hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生殖細胞特異的に発現するエストロゲン受容体ｂｅｔａ標的遺伝子Ｂｎｃ１の機能解析

生殖細胞とkeratinocyte特異的に高発現するBasonuclin1(Bnc1)の遺伝子発現が、エストロゲン受容体beta(ERbeta)によって制御される可能性を見出した。Bnc1は卵母細胞の成熟過程において、これまで報告された局在とは異なることを見出した。また、Bnc1にはisoformが存在し、ミトコンドリアに局在する可能性を見出した。このisoformはSUMO1ではなく、SUMO2/3特異的にSUMO化されることも明らかにした。卵母細胞の成熟過程における卵胞発育障害は早発閉経や高齢不妊患者において治療困難な病因であり、それらの大半は原因不明である。生殖細胞とkeratinocyte特異的に高発現するBasonuclin1(Bnc1)の遺伝子発現が、エストロゲン受容体beta(ERβ)によって制御されることを見い出し、Bnc1の機能が卵母細胞の発育に重要な役割を果たしている可能性を見出したが、卵母細胞におけるBnc1の生理的意義については依然不明である。今年度は、Bnc1のプロモーターに直接結合し、Bnc1の遺伝子発現を直接制御することが最近報告されたTAp63alphaによるBnc1の遺伝子発現制御について、HeLa細胞を用いて検討した。Tap63はアポトーシスを介して傷害された生殖細胞を排除する。HeLa細胞にはBnc1タンパクがほとんど発現していないことが既に明らかになっており、TAp63alphaをHeLa細胞に過剰発現させた場合、免疫染色やWestern BlottingでBnc1タンパクの発現に変化は認められなかった。この結果は、細胞特異的にDNAの修飾(メチル化など)が異なるためにTap63alphaがBnc1プロモーターに結合できないか、細胞特異的なsiRNAが存在するためにBnc1が発現できない可能性を示している。一方、マウス卵母細胞においてBnc1タンパクの発現は卵母細胞の成熟に応じて増加していくが、逆にTAp63alphaの発現量は減少することが分かった。従って、Bnc1の遺伝子発現制御には、TAp63alpha以外の他の転写因子が主に関与することを示唆した。本研究は生殖細胞とkeratinocyte特異的に高発現するBasonuclin1 (Bnc1)の遺伝子発現が、卵母細胞においてエストロゲン受容体beta(ERb)を介して制御されるか否かを明らかにし、卵母細胞におけるBnc1の生理的意義について分子レベル・遺伝子レベルで解析するとともに、不妊におけるERb依存的なBnc1の役割について明らかにすることを目的としている。今年度に得られた知見は以下の通りである。ERb選択的アゴニスト(diaryl-propionitrile: DPN)などの添加実験により、日齢4日及び10日両方の卵母細胞において、Bnc1遺伝子発現がエストロゲンシグナルによって正に制御されることが判明した。従って、これまでゴナドトロピン非依存的と言われている時期であっても、ゴナドトロピン非依存的なメカニズムでエストロゲン受容体依存的な卵母細胞の成熟機構が存在する可能性が示唆された。また、DBTSSを用いた解析により、Bnc1にはこれまで知られているものよりも長いスプライシングバリアントが存在することを明らかにし、そのバリアントの局在は主に細胞質であることが判明した。Bnc1バリアントmRNAの5'UTRは非常に短く、転写開始点からfirst ATGまでの距離も非常に短いため、通常の転写メカニズムとは異なる転写のメカニズムが存在する可能性を見出した。申請者らは生殖細胞とkeratinocyte特異的に高発現するBasonuclin1(Bnc1)の遺伝子発現が、エストロゲン受容体beta(ER&#61538;)によって制御されることを見いだした。本研究は平成23年度から25年度の期間で卵母細胞におけるBnc1の生理的意義について、分子レベル・遺伝子レベルで解析し、不妊におけるER&#61538;依存的なBnc1の役割について明らかにするとともに、加齢と共に遺伝子・染色体異常の頻度が高くなる加齢卵においても、卵母細胞一つずつの遺伝子発現様式について解析し、Bnc1とともに加齢(卵胞期エストロゲン低下)の影響を受ける遺伝子を同定し、エストロゲン依存的な不妊原因機序の一端を明らかにすることであった。特に平成23年度は翻訳後修飾SUMO化(Small Ubiquitin-related Modifier)の機能とその生理的意義に着目して、SUMO化によるBnc1の細胞機能制御の解析を主に行う予定であった。平成23年度は震災の深刻な影響を直接受けており、報告できる研究結果を示すだけの十分なデータがない。水道管の工事も未だ終わっておらず、設備備品の損傷・損壊も含め、研究室自体の整備問題および実質的な共同研究者の転勤もあり、研究計画の大幅な遅れが生じている。最近他研究室の協力もあり、設備備品の購入や譲渡などで実験環境を整えることができたので、研究成果はこれから巻き返して出していく予定である。

今年度は震災の影響による建物の耐震工事が始まっているため、引っ越しを余儀なくされている。また、その準備に余計な労力と時間が割かれている。特にマイクロインジェクションのシステム構築はとても大変であり、業者に頼む必要があるため、マイクロインジェクションを用いた実験が特に滞っている。平成25年度は更にもう一度引っ越しをし直さなければならない。代替的に培養細胞を用いた実験系に切り替えて当初の予定に近い系を検討中である。震災の深刻な影響を直接受けており、水道管の工事も未だ終わっていない。設備備品の損傷・損壊も含め、研究室自体の整備問題と実質的な共同研究者の転勤もあり、研究計画の大幅な遅れが生じている。最近他研究室の協力で実験環境を整えることができたので、研究成果はこれから巻き返して出していく必要がある。上記のように、現在マイクロインジェクションによる実験系は震災の影響で滞っているが、農学部と動物実験施設と交渉して平成25年度は本研究の一部を遂行することができる。すなわち、Bnc1 mRNAをマウス卵母細胞に過剰発現させ、できるところまで分子レベルでBnc1の機能を解析する。また、顆粒膜細胞を除去した状態で卵母細胞をエストロゲン添加培養液で培養し、卵母細胞の成熟過程を観察する。また、ERβ選択的アゴニスト(diaryl-propionitrile: DPN)添加やERβ阻害剤(ICI182,780)を添加し、Bnc1の発現変化をRT-PCRで解析する。ヒト3845歳に相当する6070週齢マウスと、対照群として68週齢のマウスから卵母細胞を採取し、それぞれのBnc1遺伝子発現をRT-PCRで比較検討する。また、収集した卵母細胞1つずつ(3つ/匹x3匹x2群)からそれぞれRNAを増幅・逆転写し、GeneChipを用いたマイクロアレイ解析でエストロゲン依存的な不妊の原因遺伝子を明らかにする。他研究室の好意もあり、研究を遂行するために必要な研究場所、実験器具、試薬などはほぼ整ったので、遅れてはいるが研究計画どおりに遂行していく。次年度使用額は今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額と合わせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。次年度使用額は、震災により損壊した備品の購入も予定していると同時に、23年度に計画していたSUMO化によるBnc1機能制御の解析と細胞内局在制御の解析を次年度にも延期することによって生じたものであり、平成24年度請求額とあわせて使用する予定である。
在宅ぼけ老人問題のための住居的対策に関する研究

1.在宅ぼけ老人問題に関する文献調査,および福祉・医療・保健・建築などの分野のぼけ老人問題の研究者等に対するヒアリングを行い,在宅ぼけ老人問題と住居的対策の関係に関する従来の研究の到達点および研究課題を把握した(199495年度)。2.在宅ぼけ老人に関するアンケート調査を行い,その結果をまとめ,住まいや住み方の工夫の実態等を次のように明らかにした(199495年度)。■住まいや住み方の工夫を行っている家庭は極めて多い(89割)。■失禁・徘徊・火災危険などに対する工夫などだけではなく,介護者の生活を守る工夫など様々な工夫が実施されている。■住居的対策を実施した結果,介護負担の軽減,問題行動の減少などの効果が生まれている。■介護苦労と生活空間には密接な関係がある。痴呆性老人の問題行動(生活行動)を助長するような生活空間的要因が存在する。痴呆性老人の生活行動能力の低下を補い,問題行動の発生を防ぐような生活空間的要因が存在する。■痴呆性老人の行動をより多面的・科学的に理解し,優しく介護するためには,これまでの医学や福祉の視点だけではなく,住まいの視点が有効である。3.在宅ぼけ老人に関するケーススタデイを行い,住まいや住み方の工夫の実施および工夫の効果を具体的に明らかにした(1994年度)。阪神・淡路大震災による生活空間の変化がぼけ老人とその家族に及ぼした影響について部分的に解明した(1995年度)。●住宅ぼけ老人問題について,その住居的対策に焦点をあてて研究したが,以下の様に当初の予定より大幅に研究が進み,萌芽的研究にふさわしい成果が得られた。●わが国および外国の文献調査を行い,その結果、生活空間と痴呆性老人の生活行動には関係があることが明らかになった。●福祉・保健・医療・建築などの分野の『ぼけ老人問題』の先駆者(研究者・実務者)に対するヒアリングを実施し,痴呆性老人と生活空間の関係について多くの知識を得た。●『ぼけ老人を抱える家族の会』の会員3700人に対する全国アンケート-調査(郵送)を行い,800件の回答を回収した。その分析結果は次のとおりである。■住まいや住み方の工夫(生活空間の改善)を実施している家庭は極めて多いことがわかった。■失禁・徘徊・危険行為などに関して各家庭では,どのような住居的対策がどれくらい実施されているのか明らかになった。■住まいや住み方の工夫による効果が,介護負担の軽減,痴呆性老人の自立の維持向上など多面的に現れていることがわかった。また,生活空間の改善によって痴呆性老人の生活行動能力の低下をかなり捕えることが明らかになった。■生活空間の視点から痴呆性老人の生活行動を分析した結果,異常と見られる行動にもそれなりの理由があること,生活空間を改善すればその異常行動が少なくなることも一部解明された。●在宅痴呆性老人家庭を訪問して,約20件のケーススタデイを行い,介護苦難と生活空間の関係,介護しやすくするための住まいや住み方の工夫などを詳しく具体的に解明した。1.在宅ぼけ老人問題に関する文献調査,および福祉・医療・保健・建築などの分野のぼけ老人問題の研究者等に対するヒアリングを行い,在宅ぼけ老人問題と住居的対策の関係に関する従来の研究の到達点および研究課題を把握した。2.在宅ぼけ老人に関するアンケート調査を行い,その結果をもとめ,住まいや住み方の工夫の実態等を次のように明らかにした。■失禁・徘徊・火災危険などに対する工夫などだけでなく,介護者の生活を守る工夫など様々な工夫が実施されている。

■痴呆性老人の行動をより多面的・科学的に理解し,優しく介護するためには,これまでの医学や福祉の視点だけではなく,住まいの視点が有効である。3.阪神・淡路大震災による生活空間の変化がぼけ老人とその家族に及ぼした影響について部分的に解明した。
哺乳動物の神経発生を制御する分子機構

哺乳動物の神経系では比較的均一な神経前駆細胞から極めて多種類のニューロンが分化していくが、この過程には膜蛋白Natchを介した分化抑制が重要な役割を担っている。NotchはDeltaによって活性化されると細胞分化が抑制される。ショウジョウバエの知見から、哺乳動物のNotchによる分化抑制にHesが関与することが示唆されているが詳細は不明である。そこで、まずNotchによってHes遺伝子群の発現が制御されているかどうかをしらべた。Hes1,Hes2,Hes3,Hes5のプロモーターにルシフェラーゼ遺伝子をつないだレポーターと活性型Notchの発現ベクターを共発現させたところ、Hes1とHes5の遺伝子発現のみがNotchによって誘導されることがわかった。また、Notchによって内在性のHes1とHes5の発現も増加した。したがって、Notch-Hes1/Hes5経路の存在が明らかとなった。次に、Notchによる分化抑制にHes1やHes5が必要かどうかをしらべた。レトロウイルスをもちいて活性型Notchを発現させたところ、野生型マウスの場合と同様、Hes1ノックアウトマウスやHes5ノックアウトマウス由来の細胞に対しても分化抑制を引き起こした。したがって、Hes1あるいはHes5のどちらかが欠損してもNotchは分化を抑制できることが示された。このことからHes1とHes5はお互いに補いあっている可能性が考えられた。以上の結果から、哺乳動物の網膜ニューロンの分化はNotch-->Hes1/Hes5--|Mash1/Math3という経路(-->活性化;--|抑制化)によって制御されているのではないかと予想されたが、Hes1-Hes5ダブルノックアウトマウスに対してNotchが分化を抑制できるのかどうかを解析することが必要となった。
アバール語における動詞＋動詞型の複合動詞に関する総合的研究

アバール語は二つの動詞から構成される複合動詞を用いる。第一の動詞(動詞A)は連体形の現在時制、完了連用形などの非定形で現れる。本研究は、このタイプの複合動詞を対象とし、次のことに関して明らかにした。(1)どの動詞が動詞Bとして使われ、動詞Aにどの変化形を要求し、どのような意味を持っているのか。(3)それぞれの動詞Bに対して、具体的にどの動詞が動詞Aとしてどの程度使われるのか。(4)それぞれの複合動詞はどのような統語的特徴(格や他動性など)を示すのか。(4)同じ意味を表すのに、一つの動詞Bに対して、動詞Aが二つの形式で現れることがあるが、どのような頻度差があるのか。研究成果の一部を「アバール語における動詞の進行相形の形成方法」という論文にまとめた。動詞の進行相は、多くの場合、現在時制の連体形+存在動詞AM-uk'ine「ある、いる」で表されるが、未来時制の連体形+AM-uk'ineでも表されることがある。未来時制の連体形を用いて進行相形を作る動詞には制限がある。他動詞および多くの自動詞は進行相形を作るのに未来時制の連体形を用いない。次のような自動詞が未来時制の連体形を用いる。(i)子音1-母音1-(子音2)-子音1-母音1-(子音2)+ -d-izeの形をしている擬音/擬態動詞。(ii)-eze, -d-ize,-d-eze, ar-izeなどの形をして、「しばらくする」、「繰り返しする」というような意味を持つ派生動詞。(i), (ii)のタイプの動詞は進行相形を表すのに現在時制の連体形と未来時制の連体形を半々ぐらいで用いる。その他、(iii)-d-ize, -d-eze, -d-ar-izeなどの形をした名詞、形容詞からの派生動詞。非派生動詞も21例の動詞が私の調べたテキストで未来時制の連体形を用いて進行相を表しているが、現在時制形を用いた進行相形の頻度が(i), (ii)のタイプの動詞に比べてかなり高い。また、こうした動詞の多くは、-eze, -dizeの形をしていて、(i), (ii)のタイプの動詞と形態的な共通点を持っている。いくつかのタイプの複合動詞に関してテキストの中にあるそれぞれの実例にXML形式で注釈のタグを加えることを行った。特に、上記の進行相形と不定詞+bajbihize「し始める」であり、格と一致に特徴があるので、その点に特に注意を払った。動詞A(完了連用形)+動詞Bのタイプの複合動詞のどのような動詞Bが使われているのかについて調査を行った。(i)動詞A+動詞Bのタイプの複合動詞で動詞Bとしてどの動詞がどのような意味で使われているのか、(ii)それぞれの動詞Bに対して動詞Aとしてどの動詞がどのような変化形で使われているのか、(iii)動詞が単独で使われている時と動詞A+動詞Bのタイプのそれぞれの複合動詞で動詞Aとして使われている時で動詞の項が取る格に違いがあるのか、ある場合は、どのような対応関係を示すのかということを中心にアバール語の動詞A+動詞Bのタイプの複合動詞の特徴を明らかにしていくための基礎段階として、標準アバール語で書かれた本、雑誌、新聞のテキストからいろいろなタイプの複合動詞を拾い出して、どのようなタイプの複合動詞があるのかを見つけるとともに、いくつかのタイプの複合動詞に関して電子化してあるテキストの中にあるそれぞれの実例にXML形式で注釈のタグを加えることを行った。新しく見つけた複合動詞の一例を示すと、反実仮想の条件文の主節で未来時制の連体形+AM-uk'ine「ある、いる」の過去時制の連体形が疑問詞とともに使われている。また、電子化テキストにタグを加えた複合動詞の一例を示すと、現在時制あるいは未来時制の連体形+AM-uk'ine「ある、いる」で表される動詞の進行相である。どの動詞が動詞Aだと動詞Aが現在時制で用いられるのか、未来時制で用いられるのか、現在時制でも未来時制でも用いられる場合には、お互いの頻度がどうであるのかを明らかにできるようにそれぞれの実例にタグを加えていった。また、この複合動詞では、動詞Aが他動詞である場合、Aが能格あるいは絶対格で現れるので、それが区別できるようにそれぞれの実例にタグを加えていった。このようのアバール語の複合動詞に関してどのようなことがどの程度すでに述べられているのかを知るために、直接的および間接的にこのような複合動詞を扱っている文献の収集を行った。進行相形での未来

時制の連体形の使用に関してある程度まで明らかにすることができ、論文にまとめた。進行相形および結果相形における格と一致の現れ方に関して明らかにするために、電子化テキストに情報タグを入れてきたが、この現象を明らかにする上で質的および量的に十分な程度までデータを集めることができたと思われる。不定詞+bajbihize「し始める」における格と一致の現れ方に関しても、電子化テキストに情報タグを入れいてきたが、所有する電子化テキストのほぼ全ての例にタグを入れた。動詞A(完了連用形)+動詞Bのタイプの複合動詞のどのような動詞Bが使われているのかについても電子化したテキストからある程度データを集めることができた。一年目は、(i)標準アバール語で書かれているテキストを読み、知られていない(記述されていない)動詞A+動詞Bのタイプの複合動詞を見つけること、(ii)電子化テキストを自作の検索プログラムで検索するために、電子化テキストに現れるいろいろなタイプのそれぞれの複合動詞に文法情報に関する注釈のタグを加えること、(iii)電子化テキストを増やすことを主要な課題として研究を進めてきた。(i)、(ii)に想像していたよりも多くの時間がかかったので、(iii)にはほとんど時間を割くことができなかったが、予定した最低限度よりは先に進んでいると考える。一年目、二年目に行ってきたことを継続するとともに、すでに文法情報に関するタグを入れた電子化テキストを自作の検索プログラムで検索し、データを整理して、動詞A+動詞Bのタイプの複合動詞に関して、(i)進行相、(ii)結果相、(iii)不定詞+bajbihize「し始める」、(iv)動詞A(完了連用形)+動詞Bを中心として、その特徴を明らかにしていき、論文にまとめる。アバール語のこのような複合動詞を直接的あるいは間接的に扱っている文献を読み、参考にする。間接的に扱っている文献もあるので、なるべく広いテーマの文献に目を通していく。他言語の同様の複合動詞に関する文献は、アバール語の分析に有益であるし、共通点と相違点を明らかにするためにも、いろいろな言語の文献に目を通していく。一年目に行ってきたことを継続するとともに、すでに文法情報に関するタグを入れた電子化テキストを自作の検索プログラムで検索し、データを整理して、動詞A+動詞Bのタイプの複合動詞それぞれに関して、(i)動詞Aとして現れる変化形、(ii)動詞Aとして現れる動詞の意味的および形態的タイプ、(iii)動詞Aの項が取る格を中心として、その特徴を明らかにしていき、論文にまとめる。とくに、直接のテーマではなく、間接的に扱っている文献(たとえば、モダリティに関する文献)などは見つけるのが大変であるので、なるべく広いテーマの文献に目を通していく。いろいろな言語の動詞A+動詞Bのタイプの複合動詞を直接的あるいは間接的に扱っている本の購入を行う。他大学の図書館にしかない本、雑誌を取り寄せ、必要な個所の複写を行う。アバール語および他言語の情報収集のためロシアへの調査旅行を行う。その際、図書館等で必要な文献の複写を行う。コンピュータのソフトウェアをいくつか購入する。メモリカードなどの消耗品を多少購入する。いろいろな言語の動詞
細胞極性のシグナリングの分子・細胞機構

上皮細胞を初めとする様々な細胞の極性制御の要として働いている普遍的な細胞極性シグナル経路、PAR-aPKC系の新規構成員としてASPP2を発見し、細胞極性の制御と細胞死の制御の間の関係を示唆した。PAR-aPKC系の新たな制御機構として、aPKC結合タンパク質KIBRAがaPKCのキナーゼ活性を基質と競合的に抑制しLglとは異なる機構でaPKCを通じたアピカル膜ドメイン形成のプロセスを特異的に抑制することを見いだした。PAR-aPKCシグナル複合体に含まれる未発表の新規分子群の解析等を通じて、上皮細胞の極性化と脱極性化における具体的な役割と分子機構を解析する。また、aPKCやPAR3の臓器特異的KOマウス、乳腺組織幹細胞のvivo増幅系、分離・同定・培養、vivo検定系を用いて、乳腺上皮幹細胞と神経幹細胞の自己更新の異常を見いだしており、その具体的な分子機構を詳細に解析した。更に、p53との関係を含めて、細胞死シグナル系との具体的な関係とその分子機構を解析した。1)上皮細胞の極性化と脱極性化におけるPAR-aPKC系の具体的な分子機構の解析の一貫として、PAR3複合体、Lgl複合体の経時的プロテオミクスによる翻訳後修飾の網羅的解析を行った。さらに、Lgl複合体の新規構成因子を介した、細胞膜ドメイン崩壊の分子機構の解析を行った。また、PAR-1のbasolateral膜ドメインの伸展を担う新規結合タンパク質、p250を介した、lateral膜ドメイン伸張の分子機構の解析を行った。2)細胞増殖シグナル系とPAR-aPKC系との具体的な分子機構の解析の一貫として、PAR3複合体の新規分子ASPP2の解析を行った。多種の新規結合タンパク質を同定し、その中から数種の候補に絞り込んで、多面的な解析を進めた。Lglの上皮細胞増殖における役割の解析も進めた。3)p53系とPAR-aPKC系との具体的な関係とその分子機構の解析の一貫として、マウスを用いた遺伝学的相互作用の解析を進めた。4)組織幹細胞の自己更新・非対称分裂におけるPAR-aPKC系の具体的な役割とその分子機構の解析の一貫として、マウス乳腺上皮の幹細胞(幹細胞マーカーALDH1陽性細胞)におけるaPKC-PAR系の役割を明らかとした。さらに、aPKC-PARシグナル系による新規転写因子による抑制の分子機構を明らかとした。神経上皮細胞の運命決定におけるaPKC-PAR系の具体的な役割の解析の準備を進めた。上皮細胞の極性化と脱極性化におけるPAR-aPKC系の具体的な分子機構として、新たにaPKCに直接結合してそのキナーゼ活性を抑制することにより、アピカル膜ドメイン形成を負に制御しているKIBRAを見いだした。これまでに、aPKC-PAR系が膜ドメイン形成、特にアピカル膜ドメイン形成を正に制御していること、またこの過程にLglが関わる事がわかっていた。今回、KIBRAがLglとは独立にエキソサイトーシスを負に制御している事が明らかとなった。細胞増殖シグナル系とPAR-aPKC系との具体的な分子機構に関しては、Lglが増殖を制御する具体的な経路を同定した。Lglの新規結合タンパク質としてVprBP及びDDB1を同定した。VprBP-DDB1は、VprBP-DDB1-Cul4A-Roc1 (CRL4 [VprBP])ユビキチンE3リガーゼの構成因子であり、LglがE3リガーゼ複合体の形成を抑制することを見いだした。このE3リガーゼ複合体の基質の同定を進めている。細胞死シグナル系とPAR-aPKC系との具体的な関係とその分子機構に関しては、既に見いだしていた細胞死誘導因子ASPP2とaPKC=PAR系との関わりを明らかにすることを目的として、関連の結合タンパク質を探索し、複数の候補分子を得た。組織幹細胞の自己更新・非対称分裂におけるPAR-aPKC系の具体的な役割に関しては、PAR3の神経幹細胞におけるconditionalノックアウトマウスを作成し、その解析を進めた。これまでの研究で不可能であった、神経発生の初期における役割を解析するために、FoxG1-Creトランスジェニックマウスを用いた。その解析から、PAR3が神経幹細胞の発生初期で重要な役割を果たしていることを示唆する結果をえて、その解析を進めている。昨年度までに、上皮細胞の極性化と脱極性化におけるPAR-aPKC系の具体的な分子機構として、新たにaPKCに直接結合してそのキナーゼ活性を抑制することにより、アピカル膜ドメイン形成を負に制御しているKIBRAを見いだしている。既にaPKCの高発現が胃がんの悪性化に関係している事を報告しているが、今回aPKCとKIBRAとの発現を同一検体群で調べたところ、KIBRAの発現が多いとaPKCの発現が弱くても、胃がんの予後が悪いことが明らかとなった。

このことは、この系が実際にヒトがんの悪性化に関わることを支持している。細胞増殖シグナル系とPAR-aPKC系との具体的な分子機構に関しては、昨年までにLglの新規結合タンパク質としてVprBP及びDDB1を同定した。VprBP-DDB1は、VprBP-DDB1-Cul4A-Roc1ユビキチンE3リガーゼの構成因子であり、このE3リガーゼ複合体の下流でp27及びSkp2の発現制御に関わる事を見いだした。細胞死シグナル系とPAR-aPKC系との具体的な関係とその分子機構に関しては、細胞死誘導因子ASPP2の結合タンパク質として、同定した新規タンパク質が、細胞接着装置と細胞極性因子とを結びつける本態であることを示唆する証拠を得ている。また、他に細胞死誘導タンパク質を同定した。細胞極性と細胞死との関係を明らかにする端緒となる可能性がある。組織幹細胞の自己更新・非対称分裂におけるPAR-aPKC系の具体的な役割に関しては、、FoxG1-Creトランスジェニックマウスを用いたPAR3の神経幹細胞におけるconditionalノックアウトマウスを作成しその解析を進め、PAR3が神経幹細胞の発生初期で重要な役割を果たしていることを示唆する結果を得ると同時に、この過程を制御する新たな経路を見いだした。本研究においては、1)上皮細胞の極性化と脱極性化におけるPAR-aPKC系の具体的な分子機構、2)細胞増殖シグナル系とPAR-aPKC系との具体的な分子機構、3)細胞死シグナル系とPAR-aPKC系との具体的な関係とその分子機構、4)組織幹細胞の自己更新・非対称分裂におけるPAR-aPKC系の具体的な役割とその分子機構、という明確な目的を掲げて研究を進めた。この中で、1)に関しては、既にほぼ目的を達成し、次の段階に進んでいる。2)に関しても、新規分子の同定に成功しその分子機構の解析を進めている。3)と4)に関しても、役割の同定を順調に進めて、その分子機構の解析の段階に入っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。Lglによる増殖抑制の機構を、Vpr-BPに着目して進めると同時に、Hippo系との関わりの解析を進めるもことにより、細胞増殖シグナル系とPAR-aPKC系との具体的な分子機構の一端を明らかとする。新たに取得したASPP2結合タンパク質を用いて、aPKC-PAR複合体とASPP2との関わりの解析を進めて、細胞死シグナル系とPAR-aPKC系との具体的な関係解析を進める事により、その分子機構の一端を明らかとする。PAR3-cKOマウスの解析をすすめると同時に、初代細胞系を用いて神経幹細胞の自己更新・非対称分裂におけるPAR-aPKC系の具体的な役割とその分子機構の一端を明らかとする。
性的少数者のメンタルヘルス悪化のメカニズム―混合研究法による実証的解明―

本研究の目的は,日本における性的少数者のうち,ゲイ・バイセクシュアル男性のメンタルヘルス悪化のメカニズムを,要因間の関連性と,時間の経過に伴う影響力の変化に注目して明らかにすることである.研究方法は,量的調査(インターネット調査)と質的調査(当事者へのインタビュー調査)を組み合わせた混合研究法である.本研究の達成により,性的少数者のメンタルヘルス問題について政策的に適切な介入方法・タイミングを提示するとともに,ゲイ・バイセクシュアル男性以外のセクシュアリティとの国内・国際比較研究が可能となることが見込まれる.本研究の目的は,日本における性的少数者のうち,ゲイ・バイセクシュアル男性のメンタルヘルス悪化のメカニズムを,要因間の関連性と,時間の経過に伴う影響力の変化に注目して明らかにすることである.研究方法は,量的調査(インターネット調査)と質的調査(当事者へのインタビュー調査)を組み合わせた混合研究法である.本研究の達成により,性的少数者のメンタルヘルス問題について政策的に適切な介入方法・タイミングを提示するとともに,ゲイ・バイセクシュアル男性以外のセクシュアリティとの国内・国際比較研究が可能となることが見込まれる.
低出力超音波パルスの破骨細胞への影響

低出力超音波パルス(LIPUS)刺激が,ラット破骨細胞の活性に与える機序の1つとして,細胞骨格に対する影響が考えられる.細胞骨格の重合を阻害してからLIPUS刺激を与えた.その結果、細胞骨格の再重合に対して,LIPUS照射群は非照射群よりも早い段階から再重合を促進していた.これは,LIPUSの刺激が細胞形態の変化に関与していることを示しており,メカニカルストレスとの関連が示唆された.しかし,LIPUS照射が細胞骨格の再重合のどの部分に作用しているかは検討が必要である.低出力超音波パルス(LIPUS)刺激が,ラット破骨細胞の活性に与える機序の1つとして,細胞骨格に対する影響が考えられる.細胞骨格の重合を阻害してからLIPUS刺激を与えた.その結果、細胞骨格の再重合に対して,LIPUS照射群は非照射群よりも早い段階から再重合を促進していた.これは,LIPUSの刺激が細胞形態の変化に関与していることを示しており,メカニカルストレスとの関連が示唆された.しかし,LIPUS照射が細胞骨格の再重合のどの部分に作用しているかは検討が必要である.骨髄細胞からM-CSFとRANKLを用いて破骨細胞へ誘導を行い,低出力超音波パルス(以下LIPUSと略す)の照射が吸収系への影響を検討することを第一の目的として実験を行った。UPUS照射の影響が細胞にどう関与するかを検索するために,破骨細胞前駆細胞での接着因子(オステオポンチン: OPNおよびCD44)への影響,破骨細胞前駆細胞から成熟破骨細胞に分化する際の酒石酸耐性酸性ホスファターゼ(以下TRAPと略する)活性への影響およびLIPUS照射による細胞応答が細胞骨格に関与すると考え細胞骨格への影響を検討した。その結果,細胞分化の過程におけるOPNの産生量の経時的変化はLIPUS照射群および非照射群とも同様に推移したが, CD44の接着因子の蛍光観察においては, LIPUS照射群の方が細胞内部およびその周囲にCD44の標識を多く観察できた。また, TRAP活性においても経時的に同様の変化を示した。LIPUS照射が破骨細胞に与える影響として正常な細胞分化の過程を逸脱しないことが分かった。さらに,細胞骨格の重合を阻害するサイトカラシンDを用いてHPUS照射が細胞骨格に与える影響を検討した。重合阻害を解除すると同時にLIPUS照射を行った群では,照射直後から盛んな細胞骨格の再重合を行った。これらのことより,細胞分化および細胞活性におけるLIPUS照射は,細胞骨格に影響を及ぼしている可能性が示唆された。低出力超音波パルス(以下LIPUSと略す)の照射が破骨細胞分化過程に及ぼす影響についてリアルタイムRT-PCRを用いた遺伝子学的に検討した。細胞分化の過程で、LIPUS照射そのものの影響を検討する必要があった。そこで、細胞培養開始から13日目においてLIPUS照射を行い、照射後1時間および24時間でtoalRNAの抽出を行い、acid phosphatase 5,tartrate resistant (Acp5)、TNF receptor-associated factor 6 (Traf6)、Inositol 1, 4, 5-Triphosphate Receptor, Type3 (Itpr3)について検討した。Acp5とTraf6では照射後24時間で回収した群は非照射群および照射後1時間で回収した群に比べ低下傾向を示した。Itpr3では、照射後1時間および24時間で回収した群は、対照群に比べ低下傾向にあった。また、Itpr3に関して詳細検討を行うために、細胞培養開始から3日目および6日目に関してもLIPUS照射後1時間でtoalRNAの抽出を行った。その結果、6日目では照射群と非照射群には変化を認めなかったが、3日目において照射群では非照射群に比べ著しく低下した。さらに、Cathepsin K (CtsK)についても細胞培養開始から3日目および6日目に関してもLIPUS照射後24時間でtoalRNAの抽出を行った。その結果、両日ともに照射群は非照射群に比べて著しく低下する傾向を示した。以上の結果より、破骨細胞様細胞の分化過程において、LIPUS照射をすると照射後の早期段階から活性を抑制する傾向にある可能性が示唆されたが、成熟した破骨細胞におけるLIUS照射が及ぼす影響についても今後検討する必要がある。
メンブレンフィルター法による口腔癌微量検体の細胞増殖動態迅速解析法の確立

今年度の実績概要1,マウス実験腫瘍におけるBrdU標識率の検討マウス実験腫瘍をin vitro BrdU標識して得られた細胞診標本と組織標本のBrdU標識率には相関が見られ、細胞診標本のBrdU標識率が組織標本の標識率を反映することが明らかとなった。また、口腔癌の顎骨浸潤を想定して、ラットを用いて骨組織におけるBrdU標識率を検討した。2,臨床例におけるBrdU標識率の検討口腔癌患者より同意を得たうえで採取した細胞診検体と組織検体のBrdU標識率を比較した結果、細胞診標本におけるBrdU標識率は組織標本における標識率を極めて良好に反映した。以上の結果の一部は裏面記載の論文に発表した。今後の展開1,効果的治療方法の選択放射線治療や化学療法の効果を治療前後あるいは治療中に腫瘍表面から得られた微量の細胞診標本上で腫瘍の増殖能の変化を同定し、より早く効果的な治療方法を選択する。2,細胞接着分子の迅速検索法の確立本法を用いて採取した口腔前癌病変ならびに口腔癌微量検体の細胞診標本について腫瘍の増殖能のみならず癌の転移に関与する細胞接着分子を同時に評価することにより,病変の予後を解析し確実な治療方法を確立する。
慢性腎臓病患者に対する降圧薬の効果予測に関する研究

アルドステロンはレニン・アンジオテンシン・アルドステロン系(RAAS)の最終シグナルであり、腎尿細管上皮細胞において鉱質コルチコイド受容体に結合し、電解質の調節等の作用を発現する。その結合は、コルチゾール(F)をコルチゾン(E)に代謝する酵素である11β-Hydroxysteroid dehydrogenase type 2 (11β-HSD2)によって調節されている。本研究では、慢性腎臓病患者において尿中の11β-HSD2活性を測定し、その活性とRAAS阻害薬(ACE阻害薬、ARB、レニン阻害薬等)の効果が相関するか否かを検証することを目的とした。まず11β-HSD2活性を算出するために、患者検体の測定に先立ち健常人の尿を用いて尿中FおよびEのHPLC測定条件の検討を行った。尿中Fの測定に関しては、副腎皮質からのF分泌の影響を考慮するため、Fを含む副腎皮質由来のステロイドである尿中17-OHCSで補正することとした。尿中17-OHCSの測定についても、比色法を用いた測定においてより少ない試薬量で測定ができるよう条件検討を行った。今後、患者の尿検体を用いて薬剤投与前後の11β-HSD2活性の算出を行う予定である。次に、RAAS阻害薬の腎保護効果には薬剤による違いがあるのか、どの薬剤を選択するのがよいのかを調べるために文献検索を行った。現在のところACE阻害薬、ARBの臨床的な腎保護効果はほぼ同等と考えられているが、ARB間の比較では糖尿病性腎症患者を対象としてテルミサルタンとロサルタンを比較した大規模試験において尿蛋白量の減少効果はテルミサルタンが優れていたとの報告があった。今後、臨床での処方実態や治療効果を調査し、11β-HSD2活性との相関を検討したいと考えている。
RNAi依存的ヘテロクロマチン形成に重要なnon-coding RNA転写反応

分裂酵母のRNAi依存的ヘテロクロマチン形成において、RNAi経路が働く契機となるnon-coding RNAの転写はRNAポリメラーゼIIが行っている。さらにRNAポリメラーゼIIの2番目のサブユニットの変異rpb2-m203により、ncRNAの転写は起こるがその後のsiRNA合成がおきなることから、RNAポリメラーゼIIがRNAiによるncRNAからのsiRNA合成のステップに機能することがわかっていた。siRNA合成のどのステップでRNAポリメラーゼIIが機能するかをrpb2-m203変異株を用いて分子遺伝学的に解析したところ、ncRNAにArgonauteホモログを含むRITS複合体が結合するステップがこの変位により阻害されることがわかった。このことからRNAポリメラーゼIIが転写と共役してRITS複合体をncRNAに結合させていると考えられた。一方、このncRNAは転写後細胞質に輸送されず、クロマチン領域にとどまってRNAi関連因子群のプラットフォームとして機能することが予想されていたが、その証拠はなかった。ヒストンを標的とするRNA-クロマチン免疫沈降法を使い、実際ncRNAが転写後ヘテロクロマチンに結合していることを示した。この結合活性はヘテロクロマチンに依存せず、ヘテロクロマチン由来のncRNAが本来持つ性質であることが明らかになった。さらにこの結合がncRNAとDNAとのハイブリッド形成によることを示唆する、意外な結果を得ている。分裂酵母のRNAi依存的ヘテロクロマチン形成では、ヘテロクロマチン領域から転写されるnon-coding RNAから生成するsiRNAが重要であることが知られている。我々は以前、このヘテロクロマチンでのnon-coding RNAの転写をRNAポリメラーゼIIがおこなうこと、さらにRNAポリメラーゼIIがsiRNAの生成過程に関与することを示していた。本年度は、RNAポリメラーゼIIがsiRNA生成のどのステップで機能しているかを分子遺伝学的手法を用いて解析をおこなった。その結果、RNAポリメラーゼIIはnon-coding RNAが転写された後の運命決定に関わることが明らかとなった。この運命決定の過程では、RNAi経路で重要なArgonauteファミリー蛋白質Ago1およびsiRNAを含むRITS複合体がnon-coding RNAに結合することが必須であることが示されている。我々の詳細な解析結果は、そのRITS複合体のnon-coding RNAへの結合のステップでRNAポリメラーゼIIが機能していることを明確に示している。また予備的な結果からRNAポリメラーゼIIがRITSのサブユニットの一つでRNAi経路で重要なArgonauteファミリー蛋白質Ago1と相互作用することが示唆されている。現在、ヘテロクロマチンからnon-coding RNAの転写をおこなうときにRNAポリメラーゼIIがRITS複合体と相互作用しnon-coding RNAへの結合を促しているというモデルを立てて、その検証をおこなっている。
豚萎縮性鼻炎起因菌が産生する壊死毒素による鼻甲介骨障害機序に関する病理学的研究

1)細胞増殖活性をニュートラルレッドの取り込みによって検討した。その結果、100ng/ml以下で両DNTは増殖因子的に作用したが、Bb-DNT 1,000ng/mlの高濃度処理に対しては細胞分裂を阻害し増殖を抑制した。2)1,10,および100ng/mlの両DNTを処理し、アルカリフォスファターゼ(ALP)染色および抗コラーゲン血清を用いたABC法で細胞機能の変化について検討した。その結果、両DNTの低濃度処理で、ALP活性およびコラーゲン産生能は、持続的に抑制されていた。即ち、両DNTは細胞に対して機能的に障害をもたらし、造骨能減退を生じさせることが示唆された。3)1,10,および100ng/mlの両DNTを処理し、その形態的変化を検討した。その結果、Bb-DNTで細胞は膨化し、細胞質内には小空胞が形成されていた。また、多核細胞の出現を伴っていた。Pm-DNT処理では、13日後には線維芽細胞様に、それ以降は小型化し非処理細胞のそれと同形態を示した。超徴形態的にBb-DNT処理細胞はミトコンドリアおよび小胞体の膨化ないし空胞状拡張など明らかな諸器官の変性が見られた。一方、Pm-DNT処理では、変性性変化は軽るく、軽度のリオゾームの減少およびミトコンドリアの拡張を見るにとどまった。結論:低濃度の両DNTは細胞に対しては増殖的に作用するが、機能的には抑制的に作用する。とくに高濃度のBb-DNTは細胞に対して強い障害を与え、ALP、コラーゲンなどの分泌障害をもたらし、骨形成機能減退に関与することが推考される。それら所見は、in vivoにおけるARの骨芽細胞の病態に酷似している。豚の萎縮性鼻炎(AR)の起炎菌であるP.multocida(Pb)とB.bronchiseptica(Bb)由来の壊死毒素(DNT)の障害作用について,分化度の異なる3種の骨芽細胞系株化細胞(MC3T3-E1,KS-4,C3H10T1/2)を用いて細胞学的に検討した。得られた成績は次の通りである。1)各細胞について両DNTを処理し、ニュートラルレッドの取り込み量を測定し、細胞増殖活性を調べた。MC3T3E-1は両DNTのそれぞれ100ng/ml以下の処理では増殖因子的に働いたが、Bb-DNT1,000ng/mlの高濃度処理では細胞分裂を阻害し、増殖抑制的に働いた。2)MC3T3-E1に1,10および100ng/mlの両DNTを処理し、アルカリフォスファターゼ(ALP)染色および抗コラーゲン血清を用いたABC法で細胞機能の変化について観察した。両DNT低濃度処理で、ALP活性およびコラーゲン産生能は、持続的に抑制された。3)各細胞に1,10および100ng/mlの両DNTを処理し、細胞形態の観察を行った。MC3T3-E1はBb-DNT処理で細胞は膨化し、細胞質に小空胞を形成していた。また,しばしば多核細胞化していた。Pm-DNT処理に比べ、Bb-DNT処理細胞は障害性変化が著しく、ミトコンドリア、小胞体の膨化ないし空胞状拡張が認められた。以上の結果から、Bb-DNTは細胞に対して強い障害を与え、ALP、コラーゲンなどの分泌障害をもたらし、骨形成機能減退に関与することが推考された。(1)Neutral redの取り込み

試験:MC3T3-E1は100ng/ml以下のDNT添加群は、非添加細胞に比較し増殖因子的に作用したが、Bb-DNT1,000ng/mlの高濃度添加は細胞分裂阻害ならびに増殖抑制的に作用した。(2)コラーゲン産生能およびアルカリフォスファターゼ(ALP)活性試験:両DNTは低濃度添加でMC3T3-E1細胞のコラーゲン産生能およびALP活性を持続的に抑制し、造骨能に障害をもたらす。(3)Bb-DNTはPm-DNTに比較して強い形態的変化をもたらす。すなわち、光学ならびに電子顕微鏡的観察で、細胞の膨化、ミトコンドリアおよび小胞体の空胞状拡張、リボゾームの減少、多核細胞化などの変性が指摘される。以上の所見から次のような結論が導かれた。両DNTは、MC3T3-E1細胞に増殖的に作用するが、細胞機能的には抑制的に作用する。しかし、高濃度のBb-DNTは細胞に対して、強い障害を与え、ALP、コラーゲンなどの分泌障害をもたらし、骨形成機能減退に関与することが推孝される。それら所見は、in vivoにおける豚萎縮性鼻炎の変性像に酷似している。
胃癌組織分化に関わる遺伝子の網羅的探索

単一胃癌内の分化度の異なる部位(管状腺癌および低分化腺癌)からRNAを抽出しマイクロアレイで解析した。発現に差がみられた遺伝子をqPCRで確認、マイクロアレイと発現傾向が一致した遺伝子を形態形成に関わる候補遺伝子と考えた。その中から、管状腺癌より低分化腺癌で発現が低下していたHRASLS2 (HRAS like suppressor 2)に着目し、MKN45での安定発現株を作成したところ細胞接着・増殖形態に変化を及ぼした。胃癌の病理組織型には管腔形成が比較的保たれたもの、癌細胞が充実性あるいはびまん性に増生するものなどがある。本研究では、胃癌の形態形成に相違をもたらす遺伝子の検索を目的とし、同一胃癌患者内における組織型の異なる部位(管状腺癌、低分化腺癌)および非癌部の胃組織からmRNAを抽出後、マイクロアレイにて各組織間で発現量の異なる候補遺伝子を検出した。当初は未固定凍結組織からのRNA抽出を予定していたが、少量の凍結組織内に異なる組織型の胃癌を探し出すことが困難なため、ホルマリン固定パラフィン切片からmRNAを抽出することとした。多くの進行胃癌症例は管状腺癌・低分化腺癌が混在しており、各々の組織が混ざらないよう組織回収することが難しく、レーザーマイクロダイセクションの使用も試みたもののマイクロアレイ解析に必要量のmRNA回収が難しかった。そのため過去1年分の手術検体を再度検討し、管状腺癌と低分化腺癌が比較的明瞭に分かれていた症例よりmRNAを抽出し、回収量・保存状態ともに比較的良好であった1例をマイクロアレイにて解析した。ホルマリン固定パラフィン切片からのRNAは修飾や断片化等により品質が悪く、その影響により正確に発現の差異が判定できない可能性がある。マイクロアレイ結果のなかで、非癌部・管状腺癌・低分化腺癌間で大きく発現の差が認められた遺伝子のうちいくつかは過去の論文と合致する発現傾向であったため、信頼できるアレイ結果であると推測される。胃癌は管腔形成が比較的保たれたもの、癌細胞が充実性あるいはびまん性に増生するものなどの病理組織像を呈するが、単一腫瘍内においても異なる組織像が存在することがまれではない。本研究では、胃癌の分化や形態形成に関わる因子の解明を目的とした。本年度は、単一胃癌内で組織型の異なる部位から採取したRNAを用いたマイクロアレイにて発現量に差が検出された遺伝子について、マイクロアレイ結果を検証するためにqPCRを段階的に施行した。まず、発現量の差が顕著だった68遺伝子を選び出し、分化度の異なる胃癌由来の細胞株内での発現をqPCRで確認した。マイクロアレイとqPCRの結果を比較し発現傾向が一致した遺伝子について、マイクロアレイで使用した検体を含むホルマリン固定パラフィン切片由来のRNAにてqPCRを行った。7遺伝子がマイクロアレイ、細胞株、ホルマリン固定パラフィン切片のqPCRの結果がほぼ一致し、癌の分化度により発現量が異なる有力候補遺伝子とし、その中の1つであるHRASLS2 (HRAS like suppressor 2)に着目した。HRASLS2は管腔形成のある癌部より形成のない癌部で発現が低下していたため、腺管の形態の形成あるいは維持に必要な遺伝子の一つであると推測した。低分化胃癌由来培養細胞(MKN45)を用いHRASLS2の強制発現株を作成したところ、通常の培養皿上における状態では細胞接着に差異がみられた。3次元培養での細胞増殖や形態形成に関して現在解析中である。ホルマリン固定パラフィン切片からのmRNAを使用せざるを得なかったため、できるだけ状態の良いmRNAを選別するのに時間を要したが良好なマイクロアレイ結果が得られ、候補遺伝子の解析に進んでいる。人体病理マイクロアレイで検出された、胃癌組織型で発現量の異なる候補遺伝子を、他症例の胃癌切片を含め、免疫染色やRNA in situ hybridizationにて発現状態を検索する。発現量に差が認められた遺伝子について、形態形成を含め細胞動態への影響を培養細胞での強制発現やノックダウンにて確認する。
乳牛舎環境と乳房の汚染について

乳牛舎の舎内環境のうちでも、温度環境と牛床環境の違いが、乳房の汚染にどのように影響を与えているかを現地調査とモデル実験で研究した。調査対象農家は、茨城県畑作地帯の図に示す糞尿溝の異なる三酪農家であった。温度環境の影響をみるために、B農家の冬期の2月と夏期の8月の作業時間を測定した。乳房汚染に最も関係のあるボロ出し作業時間と乳房清拭作業時間には変化はほとんど見られなかったが、冬期に、窓の開閉と言う舎内整備作業と、給与飼料が青刈からサイレージになり青刈を調整する作業がなくなる時間に少しの変化がみられた。牛床環境すなわち牛床構造の影響も、ボロ出しと乳房清拭の作業時間より検討した。ボロ出し作業における1頭1回当り平均所要時間は、A農家は30.0秒、B農家は36.3秒、C農家は71.2秒、また、乳房清拭では、A農家は17.1秒、B農家は35.5秒、C農家は80.0秒とAB、Cの順に多くの時間を要していることが判った。次に、調査農家とほぼ同じ糞尿溝を筑波大学農林技術センターの乳牛舎に作り、ボロ出しと乳房清拭の作業時間および乳房汚染度を測定した。これらの作業時間からも、A、B、Cの順に時間を要していることが判った。また、COD値を用いた汚染度も同じ順位であった。すなわち、乳牛舎環境のうち、温度環境は乳房汚染にほとんど影響をおよぼしてはいないが、牛床構造はボロ出しと乳房清拭の作業時間および乳房汚染度とも同じような傾向が得られたことから、乳房汚染にすくなからず影響をおよぼしていることが判った。
スパース最適制御理論によるバイオメカニクスのためのスパースモデリング

スパースモデリングのアイデアと制御理論を融合させた「動的スパースモデリング」を提案し,微分方程式または差分方程式で表される動的モデルの入出力のサンプル値からもとの連続時間信号を推定する新しい手法を提案した.もとの連続時間信号に対して,そのスパース性(関数としての台の長さが短い性質)を仮定したうえで,L1最適制御理論により解を導出できることを示した.L1最適制御問題は適切な離散化のもと,有限次元の凸計画問題として記述できるため,近接分離法など,スパースモデリングの分野で近年発展した高速アルゴリズムを使うことができる.また,理論的には動的モデリングにおける最適制御問題の解の一意性や存在性などを証明した.バイオメカニクスへの応用に関しては,鳥の波状飛行のメカニズムが動的スパースモデリングで説明可能であることを発見し,山階鳥類研究所の協力のもとで波状飛行メカニズムの理解が飛躍的に向上した.また,スパース性のアイデアを「離散値性」に拡張し,離散的な値をとるような連続時間信号の推定問題にも動的スパースモデリングの手法が使えることを示した.また,この定式化により,特にネットワーク化制御系で重要なAD変換における離散化誤差をゼロにするような制御系設計が可能になることも示した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。スパース最適制御理論に関して,昨年度までで得られた連続時間のスパース最適制御(L0最適制御)とL1最適制御解との等価性にもとづき,理論をさらに発展させ,値関数の連続性や凸性を理論的に証明するとともに,離散値信号復元および離散値制御への拡張も行った.特に離散値信号復元はスパースモデリングにおけるスパース性の概念を離散値性(信号が離散値を取るという性質)に拡張し,それをもとに,本来なら組み合わせ最適化問題となる復元問題を線形計画問題に帰着させる方法を提案した.これらの成果は,2件の学術論文(IEEE Trans. Automatic ControlおよびIEEE Signal Processing Letters)にて発表された.また,2件の国際会議論文(SICE International Symposium on Control SystemsおよびAsian Control Conference)および4件の国内学会発表にて発表された.スパースモデリングのアイデアと制御理論を融合させた「動的スパースモデリング」を提案し,微分方程式または差分方程式で表される動的モデルの入出力のサンプル値からもとの連続時間信号を推定する新しい手法を提案した.もとの連続時間信号に対して,そのスパース性(関数としての台の長さが短い性質)を仮定したうえで,L1最適制御理論により解を導出できることを示した.L1最適制御問題は適切な離散化のもと,有限次元の凸計画問題として記述できるため,近接分離法など,スパースモデリングの分野で近年発展した高速アルゴリズムを使うことができる.また,理論的には動的モデリングにおける最適制御問題の解の一意性や存在性などを証明した.バイオメカニクスへの応用に関しては,鳥の波状飛行のメカニズムが動的スパースモデリングで説明可能であることを発見し,山階鳥類研究所の協力のもとで波状飛行メカニズムの理解が飛躍的に向上した.また,スパース性のアイデアを「離散値性」に拡張し,離散的な値をとるような連続時間信号の推定問題にも動的スパースモデリングの手法が使えることを示した.また,この定式化により,特にネットワーク化制御系で重要なAD変換における離散化誤差をゼロにするような制御系設計が可能になることも示した.当初計画していたスパース最適制御理論について,値関数の連続性や凸性などの基本的性質の解明に成功したほか,その理論にもとづき,波状飛行をする鳥の一周期の運動について,スパース最適制御理論による動的モデルが得られた.また,それに加えて,スパース性を拡張した「離散値性」という性質をL1ノルムで特徴付け,離散値をとる信号の復元問題が線形計画法により解けることを示した.以上の理由から,26年度の達成度は当初の計画以上に進展していると言える.27年度が最終年度であるため、記入しない。26年度で得られたスパース最適制御の理論的成果をさらに拡張し,波状飛行をする鳥の動的モデルを確立するとともに,離散値性の性質をさらに探求し,動的システムのスパースモデリングの新しい手法を確立する.27年度が最終年度であるため、記入しない。