立法化による「一国両制」への影響について、特に国家機密に関する法を軸に論じた。研究内容は2つに大分される。第一が、香港基本法解釈権に関わるl香港基本法訴訟の分析を考察するミクロ的研究であり、第二が、基本法解釈権の展開が「一国両制」構築のメカニズムに及ぼす影響を考察するマクロ的研究である。平成18年度は前者に重点を置き、以下の活動を行った。1.国内および北京、香港に赴き以下の論点に関する資料を収集した。(1)香港基本法起草過程の解釈権に関する議論(2)解釈権行使事例の比較(契機、主体、関連条文、社会的背景、世論の反応、学説の評価、解釈権行使の法的根拠、訴訟結果に及ぼした効果)(3)法律解釈制度の比較(中国法と返還以前の香港コモン・ロー)2.2006年8月に北京、9月に香港に赴き調査を行った。(1)北京:中国社会科学院法学研究所におけるインタビュー調査を行った。(2)香港:香港大学図書館、同法学部図書館、香港公共図書館付設香港基本法特蔵を中心とした、文献調査を行った。調査は順調に完遂され、現在は文献の精読を進めながら、最終年度に提出する成果報告書の執筆を視野にいれつつある。なお、平成19年度前半までこの作業を続け、平成19年度後半は後者を加味した総合的研究に当てる予定である。
ゼブラフィッシュを用いた脊椎動物初期発生を制御する母性因子の遺伝学的研究

動物の卵形成において、多くの遺伝子が母性発現をし、その産物が母性因子としてmRNAやタンパク質の形で卵細胞質中に蓄えられる。我々は、脊椎動物の初期発生過程に重要な役割を持つ母性因子を研究することを目的とし、ゼブラフィッシュ母性効果変異体のスクリーニングを行った。その結果、新規母性変異体bobtailを単離し、解析した。bobtailは、劣性母性効果変異であり、ホモ2倍体雌成魚由来の胚が、尾芽の著しい伸長異常を示す。この突然変異のポジショナルクローニングを行ったところ、Molybdenum cofactor synthesis step-1 (MOCS1)遺伝子のコード領域中に点突然変異を見いだした。MOCS1のmRNAの微量注入によりbobtailの表現型が完全に回復することから、MOCS1がbobtailの原因遺伝子と考えられた。人では、MOCS1はmolybdenum cofactor deficiencyという遺伝病の責任遺伝子として知られている。また、MOCS1のタンパク質産物はモリブデン補酵素合成の最初のステップ、すなわちGTPのcyclic pyranopterin monophosphate (cPMP)への変換を触媒する。cPMPを1細胞期に微量注入すると、bobtailの表現型が完全に回復することから、bobtailの異常はcPMP生合成の欠失によるものと考えられた。さらに我々は、Fgfシグナルによって活性化されることが知られるERKタンパク質のリン酸化状態がbobtailでは著しく低下していることを見いだした。このことはMOCS1の活性がERKの活性化に必要であることを示している。以上、母性効果変異体bobtailを用いた解析から、脊椎動物胴尾部発生における、モリブデン補酵素生合成とFgf/ERKシグナル経路との分子的関わり合いが新たに明らかとなった。動物の卵形成において、多くの遺伝子が母性発現をし、その産物がmRNAやタンパク質の形で卵細胞質中に蓄えられる。しかし、魚類や両生類などの脊椎動物においては、それら遺伝子産物の発生過程における役割はほとんどわかっていない。我々は、脊椎動物の初期発生過程に重要な役割を持つ母性遺伝子を探索し、その機能を明らかにすることを目的とし、モデル脊椎動物ゼブラフィッシュを用いて、母性効果変異体のスクリーニングを行った。その結果、卵割異常を示す変異体が多く得られたが、著しい形態形成異常を示す新規母性変異体bobtailを見い出し、解析した。bobtailは、劣性の母性効果変異であり、ホモ2倍体雌成魚由来の胚が、尾芽の著しい伸長異常のほか、頭部や体節部の形態形成異常を示す。この異常のメカニズムについて調べるため、変異体胚と野生型胚間で発現量が変化する遺伝子を、DNAマイクロアレイとin situハイブリダイゼーションを用い検索した。その結果、受精後24時間のbobtail変異体胚では、尾芽で発現する遺伝子や筋分化に関わる遺伝子の他、中脳-後脳境界で発現するen2、her5、wnt1、FGF8等の遺伝子の発現が減少していることがわかった。これら中脳-後脳境界で発現する遺伝子は、発現が始まる初期体節期(受精後12-16時間)では、変異体胚においても正常に発現していたが、その後発現が強く抑制されることがわかった。これらのことからbobtail遺伝子産物は、中脳-後脳境界で発現する遺伝子に関しては、一旦活性化された発現状態の維持に寄与しているものと推察された。連鎖解析により、bobtail変異の位置は、染色体17上にマップされ、BAC1クローンとPAC1クローンがカバーする約230kbの領域に絞られている。現在この領域の全塩基配列決定を進め、bobtailの原因遺伝子探索を行っている。