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啓蒙期西欧における科学アカデミーと女性

啓蒙時代の科学アカデミーと女性という主題を考えるに当たっては、科学アカデミーへの女性たちの直接、間接両方の参加について考慮した。特に後者の視点を重視した。その理由は、間接参加を外したとたんに、その研究は従来の研究によくある「歴史における女性の不在」をなぞるだけに終わってしまうからである。したがってロシア科学アカデミーの院長となったダーシコワのような特例の扱いには、特に注意した。なぜなら、当時の多くのアカデミーが彼女を名誉会員に任命したその寛容さを、決して同胞の女性たちや、本当に科学研究をしていたデュ・シャトレのような女性たちに向けては示さなかったからである。こうした状況は、じつは現在でも存在するジェンダー・バイアスの例である。したがって、本研究の成果は、ひとり18世紀研究に貢献するものでなく、現在の女性と科学をめぐる諸状況に適応できる現代的成果をもつものである。本研究は、啓蒙時代のヨーロッパにおける学術研究及び啓蒙機関としてのアカデミーと女性との関係を、特にフランスの状況を中心にジェンダーと科学という視点から考察するものである。これらのアカデミーに関してはすでに欧米を中心に数々の研究がなされている。しかしそこにジェンダーの視点が持ち込まれることはまれであり、啓蒙時代の科学とジェンダー研究では、むしろサロン研究の方が盛んであった。本研究は、啓蒙時代のこの状況を踏まえた上で、ヨーロッパのアカデミーの科学に関する部門において、女性たちがどのような形でそれに関わっていたのかということを具体的に示す試みである。申請者は修士論文より一貫して啓蒙時代の科学とジェンダーとの関係を研究してきた。その中でアカデミーは欠かすことのできない重要な要素であるという認識を持っている。しかしアカデミーと女性との本格的研究はなされていない状況にある。そこの研究を行うことによって、啓蒙時代の科学とジェンダーの新たな局面を明らかにするものである。今年度は主に18世紀ヨーロッパのアカデミーに関する基礎資料のまとめと,ロシア帝国のペテルスブルグ、アカデミーにおけるダーシュコヴァ夫人の役割について調査した。そこで判明したのは,18世紀の前半にはヨーロッパでは少数だった科学アカデミーが,後半に地方アカデミーおよび新大陸のアカデミーを数えると驚くほどの多数にのぼり,雑誌などさまざまなコミュニケーション方法でおたがいの連絡を取り合っているということだった。しかし女性は正式にはほとんど参加しておらず,その足跡を追うの非常に困難であることも判明した。それがロシア科学アカデミー長官のダーシュコヴァ夫人であり,20世紀後半以降を除くとこ,歴史上惟一人の科学アカデミーの女性をつとめた人物である。この女性は他にも多くのアカデミーの名誉会員になっており,18世紀において特筆すべき存在であったことがわかった。次年度も引き続きこの女性の足跡を追うつもりである。具体的な成果としては,ボローニャ、アガデミー会員であったデュ・シャトレ夫人の最後の作品である『プリンキピア』仏訳・注釈執筆時におけるジェンダー問題の欧文論文を出版した。また,アメリカの出版社から出た善8巻『新・科学者伝記辞典』に,パリ、アカデミーの重鎮であったラヴワジエの妻,ラヴワジエ夫人に関する項自をジェンダーの視点から執筆したものを出版した。今年度はフランス人研究者2人を招聘して(1人は私費で来日したが、申請者が研究報告会などの世話人をした)、主にパリ科学アカデミーの会計局長を務めた化学者ラヴワジエの妻で、彼の研究協力者であったラヴワジエ夫人について調査した。特に研究費で招聘したプロヴォ氏の協力で科学アカデミー古文書館にあるラヴワジエ夫人の草稿をかなり読破することができた。それにより、科学アカデミーとラヴワジエ夫人、さらに百科全書参加者であるデュポンとのあらたな関係が判明した。また、ノーベル賞化学者であるコーネル大学のホフマン氏が来日した折に、氏から同大学図書館にあるラヴワジエ夫人に関する貴重な資料の映像をみせてもらい、それについての充実したディスカッションを行なうことができた。これについては、来年度にこの資料のマイクロフィルムかそれと同等のコピーを手に入れて分析したいと考えている。反対に今年度完成予定であったデータベースは、作業がかなり難航し、18世紀の欧米のほぼ全部のアカデミーに関するデータの打ち込みは終わったが、分析にまではいたらなかった。来年度はこれを分析してグラフ化する作業を完成させたい。これができれば、18世紀のアカデミーの様子が図式化され、全体の様子を把握するのが簡便になると考えられる。当該年度はついに科学アカデミーに関するデータベースが完成した。これをどのように図式化するか、そしてどうすれば「女性」という要素を明確に表現できるかが最終年度の課題となる。

なお、発表が4月1日ということで、科学研究費から渡航費および滞在費を支出することはなかったが、当該年度は本研究についてベルギーの化学史協会であるmemoscienceで招待講演をおこなった。ここでは啓蒙時代に科学アカデミーの重鎮であったラヴワジエの妻であり研究協力者であったラヴワジエ夫人の活動と、科学アカデミーの関係について発表し、国際的に有意義な研究交流を行うことができた。さらにこのことで、フランスの化学史協会からも講演依頼を受けている。この時そこで知己となったやはりジェンダーと科学史の問題の専門家であるBrigtte Van Tigerren氏を招へいして、当該テーマについてレクチャーを受ける予定であったが、氏の都合により平成22年度に延期となった。さらに7月にはVan Tigerren氏と以前から共同研究しているフランスのPatrice Bret氏の主宰するブタペストの国際シンポジウムでやはりラヴワジエ夫人についての研究発表を行った。このシンポジウムの論集はいずれ、本として出版される予定。当該年度には招聘あるいは申請者の渡航のための費用を計上していたが、以上の理由から実行できなかったので、その代わりに当該研究にかかわる欧文論文の翻訳および欧文への翻訳の仕事の代行費用に充てた。この一つは平成20年度に研究交流を行ったJean-Pierre Poirierの論文に関するものであり、これは平成22年度に発表予定である。このように、当該年度は主に国際的な研究交流および論文作成を行った。これより、当該テーマのみならず、日本における科学史研究の重要性と外国におけるそれとの関係が注目され、それについての原稿依頼も受け、それは平成22年にフランスで印刷される予定である。当該年度は18世紀における科学アカデミーについてのデータベースの完成と、いままでの調査のまとめ、および科学アカデミーの周辺での女性による科学翻訳について、海外の研究者との情報交換を行った。データベースは、情報技術に長けた学生の研究補助により、17世紀半ばから設立された少数の科学アカデミーが、その後どのように欧米全体に拡大していったかがわかるように、ビジュアル化できる形で編集できた。これにより、18世紀における科学アカデミーの発展と一口に言われているが、それは主に18世紀後半のことであることがよくわかった。また、拡大状況の大きさにもかかわらず、女性を会員に認めているアカデミーはほとんどないこともより明確になった。科学翻訳については、以前から共同で研究を続けている、ベルギーのルーヴァン・カトリック大学の研究者であるブリジット・ヴァン・チゲレン氏を日本に招聘して、特に氏の専門であるダルコンヴィル夫人について研究会および講演会を開催し、この女性とパリアカデミーとの関係についてさらに考察を深めることができた。その他、イタリアの状況についても独自調査を行い、ここは他のヨーロッパ諸国と違って、女性の大学入学や学位取得、および科学アカデミー入会を認めるといった、独特の習慣が存在していたことが判明しに。
グアニン四重鎖によるヌクレオソーム構造制御機構の解明

本研究では、ゲノム中のDNAが形成するグアニン四重鎖を介したヌクレオソーム構造制御機構の解明を目的としている。これまでに研究代表者は、細胞内のグアニン四重鎖がこの構造に結合するタンパク質を介して、ヌクレオソームを高度に凝集した構造である、ヘテロクロマチン化することを見出している。特に、グアニン四重鎖結合タンパク質であるTLS/FUSによって、ヒストンH3の9番目のリシンとヒストンH4の20番目のリシンのそれぞれのメチル化されることで、ヘテロクロマチン化した。さらに、TLS/FUS中のC末端のアルギニンーグリシンーグリシンくり返し領域が、グアニン四重鎖に対して結合することを報告している。一方で、米国のCechらは、TLS/FUSのアルギニンーグリシンーグリシンくり返し領域は、グアニン四重鎖だけでなく様々な核酸と非特異的に結合することを報告した。そこで、このTLS/FUSのグアニン四重鎖の認識機構を試験管の実験で詳細に解析した。その結果、この領域が緩やかな二次構造であるβ-スパイラル構造を形成していることがわかった。さらに、溶液条件を変えてこのβスパイラル構造を不安定化させると、グアニン四重鎖に対する結合性が低下することがわかった。これらの結果から、TLS/FUS中のこの領域は、β-スパイラル構造に依存してグアニン四重鎖に結合することがわかった。これらの知見をまとめて、論文投稿した。これまでの研究で、アルギニンーグリシンーグリシンくり返し領域は疾患に関係する多くの核酸結合タンパク質の中に存在しているが、それぞれの核酸結合性や細胞内での機能など、明らかになっていない。今回の結果は、アルギニンーグリシンーグリシンくり返し領域を含む核酸結合タンパク質の核酸結合性や機能の解明、さらに疾患との関わりを明らかにするのに大いに貢献できると考えられる。これまでに、核酸結合タンパク質であるTLS/FUSが、テロメア領域のヘテロクロマチンの指標となるヒストンH3の9番目のリシンとヒストンH4の20番目のリシンのメチル化を促進することを見出している。しかし近年米国のCechらのグループより、これまでに我々のグループでグアニン四重鎖結合タンパク質として報告していたTLS/FUSに関して、グアニン四重鎖だけでなく一本鎖など、特異性が無くさまざまな核酸に弱く結合することが報告された。そのため、TLS/FUSやこのタンパク質から我々のグループで開発したアルギニンーグリシンーグリシンくり返し領域を含むグアニン四重鎖DNA結合タンパク質のグアニン四重鎖認識機構を明らかにする必要があったので、研究を行なった。その結果、この領域がタンパク質の二次構造の1つであるβ-スパイラル構造を形成するときのみ特異的にグアニン四重鎖に結合することがわかった。これらの研究は計画していなかったが、本研究の目的であるグアニン四重鎖結合タンパク質によるヌクレオソーム構造の制御機構を解明していく上で極めて重要なことであり、土台となる知見であるため研究を行ない、明らかにした。このアルギニンーグリシンーグリシンの繰り返し領域は、多くの核酸結合タンパク質内に保存されているが、その核酸結合性は多くが不明のままである。実際、この領域を有するグアニン四重鎖結合タンパク質として、hnRNP A1やhnRNP U、CIRBP、Nucleolin、EWSなどが知られている。さらに、本研究においてはTLS/FUSのファミリータンパク質として知られているTAF15もグアニン四重鎖結合性を有することを見出している。今後、これらのタンパク質中のアルギニンーグリシンーグリシン領域の二次構造と核酸結合性を検証し、さらにヌクレオソーム構造の制御機構との関係を調べていく。本研究はこれまでに、アルギニンーグリシンーグリシンくり返し領域を含むグアニン四重鎖DNA結合タンパク質であるTLS/FUSのグアニン四重鎖認識機構について研究を行なった。3年目ではこれまでの知見をもとに、TLS/FUSだけでなく、さまざまなタンパク質中のアルギニンーグリシンーグリシン領域の二次構造と核酸結合性を検証した上で、これらのタンパク質によるヌクレオソーム構造制御機構の解明を行なう。3年目では、さまざまな核酸結合性タンパク質中のアルギニンーグリシンーグリシン領域の二次構造と核酸結合性を検証する。これまでに我々のグループではアルギニンーグリシンーグリシン領域がβ-スパイラル構造を形成して、グアニン四重鎖に結合することを見出しているが、その一般則を見出せていない。そこで、この領域の一次構造と二次構造、核酸結合性との関係性を明らかにする。また、これらグアニン四重鎖結合タンパク質とヌクレオソーム構造の制御機構との関係を調べていく。特に、ヒストン修飾とグアニン四重鎖構造、さらにスーパーコイルの3要素がどのような関係になっているか解析する。試験管内においてスーパーコイルとグアニン四重鎖形成の関係性は報告されているが、細胞内においては不明な点が多い。そこで、これまでに我々のグループで開発したグアニン四重鎖DNAに結合する人工タンパク質を利用してグアニン四重鎖の検出を行なうことで、細胞内におけるテロメア以外の領域におけるヒストン修飾とグアニン四重鎖構造との関係性、さらにスーパーコイルがこれらの修飾と構造形成にどのように関係しているか調べる。

特に1年目では、細胞内のグアニン四重鎖がこの構造に結合するタンパク質を介して、ヌクレオソームの構造制御にどのように関与しているか、研究を行なった。特に、ヒストンH3の9番目のリシンとヒストンH4の20番目のリシンのそれぞれのメチル化に伴う、ヘテロクロマチン化に焦点を絞って解析した。その結果、グアニン四重鎖結合タンパク質であるTLS/FUSの発現を抑制したり、グアニン四重鎖DNAに結合する人工タンパク質を発現させると、これらのリシンのメチル化の程度が低下することがわかった。さらに、TLS/FUSの発現抑制は、テロメアにおける転写を促進することがわかった。これらの結果から、テロメアのグアニン四重鎖はTLS/FUSを介して、ヌクレオソームをヘテロクロマチン化させることで、転写を抑制していることがわかった。さらに、このTLS/FUSのグアニン四重鎖の認識機構を試験管の実験で詳細に解析した。これまでの研究で、このタンパク質中のC末端のアルギニンーグリシンーグリシンの繰り返し領域が、グアニン四重鎖に対して結合することがわかっている。今回の研究では、この領域が緩やかな二次構造であるβスパイラル構造を形成していることがわかった。さらに、溶液条件を変えてこのβスパイラル構造を不安定化させると、グアニン四重鎖に対する結合性が低下することがわかった。これらの結果から、TLS/FUS中のこの領域は、βスパイラル構造に依存してグアニン四重鎖に結合することがわかった。これらの知見をまとめて、論文投稿した。また、このような配列の領域は疾患に関係する多くの核酸結合タンパク質の中に存在しているので、今回の結果はこのようなタンパク質の機能解明に広く貢献できると考えられる。1年目は、核酸結合タンパク質を介したグアニン四重鎖のヌクレオソーム構造の制御機構の解明を目的として研究を行なった。当初、核酸結合タンパク質としてTLS/FUSに注目して、かつテロメア領域のヘテロクロマチンの指標となるヒストンH3の9番目のリシンとヒストンH4の20番目のリシンのメチル化を修飾部位として解析した。しかし、研究を進めていくと、TLS/FUSはこの部位だけでなく、多くのヒストン修飾やヌクレオソームの再構築に関わっていることがわかってきた。すなわち、グアニン四重鎖はTLS/FUSを介して、転写だけでなく、DNAの組み換えやDNA損傷修復機構に関わっている可能性がある。今後の研究で、それぞれの機構とグアニン四重鎖との関係を解明していく必要がある。さらに、これまでに我々のグループでグアニン四重鎖結合タンパク質として報告していたTLS/FUSに関して、実験条件によっては異なる核酸結合性であることが他のグループより報告された。TLS/FUSやこのタンパク質から我々のグループで開発したグアニン四重鎖DNA結合タンパク質のアルギニンーグリシンーグリシンの繰り返し領域によるグアニン四重鎖認識機構を明らかにする必要があったので、研究を行なった。その結果、この領域がタンパク質の二次構造の1つであるβスパイラル構造を形成するときのみ特異的にグアニン四重鎖に結合することがわかった。
英語教育における要約プレゼンテーションによるCLIL方式の効果研究とマニュアル化

大学においては学術目的の英語力育成が必ずしも機能しておらず、学年が上がるにつれ英語力が下がったとの報告も珍しいことではない。本研究では、共通科目に加えて専門課程でも、英語で教科を教える内容言語統合型学習(CLIL)方式の効果を実証する。その際、(a)語と語のつながりであるコロケーションへの意識化を促し、(b)資料内容を平易な表現に言い換えるパラフレーズ処理を修得し、(c)教材内容をスライド上でキーワードを提示しながら説明する要約プレゼンテーションを練習し、(d)それを討論する協働学習を組み合わせて実践し、その効果を検証するとともに、その手法をマニュアル化する。
中小企業間連携においてパートナー企業選定に必要とされる経営情報

本研究は、中小企業連携における連携企業の選定で、どのような情報を必要としてるか明らかにすることを目的としている。そこで、研究開発段階と事業化段階の2種類の中小企業連携について、アンケート調査を実施している。連携企業の選定では、経営状況に関する外部報告書の利用はごく少数に限られる。知的資産経営報告書などの活用促進が図られているが、有効に利用されていないと考えられる。また、事業化段階の連携である方が、連携企業の経営状況の確認をより行っている。これは、連携事業の成功をより強く求めていることの影響と考えられる。本研究の目的は、公的支援を受けた中小企業連携を行った企業が、パートナー企業の選定に必要とした情報、パートナー企業に対する信頼の変化について明らかにすることである。本研究では、開発段階ごとに認定事業に参画した企業に対するアンケート調査を行い、その結果を分析することにより研究を進める。実施する作業は大きく分けて次の3つである。(1)支援内容の確認、支援事業に認定された企業連携数の推移や事業分類などの調査、企業のリストアップ、調査票の作成(2)企業連携に参画した企業に対して郵送によるアンケート調査の実施(3)アンケートに対する回答結果を、パートナー企業選定に関する内容と、信頼関係の構築・変化に関する内容に分けて集計し、傾向を分析する平成27年度は、製造業における研究開発に関わる中小企業連携として、中小企業庁の「中小ものづくり基盤技術の高度化(戦略的基盤技術高度化支援事業)」において認定された事業を対象とした。(1)平成18年度から24年度までに認定された事業を確認したところ、財団法人等が管理事業者として登録されており、実質的に企業1社が事業を行っている例が見られた。したがって、研究開発成果等報告書が複数の企業で提出されているものを抽出し、事業管理者、法認定事業者に記載されている企業771社を対象とした。(2)調査票は、経営責任者向け、総務担当者向け、連携事業担当者向けの3種類を用意し、企業に郵送した。送付・回収が予定よりも1ヶ月弱遅れたが、経営責任者向けを64社、総務担当者向けを63社、連携事業担当者向けを52社から回答を得た。(3)現在、回答結果を集計し分析を行っている。製造業の研究開発における企業連携に関して、当初の予定よりも調査時期が遅れたが、調査結果の分析は進めており、学会での自由論題報告に関してもエントリー済みであることから、概ね順調と言える。本研究の目的は、中小企業連携事業の公的支援を受けた企業が、連携先企業を選定する際に必要とした情報および信頼の変化を明らかにすることである。本研究は、研究開発段階および事業化段階の認定事業に参画した企業にアンケート調査を行い、その結果を分析することにより研究を進める。1)支援事業内容の確認、支援事業に認定された中小企業連携数の推移・内容の調査、企業のリストアップ、調査票の作成2)中小企業連携に参画した企業への郵送によるアンケート調査3)アンケート調査結果を、連携企業の選定に関わる内容と、信頼関係の構築・変化に関する内容に分けて集計し、傾向を分析する平成28年度に行った作業は次の3つである。a)平成27度に実施した研究開発段階の調査結果による学会報告および論文の作成、b)製造業における事業化段階の中小企業連携を対象とした調査、c)2つの調査結果を分析するa)平成27度に実施した研究開発段階の調査結果は、連携企業の選定情報と信頼関係の変化の2つに分け、それぞれ学会報告を行った。また連携企業の選定情報に関する論文を執筆した。b)製造業における事業化段階の中小企業連携として、独立行政法人中小企業基盤整備機構の「新連携事業の支援」において、基盤技術、IT、検査・計測、次世代のいずれかに該当する事業に対する調査を行った。平成17年から平成24年までに認定を受けた事業271事業を対象とし、636者に対してアンケート調査を行い、44社の経営責任者、46社の総務担当者、36社の事業担当者から回答を得た。アンケートは平成27度の調査と比較するため、細部の文言以外は同じ内容とした。c)平成27度および平成28度に行ったアンケート調査を元に、連携企業の選定に関わる内容に関して学会報告を行った。この報告に際して、追加のアンケート調査も行った。平成28年度は、製造業の製品/市場開発における企業連携に関する研究を行う。独立行政法人中小企業基盤整備機構の「中小企業新事業活動促進法における異分野連携新事業分野開拓」に認定された事業に関して、平成27年度と同様のアンケート調査を行う予定である。調査結果を用いて、異分野連携新事業におけるパートナー企業選定や信頼関係の構築・変化について分析する。28年度が最終年度であるため、記入しない。中小企業連携28年度が最終年度であるため、記入しない。
過大な運動範囲を持つダンス動作において正確な足関節構造を推定するモデルの開発

足関節の傷害はスポーツ傷害の中で最も多く報告されており、モーションキャプチャシステムを用いて皮膚表面に貼付したマーカーから得られた三次元座標データから関節運動を推定し、傷害発生のメカニズム解明が行われている。ダンスは足関節の運動範囲が大きい動作が多いため、既存のキネマティクスモデルを用いて正確に関節運動を推定することが難しいと考える。本研究では、足関節の運動範囲が大きいダンス動作において、X線動画を用いてより正確な足関節運動を推定することができるキネマティクスモデルを開発し、傷害発生のメカニズムを解明する。
陰茎癌におけるヒトパピローマウイルス感染と生体内反応因子に関する研究

慢性炎症は、多段階の過程を経て癌化と関連している。ヒトパピローマウイルス(HPV)の遺伝子は、シグナル伝達を調整する物質と相互作用にて、発癌の中心的な役割を担っている。陰茎癌におけるHPVの感染は、70%であった。HPV陽性例で、NF-κBの陽性率は、92.9%であった。他方、HPV陰性例で、NF-κBの陽性率は、16.7%であった。p53は、70%陽性であり、p40は、100%陽性であった。p40が、p53と比較して陰茎癌に特異的であった。陰茎癌における転写因子NF-κBの出現は、HPV感染陰性例よりもHPV感染陽性例において多く出現していた。癌抑制遺伝子は、この癌抑制遺伝子の機能を消失することにより癌化することが知られている。比較的新しく発見された癌抑制遺伝子p40の発現を陰茎癌の組織内に見いだした。癌抑制遺伝子p40は、癌抑制遺伝子p53、p16よりも発現率が陰茎癌の組織内で高かった。また、p53の発現率は、p16よりも高かった。このことから癌抑制遺伝子p40の変異は、陰茎癌の発生に強く関連することを示唆していた。ミャンマーとの陰茎癌の共同研究をMedical Research-Lower Myanmarの先生達と行う事に合意を得た。この事によりミャンマーの陰茎癌の病理組織(パラフィン・ブロック)が入手可能となり、ミャンマーにおける陰茎癌のHPVのジェノタイプの研究が着手可能と成る。収集した陰茎癌の病理組織標本を光学顕微鏡で、検索した。その組織型、分化度を検索した。また病理標本を用いてヒトパピローマウイルス(HPV)をインサイッハイブリダイゼーション(ISH)でHPVの陽性率を検索した。熱帯地域のアフリカのケニヤ国の陰茎癌の症例では、角化型扁平上皮癌が86%、非角化型扁平上皮癌が14%であった。角化型扁平上皮癌の93%がHPVのISHで陽性であった。他方、非角化型扁平上皮癌では、67%がHPVのISHで陽性であった。なお、良性腫瘍のコンジローマでは、100%がHPVのISHで陽性であった。亜熱帯地域のタイ国の陰茎癌の症例では、角化型扁平上皮癌が81%、非角化型扁平上皮癌が19%であった。角化型扁平癌の54%がHPVのISHで陽性を示した。他方、非角化型扁平上皮癌では、50%がHPVのISHで陽性であった。温帯地域の日本の陰茎癌の症例では、角化型扁平上皮癌が71%、非角化型扁平上皮癌が29%であった。角化型扁平癌の40%がHPVのISHで陽性を示した。他方、非角化型扁平上皮癌では、25%がHPVのISHで陽性であった。なお、良性腫瘍のコンジローマでは、30%がHPVのISHで陽性であった。陰茎癌の病理組織を用いて組織内のHPV-DNAの検索は、PCRを用いたHPV-DNAと比較して感度が低いが、各種のHPV産生物質の検出との相関性は、PCRと比較して高い。このことは、ある一定以上のHPVの感染量がなければ、各種のHPV産生物質が検出されにくいと考えられるので、ISHによるHPVの検出法は、今後のサイトカインなどの産生物質の活性の検索に役立つと考えている。ヒト・パピローマウイルス(HPV)のHPV-E6とHPV-E7遺伝子は、幾つものシグナル伝達を調整するタンパク質との相互作用にて、良性腫瘍や悪性腫瘍の産生に中心的な役割を担っている。HPVは、70%の症例で陽性であった。p40遺伝子は、最近発見されたp53の一族である。陰茎癌においてp40は、100%陽性であり、p53は、70%陽性であった。このことは、p40の方が、p53と比較して特異性が高かった。その他の物質の陽性率は、HPV陽性およびHPV陰性で、差異は、認められなかった。これらの遺伝子は、転写因子NF-κBによって主に調節されている。

結論として、陰茎癌におけるNF-κBの出現は、HPV感染陰性例よりもHPV感染陽性例において多く出現していた。医歯薬学熱帯病理学腫瘍ウイルス学陰茎癌の発生におけるヒト・パピローマウイルスの感染による、慢性炎症から陰茎癌が発生するメカニズムの解明に、ヒトの外科材料を用いて解析を行って来た。転写因子NF-κBとそのリセプターであるToll-like receptorを陰茎癌の組織内に免疫組織化学の手法を用いて証明した。Toll-like receptorを陰茎癌の組織内に免疫組織化学の手法で証明した論文が皆無なので、意義深いと考えられる。また、癌抑制遺伝子p16、p53、p40なども同様に陰茎癌の病理組織内に免疫組織化学の手法を用いて証明した。なお、癌抑制遺伝子p40の発現に関する論文が僅少であり、陰茎癌の病理組織内にp40の発現を証明した論文は、皆無なので、意義は大きいと考えている。新たな地域の陰茎癌の集積を行うためにMedical Research-Lower Myanmarの先生、およびタイ国チェンマイ大学の先生との陰茎癌の共同研究も進行中である。研究材料である陰茎癌を入手するにあたり、ミャンマーの先生が日本に来て自分自身で研究を行いたいとのことで、日程の調整中である。研究材料(外科材料のパラフィン・ブロック)の提供を行う条件として日本へ留学したいとの要望がある。なお、共同研究を始めるにあたり、直接私に会いたいと申し出があるので、ミャンマーに共同研究の話し合いに行く予定である。ミャンマーおよびタイ国との共同研究は、電子メールによる情報の交換が頻繁になされる割に、実務は、スローペースと言わざるを得ない。後進国の研究者達は、日本人と比較して、時間管理が非常に遅いので、考慮すべきことかもしれない。私が、熱帯医学研究所に所属しているので、熱帯地域の健康に関わる研究に時間がかかっても前向きに新進に取り組んで行きたい。HPVによる腫瘍、特に陰茎癌、子宮頚癌、口腔癌などは、社会および衛生状態の劣悪な熱帯地域、亜熱帯地域の開発途上国では、重要な疾患である。先進国である日本では、比較的少ない腫瘍である。感染に起因している癌死の比率は、発展途上国では20%から25%、先進国では、7%から10%であると推測されている。慢性炎症と発癌との関連性は、広く受け入れられている。特に、腫瘍ウイルスとヒト癌との関連性に強い相関性がある。熱帯地域および亜熱帯地域の発展途上国においては、先進諸国と異なり、発癌ウイルスが関与した悪性腫瘍である、悪性リンパ腫、肝細胞癌、子宮頚癌、陰茎癌などの頻度が高い。当研究において、陰茎癌の角化型扁平上皮癌の熱帯地域のケニア国、亜熱帯地域のタイ国の角化型扁平上皮癌、温帯地域の日本の角化型扁平上皮癌のISHにおけるHPVの陽性率は、93%、81%、40%と熱帯地域、亜熱帯地域、温帯地域の順でHPVの陽性率が低くなっていることが明らかになった。また、陰茎癌の非角化型扁平上皮癌の熱帯地域のケニア国、亜熱帯地域のタイ国の非角化型扁平上皮癌、温帯地域の日本の非角化型扁平上皮癌のISHにおけるHPVの陽性率は、67%、50%、25%と熱帯地域、亜熱帯地域、温帯地域の順でHPVの陽性率が低くなっていることが明らかになった。陰茎癌の診断名は、世界的にみて同じであるが、その病体は、著しく異なる。ケニア国では、未治療で切除する症例が多いため、切除された組織は、長期間放置されていたため、腫瘍部分が大きくなり角化傾向も日本と比較して強い傾向が見られた。すなわち、今後、未治療の陰茎癌と比較的早期に治療される陰茎癌の癌組織の各種活性物質の比較検討を行う。慢性炎症から陰茎癌が発生する過程において、転写因子NF-κBが、重要な役割を担っていると考えられる。
柔らかな形態機能を発現する接触行動体のセンシング行動

本研究は柔らかな形態機能に伴うセンシング行動について、(a)ロボットハンド・指に搭載が可能なように小型化を図った高コンプライアンス柔軟構造を有する触覚センサの開発、(b)触覚センサを用いた接触走性を実現する移動ロボットシステムの開発、を実施し、下記のような成果が得られた。(a)センサ表面にシリコンゴムを用いて高コンプライアンス機能を実現し、触覚センサと接触した物体表面の形状に応じた圧力分布ならびに変位分布の計測が可能となった。例として、変位量0.8[mm]で、センサ要素に加わる加重は80[gf/要素]となった。変位分布より各接触点における平均曲率、ガウス曲率を求め、物体形状の識別が可能となった。また、2本指ハンドに2個の触覚センサを搭載し、把持物体の把持状態の動的な触覚像、把持力の計測が可能であることを示した。(b)走触性移動ロボットに触覚センサとIdentification tagとなるレリーフパターンを搭載し、ロボット間の接触を実現し、ロボットの触覚センサと他のロボットのレリーフパターンとを接触させ、ロボットの同定を行うシステムを構成し、移動ロボットの移動方式、レリーフパターンの取得法について確立を行った。本研究は柔らかな形態機能を発現して接触行動を行う接触行動体の構築とそのセンシング行動に基づく情報の獲得とその認知処理機構について明らかにする。研究目的として(a)接触行動体の行動生成とセンシングとの基本構造の抽出とその解明(b)接触対象形状に対するセンシング判断理解能力があり、初年度において、下記の研究を実施した。接触行動体の例として、ロボットハンド・指に搭載可能なように小型化を図った高コンプライアンス構造を有する触覚センサの開発を行った。ハンド・指が物体を把持して組み立て行動を行うとき、把持物体と組み付け対象との間に接触が起こり、その接触状態を検出することによって自律的な組み立て作業が可能になる。そこで、ハンド・指が物体把持状態において、物体の先端に作用する力情報を触覚センサによって分布触覚像として取得し、その位置、力の大きさを推定した。把持物体に作用する外力の変化に応じて、指と物体表面の分布接触状態をビデオレートで触覚像変化が取得可能となった。そして、外力の作用位置、大きさの推定を実験的に行い、その実験結果例として位置の推定が約15%の誤差で推定できることを示した。つぎに、接触走性を実現する移動セルシステムの設計を実施した。現在、試作中であり、その実験を次年度の課題としたい。接触行動体の実現例として,接触走性を実現するT-OMNI形移動ロボットの試作を行った.このT-OMNI形とはTiny-omnidirectional and Holonomic Wheeled Platformを意味し,この機能の実現として,特定のロボットの識別,2台のロボットによる搬送機能,物体表面あるいは障害物の表面に沿って接触して環境地図の取得などがある.また,特定の移動ロボットの同定機能は,両者が結合して,2台のロボットによって,新たなロボット機能の生成を行う機能も付与されている.また,この2台のロボットの接触過程において,Tactual IDの考え方が創出された.これは特定のロボット検出に,ロボットに設定されている凹凸のパターンを接触して触覚像を取得し,そのロボットの同定手法が考え出された.現在,T-OMNI形ロボットの本体の試作が終わり,その制御実験の準備を行っており,上記機能の実験を実施する.また,ロボット指に搭載され,ソフトフィンガーとして機能する触覚センサを用いた物体の把持状態検出の研究が所定の成果をあげた.これは,触覚センサ付き2本指ハンドを用いて,ソフトフィンガーによって把持された物体に外力が加わるとき,その状態を触覚像の変化として動的に取得できることを示した.また,触覚像のデータから,把持物体に対する作用力位置の推定,把持状態の識別等の機能を指に付与することが可能であることを示した.柔らかな形態機能を発現する接触行動体として、走触性移動ロボットの開発を行った。この移動ロボットの移動機能は小型の全方位行動を行うホロノミック車輪機構によって行い、これをT-OMNI(Tiny-Omnidirectional and Holonomic Wheeled Platform)と名付けた。そして、このロボットシステムはT-OMNI形移動ロボットと命名した。それぞれのT-OMNI

形移動ロボットの同じ高さの位置に、触覚像を取得する触覚センサとIdentification tagとなるレリーフパターンを構成して、T-OMNI形移動ロボットが他のT-OMNI形移動ロボットと接触して、そのとき触覚センサがレリーフパターンと接触して触覚像を取得することによりT-OMNI形移動ロボットの同定を行うものである。各オムニホイールの制御方式を開発し、また、T-OMNI形移動ロボットの移動と姿勢の制御方式を確立し、T-OMNI形移動ロボットの走行実験に成功した。さらに、数種類のレリーフパターンの構成を行い、その触覚センサによる触覚像の取得と処理実験が実施された。今後の課題として、複数のT-OMNI形移動ロボットから目的のロボットを実際に見いだす実験が残されている。
磁場中の2次元電子系におけるエッジ状態のダイナミクスとその応用

磁場中の2次元電子系では、量子ホール状態に代表されるように、1次元エッジ状態やトポロジカル励起の研究に理想的であり、最近の我々の研究から分数量子ホール状態での動的エッジ状態変化において、核スピンが多様で重要な役割を果たすことが分かってきた。本研究では、高移動度を持つGaAs量子井戸構造を用い、ホールバー形状だけではなくエッジの効果を排除したコルビノ形状も併用して、電気伝導測定やマイクロ波への伝導応答の観測を行い、エッジ状態での電子の散乱機構とその動的変化過程、および関連するトポロジカルな励起状態とその生成・消滅機構を解明する。本年度は、東京大学物性研究所において作成したホールバー形状およびコルビノ形状の2次元電子気体の同時伝導度測定が可能な試料のデバイスを京都大学において希釈冷凍機で冷却し、磁場中で輸送現象測定を行った。その結果、明瞭なν=2/3量子ホール効果を観測し、これまで観測されていなかった高磁場領域において、ν=2/3量子ホール効果とν=3/5量子ホール効果が共存するような電流誘起の新たなホールプラトーが生じることを観測した。この結果は、国際会議で報告を行った。一方、核スピンを表面修飾により注入したグラフェンや、2次元電子系を近接配置した2層系においても、エッジ状態の動的変化およびトポロジカル励起のダイナミクスの研究を行うのがもう一つの目的であるが、本年度は、物質・材料研究機構と協力して、高移動度h-BN試料を層間に挟んだ層間距離を制御した2層グラフェン試料の作製に着手した。量子ホール状態に代表される磁場中の2次元電子系では、1次元エッジ状態やトポロジカル励起の研究に理想的であり、最近の我々の研究から分数量子ホール状態での動的エッジ状態変化において、核スピンが多様で重要な役割を果たすことが分かってきた。本年度は、東京大学物性研究所において、ホールバー形状およびコルビノ形状の2次元電子気体の同時伝導度測定が可能な試料のデバイス化を行った。その結果、高い移動度を持つとともに、3He冷凍機温度である超低温まで磁気抵抗およびホール抵抗が観測可能な試料の作成に成功した。一方、核スピンを表面修飾により注入したグラフェンや、2次元電子系を近接配置した2層系においても、エッジ状態の動的変化およびトポロジカル励起のダイナミクスの研究を行うのがもう一つの目的であるが、本年度は、表面に不活性ガスであるヘリウム原子やアルゴン原子を吸着させ、量子ホール域を含む高磁場での磁気輸送特性の変化を観測した。現在実験を実施中であり、primitiveな段階ではあるが、原子の種類によって、量子輸送特性が変化するという極めて興味深い結果が出始めている。高移動度を持つGaAs量子井戸構造を用いた動的核スピン偏極実験の結果は、解析が進み、実験データをかなり理解できるところまで進展した、また、GaAs量子井戸構造を持つコルビノ形状の新しい試料のデバイス化は順調に進み、間もなく本実験を実施できる状況にある。また、グラフェン試料においても量子ホール状態を観測し、こちらも順調に研究が進展している。本年度は、東京大学物性研究所において作成したホールバー形状およびコルビノ形状の2次元電子気体の同時伝導度測定が可能な試料のデバイスを京都大学において冷却し、磁場中で輸送現象測定を行った。その結果、高い移動度を持つとともに、強磁場中でも磁気抵抗およびホール抵抗が観測可能であることの確証を得た。また、これまでの試料における研究成果として、動的核スピン偏極による抵抗増強状態における磁気抵抗の温度依存性の研究成果を公表した。一方、核スピンを表面修飾により注入したグラフェンや、2次元電子系を近接配置した2層系においても、エッジ状態の動的変化およびトポロジカル励起のダイナミクスの研究を行うのがもう一つの目的であるが、本年度は、特にその量子輸送特性を詳細に調べるため、剥離法により作成した単層グラフェンにおいて、弱局在現象における量子干渉効果の研究成果を公表した。高移動度を持つGaAs量子井戸構造を用いた動的核スピン偏極実験の結果は、出版するに至った他、抵抗増強状態の研究がさらに進んでいる。また、GaAs量子井戸構造を持つコルビノ形状の新しい試料のデバイス化は順調に進み、強磁場中での評価も終了した。間もなく本実験を実施できる状況にある。また、グラフェン試料においては、弱局在効果に関する論文を出版したほか、量子ホール状態を観測し、こちらも順調に研究が進展している。

磁場中の2次元電子系では、量子ホール状態に代表されるように、1次元エッジ状態やトポロジカル励起の研究に理想的であり、最近の我々の研究から分数量子ホール状態での動的エッジ状態変化において、核スピンが多様で重要な役割を果たすことが分かってきた。本研究では、高移動度を持つGaAs量子井戸構造を用い、ホールバー形状だけではなくエッジの効果を排除したコルビノ形状も併用して、電気伝導測定やマイクロ波への伝導応答の観測を行い、エッジ状態での電子の散乱機構とその動的変化過程、および関連するトポロジカルな励起状態とその生成・消滅機構を解明する。本年度は、東京大学物性研究所において作成したホールバー形状およびコルビノ形状の2次元電子気体の同時伝導度測定が可能な試料のデバイスを京都大学において希釈冷凍機で冷却し、磁場中で輸送現象測定を行った。その結果、明瞭なν=2/3量子ホール効果を観測し、これまで観測されていなかった高磁場領域において、電流誘起の新たなホールプラトーが生じることを観測した。この結果は、日本物理学会において発表した。一方、核スピンを表面修飾により注入したグラフェンや、2次元電子系を近接配置した2層系においても、エッジ状態の動的変化およびトポロジカル励起のダイナミクスの研究を行うのがもう一つの目的であるが、本年度は、特にその量子輸送特性を詳細に調べるため、剥離法により作成した単層グラフェンにおいて、弱局在現象における量子干渉効果の特に温度依存性について、研究成果を公表した。また、希ガス原子が吸着したグラフェンの輸送特性についても研究についても、国際会議で報告を行った。GaAs量子井戸構造を持つコルビノ形状の新しい試料のデバイス化は順調に進み、強磁場中で分数量子ホール効果を観測するまでに至った。しかしながら、低ゲート電圧域での量子輸送特性に問題があるため、新たな試料を作成する必要がある。また、グラフェン試料においては、弱局在効果に関する論文を出版したほか、量子ホール状態を観測し、こちらも順調に研究が進展している。しかしながら、兵庫医科大学における実験室が、新棟移転に伴う引っ越し作業を行うため使用できない期間があったため、本研究費の期間延長を行った。その結果、明瞭なν=2/3量子ホール効果を観測し、これまで観測されていなかった高磁場領域において、ν=2/3量子ホール効果とν=3/5量子ホール効果が共存するような電流誘起の新たなホールプラトーが生じることを観測した。この結果は、国際会議で報告を行った。
ひずみ誘導型液体流動による骨形成反応促進効果の実験的検証

骨基質内で生じるひずみ誘導型液体流動(SIFF)は骨細胞を刺激し骨形成反応を促すと考えられている。しかし、SIFFによる骨形成反応促進機構は十分に理解されていない。そこで本研究では、骨芽細胞と多孔質担体から成る培養再生骨を用いて、SIFFの骨形成反応促進効果を調べた。その結果、SIFFの骨形成反応促進効果は担体の多孔性、素材、細胞密度および刺激周波数の影響を受けることが分かった。本成果は、骨生体力学のより一層の理解と骨の再生医療発展へ貢献するものである。多孔質構造を持つ骨基質内で生じるひずみ誘導型液体流動(strain-induced fluid flow、SIFF)は骨の細胞を刺激し適応的骨形成反応を促すと考えられている。しかし、SIFFにより骨形成反応が促進されるようすを実際に観察した例は未だない。本研究では、SIIFにより培養骨芽細胞の骨形成反応がどのように促進されるかを石灰化に至るレベルまで明らかにすることを目的とする。得られた成果は、骨の力学的適応機構の解明という基礎研究分野において有益な情報となるだけでなく、骨の再生医療分野において骨再生を促進する新たな方法としての応用も期待できる。平成20年度では、SIFFの刺激効果において、ひずみと液体流動それぞれの寄与率を明らかにすることを目的した【目的1】。実験では、ラット骨芽細胞を播種したI型コラーゲン・スポンジに対しSIFFを与えた群(SIFF群)、およびI型コラーゲンゲルをスポンジに浸透させることで液体流動を遮断しひずみのみを与えた群(S群)の二群において、骨形成反応を石灰化レベルで比較した。30日間の長期培養の結果、S群の担体密度はSIFF群のそれの約1.3倍となった(統計的有意差なし)。以上の結果は、SIFFの石灰化促進効果において液体流動の貢献度は高くないことを示している。しかしながら、ゲルによる液体流動の遮断がサブマイクロレベルにおいても実現されているかどうかは不明であり、このような流動が石灰化を促進している可能性も考えられる。今後、同モデルにおける液体流動の実態を確かめる必要があると言える。【研究目的】多孔質構造を持つ骨基質内で生じるひずみ誘導型液体流動(strain-induced fluid flow、SIFF)は骨の細胞を刺激し適応的骨形成反応を促すと考えられている。【成果の内容】平成21年度は、SIFFの刺激効果を高める条件として刺激周波数に着目し実験を行った(目的2)。実験では、ラット骨芽細胞を播種したI型コラーゲン・スポンジに対しSIFFを0.2Hz,2Hz,または20Hzの周波数で与え、各周波数における刺激効果の違いを刺激直後に生じる細胞内Ca^<2+>応答を観察することで調べた。なお、動的負荷を受ける三次元培養細胞の細胞内Ca^<2+>応答は顕微鏡での観察が不可能であるため、本研究室において独自に開発した光学装置を使用した。実験の結果、20Hzの刺激は0.2Hzと比べて約4倍、また、2Hzと比べて約2倍高い刺激効果があることが明らかとなった。以上の結果は骨の力学的適応機構解明のための示唆的知見として興味深いものである。また本結果は、培養再生骨の石灰化を効率的に促進する刺激条件を提供するものであり骨の再生医療分野における貢献が期待できる。来年度は、本結果を実際の石灰化レベルで検証する予定である。【成果の内容】平成22年度は、骨芽細胞に対するSIFFの骨形成反応促進効果に影響を与える条件として播種細胞密度と担体素材に着目し実験を行った(目的2)。

実験では、ラット骨芽細胞を播種細胞密度1600cells/mm^3(低播種密度)または6900cells/mm^3(高播種密度)でI型コラーゲンスポンジまたはメラミンスポンジに播種し、SIFFを0.8Hzの周波数でおよそ3週間与えた。なお、担体の石灰化度モニタリングには本研究室において独自に開発した光学装置を使用した。実験の結果、低播種密度では明確な刺激効果は見られず、一方、高播種密度では刺激効果が見られた。また、メラミンスポンジよりもコラーゲンスポンジを用いた場合においてより高い刺激効果が認められた。本結果は、SIFFの刺激効果は骨芽細胞の担体内培養環境に大きく依存すること、また臨床応用的観点からは、SIFFによる培養再生骨の効果的な石灰化促進には播種細胞密度と担体素材の選定が重要であることを示している。
ドハース=ファンアルフェン効果によるf電子系の電子状態の研究

ヘビーフェルミオン物質における伝導電子の有効質量を直接測ることのできるドハース=ファンアルフェン(dHVA)効果の観測は、その発生機構に関して重要な手がかりを与える。ただし、厳しい量子条件(Wct》1、hWc》kt)を満足させるためには純良単結晶及び、極低温、強磁場下での測定が必要となり、結晶作製及び、測定法の開発が急がれている。本年度我々は、東北大学に設置予定の大型超伝導磁石と大型希釈冷凍機に組込む予定の感知コイル、試料回転系及び、高感度前置増幅器の開発を担当した。上記の設備は現在建設途上にあるので、主に我々は既存の超伝導磁石(最大磁場12.5テスラ)を用い、1.3Kまで温度可変のクライオスタット、dHVA効果測定装置の建設及び、予備実験を行った。変調コイルを極低温度下の試料槽に入れた従来の方式の場合、コイル自身による発熱とクライオスタット内壁の金属部分での渦電流損失による発熱のため、大きな変調磁場の印加が制限されていた。新設計のクライオスタットでは変調コイルを断熱槽で覆われた試料槽の外側、液体ヘリウム部分に配置し、試料槽の内壁は総て樹脂製としたため、問題の発熱は大幅に抑えられる様になった。微小空間試料回転に関しては試料空間が直径30mm程度の場合にはラック、ピニオン方式で十分であったが、今後希釈冷凍機内の直径20mm以下の狭い空間に取り付けるには渦巻型ギヤを採用したい。また微弱信号の前置増幅を従来の熱雑音の高い室温をやめて低温で行うために、GaAs-FETを用いた信号増幅装置の開発は今後も続ける。さらに磁場変調法の特徴であるフィルター効果を利用した微小信号成分の増幅も次年度の課題である。なおこの研究の成果の一部は、1988年7月にフランクフルトで行われた国際会議(ICCF6)において発表された。
食の調節機構としての味覚の受容・認知機序の解明:味覚健康科学の創成

本研究は、味の受容・感受性調節とその食調節における役割を検索した。その結果、甘味が特定の味細胞で受容・細胞内伝達され、アデノシン3リン酸を介して、神経伝達されること、その感度は血中レプチン濃度と負の相関を示し、概日リズムが同調するが、肥満者はそれが消失すること、さらに、ヒト遺伝子多型解析からうま味受容体が複数存在することを示し、味の受容・情報伝達の新知見と、肥満との連関など味覚の新機能を見出した。味覚は消化管の入り口で、食物情報をいち早く中枢に伝え、消化吸収を円滑にし、エネルギーやミネラルバランスの維持に働く健康維持に不可欠な感覚であると考えられている。甘味・塩味物質の過剰摂取は生活習慣病の起因となりえる。そこで本研究は、食嗜好に関与する甘味・うま味・塩味に焦点をあて、(1)味細胞における受容と神経情報伝達、(2)修飾物質による感受性調節、(3)肥満・非肥満者の味覚受容・栄養吸収のホルモンによる修飾、(4)関連遺伝子の多型性と感受性変異の連関、について解析し味覚の食を通じた健康への寄与を探求する。本研究は、1)食嗜好に関与する味細胞-味神経間の特異的情報ライン形成のメカニズムの解明、2)食嗜好変化に関与する内因性物質の味覚修飾作用と、その機序の解明、3)ヒトの甘味感受性と血中レプチン濃度との連関、甘味受容体など関連分子の遣伝子多型の正常者、肥満者などでの比較、それらの相関関係の解明、さらには、4)ヒト遺伝子導入(各種味覚受容体、チャネルなど)人工味細胞の構築と受容体アミノ酸変異体の応答変異の解析を行い、食の調節情報としての味覚の受容・認知機序の解明と、肥満、高血圧などと味覚感受性の連関を解析し、味覚健康科学とも呼ぶべき新たな学問体系の創成を目指す。本年度は、1)においては新たに開発したルースパッチクランプ法により単一味細胞の基本味に対する活動電位応答を測定し、味神経線維の応答特性と比較した。その結果、基本味刺激に対する応答選択性や応答プロファイルには有意差がないことが分かり、活動電位発現味細胞からの情報が修飾されることなく神経へと伝達されていることが示唆された。2)においては、味細胞における新規修飾因子を探索中であり、種々の候補因子が見いだされたが、その確認は出来ていない。3)においては、ヒト血中レプチン濃度の概日リズムが基本味の中で特に糖に対する味覚認知閾値と連関することが明らかになった。この関係は朝食や昼食を欠食させた食事制限によるレプチン概日リズムの位相シフト時にもみられ、両者の連関が強く示唆された。4)においては、HEK細胞におけるマウスT1R1/T1R3受容体及びヒトT1R2/T1R3受容体の再構築系の確立のために種々の準備が必要であったが、ほぼその準備が完了し、応答測定に至る過程の実験手法の確立に着手出来る状態にまで至った。本研究は、1)食嗜好に関与する味細胞-味神経間の特異的情報ライン形成のメカニズムの解明、2)食嗜好変化に関与する内因性物質の味覚修飾作用と、その機序の解明、3)ヒトの甘味感受性と血中レプチン濃度との連関、甘味受容体など関連分子の遺伝子多型の正常者、肥満者などでの比較、それらの相関関係の解明、さらには、4)ヒト遺伝子導入(各種味覚受容体、チャネルなど)人工味細胞の構築と受容体アミノ酸変異体の応答変異の解析を行い、食の調節情報としての味覚の受容・認知機序の解明と、肥満、高血圧などと味覚感受性の連関を解析し、味覚健康科学とも呼ぶべき新たな学問体系の創成を目指す。本年度は、1)においては、味細胞をGFP蛍光による可視化によりGustducin発現のII型とGAD67発現のIII型に分離し、ルースパッチクランプ法で味応答を解析した。その結果、II型は予想通り甘味うま味苦味のそれぞれに応答をしめす細胞に、III型は酸味特異的なものと電解質に広く応答するものに分かれ、それらから神経への伝達機構は異なる事が示唆された。また、グルマリン感受性味細胞神経経路を遺伝的に導入したマウスでは、Gustducinと甘味受容体T1R2/T1R3の共発現率が高く、Gustducinがその甘味経路に必須であることが事が判明した。2)においては、塩味修飾物質候補としてアンギオテンシンIIの味応答への関与について検索した。その結果、アンギオテンシンII投与後、マウス鼓索神経の塩味応答の特に等張濃度付近が抑制されることを示すデータが得られた。味細胞における受容体分子の発現についてはまだ明確な結果が得られていない。3)においては、ヒト血中レプチン濃度の概日リズムが甘味物質に対する認知閾値の概日リズムと連関し、その連関は朝食や朝昼食の欠食や、健康成人で血中レプチン濃度の高いヒトで消失することが明らかになった。

4)においては、HEK細胞におけるヒトT1R2/T1R3受容体の再構築系がほぼ確立され、ギムネマ酸による甘味応答の抑制とそのガンマシクロデキストリンによる抑制消去が再現された。この結果はギムネマ酸の効果が味細胞に浸透して起こるのではなく、甘味受容体に直接働いて起こっている事を示唆した。本研究は、1)食嗜好に関与する味細胞・味神経間の情報伝達とその情報ライン形成のメカニズムの解明、2)食嗜好変化に関与する内因性物質の味覚修飾作用と、その機序の解明、3)ヒトの甘味感受性と血中レプチン濃度との連関の解析、その正常者、肥満者との比較、甘味受容体など関連分子の遺伝子多型性との相関関係の解明、さらには、4)ヒト味覚受容体遺伝子導入人工味細胞の構築とアミノ酸変異体の応答解析を行い、食の調節情報としての味覚の受容・認知機序の解明と、肥満、高血圧などと味覚感受性の連関を解析し、味覚健康科学とも呼ぶべき新たな学問体系の創成を目指す。本年度の研究結果、課題1)では、甘味感受性味細胞は刺激に対して発生する活動電位によりからATPが放出されることから、II型味細胞ATPが伝達物質として働くこと、また、遺伝子マイクロアレイと発現解析により、甘味受容体発現細胞はグルマリン非感受性部位ではGalpha14と、感受性部位ではGustducinと共発現することを発見した。2)においては、アンギオテンシンIIの投与によりマウス鼓索神経の塩味応答が投与後30分で抑制するが、1時間後には逆に増大傾向を示すこと、また新たに甘味応答の増大もともなうこと、さらに、免疫組織化学検索により、AT2受容体が味細胞の一部に発現することが明らかになった。3)においては、前年度までに、ヒト血中レプチン濃度の概日リズムが甘味認知閾値の概日リズムと連関することを健康成人で発見した。本年度は肥満者の甘味閾値の日内変動が平坦化しており、リズムが消失すること、すなわち肥満の高進により、レプチンによる甘味調節系が破綻することを見出した。4)においては、HEK細胞におけるヒトT1R2/T1R3受容体の再構築系を用いた解析により、ミラクリンの酸による甘味誘導作用はT1R2の細胞外ドメインが、ギムネマ酸の甘味抑制効果にはT1R3の膜貫通領域とT1R2とT1R3のどちらかの細胞外領域が必要であることが判明した。また、ヒトT1R1/T1R3受容体の再構築にも成功し、受容体の二つのアミノ酸変異体がうま味感受性に差をもたらすことが判明した。本研究は、1)食嗜好に関与する味細胞-味神経間の情報伝達とその情報ライン形成のメカニズムの解明、2)食嗜好変化に関与する内因性物質の味覚修飾作用とその機序の解明、3)ヒトの甘味感受性と血中レプチン濃度との連関の解析、その正常者、肥満者との比較、甘味受容体など関連分子の遺伝子多型性との相関関係の解明、さらには、4)ヒト味覚受容体遺伝子導入人工味細胞の構築とアミノ酸変異体の応答解析を行い、食の調節情報としての味覚の受容・認知機序の解明と、肥満、高血圧などと味覚感受性の連関を解析し、味覚健康科学とも呼ぶべき新たな学問体系の創成を目指す。その結果、1)では、甘味応答味細胞の約50%がグルマリン感受型(GS)で、残りの50%が非感受型(GI)であることが判明し、甘味応答味神経におけるGS/GIの2群の分類と一致する、すなわちGS/GI味細胞はGS/GI味神経線維に選択的に情報伝達していることが示唆された。