hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナビエ・ストークス方程式の適切性に関する研究

Navier-Stokes方程式の解の安定性の解析にはStokes作用素Aに加えて,変数係数の低階の微分作用素を含んだ項Bを摂動として処理しなければならない.外部問題の場合,よく知られた半群生成の摂動論は役に立たない.何故ならば,作用素A+Bのスペクトルの存在範囲をAのそれを不変にする様に摂動させなければならないからである.その際,関数空間の選択に注意を払う必要がある.定常解の存在と安定性の問題は斉次Sobolev空間における考察でひと段落したものの,3次元外部領域の場合はnet forceがゼロであるという不自然な条件は依然そのままであった.これを克服するためにはStokes作用素が全単射であり,かつスケール不変則を満たすような新たな関数空間を見い出さねばならなかった.その試みとして,まずFourier変換,特異積分作用素が使える全空間R^nにおいてMorrey空間を実補間した空間を導入し,Navier-Stokes方程式を解くことに成功した.これまでは複素補間を用いて,Navier-Stokes方程式の強解(古典解)を構成したが、Riesz-Thorinの不等式に代表される様に,複素補間理論はシャープな補間不等式の係数が得られる反面,両立対の空間は広がらない.このことは,すべてのL^r(1<γ<∞)において線形化方程式(Stokes方程式)が可解である内部問題に関しては障害とならなかった.一方,実補間空間の利点は、両立対の空間からより広い空間が得られることであり,線形化方程式の可解性に制限のある外部問題に実補間空間理論を導入したことは,画期的な試みであった.応用として,Lorentz空間L^<p,q>(Ω)において外部定常解を構成し,更にnet forceの条件を仮定することなく,その安定性を示した.Navier-Stokes方程式の解の安定性の解析にはStokes作用素Aに加えて,変数係数の低階の微分作用素を含んだ項Bを摂動として処理しなければならない.外部問題の場合,よく知られた半群生成の摂動論は役に立たない.何故ならば,作用素A+Bのスペクトルの存在範囲をAのそれを不変にする様に摂動させなければならないからである.その際,関数空間の選択に注意を払う必要がある.定常解の存在と安定性の問題は斉次Sobolev空間における考察でひと段落したものの,3次元外部領域の場合はnet forceがゼロであるという不自然な条件は依然そのままであった.これを克服するためにはStokes作用素が全単射であり,かつスケール不変則を満たすような新たな関数空間を見い出さねばならなかった.その試みとして,まずFourier変換,特異積分作用素が使える全空間R^nにおいてMorrey空間を実補間した空間を導入し,Navier-Stokes方程式を解くことに成功した.これまでは複素補間を用いて,Navier-Stokes方程式の強解(古典解)を構成したが、Riesz-Thorinの不等式に代表される様に,複素補間理論はシャープな補間不等式の係数が得られる反面,両立対の空間は広がらない.このことは,すべてのL^r(1<γ<∞)において線形化方程式(Stokes方程式)が可解である内部問題に関しては障害とならなかった.一方,実補間空間の利点は、両立対の空間からより広い空間が得られることであり,線形化方程式の可解性に制限のある外部問題に実補間空間理論を導入したことは,画期的な試みであった.応用として,Lorentz空間L^<p,q>(Ω)において外部定常解を構成し,更にnet forceの条件を仮定することなく,その安定性を示した.本研究では線形摂動理論が利かない非線形方程式固有のおもしろさである大きな解について考察した。例えば、爆発解の問題はNavier-Stokes方程式の場合、Leray以来の懸案である。歴史的には、Serrinが関数空間L^3(0,T;L^q(Ω))を導入し、Leray-Hopfの弱解の一意正則性を2/s+n/q=1、n<q<∞の場合に証明したことが知られている。その後、Masudaは一意性に関して、臨界ケースs=∞,q=∞の場合を考慮し、u∈L^∞(0,T;L^n(Ω))かつL^n(Ω)に値をとる(0,T)上の“右連続"であれば、ただ一つであることを示した。本研究ではまず、この右連続性の仮定に関する付加条件を除き、単にu∈L^∞(0,T;L^n(Ω))であっても一意性が成立することを証明した。クラスL^∞(0,T;L^n(Ω))はLerayの提案した自己相似解による爆発解と密接な関係にある。つい最近、Lerayの自己相似爆発解は存在しないことが証明された。(Necas-Ruzicka-Sveak[NRS]による)。実は、Lerayの爆発解はL^∞(0,T;L^n(Ω))に属することが示せる。従って[NRS]の結果により、このクラスは一意性のみならず、正則性も保証すると予想ができる。上記の考察に引き続いて、弱解uがL^∞(0,T

;L^n(Ω))に属し、かつ時刻t_075(0,T)において左極限limsup_<t→t>*_<-0>||u(t)||_nと値||u(t_*)||_nの差が小さいならば、t_0の近傍でu(t)は滑らかであることを証明した。Navier-Stokes方程式は半線形放物型方程式と異なり、解の局所的性質を考察することが困難である。実際、速度場uに加えて、圧力pは例えば全空間R^nの場合、u【cross product】uの特異積分作用素で書ける。従って、弱解の正則性は領域全体に渡る大域的な問題である。本研究においては、Bogovskiによる発散方程式の公式を応用することにより、局所的な問題である弱解の“除去可能特異点"の特徴付けを行った。Navier-Stokes方程式の外部問題は、単に取り扱いが複雑であるというとには留まらず、解の無限遠方での漸近挙動の与え方により、方程式の適切性が内部問題あるいは全領域とは著しく異なるので大変興味深い結果がえられる。「境界で静止しかつ無限遠方で一定の速度で動くようなStokes方程式の解は存在しない」という有名なStokesのパラドックスはその典型である。同氏はこのパラドックスがStokes作用素A_rを一階の偏導関数がr-乗可積分(∇u∈L_r)であるhomogeneous Sobolev空間において考察し、その核(null space)が自明なものに限るか?という問題と同値であることを示し、2次元だけではなく高次元においても同様なパラドックスが成り立つことを証明した。この研究はNavier-Stokes方程式の外部問題を線形Stokes方程式の摂動として捉えることの限界を示している。実際、A_rが全単射(bijective)である必要十分条件は3次元外部領域の場合、3/2<r<3であることは特異な現象を生じることを明らかにした。より詳しくは次ぎの結果を示した。∇u∈L^<3/2>なる解が存在するための必要十分条件は、領域Ωの境界Γによるnet forceがゼロ:である。ここにT(u,p)はStress tensor、div Fは外力、νはΓ上の単位外向き法線ベクトルを表す。非圧縮性理想流体の運動を支配するEuler方程式に関しては,初期条件がSobelev空間W^<s,p>(R^n),s>n/p+1に属するとき,古典解の時間局所存在が示されている.その古典解が実際は大域的に延長可能なのか,あるいは有限時刻でその滑らかを失うのかはn【greater than or equal】3に関しては未解決問題である.Beale-Kato-Majda(BKM),Kato-Ponce(KP)は解uの過度ω≡rot uに着目し,時刻t=Tでu(t)がW^<s,p>(R^n)に属する解として延長不能ならば,∫^T_0‖ω(t)‖_<L^∞>dt=∞であることを示した.本年度の分担者の研究においては,彼らの爆発の基準(blow-up criterion)が,実際にはL^∞より広い空間であるBMOで成立することを証明した.キーになる議論は,仮定∫^T_0‖ω(t)‖_<BMO>dt<∞なるもとで,解u(t)のL^∞(0,T;W^<s,p>(R^n))におけるアプリオリ評価を得ることである.BKM,KPらは,ソレノイダルベクトル場uにおける勾配∇uのL^∞-評価を過度ωのL^∞-ノルムとu自身の対数型W^<s,p>-ノルムで確立し,プリオリ評価を示した.ここに,s>n/p+1.本研究では,関数f自身に対して彼らの対数型不等式をBMO-空間へと一般化した:更に上記の不等式は,BMO-空間から斉次Besov空間B^0_<∞,∞>へと拡張可能である.【numerical formula】のときが得られている.
石英の種々の物理特性を指標とした日本へ降下する風送ダストの大陸起源変動の解明

日本を含む東アジア地域の気候は、アジアモンスーンによってもたらされる夏の降雨や冬の北西風、そして上空の偏西風に強く依存している。従って、東アジア地域の気候変動を知るためには、こうした大気循環の変動を調べることがきわめて重要である。本研究では、気象研究所の採取した過去30年間の日本列島各地の降下物試料から石英を抽出し、ESR(電子スピン共鳴)による6種類の格子欠陥の量の測定、X線回折測定による結晶化度の測定、TL(熱ルミネッセンス)、OSL(光刺激ルミネッセンス)、CL(カソードルミネッセンス)による各特性の測定を行い、風送塵の起源地の同定とその変動を解明することを目的とする。秋田で1966年から1980年にかけて採取された降下物を測定した。16μm以下のフラクションについて酸素空孔と結晶化度を測定したところ、酸素空孔量についてはタクラマカン砂漠の値に近い高い値から、年を追うごとに低下していくことがわかった。結晶化度については大きな変化はなかった。また、3月と6月とを比べると、1970年までは6月の方が酸素空孔量の値が高かったが、1970年以後は、3月の方が値が高くなった。値が下がってきているのは、風送塵の起源地が酸素空孔量が高いところから低いところへ変化してきているか、または、酸素空孔の低い起源のものの混入が大きくなっているかのどちらかである。また、風送塵の季節毎の発生様式が最近になって変化したことを示唆している。東アジア地域の気候変動を知るためには、こうした大気循環の変動を調べることがきわめて重要である。本研究では、気象研究所の採取した過去30年間の日本列島各地の降下物試料から石英を抽出し、ESR(電子スピン共鳴)による格子欠陥の量の測定、X線回折測定による結晶化度の測定、TL(熱ルミネッセンス)、OSL(光刺激ルミネッセンス)、CL(カソードルミネッセンス)による各特性の測定を行う。風送塵の起源地である中国各地の砂漠試料について同様の測定を行い、これらの複数の指標による多次元的な解析により、日本列島に飛来する風送塵の起源を特定する。中国の砂漠の試料の提供を受け、風送塵として飛来する粒径である16μm以下のフラクションから石英を抽出した。細かい粒子で扱いが困難であったが、抽出方法を確立した。ESRを測定したところ、チタン、ゲルマニウムに関連した信号が観測されなかった。アルミニウムに関連した信号は、これまでに指標として使われている酸素空孔と相関があった。OSLについては信号が観測されなかった。TLについては検討中、CLについては砂漠ごとの差異について解析中である。一方、気象研究所提供の日本列島各地の降下物については、妨害となる人為粒子の除去方法についてめどがついた。福岡と秋田の気象台で採取した1969年と1971年の降下物についてESR測定を行ったところ、細粒のフラクションでいずれも酸素空孔量が高く、最大の値がタクラマカン砂漠の細粒堆積物の値に近いことがわかった。また1969年の方が高く、また月による変動が観測された。一方、粒度分布を調べたところ、少なくとも2つの分布があることがわかった。粗粒が現地性、細粒が風送塵起源と考えられるが、この分布には採取地による特徴はあるものの、年変動、月変動が見られなかった。すなわち、細粒の風送塵起源と考えられるフラクションに酸素空孔量の変動がみられることがわかった。このことは、風送塵として飛来した時点ですでに酸素空孔量に変動があることを示している。すなわち、中国内に酸素空孔量が異なる起源地が2つ以上あり、その混合の割合が変動していることを示していることになる。アルミニウムに関連した不純物中心を含めて解析を行っているが、現在のところ中国内の起源地をはっきり同定できる精度で議論はできていない。

秋田で1966年から1980年にかけて採取された降下物を測定した。16μm以下のフラクションについて酸素空孔と結晶化度を測定したところ、酸素空孔量についてはタクラマカン砂漠の値に近い高い値から、年を追うごとに低下していくことがわかった。結晶化度については大きな変化はなかった。また、3月と6月とを比べると、1970年までは6月の方が酸素空孔量の値が高かったが、1970年以後は、3月の方が値が高くなった。値が下がってきているのは、風送塵の起源地が酸素空孔量が高いところから低いところへ変化してきているか、または、酸素空孔の低い起源のものの混入が大きくなっているかのどちらかである。また、風送塵の季節毎の発生様式が最近になって変化したことを示唆している。
ゼオライト配向膜の作製と機能性分子インターカレート配向膜の物性評価

ゼオライトの細孔が表から裏まで貫通した形態の単粒子層配向ゼオライト膜を作製すること,ゼオライト粉末を用いて、その細孔内への機能性有機分子のインターカレーションについて検討すること,ゼオライト単粒子層配向膜に機能性分子をインターカレートして、その物性を評価することが、当該研究の目的である。今年度は最初の2つの項目について検討した。まず、二次成長法によるMFI型ゼオライト膜の作製を検討した。最大表面にゼオライト細孔が垂直となる形態の粒子を調製し、その粒子をガラス基板上に塗布した。このとき、粒子の最大表面が基板表面と接するように吸着すれば、基板表面に対してゼオライト細孔が垂直になる。このような配向塗布に適した粒子は、アミンを塩基として用いて調製したケイ酸水溶液を、水熱処理することにより得られた。これは、アミンとケイ酸の酸塩基反応により、ケイ酸イオンの過飽和度を制御することで、適切な結晶核生成と粒子成長の条件が得られたと考えられる。この粒子の水懸濁液をディップコーティング法によりガラス基板上に塗布した結果、緻密で配向した単粒子層として塗布できた。塗布した粒子の二次成長による膜化については現在検討中である。次に、MHI型ゼオライトの粉末を用いて、その細孔内へのパラニトロアニリン(以下、p-NAと略す)の吸着についで検討した。これは、ゼオライトとp-NAの混合粉末を減圧下で加熱することにより行った。その結果、p-NA分子は、ゼオライト粒子表面より細孔内に優先的に吸着することが分かった。また、MFI型ゼオライトはストレート細孔とジグザグ細孔の2種類の細孔をもっが、それらの細孔の交差する部分にのみ、p-NAが吸着することが分かった。ここで得られた知見より、ゼオライト単粒子層配向膜のゼオライト細孔内にp-NAをすると、優れた非線形光学特性が得られることが予想された。
大学生の心の健康の保持増進に対するICT支援型ACTプログラムの開発

本研究では,精神的健康の保持増進に資するために,インターネットを介したアクセプタンス&コミットメント・セラピー(ACT)の介入プログラムを開発することを目的とする。特色は,情報通信技術(ICT)を心理的支援に導入し,日常生活下でのリアルタイム介入を可能にすることで,支援の個人への最適化を試みる点にある。本研究は,抑うつもしくは高不安傾向の大学生を対象とする。ICT支援型のACTの実行可能性の検証,プログラムの有効性の検証,手続きの精緻化,対面式とICT支援型ACTの効果の差異の検証,という手続きで進める。なお,プログラムの効果だけでなく,負担感や取組みやすさなどの社会的妥当性の評価も実施する。
小児がんにおける抗PD1抗体の臨床応用に向けた腫瘍免疫メカニズムの解明

小児がんの生存率は概ね改善したものの、高リスクの小児がんは依然として予後不良である。予後の改善のために革新的な治療法の導入が必要である。免疫療法は既存の治療とは作用機序の異なる治療であり、近年、治療抵抗性の成人がんに対して抗腫瘍効果が証明され、本邦でも免疫逃避を抑制し腫瘍免疫を活性化させる抗PD-1抗体であるニボルマブが薬事承認を得るに至った。一方、小児がんにおいては、免疫療法の基礎検討は未だ少ない。我々は、本課題において、横紋筋肉腫を中心に、小児がんにおけるPD-L1を介した腫瘍免疫の免疫逃避の証明を行い、これらの基礎検討を基盤に抗PD-1抗体を小児がんにおいて臨床応用することを最終目標としている。今年度は、PD-L1以外の腫瘍免疫逃避に関わる遺伝子について検討を行った。PAX3-FOXO1陽性横紋筋肉腫細胞株3細胞株(Rh30、Rh28、Rh41)を用いて、PAX3-FOXO1ノックダウン後に、免疫チェックポイント分子の発現をリアルタイムPCR法、フローサイトメトリー法で検討した。腫瘍表面に発現し、腫瘍免疫逃避に関わる免疫チェックポイント分子として、PD-L2、CD155、Galectin-9、HVEM、B7-H3、B7-H4、ICOSL、CD80、CD86の発現を検討した。3細胞株に共通して発現の低下する免疫チェックポイント分子として、B7-H3があることが分かった。B7-H3の発現はリアルタイムPCR法でもフローサイトメトリー法でも低下していることが分かり、mRNAレベル、蛋白レベルで発現が低下していることが分かった。B7-H3は腫瘍免疫逃避に関与することが示唆されており、その機能解析により新たな知見が得られることが示唆された。本研究課題では、まずPD-L1発現の高い横紋筋肉腫細胞株を実験にて用いるため、4つのPAX3-FOXO1陽性横紋筋肉腫細胞株(Rh4細胞株、Rh30細胞株、Rh41細胞株、RM2細胞株)のPD-L1発現レベルを定量的リアルタイムPCR法にて定量した。これらの内、Rh30細胞株とRM2細胞株においてPD-L1の高発現を認めた。次に、IFN-γを添加した際の両細胞株のPD-L1発現を定量的リアルタイムPCR法、フローサイトメトリー法により定量を行った。両細胞株において、腫瘍細胞表面PD-L1発現が誘導された。Rh30細胞株とRM2細胞株におけるPAX3-FOXO1ノックダウンは、IFN-γによる腫瘍細胞表面PD-L1の発現誘導を低下させた。以上より、PAX3-FOXO1は、IFN-γによるPD-L1発現誘導を亢進させていることが推測された。PD-L1を介した免疫逃避を抑制し、抗腫瘍免疫を高めるPD-1経路阻害薬は、PAX3-FOXO1陽性横紋筋肉腫において、予後の改善をもたらす新規治療法となり得ると考えられる。今年度は、PAX3-FOXO1とPD-L1発現の関連の検討について検討を行った。PAX3-FOXO1ノックダウンによるCD8陽性T細胞の分裂能の亢進、抗腫瘍効果について、十分な検討が行えておらず、やや遅れているとした。今年度は、昨年度に証明したPAX3-FOXO1ノックダウンに伴うPD-L1遺伝子の発現誘導の低下に関与するシグナル経路の解析を行った。3細胞株(Rh3細胞株、Rh30細胞株、RM2細胞株)において、PAX3-FOXO1ノックダウンはERK1/2のリン酸化を阻害した。これらの細胞株ではMEK阻害剤であるU0126は、IFN-γによるPD-L1の発現誘導を阻害した。以上より、これらの細胞株では、PAX3-FOXO1はMAPK経路を介してPD-L1の発現を誘導していることが分かった。また、1細胞株(Rh28細胞株)において、PAX3-FOXO1ノックダウンはSTAT3のリン酸化を阻害した。

これらの細胞株ではJAK阻害剤であるRuxolitinibは、IFN-γによるPD-L1の発現誘導を阻害した。以上より、Rh28細胞株では、PAX3-FOXO1はJAK/STAT経路を介してPD-L1の発現を誘導していることが分かった。これらの阻害剤は、PAX3-FOXO1陽性横紋筋肉腫において、腫瘍免疫を促進する可能性が示唆された。PAX3-FOXO1遺伝子が横紋筋肉腫の腫瘍免疫逃避にどのように関わるかについて知見が集積されており、おおむね順調に進展している、とした。小児がんの生存率は概ね改善したものの、高リスクの小児がんは依然として予後不良である。予後の改善のために革新的な治療法の導入が必要である。免疫療法は既存の治療とは作用機序の異なる治療であり、近年、治療抵抗性の成人がんに対して抗腫瘍効果が証明され、本邦でも免疫逃避を抑制し腫瘍免疫を活性化させる抗PD-1抗体であるニボルマブが薬事承認を得るに至った。一方、小児がんにおいては、免疫療法の基礎検討は未だ少ない。我々は、本課題において、横紋筋肉腫を中心に、小児がんにおけるPD-L1を介した腫瘍免疫の免疫逃避の証明を行い、これらの基礎検討を基盤に抗PD-1抗体を小児がんにおいて臨床応用することを最終目標としている。今年度は、PD-L1以外の腫瘍免疫逃避に関わる遺伝子について検討を行った。PAX3-FOXO1陽性横紋筋肉腫細胞株3細胞株(Rh30、Rh28、Rh41)を用いて、PAX3-FOXO1ノックダウン後に、免疫チェックポイント分子の発現をリアルタイムPCR法、フローサイトメトリー法で検討した。腫瘍表面に発現し、腫瘍免疫逃避に関わる免疫チェックポイント分子として、PD-L2、CD155、Galectin-9、HVEM、B7-H3、B7-H4、ICOSL、CD80、CD86の発現を検討した。3細胞株に共通して発現の低下する免疫チェックポイント分子として、B7-H3があることが分かった。B7-H3の発現はリアルタイムPCR法でもフローサイトメトリー法でも低下していることが分かり、mRNAレベル、蛋白レベルで発現が低下していることが分かった。B7-H3は腫瘍免疫逃避に関与することが示唆されており、その機能解析により新たな知見が得られることが示唆された。来年度は、PAX3-FOXO1の関係するIFN-γによるPD-L1発現誘導亢進が、どのような経路を介して起こっているかについての検討を加えたい。また、今年度行えていないPAX3-FOXO1ノックダウンによるCD8陽性T細胞の分裂能の亢進、抗腫瘍効果についても検討を加えたい。PAX3-FOXO1が腫瘍免疫逃避に及ぼす影響を、さらに多角的に検討するために、PAX3-FOXO1遺伝子のノックダウンにより、発現が変化する遺伝子から腫瘍免疫に関わる遺伝子の機能解析を予定する。また、制御性T細胞の分化にPAX3-FOXO1が関与するかについても検討を追加する。
分子マーカーによる動物プランクトン初期幼生の判別・自動計測と生態学的研究への応用

本研究は種特異的な分子プローブを作成し、今まで形態学的には同定できなかった幼生期プランクトンを同定し、フローサイトメータを用いて、自動計測することを目的に研究を行った。自動計測は手法上の問題で実用化しなかったが、幼生期の同定はリアルタイムPCRを用いて実用化し、親潮域で優占する近縁3種カイアシ類の初期生活史(ノープリウス幼生期)を解明し、特に1種では、ノープリウス期に休眠期があることを初めて明らかにした。研究の計画の構造としては1)リアルタイムPCRによるカイアシ類幼生個体ごとの同定法の確立とそれを用いたN. plumchrus, N.flemingeriの初期生活史解明、および2)分子プローブによる種特異的染色とFlowCam(大型粒子フローサイトメータ)により自動計測法の確立、からなる。プローブの開発は研究分担者の町田龍二が萌芽研究で申請中の課題(分子プローブによるカイアシ類種査定技術の確立)で開発される予定である。申請する本課題で開発の手法はすべての海域で応用が可能であるが、本研究課題では、親潮域の優占カイアシ類N. plumchrus, N.flemingeriを対象とし、採集は、北海道区水産研究所と東北区水産研究所が共同で行っている厚岸沖観測線(A-line)で行うことを予定している。航海の便宜をはかって頂く小埜恒夫、齊藤宏明室長は連携研究者として本研究に参画頂く了承を得ている。A-line観測は年5-6回の観測頻度で1990年から維持されており、初期生活史を除く生活史もよく把握されている本研究は種特異的な分子プローブを作成し、今まで形態学的には同定できなかった幼生期プランクトンを同定し、フローサイトメータを用いて、自動計測することを目的に研究を行った。本年度は、白鳳丸航海KH-08-2次航海に乗船し、Neoeaianus属カイアシ類3種を北太平洋より採集し、エタノール標本として、プローブ分析の基礎資料とした。実験室においては、リアルタイルPCRの購入とそれに伴う立ち上げを行うとともに、Neocalanus plumchrusを対象に、種特異的にハイブリダイゼーションするプライマーとプローブを設計し、実際にサンプルで実験を試みた。設計したプローブとプライマーのセットでは、Neocalanus plumchrusの遺伝子が増幅されたが、近縁種N. flemingeriを対象としても、PCRのサイクル数を多くすると対象遺伝子が増幅されることが明らかとなった。今後、N.flemingeri特異のプローブとプライマーも作成し、卵・幼生といった未知の試料を解析する時は、両種のプローブとプライマーを適用、解析をすることが必要であることが明らかとなった。現在、このN.flemingeri用プライマー・プローブの設計に取り組んでいる。既存試料の解析においては、親潮域における本属の鉛直分布構造を季節ごとに明らかにし、対象とする季節と採集深度を確定した。さらに、N.flemingeriには、大型・小型の2形が出現することが知られているが、この2形が種レベルよりは変異が小さいが遺伝的に異なる集団であることが、ミトコンドリアCOIと12S遺伝子配列の解析によって明らかとなった。この大型・小型の遺伝距離はミトコンドリアCOI,12S遺伝子でそれぞれ、0.036、0.006(p)と近縁種間の遺伝距離と比較すると小さく(例えばN.plumchrusとN. cristatusの遺伝距離(p)はそれぞれ、0.162、0.076)、比較的近年に出現した集団であることが推察された。水産総合研究センター調査船、北光丸、若鷹丸による10,1,3月の航海で親潮域より、鉛直区分採集を行い、試料を得た。プライマーと加水分解プローブのセット、Nep1、Nef1の相同性検索の結果、相同配列を有する、その他のカイアシ類は存在しなかった。採集サンプルから、Neocalanus属3種とその他のカイアシ類5種の成体雌を各5個体得た。これらの個体から抽出した計40個体のDNA試料を使用し、Nep1とNef1でReal time PCRを行った。その結果、Nep1でN.piumchrus 5個体全て、Nef1でN.flemingeri 5個体全ての増幅曲線が最も早く立ち上がった。Nep1とNef1の両方で、目的種以外の他のカイアシ類でもサイクル数を増やすと、増幅曲線が形成される事が分かった。また、DNA抽出の際、全てのサンプルから同じDNA量を抽出する事が出来なかった為、目的種の個体間で増幅曲線の立ち上がりサイクル数のばらつきが生じた。しかし、目的種と非目的種では増幅曲線が立ち上がるまでに大きな差があり、実験から得られたグラフから目的種を判別する事が可能である。また、ノープリウス幼生で解析を行う際に、試料を成長段階ごとに分類し、体長が同じ個体群で解析を行う事により、ある程度抽出するDNA量を統一し、目的種の増幅曲線の立ち上がりサイクルのばらつきを抑え、正確に目的種を判別できると考えられる。Real time PCRでは、最大384試料の同時解析が可能であり、一度に多量の試料の解析が出来る。

Real time PCRによる正確な同定分類方法の確立は、動物プランクトンの初期生活史の研究の進展と、大幅な簡便化に繋がると考えられる。今後は、4,5,6月航海で、試料を採集するとともに、初期生活史の解明を目指す。昨年度までに開発したReal time PCRに用いるNeocalanus plumchrus, N.flemingeriを目標としたプローブ・プライマーセットを用いて、カイアシ類ノープリウス幼生を同定し、その精度の検証を行った。両セットを用いて同定されたカイアシ類を各種100個体以上、および、その他のカイアシ類と同定されたカイアシ類100個体以上のDNA抽出試料をPCR増幅しmDNA COI領域を配列を読み同定を検証した。その結果、N.plumcrusに関してはほぼ100%、N.flemingeriに関しては90%程度の同定率であり、生態学的な応用には十分耐えうる精度を示すことが出来た。その他のカイアシ類と同定されたノープリウス幼生の多くはMeteridia pacificaと同定され、その分布は200m以深にもおよび、本種は表層産卵・成長と考えられていたが、新しい示唆が得られた。確立した方法で、Neocalanus属2種のノープリウス幼生期の初期生活史を解析し始め、現在、秋から春にかけての試料分析が終了している。その結果、N.flemingeriは秋からすべの成長段階のノープリスス幼生が観察され、季節とともに後期幼生が増加し、従来推測されていた、産卵・成長パターンと一致した。これに対してN.plumchrusでは、1月までは後期幼生が出現せず、ノープリウスIII期幼生が季節とともに増加し、3月に少数の後期幼生が観察された。すなわち、N.plumchrusはノープリウスIII期幼生で、成長を停滞(休眠)させ、あるトリガーで時間的に同期し成長を再開させることが強く示唆された。カイアシ類においてはノープリウス幼生期での休眠は報告がなく、非常に大きな発見であることが示唆される。昨年までに開発したReal time PCRに用いるNeocalanus plumchrus, N.flemingeriを目標としたプローブ・プライマーセットを用いることによって、今まで形態分類では種判別ができなかったが、群集から2種を判別することを可能にした。しかし、学会発表等で、種判別の基準が、抽出したDNA量依存であるとの指摘を受け、その対策を検討した。解決策としては、DNAを抽出した溶液のDNA濃度を測定し、リアルタイムPCRにおけるCt値との関係式を得て、関係式からの偏差を基準として種判別する方法を開発した。この手法によって、より正確な種判別が可能となった。新しい手法で種判別を行った結果は昨年得たものと同様であり、N.plumchrusでは、1月までは後期幼生が出現せず、ノープリウスIII期幼生が季節とともに増加し、3月に少数の後期幼生が観察された。すなわち、N.plumchrusはノープリウスIII期幼生で、成長を停滞(休眠)させ、あるトリガーで時間的に同期し成長を再開させることが明らかとなった。さらに今年度は、ノープリウス幼生だけでなく、雌成体の分析も行った結果、N.plumchrusは10月には1000m以深の深層で産卵し、ノープリウス幼生もこの深度に分布するが、季節の冬から春にかけては親の分布深度が200-500m程度に浅くなることが明らかとなった。
クロマグロ仔稚魚の滞在深度と逃避反応行動に関する研究

孵化直後は遊泳能力が未発達であるが,体比重は海水よりも大きい。この魚がどのように遊泳能力を発達させ,滞在深度や遊泳方向を調節するか,どのように逃避行動を発達させるのかを行動観察実験から明らかにした。本種仔魚は体比重が増加する孵化後3日以降に遊泳能力を発達させ,水平方向に遊泳することで滞在深度を調節した。また,稚魚期への変態期である孵化後約20日で,旋回能力が大きく向上した。本研究課題は,行動情報に乏しい太平洋クロマグロ仔稚魚を対象に,遊泳力や,滞在深度を調節しようとする行動,および構造物に対する反応行動の発達過程を個体発生に従って明らかにする。クロマグロ仔魚については,これまでの研究で成長に伴って体密度が増加すること,鰾が孵化後3日前後で発生すること,鰾は夜間に膨張し日中は収縮していることなどが明らかにされたが,これらの個体発生のイベントが行動にどう影響するのかは明らかではなかった。平成24年度の研究は,高精度な三次元行動観察システムで仔魚の行動を個体識別しながら観察し,外部形態の計測も行うことにより,成長や外部形態の発達,光環境が仔魚の行動に与える影響を定量評価することを可能にした。結果から1仔魚が孵化後3日から明環境下では積極的に遊泳するが,暗環境下では明環境下よりも遅く泳ぐこと,2夜間の体密度は鰾の膨張によって減少するものの,海水よりは大きく,仔魚はわずかでも遊泳することで自重を支持する必要があること,33日齢を過ぎても鰾が発生しない個体は水槽底部に沈降しやすいこと,4鰾の発生個体と未発生個体で,魚体の浮心と重心の位置関係が異なることが沈降しやすい原因である可能性があること,が示された。本課題全体で得られた成果は以下のようにまとめられる。仔魚から稚魚期にかけてのクロマグロの行動の発達過程をビデオ観察・解析し,魚体の外部形態的特徴と照らし合わせることで,仔稚魚期の遊泳開始のタイミング,遊泳力や旋回運動能力の発達過程,行動に与える光環境の影響,鰾の役割が明らかになった。また,得られた行動情報を元にした数理モデルによる解析によって,行動に与える構造物の影響の強さが成長段階ごとに明らかになった。これらの情報は,本種仔稚魚養成に有益であるほか,実海域で孵化した仔魚がどのように輸送されるのかを検討する上でも有益な情報となる。本研究は,行動情報に乏しい太平洋クロマグロ仔稚魚を対象に,行動の発達過程を個体発生に従って明らかにする。特に,鉛直的な移動・行動および,構造物に対する反応行動に着目し,本種仔稚魚の遊泳力の発達過程や,滞在深度を調節しようとする行動の個体発生,および漁具に対する反応行動を成長段階ごとに把握することを最終的なゴールとする。平成23年度の研究では,クロマグロ仔稚魚の水槽内での行動を,孵化後1日から40日まで成長を追って解析し,仔稚魚の遊泳力および鉛直行動の変化や,光環境が遊泳行動に与える影響を精査した。その結果,クロマグロ仔魚が孵化後3日から自発的な遊泳力を獲得し始め,10日後には鉛直的な位置を調節し始めることが明らかになった。また,仔魚の魚体密度や鰾の容積,魚体形状を測定し,成長を追ってその変化を調べた。その結果,3日齢に鰾が発生するが,魚体の成長に伴って体比重も増加する傾向が見られた。さらに,発生した鰾が夜間に膨張し,昼間に収縮することから,昼夜で体比重が異なることが示された。昼夜での遊泳行動に着目すると,遊泳力を獲得した3日齢以降でも,暗い環境では遅く泳ぎ,明るい環境では速い速度で泳ぐ傾向がみられた。これは孵化直後からの一貫した傾向として観察され,光環境が本種の行動に強く影響するものであることを示唆している。また,これらの行動観察の結果を,魚類の群行動を表現する数理モデルへのインプットデータとし,魚群を形成するために必要な要素(遊泳方向同調,遊泳速度維持,距離調節)の強さを推定した。上記を実施した平成23年度では,(1)成長による仔魚の行動の違いの把握,(2)形態的特徴の変化の把握,(3)光環境の影響の評価,(4)行動観察データをもとにした数理モデルによる解析方法の提案,の4つが主な成果となる。平成23年度は,クロマグロ仔魚の受精卵を充分な量得ることが出来なかったために,研究実施計画通りの行動観察実験は実施できなかった。しかし,バックアッププランに沿って実施された,既存の行動観察映像から仔魚の行動情報を抽出する方法によって,クロマグロ仔魚の行動の発達過程や光環境の影響を評価することが可能になった。

23年度に実施出来なかった行動観察の項目に関しても,予備実験については実施し,平成24年度に確実にデータを得ることが出来る体制が整えられている。また,仔稚魚の外部形態測定は計画通りに実施され,特に仔稚魚の外部形態と,その行動を対比させた結果からは,外部形態もクロマグロ魚群の行動に影響を与えていることが明確に示された。この結果は,査読付き学術誌へ投稿し受理されている。魚の行動情報を用いた数理モデルの構築とそれによる行動決定因子の推定については,研究実施計画通りに,モデルの構築までは達成されており,予備的な解析もされている。上述の通り,平成23年度の実施項目によって,クロマグロ仔稚魚の行動の発達過程,および行動に与える光環境の影響の強さについては既に結果が得られている。また,逃避反応行動を把握するために必要な行動観察実験や,数理モデルを用いた行動解析についても,平成23年度の成果をもとに平成24年度には達成される見込みが高い。さらに得られた成果については,査読付き学術誌,関係学会などで既に発表されている。以上のことから,達成度の区分は(2)おおむね順調に進展しているとした。当初の研究実施計画では,平成23年度にはクロマグロ仔魚を用いた行動観察実験が実施される予定であったが,受精卵が充分に得られなかったことから,平成24年度に持越しとした。よって持ち越された実験の実施,およびその解析は24年度に行なわれる。それによって,クロマグロ仔稚魚の鉛直的な移動・行動および,構造物に対する反応行動が,成長に従ってどのように変化するのかを明らかにする。また,平成23年度に構築した数理モデルを用いて,仔稚魚の行動が,その魚の体比重,遊泳力,魚群内の他個体,および構造物にどのような影響を受けるのかを定量的に評価する。これらの結果を統合して解析し,クロマグロが個体発生の過程で"いつから","どのような機序で"自発的な遊泳および鉛直的な位置の調節が達成されるのかを明らかにする。さらに構造物に対する反応行動の強さを推定した結果から,逃避反応行動の成長変化を推定する。上記の推進方策は,当初の交付申請書に記載されていた計画に対して,平成23年度分の行動観察実験および解析が増えている。しかし,23年度に付加的に得られた解析方法の改善などによって,上記計画を達成することは可能になったと考える。平成23年度の研究実施計画にあった,クロマグロ仔魚を対象にした行動観察実験は受精卵確保の問題があり,24年度に持越しとなった。そのため,平成23年度に使用される予定であったうちの比較的高額な経費(526,250円)が,平成24年度に使用される。このうちの大部分は,行動観察実験が実施される際の旅費(静岡市鹿児島県加計呂麻島:30泊程度)および実験器具等の消耗品として使用される。また,平成24年度に取得された行動観察実験データは,フルハイビジョン画質のステレオカメラから得られる動画データであり,大容量のデータ保存機器と,それの解析に耐えうるコンピュータ環境が必要になる。そのための,大容量HD,動画処理ソフトウェア,高解像度モニタおよび高クロック数のグラフィックボードが計上される。また,行動観察実験に供した個体の組織観察のための薬品類,にも使用される。また,平成24年度は当該研究の取り纏め年度であるため,国内学会,国際学会での成果の公表および,英語での査読付き学術誌への投稿のための予算も計上されている。
振動エネルギー援用マイクロ塑性加工における素材変形促進機構とモデル化

本研究では、超音波振動が素材変形に及ぼす影響に関するメカニズムおよびそのスケール効果の解明及び素材変形に関する理論モデル(塑性変形構成式)の提案を目的とする。変形抵抗や結晶構造が異なる被加工素材に対して、超音波振動エネルギーと素材の変形促進因子である転位移動エネルギーとの相関に着目し、超音波振動による塑性変形時の素材転位密度の変化を実験的に評価し、素材変形抵抗の変化との関係から素材変形促進効果を定量化する。さらに素材の結晶構造、転位ポテンシャルエネルギー、転位密度などのパラメータ及びスケール効果を考慮した素材変形理論モデルを構築し、プロセスシミュレーションによって、その妥当性を評価する。
胆道癌化学発癌機構の研究

胆道癌のハイリスクグル-プとして、胆石症、膵管胆管合流異常、胆道寄生虫症などがよく知られているが、その発癌機序は不明である。胆道系は肝臓で代謝された化学物質の排泄経路であり、化学発癌物質が摂取された場合、肝臓で活性化される可能性が高く、胆道粘膜は最初にその危険に晒される細胞である。しかし、一般には胆道癌の頻度は懸念される程には高くなく、その理由として、健常時には胆道での通過時間が速く、DNA損傷を惹起するに至らないことが推測される。ここで前述のハイリスクグル-プでは、その存在により胆汁のうっ滞がみられるため化学物質に暴露される時間は長くなり、一方胆汁うっ滞は胆道粘膜上皮細胞の変性、再生を引き起こし、細胞回転を増すことが予想される。我々は細胞回転の亢進自体もDNA損傷を増大させると考えており、この2点がハイリスクの原因であろうと仮説した。今回の検討で、細胞回転調節因子の検索は終了していないが、胆道粘膜上皮細胞に対し、EGFとリトコ-ル酸は細胞回転を有意に増大させることが証明され、これを用いて細胞回転を速くした状態で化学発癌物質を作用させると、明らかにDNA損傷(nick)も増加することを見出した。即ち、炎症によって胆道粘膜の細胞回転が亢進した状態で化学発癌物質が摂取ないしは生成され、胆汁うっ滞によって長時間作用すれば、その粘膜上皮細胞のDNAは通常に比し明らかに強く傷害され、発癌の危険性が増大すると考えられる。さらに女性ホルモンやコレステロ-ルが胆嚢粘膜上皮細胞の細胞回転を増大すれば、胆嚢癌における性差の理由やコレステロ-ル結石の関与も同様の機序で説明できる可能性があるが、現時点ではまだ明確な結果を得ていない。胆道癌は結石や胆汁うっ滞、活性化膵酵素などによる慢性炎症が何等かの関与をしていることが推測されているものの、詳細は不明である。発癌過程の第一歩として、発癌物質の活性化及びこれによる標的細胞DNAの損傷があるが、出願者は慢性炎症による上皮細胞の変性及び再生はこのDNA損傷感受性を増大させると推測しており、細胞回転を増加させるといわれる、ホルモン、コレステロ-ル、胆汁酸などの、DNA損傷性に及ぼす影響を検討している。本年度は出願者が佐賀医大に転任したため、培養環境の設立を必要とし、当初の計画の大幅な変更と遅延を余儀なくされた。これまで使用してきたウシ胆嚢、胆管が利用できなくなり、材料をヒト胆石症胆嚢とウサギ胆嚢に変更し、まずこれらの単離及び培養条件の設定を行った。ヒト胆嚢は胆石症のため、炎症の軽度な胆嚢は少なく、スサギ胆嚢は小さいため、細胞収量が少ないといった不利な状況となった。しかし、コラ-ゲンマトリックス内に立体培養を試みたところ、ヒト胆嚢でも、ウサギ胆嚢と同様に、培養当初の細胞塊が一週間後にはさらに大きな球状となり、嚢胞を形成することが明らかとなった。コラ-ゲンマトリックスの層が薄すぎたため、二週間後にはマトリックスが剥離し始め、培養は維持されたものの増大は停止した。また、これらの細胞では、これまで用いてきたアルカリ及び中性溶出法によるDNA損傷の検出が困難ななめ、ニックトランスレ-ション法によるDNA一本鎖切断検出を行うこととし、材料の準備が容易なラット肝実質細胞培養を用いてこの導入を検討した。

当初、コントロ-ル細胞群のニック(バックグラウンドを含む)が高く、発癌物質によるニックとの有意差を得にくい状況であったが、操作に用いるピペット等に付着する自然界のDNAaseを極力除去する努力をすることにより、肝細胞培養でのin situニックトランスレ-ションの条件設定に成功した段階にある。胆道癌の発生には結石や胆汁うっ滞、膵液の逆流による活性化膵酵素などに起因する慢性炎症が何等かの関与をしていることが推測されているものの、詳細は不明である。発癌過程の第一歩として、発癌物質の活性化及びこれによる標的細胞DNAの損傷があるが、出願者は慢性炎症による上皮細胞の変性及び再生はこのDNA損傷感受性を増大させると推測している。細胞回転とDNA損傷感受性との関係を明らかにするために、前者に影響すると推測している、ホルモン、コレステロ-ル、胆汁酸などの、DNA損傷性に及ぼす影響を検討することを目的とした。ウサギ胆嚢を用いて、コラ-ゲンマトリックス内にその粘膜上皮細胞を、嚢胞として立体培養し、マイクロインジェクション装置により嚢胞(モデル胆嚢)内にEGF、エストラディオ-ル、コレステロ-ルを各々注入し、BrDUモノクロ-ナル抗体を用いて、細胞回転に与える影響をみた。その結果、EGF、エストラディオ-ルは胆嚢粘膜上皮細胞の細胞回転を濃度依存性に増加させることが判明した。一方、立体培養した胆嚢粘膜上皮細胞のDNA傷害性を検出するためには、これまで用いてきたアルカリ溶出法によるDNA損傷の検出が不可能なため、ニックトランスレ-ション法によるDNA一本鎖切断検出を行うこととし、材料の準備が容易なラット肝実質細胞培養を用いてこの導入を検討した。この過程で肝実質細胞/ニックトランスレ-ション法は、これまでのどのDNA傷害検出法より鋭敏で簡便であることがわかり、各種発癌物質を用いて検討し報告している。現在、ニックトランスレ-ション法は立体培養胆嚢粘膜上皮細胞に応用可能であることを確認し、本法を用いてdimethylnitrosamineのDNA鎖傷害に対するエストラディオ-ルの影響を検討中であるが、まだ結論を発表できる段階にない。
成人期発症脳白質疾患の遺伝学的病態解明研究

成人期発症脳白質疾患の新たな原因遺伝子の同定と疾患単位の確立、病態解明および治療法開発への応用を目的に計画した。GFAP遺伝子およびNOTCH3遺伝子検査の目的で当施設に依頼された検体のうち、1)両遺伝子検査とも陰性の症例で、家族内発症あるいは孤発性で家系内の複数の検体が得られている、2)画像検査にて共通する所見が認められる複数の孤発症例、の条件を満たす症例を抽出して以下の群でエキソーム解析を行った。1)頭部MRIにて小血管および白質病変を前側頭極に認める常染色体優性遺伝形式が想定されるA家系(発症者3名、未発症者2名)と類似の画像所見を認める60歳未満発症の家族歴を有する別家系24検体。A家系の発端者のみが保有する変異を抽出し、in-house data、Effect impact ≧low、MAF>0.01にて候補遺伝子を81個に絞り込んだ。さらに機能予測ソフトおよびOMIMを用いて候補遺伝子の絞り込みを進めている。3)1例においてラミニン関連遺伝子に病原性が想定されるホモ接合体変異を同定した。本遺伝子は皮質形成異常を伴う白質脳症で報告がみられるが、成人発症の大脳白質疾患の報告はなく新たな臨床表現型が推定される。引き続きトリオ解析ならびに機能解析を計画している。1)A家系に対して候補遺伝子を81個まで絞り込み、今後機能予測ソフトおよびOMIMを用いてさらに候補遺伝子の絞り込みを進めている。絞り込み後に機能解析を進める予定である。2)PAPT6症例は少なくとも既知の遺伝子変異を保有していなかった。さらに候補遺伝子アプローチおよび症例間で共通のまれな変異を想定した疾患関連遺伝子の検索を進めている。3)新たに同定したLaminin familyに関連する遺伝子の病原性が想定されるホモ接合体変異に対してトリオ解析ならびに機能解析を計画している。以上の点より疾患関連遺伝子を同定して機能解析までを予定していた当初の計画と比較すると進捗状況はやや遅れている。1)機能予測ソフトおよびOMIMを用いてさらに候補遺伝子の絞り込みを進めている。絞り込み後に機能解析を進める。2)候補遺伝子アプローチおよび症例間で共通のまれな変異を想定した疾患関連遺伝子の検索を進める3)トリオ解析にて病原性変異の確認を進める。GFAP遺伝子およびNOTCH3遺伝子検査の目的で当施設に依頼された約400検体のうち、1)両検査とも陰性の症例で、家族内発症例あるいは孤発例で家系内の複数の検体が得られている、あるいは2)画像検査にて共通する所見が認められる複数の孤発症例、の条件を満たす成人発症脳白質疾患を一次スクリーニングとして選出した。1)該当する100検体に対して臨床所見と画像所見を検討し、小血管および白質病変を側頭葉前部に認める症例25検体を抽出した。さらに家系内の非発症者で協力の得られた3名を加えた計28例に対してエキソーム解析を行うことにした。2)progressive ataxia withpalatal tremor (PAPT)の4症例に対して解析対象者に対してエキソーム解析を行った。得られたデータをBWAおよびBowtie2を用いてマッピング、続いてGATKを用いてバリアントを同定、SnpEffにてアノテーション付加を行った。疾患関連バリアント検索としてまず両側下オリーブ核肥大(HOD)をきたす疾患において報告されている遺伝子(POLG、TTC19、AIFM1、SURF1)および既知の通常変異による脊髄小脳変性症、t-RNA synthetase遺伝子、グリア関連遺伝子を検索したが有意な変異を認めなかった。さらに共通のホモ接合体変異を仮定して絞り込みを行ったが候補バリアントは得られなかった。引き続き、複合ヘテロ接合体および常染色体優性遺伝を仮定して検索を継続している。1)GFAPおよびNOTCH3両遺伝子検査が陰性で、家族内発症例あるいは孤発例で家系内の複数の検体が得られた患者のエキソーム解析を平成28年度中に計画していたが、対象症例および家系内の非発症者の選定および同意取得に時間を要した。2)PAPTについてはエキソーム解析を終了し、データ解析まで順調に進展したが候補遺伝子の同定に至っていない。以上の点より進捗状況としてはやや遅れていると判断する。GFAP遺伝子およびNOTCH3遺伝子検査の目的で当施設に依頼された約400検体のうち、1)両遺伝子検査とも陰性の症例で、家族内発症あるいは孤発性で家系内の複数の検体が得られている、2)画像検査にて共通する所見が認められる複数の孤発症例、の条件を満たす以下の成人発症脳白質疾患をそれぞれ抽出した。1)頭部MRIにて小血管および白質病変を前側頭極に認める常染色体優性遺伝形式が想定される1家系(発症者3名、未発症者2名)と画像上同様の病変を認める60歳未満発症で常染色体優性遺伝形式が想定される家族歴を有する発端者家系とは別家系の24検体を抽出してエキソーム解析を行った。得られたデータをBWAおよびBoetie2を用いてマッピング、続いてGATKを用いてバリアントを同定、SnpEffにてアノテーション付加を行った。発端者家系においてアミノ酸置換を伴うバリアントで公共データベースに登録のない、機能予測ソフトで病原性が示唆される候補遺伝子の同定を行ったうえで非血縁者群から同一のバリアントの同定を試みる。2)progressive ataxia withpalatal tremor (PAPT)に対してこれまでの4例に新たに同意を取得した2例を追加してエキソーム解析を行った。得られたデータの解析手順は1)と同様である。

疾患関連バリアント検索として両側下オリーブ核肥大(HOD)をきたす疾患において報告されている遺伝子(POLG, TTC19, AIFM1,SURF1)および既知の通常変異による脊髄小脳変性症、t-RNA synthetase遺伝子を昨年同様に除外した。本症候群はまれな症候群であるが孤発性疾患がほとんどであるため疾患に対する効果が中等度以上のrare variantsを仮定して疾患関連遺伝子の検索を行っている。1)発端者家系から罹患者3世代3名と非罹患者2名の検体を収集し、また同一病態と想定される発端者家系とは非血縁関係にある検体に対するエキソーム解析を実施した。今後候補バリアントの同定を進めていく予定である。2)PAPTの症例を2例追加してエキソーム解析を再度行った。既知の疾患関連遺伝子を除外したうえで候補遺伝子の同定を再施行している。以上の点より疾患関連遺伝子を同定して機能解析までを予定していた当初の計画と比較すると進捗状況はやや遅れている。成人期発症脳白質疾患の新たな原因遺伝子の同定と疾患単位の確立、病態解明および治療法開発への応用を目的に計画した。GFAP遺伝子およびNOTCH3遺伝子検査の目的で当施設に依頼された検体のうち、1)両遺伝子検査とも陰性の症例で、家族内発症あるいは孤発性で家系内の複数の検体が得られている、2)画像検査にて共通する所見が認められる複数の孤発症例、の条件を満たす症例を抽出して以下の群でエキソーム解析を行った。1)頭部MRIにて小血管および白質病変を前側頭極に認める常染色体優性遺伝形式が想定されるA家系(発症者3名、未発症者2名)と類似の画像所見を認める60歳未満発症の家族歴を有する別家系24検体。A家系の発端者のみが保有する変異を抽出し、in-house data、Effect impact ≧low、MAF>0.01にて候補遺伝子を81個に絞り込んだ。さらに機能予測ソフトおよびOMIMを用いて候補遺伝子の絞り込みを進めている。3)1例においてラミニン関連遺伝子に病原性が想定されるホモ接合体変異を同定した。本遺伝子は皮質形成異常を伴う白質脳症で報告がみられるが、成人発症の大脳白質疾患の報告はなく新たな臨床表現型が推定される。引き続きトリオ解析ならびに機能解析を計画している。1)A家系に対して候補遺伝子を81個まで絞り込み、今後機能予測ソフトおよびOMIMを用いてさらに候補遺伝子の絞り込みを進めている。絞り込み後に機能解析を進める予定である。2)PAPT6症例は少なくとも既知の遺伝子変異を保有していなかった。さらに候補遺伝子アプローチおよび症例間で共通のまれな変異を想定した疾患関連遺伝子の検索を進めている。3)新たに同定したLaminin familyに関連する遺伝子の病原性が想定されるホモ接合体変異に対してトリオ解析ならびに機能解析を計画している。1)エキソーム解析を進める。