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国際人的資源管理の制度的基盤-グローバル要員の人事制度と業績管理に関する研究-

本研究の目的は,近年,国内本社を超えてグローバルに展開されようとしている人事機能の制度的な基盤について,日米比較の視点からその整備に向けた現状と課題を明らかにすることである。研究では,文献資料からグローバル人事制度の分析視角を設定し,日米企業の動向を概観した上で,事例調査をつうじてその設計と運用状況を分析した。分析からは,グローバル人事制度に関する両国企業の特徴や相違についての示唆が得られた。平成21年度は、本研究プロジェクトの初年度であったことから、研究環境の整備や文献・資料の収集を行うとともに、国内の企業調査に着手した。文献・資料研究では、国際人的資源管理に関する国内外の先行研究をサーベイし、過去の企業調査から得られた事実発見の含意を深め、そこから本研究テーマを発展的に展開するための理論的・実証的基盤を整えることに努めた。具体的には、グローバルに適用される人事制度のベースとなる本国制度の特徴について、日本と米国の最近の動向を分析した。そこから、組織志向型、市場志向型、としてそれぞれ特徴づけられてきた日本と米国の人事制度のあり方を、評価・処遇制度の詳しい設計と運用実態から裏付けるとともに、その変化についても検討を加えている。これらの点は、国別の特性を持った人事制度がグローバルに展開される際にどのような様相を帯びるのかという視点から、今後も分析と考察を深める必要がある。こうした文献・資料研究にもとづく問題意識をふまえて、国内企業に対する初期的な企業調査を行った。具体的には、大手電機メーカー各社の経営者や人事担当者に対し、グローバル人事制度の方針や設計をめぐる詳しいインタビューを行っている。この調査では、グローバル人事制度の整備を進めている企業において、スキルや職責のレベルに応じて職群を等級化するという設計が見出された。この点は、過去の調査における事実発見とも整合するものであり、グローバル人事制度の理解についての貴重な手がかりを得ることができた。平成22年度は、報酬管理と業績管理を中心としたグローバルな人事制度の枠組みに関する理解を深めるための文献レビューを継続すると共に、これまでの調査から得られた知見を発展させるために各種研究会への積極的な参加と研究発表を行った。具体的には、日米企業における国別の特性を持った本国制度の特徴が、人的資源管理のグローバル展開に際してどのような課題や問題に直面するのかという視点から、各方面の専門家、人事担当者、労働組合役員、等とのディスカッションを重ねた。また、グローバルな報酬管理において重要となる外部労働市場の影響を受けた賃金決定と組織内的な業績管理の理論的関係について考察を深め、関連成果として論文に取りまとめている。そこでは、賃金決定において市場の論理と組織の論理からもたらされるコンフリクトに着目した分析を行っており、次年度の早い段階での刊行を予定している。また、上記の作業と同時進行で企業へのインタビュー調査を進めた。米国企業への接触はさしあたり限定的であるが、国内では電機産業に加えて自動車産業への調査可能性が開かれたため、グローバル人事制度の業種間比較も視野に入れて鋭意調査を進展させている。なお、これまでのところ調査機会は複数の企業や部門に分散する傾向にあり、事実発見を系統的に整理構成する段階までは至っていない。しかし、各社人事部への接触をつうじて来年度にはいくつかの主要大企業で調査のさらなる進展が見込まれる状況を整えている。本研究の目的は、企業活動のグローバル化にともない近年関心を集めている多国間の枠組みの中で共通適用される人事制度の設計と運用状況について検討し、その学術的・実践的進展に資する含意を抽出することである。平成23年度は本研究の最終年度にあたるため、これまでの文献資料研究にもとづく理論的考察と日米企業を対象とした事例調査の取りまとめを行った。文献資料研究からはグローバル人事制度を分析する上での基本的な視角((1)等級システム、(2)人材育成システム、(3)評価・処遇システム、(4)人事機能の統合・再編)を抽出すると共に、最近の資料を中心に日米企業のグローバル人事制度の動向について検討を加えた。また、これと併せて日米本社制度の比較分析をつうじて、制度の設計と運用に現れる組織と市場のコンフリクトに着目した考察を行い、グローバル人事の形成を展望する上での有益な示唆を得た。事例調査では経営のグローバル化が進行している代表的業種の1つである電機メーカーを対象として、グローバル人事制度の設計・運用状況とその導入プロセスを分析した。その結果、グローバル人事の制度的な基軸となるグローバル等級やそれと連動して設計・運用されることの多いグローバルな報酬システムの整備状況については米国企業に顕著な進展が見られた。一方、人材育成に関わる施策に関して言えば,日本企業に制度整備・運用を進展させている側面があることを指摘することができる。一般に,グローバル人事制度の整備状況は欧米企業に対して日本企業が遅れていると評価されることが多いが,グローバル人事制度の導入プロセスに着目すると,そこには制度整備の進捗状況に加えてそのアプローチや力点の相違についても検討する必要があることが示唆された。
下顎無歯顎患者への即時荷重インプラントオーバーデンチャーの機能評価と生存分析

下顎全部床義歯の新製が必要な下顎無歯顎患者20名に対して,サージカルガイドを利用したフラップレス(歯肉剥離を行わない)手術による即時荷重2ボールアタッチメント維持インプラントオーバーデンチャーによる補綴治療を行い,機能評価と生存分析を行った.被験者15名の30本のインプラント中,2本のインプラントが脱落した.残りのインプラントについてはトラブル無く機能し,機能評価の結果良好で,現在に至る.下顎全部床義歯の新製が必要な下顎無歯顎患者20名に対して,サージカルガイドを利用したフラップレス(歯肉剥離を行わない)手術による即時荷重2ボールアタッチメント維持インプラントオーバーデンチャーによる補綴治療を行い,機能評価と生存分析を行った.被験者15名の30本のインプラント中,2本のインプラントが脱落した.残りのインプラントについてはトラブル無く機能し,機能評価の結果良好で,現在に至る.欧米では下顎無歯顎患者に対する治療法の第一選択はインプラント2本を維持源としたインプラントオーバーデンチャー(IOD)であるとされているが、現在の術式には以下のような問題がある。手術後2-8週間はインプラントのオッセオインテグレーションを期待するため、インプラント周囲の義歯を削除した安定の悪い義歯を使用しなければならない。また、フラップを開ける(歯肉剥離を行う)ために外科的侵襲が大きく、インプラント埋入手術に熟練を要する。これらの問題を解決するため、サージカルガイドを利用したフラップレス(歯肉剥離を行わない)手術による即時荷重2ボールアタッチメント維持IODを考案した。この術式ではインプラント埋入手術にサージカルガイドを利用することにより、術者の技量に左右される事なく、安定した結果を得ることが可能となる。また、フラップレス手術は歯肉を剥離しないために高齢患者への外科的侵襲が少なく、創面が形成されないため、即日から義歯の使用が可能となる。このことから患者が義歯の使用できない、もしくは義歯の安定の悪い期間は皆無となり、インプラント手術同日から、インプラントを維持源とした安定性の高い義歯による摂食が可能となる。東京医科歯科大学歯学部附属病院に通院し、下顎全部床義歯の新製が必要な下顎無歯顎患者10名に対して下記の治療を行い、機能評価を行った。1.下顎全部床義歯を通法に従い作製した。2.作成した全部床義歯をラジオグラフィックガイドとしてCT撮影し、サージカルガイドを作製した。3.サージカルガイドに基づき、フラップレスにて左右犬歯部位へインプラントを2本埋入した。4.インプラント埋入手術終了後にボールアバットメントを装着し、全部床義歯にゴールドキャップを装着。手術当日から義歯を使用し、食事は通常通り行った。5.1週間後から、患者による義歯の着脱と清掃を行った。6.6ヶ月後、通法通りIODを作製した。欧米では下顎無歯顎患者に対する治療法の第一選択はインプラント2本を維持源としたインプラントオーバーデンチャー(IOD)であるとされているが、現在の術式には以下のような問題がある。この術にではインプラント埋入手にサージカルガイドを利用することにより、術者の技量に左右される事なく、安定した結果を得ることが可能となる。東京医科歯科大学歯学部附属病院に通院し、下顎全部床義歯の新製が必要な下顎無歯顎患者20名に対して下記の治療を行い、機能評価を行った。被験者20名の40本のインプラント中,2本のインプラントが脱落した.残りのインプラントについてはトラブル無く機能し,機能評価の結果良好で,現在に至る.
虚血性心疾患発症における機能性変異遺伝子の相加効果の解明

虚血性心疾患はその発症に遺伝要因と環境要因が複雑に関与している多因子性疾患である。本研究では、まず健康な成人約400名を対象として、虚血性心疾患の基礎疾患である高コレステロール血症、低HDLコレステロール血症、高血圧などと関連する新たな機能性変異遺伝子の検索をおこなった。その結果、血清コレステロール値と関連するPeroxisome proliferator activated receptor α遺伝子(PPARA)のVal227Ala多型、HDLコレステロール値と関連するEndothelial lipase遺伝子(LIPG)の2237G/A多型(3'非翻訳領域)、収縮期血圧および高血圧と関連するAdipocyte-derived leucine aminopeptidase遺伝子(ALAP)のLys528Arg多型を検出した。しかし、虚血性心疾患患者295名と健康な成人291名を対象とした症例・対照研究では、これらの3つの遺伝子変異が虚血性心疾患の感受性遺伝子であるという証拠を得ることはできなかった。これら3つの遺伝子以外にも、虚血性心疾患の基礎疾患である高血圧、糖尿病、高コレステロール血症、低HDLコレステロール血症、高Lp(a)血症、血栓症などとの関連が示唆されている11個の遺伝子(APOE、MTHFR、AGT、ACE、LPA、HTT、LIPC、ADRB3、LPL、PAI1、ENOS)の機能性変異と虚血性心疾患発症との関連を調べた。上記の遺伝子のうち、APOE、MTHFR, LPAの機能性変異と虚血性心疾患との間に関連がみられたが、これらの疾患発症に対するOdds比は1.4から1.9であり、その効果は単独ではあまり強くなかった。しかし、これらの遺伝子を組み合わせて変異遺伝子の保有数と虚血性心疾患発症との関連を調べたところ、保有する変異遺伝子の数が増えるとOdds比は上昇した。このことは、作用の弱い感受性遺伝子の相加効果が虚血性心疾患の遺伝要因として重要であることを示唆している。虚血性心疾患の予防法を開発するためには、遺伝的リスクファクターとなっている個々の遺伝子を同定すること、およびリスクファクターの組み合わせと発症の危険率との関係を明らかにすることが重要である。本研究では、多くの虚血性心疾患の感受性遺伝子を同定し、それらの組み合わせによる相加効果と疾患発症の関係を明らかにすることを目的としている。本年度は、虚血性心疾患を発症した258名および健康な成人291名を対象に虚血性心疾患の基礎疾患である高血圧、糖尿病、高コレステロール血症、低HDLコレステロール血症、高Lp(a)血症、血栓症などとの関連が示唆されている11個の遺伝子(APOE、MTHFR、AGT、ACE、LPA、HTT、LIPC、ADRB3、LPL.、PAI1、ENOS)の機能性変異と虚血性心疾患発症との関連を調べた。上記遺伝子のうち、APOE、MTHFR、AGT、LPAと虚血性心疾患発症との間に関連がみられたが、これらの疾患発症に対するOdds比は1.4から1.9であり、その効果は単独ではあまり強くなかった。しかし、これらの遺伝子を組み合わせて機能性変異遺伝子の保有数と虚血性心疾患発症との関連を調べたところ、保有する変異遺伝子の数が増えるにつれてOdds比も上昇した。このことは作用の弱い感受性遺伝子の相加効果が虚血性心疾患の遺伝要因として重要であることを示唆している。

今後は、さらに多くの候補遺伝子について機能性変異を検出し、疾患感受性遺伝子の相加効果を系統的に分析していく予定である。虚血性心疾患はその発症に遺伝要因と環境要因が複雑に関与している多因子性疾患である。虚血性心疾患の予防法を開発するためには、遺伝的リスクファクターとなっている個々の遺伝子を同定すること、およびリスクファクターの組み合わせと発症の危険率との関係を明らかにすることが重要である。本年度はまず、虚血性心疾患のリスクファクターとして重要な脂質代謝異常症と関連する遺伝子の検索を行った。Peroxisome proliferator-activated receptor α(PPARα)はリガンド要求性の転写因子で、脂肪酸の酸化や脂質の運搬に重要な役割を果たしている。健康な成人を対象としてPPARα遺伝子の変異と血清脂質値との関連を調べたところ、Val227Ala多型が検出され、Ala227対立遺伝子を保有する個体はそれ以外の個体に比べて総コレステロール値が低いことが判明した。この傾向はとくに閉経前の女性で強く、PPARαが関連する脂質代謝はエストロゲンの影響をうけることが示唆された。このVal227Ala多型と虚血性心疾患発症の関連について分析したが、対象とした虚血性心疾患患者には男性が多いこともありこの変異が虚血性疾患発症と関連するという証拠は得られなかった。PPARα遺伝子以外にも、虚血性心疾患の基礎疾患である高血圧、糖尿病、高コレステロール血症、低HDLコレステロール血症、高Lp(a)血症、血栓症などとの関連が示唆されている11個の遺伝子(APOE、MTHFR、AGT、ACE、LPA、HTT、LIPC、ADRB3、LPL、PAII、ENOS)の機能性変異と虚血性心疾患発症との関連を調べた。上記の遺伝子のうち、APOE、MTHFR、AGT、LPAの機能性変異と虚血性心疾患との間に関連がみられたが、これらの疾患発症に対するOdds比は1.4から1.9であり、その効果は単独ではあまり強くなかった。しかし、これらの遺伝子を組み合わせて機能性変異遺伝子の保有数と虚血性心疾患発症との関連を調べたところ、保有する変異遺伝子の数が増えるにつれてOdds比は上昇した。このことは、作用の弱い感受性遺伝子の相加効果が虚血性心疾患の遺伝要因として重要であることを示唆している。
順序情報と情報量規準についての研究

いくつかの母集団が共通の分布構造を持ち、これらの分布の特定の母数の間に単調な増加傾向があるとするような仮定に基づくモデルの妥当性を評価するための情報量規準について、理論的ならびに実証的に研究すること、また関連領域への応用を諮ることが本研究の目的であった。本研究の研究実績の概要は次のようである.1.共通の分布構造を仮定したいくつかの母集団分布の母数間に単調な順序傾向を想定し,順序制約下での最尤推定量を用いた場合に,赤池情報量基準(AIC)と同様,Kullback-Leibler情報量に基づく情報量基準を考えた.ある正則条件を満たす指数型分布族の場合に,バイアス補正項について,その表現形や漸近的性質などを調べた.特に,この項は真の未知母数に依存することを明示した.2.上の考察に基づき,実際の応用のために,未知母数に依存するバイアス項をブートストラップ法により推定する方法を提示し,これとAICやMDLモデル選択基準などとの比較評価を,正規分布を仮定したモンテカルロ・シミュレーションにより調べた.3.正規分布の特殊な場合に,上記のバイアス補正項の不偏推定量を求める方法を提示した.4.順序制約下での最尤推定量を求めるアルゴリズムであるPAVA(Pool Adjacent Violators Algorithm)をグラフィカルにとらえ,その凸性から,ブートストラップ法による最尤推定量が更なるバイアスを生じることを示した.いくつかの母集団が共通の分布構造を持ち、これらの分布の特定の母数の間に単調な増加傾向があるとするような仮定に基づくモデルの妥当性を評価するための情報量規準について、理論的ならびに実証的に研究すること、また関連領域への応用を諮ることが本研究の目的であった。本研究の研究実績の概要は次のようである.1.共通の分布構造を仮定したいくつかの母集団分布の母数間に単調な順序傾向を想定し,順序制約下での最尤推定量を用いた場合に,赤池情報量基準(AIC)と同様,Kullback-Leibler情報量に基づく情報量基準を考えた.ある正則条件を満たす指数型分布族の場合に,バイアス補正項について,その表現形や漸近的性質などを調べた.特に,この項は真の未知母数に依存することを明示した.2.上の考察に基づき,実際の応用のために,未知母数に依存するバイアス項をブートストラップ法により推定する方法を提示し,これとAICやMDLモデル選択基準などとの比較評価を,正規分布を仮定したモンテカルロ・シミュレーションにより調べた.3.正規分布の特殊な場合に,上記のバイアス補正項の不偏推定量を求める方法を提示した.4.順序制約下での最尤推定量を求めるアルゴリズムであるPAVA(Pool Adjacent Violators Algorithm)をグラフィカルにとらえ,その凸性から,ブートストラップ法による最尤推定量が更なるバイアスを生じることを示した.いくつかの母集団が共通の分布構造を持ち、これらの分布の特定の母数の間に単調な増加傾向があるなどの順序情報が利用できるような場合に、このような順序情報を反映した情報量規準に関する理論的ならびに実証的研究が本研究の目的である.研究代表者の安楽は,赤池の情報量基準AICの考え方に基づいて,単順序制約下での選択基準ORICを提案し、従来の多重比較検定法や菊池らの、AICに基づく方法との比較評価を行い、その有効性を示してきた.これに関連して、ORICを精密化したもの、あるいは数値評価に際して知りうる真のバイアス項を評価した場合などについて,上述のAICによる方法やORICなどとの比較評価を行った(九州大学経済学会経済学研究1999).またこれらの結果を99年の日本統計学会(99年7月,岡山理科大学)で発表した。さらに、バイアス項をブートストラップ法により推定した方法を取り入れたものについても比較評価を行った。またこれらの結果をInternational Society for Clinical Biostatistics99年年会のサテライトワークショップ(99年9月,ハイデルベルグ大学(ドイツ))あるいは、科学研究費研究会「多変量解析線形から非線形へ」(99年12月,広島大学)などで発表してきた.共同研究者の小島、野間口、菊池らとは数回にわたる研究会の他、頻繁に研究連絡を行ってきた.特に、情報理論の符号化理論の方から提唱されているMDLな規準などに関連して、情報理論の基礎的な点からのレビューを行い、MDL基準やSchwarzのBIC規準などと、AIC法からの方法との違いや、その妥当性について研究を継続してきている.また同時に派生した、経済データの変化点等に関する新たな研究課題についての研究も開始した。いくつかの母集団が共通の分布構造を持ち、これらの分布の特定の母数の間に単調な増加傾向があるなどの順序情報が利用できるような場合に、このような順序情報を反映した情報量規準に関する理論的ならびに実証的研究が本研究の目的である.母数に順序制約が課せられるような場合、赤池の情報量基準AICと同様に、Kullback-Leibler情報量に基づく期待対数尤度を順序制約下での最尤推定量を用いた対数尤度で推定するときに生ずるバイアスは母数に依存し、未知である。情報量規準を構成するために、この未知のバイアス項をブートストラップ法で推定するという方法が考えられるが、順序制約下では、ブートストラップ法で未知母数の値を推定しようとすると、真の値よりより極端な方向へ偏ることがモンテカルロ・シミュレーションなどで認められた。更に、このような偏りを生じることが、関数の凸性やMajorizationの概念などから理論的に証明できた。

またバイアス項のブートストラップ推定値が偏ることの証明も同様に示される見通しを持てた。これらのことから、データの最大値や最小値などの極値の期待値を始め、多くの制約のある問題で、ブートストラップ法がバイアスを生じる理由が統一的に示されるものと考える。共同研究者の小島は、本研究テーマと時系列データで平均や分散に生じた変化点探索の問題との接点を模索しつつ、家計所得と企業収益についてのデータの解析による実証研究を行った。変化点探索についての他の方法との比較研究を来年度の課題としたい。共同研究者の野間口、菊池は、隠れマルコフモデルにおける潜在要因の個数やそのときの母数の推定などの問題において、モデルの妥当性を測るための情報量規準の妥当性などについて調べた。また、順序制約がある問題への応用について検討を行ってきた。これらについて得られた成果を最終年度である来年に向けて、まとめていきたい。いくつかの母集団が共通の分布構造を持ち、これらの分布の特定の母数の間に単調な増加傾向があるとするような仮定に基づくモデルの妥当性を評価するための情報量規準について、理論的ならびに実証的に研究すること、また関連領域への応用を諮ることが本研究の目的である。安楽の研究経過は次のようである:母数に順序制約が課せられるような場合、赤池の情報量基準AICと同様に、期待対数尤度を順序制約下での最尤推定量を用いた対数尤度で推定するときに生ずるバイアス項をブートストラップ法で推定するという方法が考えられるが、今年度の研究により、2次元正規分布の場合に、ブートストラップ法による推定量は、順序制約下では偏りを生じることを式により明示的に示すことができた。またこの結果からは、ブートストラップ法におけるサンプルサイズを大きくすることにより、偏りを限りなく小さくできることも確認できた。これらの結果は、日本統計学会(2001年9月、西南学院大学)などで発表した。これらの一般次元への拡張の可能性を考慮して、論文としての発表にはまだ至っていないが、早期に論文としてまとめ上げたい。また分担者との研究討論を通じて、順序制約を考慮した情報量基準と、菊池らの提唱するAICに基づく方法が密接に関係する可能性が見えてきた。これについても早期に究明したい。小島は、家計所得と企業収益のデータにおける変化点を検証するため、分散シフト・平均シフトモデルに基づいて実証的に研究した。今後、情報量基準の応用を諮りたい。野間口、菊池は、隠れマルコフモデルにおける潜在要因の個数やそのときの母数の推定などの問題において、モデルの妥当性を測るための情報量規準の妥当性などについてシミュレーションなどを行い、その有効性を示した。また野間口は、オーストラリアでの国際会議(2001.12)において、順序制約下での相関行列のギブズサンプリングによる最尤推定法について発表した。
骨吸収・骨形成シグナルに対する破骨細胞Ca-イオンチャネルの動態解析

破骨細胞は骨吸収において中心的な役割を演ずるが、その活性調節には細胞外Ca^<2+>濃度が関与している。骨吸収期において、破骨細胞は非常に高濃度な細胞外Ca^<2+>に曝露され、細胞内にCa^<2+>が流入することで細胞内のCa^<2+>storeからCa^<2+>が放出される。この結果、細胞内Ca^<2+>濃度は急速に上昇し、骨吸収抑制のシグナルとなる。細胞外からのCa^<2+>の流入経路としては細胞膜に発現したryanodine receptor(RyR)様Ca^<2+>チャネルの存在が細胞内Ca^<2+>濃度を測定する方法や分子生物学的手法での研究で示唆されているが、実際にそのCa^<2+>チャネルを通るイオンチャネル電流は記録されたことがない。我々は初めて破骨細胞の細胞膜に発現したRyRの性質を有したイオンチャネル電流を検出した。破骨細胞にruthenium red(RR)を投与した場合、高濃度(0.1mM)では細胞内Ca^<2+>濃度が上昇し、低濃度(0.5μM)では細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が抑えられたことにより、破骨細胞の細胞膜にRyR様Ca^<2+>チャネルが存在することが示唆されている(Adebanjo OA et al.Am J Physiol 270:F469-F475,1996)。我々は破骨細胞の細胞膜に発現したRyR様Ca^<2+>チャネルの性質を検討するため、単一チャネル電流記録法のうちinside-out法を用いたが、細胞内液にRR0.1mMとMgCl_23mMを添加することによりRR感受性電流を惹起することができた。またこの電流は低濃度(10μM)のRRによりブロックされた。以上の結果は上記Adebanjoらの報告におけるRyR様Ca^<2+>チャネルの性質を有したチャネルの活動を初めて測定したものと考えられる。本実験で得られた電流は、保持電位-40mVで内向きに長い開口時間を有し、平衡電位は+5+10mVであった。イオン伝導度は20pS(電極内CaCl_2:10mM)と27pS(電極内CaCl_2:60mM)でCa^<2+>濃度依存性の性質を示し、この電流がCa^<2+>を運んでいることを示唆した。破骨細胞の骨吸収能は、破骨細胞内へのカルシウムイオンの流入により調節されていると考えられている。その経路が選択的なカルシウムチャネルを経由するか非特異的なcationのチャネルを経由するかを研究するため、破骨細胞の膜電流をパッチクランプ法にて測定する。パッチクランプ法には細胞の単離が必要であり、新生Wistar系ラットの後肢長管骨骨髄より細胞を採取した。骨幹部骨髄をcell disc上に撒布し、15%FBS含有α-MEM内で約1時間培養したところ、多核の巨細胞が得られた。

この細胞は、直径2040μmで、ほぼ円形を呈し、酒石酸耐性酸フォスファターゼ染色にて陽性に染色された。これに形態的に一致する細胞に対してwhole cell methodにてパッチクランプ法を施行すると、主にK電流からなると思われる外向き整流性の電流が得られた。この細胞における静止電位は約-40mVであった。今後は、同細胞に対してカルシトニンをはじめとするホルモンやマクロファージコロニー刺激因子などのサイトカインを負荷し、その刺激に伴うカルシウムイオンの動態を測定することで、破骨細胞の活動性に対する影響を分析する予定である。破骨細胞は骨吸収において中心的な役割を演ずるが、その活性調節には細胞外Ca^<2+>濃度が関与している。骨吸収期において、破骨細胞は非常に高濃度な細胞外Ca^<2+>に曝露され、細胞内にCa^<2+>が流入することで細胞内のCa^<2+>storeからCa^<2+>が放出される。この結果、細胞内Ca^<2+>濃度は急速に上昇し、骨吸収抑制のシグナルとなる。細胞外からのCa^<2+>の流入経路としては細胞膜に発現したryanodine receptor(RyR)様Ca^<2+>チャネルの存在が細胞内Ca^<2+>濃度を測定する方法や分子生物学的手法での研究で示唆されているが、実際にそのCa^<2+>チャネルを通るイオンチャネル電流は記録されたことがない。我々は初めて破骨細胞の細胞膜に発現したRyRの性質を有したイオンチャネル電流を検出した。破骨細胞にruthenium red(RR)を投与した場合、高濃度(0.1mM)では細胞内Ca^<2+>濃度が上昇し、低濃度(0.5μM)では細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が抑えられたことにより、破骨細胞の細胞膜にRyR様Ca^<2+>チャネルが存在することが示唆されている(Adebanjo OA et al.Am J Physiol 270:F469-F475,1996)。我々は破骨細胞の細胞膜に発現したRyR様Ca^<2+>チャネルの性質を検討するため,単一チャネル電流記録法のうちinside-out法を用いたが,細胞内液にPR0.1mMを添加することによりRR感受性電流を惹起することができた。またこの電流は低濃度(10μM)のRRによりブロックされた。以上の結果は上記Adebanjoらの報告におけるRyR様Ca^<2+>チャネルの性質を有したチャネルの活動を初めて測定したものと考えられる。本実験で得られた電流は、保持電位-40mVで内向きに長い開口時間を有し、平衡電位は+5+10mVであった。イオン伝導度は20pS(電極内CaCl_<2+>:10mM)と27pS(電極内CaCl_<2+>:60mM)でCa^<2+>濃度依存性の性質を示し、この電流がCa^<2+>を運んでいることを示唆した。
高感度な自動接触分析装置の開発とその応用

接触法は高感度分析法として有用であるが、反応温度や試薬濃度を厳密に制御する必要がある。これらの制御を容易にするため細管内に反応試薬を流し微量試料溶液を注入して反応や測定を行う液体キャリヤ-型の流れ分析方式が使われているが、新たな問題が起こることが分かってきた(昭和63年度科学研究費研究成果参照)。そこで、その問題点のない新しい気体キャリヤ-型流れ分析方式の接触分析装置を開発した(同研究成果参照)。本研究では、この流れ分析方式の操作性をさらによくするために溶液注入部を自動化し、ヨウ化物イオンの接触定量に応用した。この定量には新しい反応系を用い、反応条件についても検討した。1.自動接触分析装置の作製:これまで溶液をマイクロシリンジで手操作により注入したが(同研究成果参照)、注入部を自動化するために、装置上部に置いた各溶液溜から試薬溶液を装置内に重力落下させる注入部を開発した。この注入部による注入誤差はマイクロシリンジ注入と同程度の0.2%であった。本分析装置の3つの注入部(各150μl前後)に水と着色溶液を入れて繰り返し混合した結果、吸光度は約1%の誤差内で一致し、再現性よく混合できることが分かった。2.クロルプロマジン(CP)ー過酸化水素反応を用いるヨウ化物イオンの定量:従来使われていた臭素酸塩の代わりに過酸化水素を使い、硫酸酸性溶液中でCPを酸化させることによって、一桁低いヨウ化物イオン濃度が定量できるようになった。本分析装置は撥水性のあるテフロン管を流路にしたが、CP溶液は濡れ易く、溶液の流れは他の水溶液に比べて遅くなった。しかし、混合の再現性には問題なかった。反応溶液中50ppbのヨウ化物イオンを繰り返し定量した結果、自動分析装置の検出下限は3ngとなり同じ反応条件でバッチ方式で定量した場合に比べ約1/50低い値が得られ、絶対感度の優れる本分析装置の特長が明らかになった。昭和63年度科学研究費研究成果を基に、自動接触分析の実用化を目指して接触分析装置を開発した。また、本分析装置をクロルプロマジンー過酸化水素反応を用いる極微量ヨウ化物イオンの定量に応用した。1.接触分析装置の作製:反応溶液と試料溶液の各注入部(6方バルブ)と自作した混合兼吸光度測定用セルをテフロン細管(内径1mm)で直列に連結しポンプにより空気キャリアを送る流れ分析方式の自動接触分析装置を作製した。半自動分析装置(昭和63年度科学研究費研究成果参照)では、溶液をマイクロシリンジで手操作により注入したが、注入部を自動化するために、装置上部に置いた各溶液溜から試薬溶液を分析装置内に落下させる注入方式を開発した。この新しい注入部を使い注入溶液の採取量を繰り返し測定した。その相対標準偏差は0.2%で、マイクロシリンジによる注入と同程度の良い精度が得られることが分かった。2.溶液の混合状態:本接触分析装置で水とメチルオレンジ着色溶液を混合し、溶液の混合状態を調べた。各150μl前後の溶液を3つの注入部に入れた場合、繰り返し測定した吸光度は0.5%の誤差内で一致し混合後、約15秒で一定の吸光度を示し、1分台で進む反応に十分使えることが分かった。3.クロルプロマジンー過酸化水素反応を用いるヨウ化物イオンの接触

定量:購入した分光光度計の自動演算機能を使って空気キャリアの送気開始してから2分と3分(反応開始1分と2分後)の範囲で零次反応速度定数を求めた。その結果、ピペットと試験管を使う手操作によるバッチ方式(反応液量10ml)に比べて本分析装置による絶対感度(反応速度定数/ngl)は10倍程度良くなる見込みが得られ、本研究の目的である高感度な自動接触分析が十分可能性であることが分かった。昨年度の研究で作製した自動分析装置を使い、クロルプロマジン(CP)ー過酸化水素反応を用いて極微量ヨウ化物イオンを高感度定量をするために、本反応の反応条件を検討した。その結果を基に、本分析装置の分析性能をバッチ法と比較して評価した。1.クロルプロマジンー過酸化水素反応を用いるヨウ化物イオンの接触定量(バッチ法):リン酸酸性溶液中でCPを臭素酸塩で酸化発色させ、初期の発色反応を零次反応近似して擬零次反応速度数kを測定し50ngまでのヨウ化物イオンが接触定量されているが、追試してみると零次反応近似に無理があり、反応も遅いように思われた。種々の実験から、硫酸酸性で過酸化水素によりCPを酸化すると、零次反応に近似しやすく反応が速いことが分かった。そこで、各試薬の濃度、反応温度について最適反応条件を求めた結果、検出下限は2.5ng/5mlとなり、500ng前後のヨウ化物イオンは50ng以下の誤差で定量できた。また、発色後に現れる退色を続けて測定し吸光度の極大値を求めると、その値はヨウ化物イオン量に比例し1ngまで定量できたが、kを測定する方が迅速で、使用した分光光度計によりkが自動演算できる利点があった。2.自動接触分析によるヨウ化物イオンの定量:上記で得た過酸化水素ーCP反応(硫酸酸性)の反応条件を基に、昨年度に作製した自動接触分析装置を使い、反応速度定数を測定してヨウ化物イオンを定量した。本分析装置は撥水性のあるテフロン管を流路にしたが、CP溶液は濡れ易く、溶液の流れは他の水溶液に比べて遅くなった。しかし、混合の再現性には問題なかった。反応溶液中50ppbのヨウ化物イオンを繰り返し定量した結果、バッチ法(500ng/10ml)に比べて自動分析装置(23.3ng/0.466ml)の検出下限は約1/50低い3ngとなり、絶対感度の優れる本分析装置の特長が明らかになった。
膵島腺房・膵島導管門脈系を介した膵再生調節機構の研究-膵癌発生機序解明にむけて

膵小葉内の動脈血流の1520%はまず膵島に達し、その後膵島周囲の腺房あるいは小導管に至るという、膵に特有の膵島腺房門脈系・膵島導管門脈系と呼ばれる血行動態に我々は着目し、最近ラ島内の存在が報告されたEGF関連ペプチドであるbetace11ulinがこの膵島腺房門脈系、膵島導管門脈系を介して、膵の増殖、再生機構にいかに関与しているかを検討してきた。まず、膵再生におけるbetacellulinの関与をみるために、66%膵切除をおこなったラットにbetacellulinを投与した。膵重量、膵のDNA・RNA・蛋白含量でみる限り、betacellulin投与群は非投与群と差がなかったが、PCNA染色でラ島のS期細胞数をみると、PCNA Labeling indexはbetacellulin投与群で上昇していた。そこで、マウスに同様の66%膵切除をおこない、インスリンmRNA発現をRT-PCRを用いて評価したところbetace11ulin投与群で非投与群に比べ約8倍の発現量の増加をみた。さらに、内分泌細胞の前駆細胞のマーカーとして提唱されている転写因子PDX-1のmRNA発現量もbetacellulin投与群で増加していた。これらの結果より、betace11ulinは主に内分泌膵、すなわちラ島に対する再生増殖作用を有すると考えられ、その機序として前駆細胞に作用しB細胞への分化誘導を促進させている可能性が示唆された。また、我々は、膵癌増殖におけるbetace11ulinの関与についても検討し、前年度には、betacellulinが濃度依存性にヒト膵癌細胞株(Panc-1、ASPC-1、MIA PaCa-2)の増殖を促進し、その程度はEGFに匹敵することを示した。さらに、今年度の検討で、nude mouse皮下移植モデルでbetacellulinがPanc-1の増殖を有意に促進すること、免疫細胞染色法で膵癌細胞株の細胞膜と細胞質にbetace11ulin蛋白が発現していることがあきらかとなり、betacellulinがautocrine factorとして、膵癌増殖に関与している可能性が示唆された。膵の微小循環を見ると膵小葉内の動脈血流の1520%はまず膵島に達し、その後膵島周囲の腺房あるいは小導管に至る、膵に特有の膵島腺房門脈系・膵島導管門脈系と呼ばれるシステムが存在している。本研究の目的はラ島内に存在する新しい増殖因子が膵島腺房門脈形、膵島導管門脈系を介して、外分泌膵の増殖、再生機構にいかに関与しているかを明らかにすることにある。我々は、まず、EGF関連ペプチドであるbetacellulinに着目し、in vitroの検討として、複数のヒト膵癌細胞株の増殖に対するbetacellulinの作用を調べた。betacellulinは濃度依存性にヒト膵癌細胞株(Panc-1、ASPC-1、MIA PaCa-2)の増殖を促進し、その程度はEGFに匹敵するものであった。次に、in vivoの検討として、膵再生におけるbetacellulinの関与を調べた。すなわち、66%膵切除をおこなったラットにbetacellulinを投与し、膵重量、膵のDNA・RNA・蛋白含量、組織像を検討した。なお、betacellulinは腺房細胞、膵管細胞の過度の増殖を抑制するnegative growth modulatorとして働いている可能性も考えられたので、切除膵の再生を促進させることが知られているプロテアーゼ阻害剤(camostate)を投与した状況下でも、上記の検討をおこなった。膵重量、膵のDNA・RNA・蛋白含量、組織像でみる限り、betacellulinはcamostate投与下でも非投与下でも切除膵の再生過程に影響を与えなかった。現在、さらに、膵再生における内因性betacellulinの関与の有無をみるために、マウスで同様の膵切除を行い、残膵のbetacellulin mRNAの発現をノザンブロットにより検索中である。また、betacellulin以外に、reg蛋白に関しても、今後同様の検討を行う予定である。

また、我々は、膵癌増殖におけるbetace11ulinの関与についても検討し、前年度には、betacellulinが濃度依存性にヒト膵癌細胞株(Panc-1、ASPC-1、MIA PaCa-2)の増殖を促進し、その程度はEGFに匹敵することを示した。さらに、今年度の検討で、nude mouse皮下移植モデルでbetacellulinがPanc-1の増殖を有意に促進すること、免疫細胞染色法で膵癌細胞株の細胞膜と細胞質にbetace11ulin蛋白が発現していることがあきらかとなり、betacellulinがautocrine factorとして、膵癌増殖に関与している可能性が示唆された。
再構成可能デバイスによる高性能マルチスレッドプロセッサの実現方式に関する研究

本年度は,まず,FPGAにおけるOChiMuS(On Chip Multi SMT)プロセッサの実装に取り組んだ.FPGA上にOChiMuS,キャッシュメモリ,DDR-コントローラ,制御用プロセッサ,各種I/Oを実装し,実現可能性を検証した.その結果,FPGA上でもOChiMuSプロセッサが実現可能であり,SMTプロセッサコアを1個から2個に増やすことでハードウェア量は2.14倍増加,動作周波数は1.99倍低下することが分かった,ハードウェアの増加として,コア増加の他に,キャッシュスヌープコントローラ,コア間のスレッド制御機構が必要なため,2.14倍という増加率は妥当と考える.一方,マルチコア化では理論上動作周波数の極端な性能低下は発生しないため,動作周波数に関しては改善の余地が残る結果となった.性能評価では,FPGA上でも事前のシミュレータとほぼ同等の結果を導くことができた.つまり,FPGAにおけるOChiMuSの実現によって,性能向上率とハードウェア量増加率・動作周波数低下率のトレードオフを具体的な数値で示すことができた.次に,プロセッサの更なる性能向上を目指して,「SMTプロセッサにおけるL1/L2キャッシュアクセス動的切替方式」を新しく提案し,SMTプロセッサ単体の性能向上を実現した.L1/L2動的切替方式として,「キャッシュヒット率を切替閾値とする方式」と「セットごとにキャッシュアクセスを切り替える方式」の2つの方式を提案し,設計した.評価の結果,提案した各動的切替方式は有効に動作し,通常のキャッシュアクセスと比較し,最大1.106倍,平均1.022倍の性能向上を実現した.また,各動的切替方式を実装しハードウェアコストを見積もった結果,どちらの方式もプロセッサとキャッシュメモリを含んだチップ全体で3%未満とわずかなハードウェア増加率で実現できることを示した.本研究はプロセッサの高性能化として,マルチスレッドプロセッサに着目する.マルチスレッドプロセッサとして,SMTプロセッサとCMPを組み合わせたOChiMuS(On Chip Multi SMT)プロセッサを提案し,このプロセッサに対し,様々な新しい提案を取り入れることにより,プロセッサ全体の高性能化を目指す.また,FPGAを用いて具体的に実装を行い,OChiMusプロセッサのハードウェア量評価,動作周波数評価を実践し,実現可能性を検証する.まずSMTプロセッサ(OChiMuSPE)単体の高速化について取り組んだ.SMTプロセッサの高速化として,プログラム実行中に擬似LRUとSMTプロセッサ向けキャッシュリプレース方式を動的に切替える「キャッシュリプレース動的切替え方式」を新しく提案し,プロセッサの性能向上を実現した.キャッシュリプレース動的切替え方式として,「スレッド競合ミス率を切替えパラメータとする動的切替え方式」と「セットごとにリプレース方式を切り替える動的切替え方式」の2つの方式を提案し,設計した.評価の結果,提案した各動的切替え方式は有効に動作し,擬似LRUと比べ最大1.427倍の性能向上を実現した.次に,「FPGAにおけるマルチスレッドプロセッサシステム評価環境」を構築するため,FPGA上にSMTプロセッサ,キャッシュメモリ,DDR-コントローラ,その他各種I-0を実装し,OChiMuSのFPGA上における研究基盤を整えた.実装したマルチスレッドプロセッサシステム評価環境はFPGA実機上で正確に高速動作している.FPGA実機上でプログラムを評価するので,プログラム評価時間はソフトウェアシミュレータと比較し劇的に向上し,マルチスレッドプロセッサのハードウェア量,動作周波数の評価を簡単に行えるようになった.本年度は,まず,FPGAにおけるOChiMuS(On Chip Multi SMT)プロセッサの実装に取り組んだ.FPGA上にOChiMuS,キャッシュメモリ,DDR-コントローラ,制御用プロセッサ,各種I/Oを実装し,実現可能性を検証した.その結果,FPGA上でもOChiMuSプロセッサが実現可能であり,SMTプロセッサコアを1個から2個に増やすことでハードウェア量は2.14倍増加,動作周波数は1.99倍低下することが分かった,ハードウェアの増加として,コア増加の他に,キャッシュスヌープコントローラ,コア間のスレッド制御機構が必要なため,2.14倍という増加率は妥当と考える.一方,マルチコア化では理論上動作周波数の極端な性能低下は発生しないため,動作周波数に関しては改善の余地が残る結果となった.性能評価では,FPGA上でも事前のシミュレータとほぼ同等の結果を導くことができた.つまり,FPGAにおけるOChiMuSの実現によって,性能向上率とハードウェア量増加率・動作周波数低下率のトレードオフを具体的な数値で示すことができた.次に,プロセッサの更なる性能向上を目指して,「SMTプロセッサにおけるL1/L2キャッシュアクセス動的切替方式」を新しく提案し,SMTプロセッサ単体の性能向上を実現した.L1/L2動的切替方式として,「キャッシュヒット率を切替閾値とする方式」と「セットごとにキャッシュアクセスを切り替える方式」の2つの方式を提案し,設計した.評価の結果,提案した各動的切替方式は有効に動作し,通常のキャッシュアクセスと比較し,最大1.106倍,平均1.022倍の性能向上を実現した.また,各動的切替方式を実装しハードウェアコストを見積もった結果,どちらの方式もプロセッサとキャッシュメモリを含んだチップ全体で3%未満とわずかなハードウェア増加率で実現できることを示した.
0歳児の虐待発生の予防を目的とした父親向け教育プログラムの開発と効果の検証

平成30年度は次の2つの調査結果の分析を行い、この調査結果から父親に対する教育プログラムを考案した。1.父親の育児行動の実態と母親の育児不安との関連生後1-2か月時点と5-6か月時点の両方での回答が得られ、さらに両親での回答が揃っていたのは対象者665組のうち219組(32.9%)であった。生後1-2か月時点の父親の平均年齢±SDは33.7±5.3歳、母親の平均年齢±SDは32.1±4.5歳であった。子どもの数は父親、母親とも1.6±0.7人であった。生後5-6か月時点の母親の育児不安高群と関連のあった生後1ー2か月の状況では、「母親の休日の育児時間」「母親の育児満足」「母親の否定的感情の認知」であった。また、児童虐待との関連が指摘される親性との関連についても分析を行った。生後5-6か月時点の父親の親性と関連のあった生後1-2か月の状況では、「父親の年齢」「育児家事行動得点」「夫のサポート得点」であった。2.地方自治体が実施する出生前教育プログラムに関する全国調査全国の市区町村を対象に出生前教育プログラムの実施状況とその内容について調査を行った。調査対象である1,914か所の市区町村の母子保健主管課のうち、643か所(回収率33.6%)から回答が得られた。そのうち、2017年度中に両親学級を実施していたのは410か所(63.9%)であった。両親学級の参加者について回答が得られたのは379か所で妊婦の参加50,355人、パートナーは375か所で参加者数33,944人であった。参加者のうち67.4%が夫婦で参加されていたと推察される。実施内容では、父親の役割の講義352か所(54.8%)であった。また、演習ではオムツ交換が330か所(51.4%)、抱っこが332か所(50.2%)の順に多かった。平成30年度に考案した教育プログラムを次年度の春頃に実施予定であったが、研究協力機関との調整により夏頃に実施することとなった。したがって、当初予定していたスケジュールからはやや遅れている状況にある。2019年度春に教育プログラム実施に係る倫理審査を受け、研究対象者のリクルート等を実施の上、夏頃に開催を予定している。プログラム開催後に郵送法によるアンケート調査を実施し、プログラムの効果を検証する。本研究の目的は、0歳児をもつ父親に対する教育プログラムを開発し、その効果として父親の育児行動と母親の育児負担の変化を検証することである。平成29年度は次の2つの調査を計画していた。1.父親の育児行動の実態と母親の育児負担との関連1平成29年9月16日平成29年10月15日生まれ及び2平成29年11月16日平成29年12月15日生まれの子どもをもつ、A市在住の両親663組を対象者として、自記式質問紙を用いた縦断調査を実施した。調査時期は子どもが生後1-2か月及び生後5-6か月時点の計2回である。1については1回目の調査では父親調査の回収率38.4%、母親調査の回収率49.2%、両親ペアでは37.5%であった。2回目の調査を終了時点では、父親調査の回収率31.7%、母親調査の回収率42.9%、両親ペアでは30.8%であった。2については、1回目の調査を終え、平成30年5月中旬に2回目調査を実施する予定である。2.地方自治体が実施する出生前教育プログラムに関する全国調査既存の研究をもとに調査項目を抽出し、調査票(案)を作成した。その後、調査票の妥当性を検証するために、地方自治体で出生前教育プログラムを実施している保健師に調査票(案)の検証を依頼した。その検証を受けた上で調査票の作成を行った。平成30年度初めに倫理審査委員会の審査を経て学長の承認を受け、平成30年7月頃に郵送調査を実施する予定にしている。両親に対する縦断調査はおおむね計画通りに進展しているものの、全国調査については調査票(案)の妥当性検証に時間を要したため遅れている状況にある。

2.地方自治体が実施する出生前教育プログラムに関する全国調査全国の市区町村を対象に出生前教育プログラムの実施状況とその内容について調査を行った。調査対象である1,914か所の市区町村の母子保健主管課のうち、643か所(回収率33.6%)から回答が得られた。そのうち、2017年度中に両親学級を実施していたのは410か所(63.9%)であった。両親学級の参加者について回答が得られたのは379か所で妊婦の参加50,355人、パートナーは375か所で参加者数33,944人であった。参加者のうち67.4%が夫婦で参加されていたと推察される。実施内容では、父親の役割の講義352か所(54.8%)であった。また、演習ではオムツ交換が330か所(51.4%)、抱っこが332か所(50.2%)の順に多かった。平成30年度に考案した教育プログラムを次年度の春頃に実施予定であったが、研究協力機関との調整により夏頃に実施することとなった。したがって、当初予定していたスケジュールからはやや遅れている状況にある。両親に対する縦断調査については、平成30年夏頃に調査票の回収を行い、速やかに入力を行った後に、父親の育児行動の実態と母親の育児負担との関連についての分析を行う。全国調査については、平成30年夏頃に郵送調査を行う予定にしている。2019年度春に教育プログラム実施に係る倫理審査を受け、研究対象者のリクルート等を実施の上、夏頃に開催を予定している。プログラム開催後に郵送法によるアンケート調査を実施し、プログラムの効果を検証する。平成29年度は計画していた全国調査について、調査票の作成ができた状況で郵送調査の実施には至っていない。そのため、当初予定していた調査票及び封筒の印刷、調査票の郵送と回収に係る費用を支出しなかったため、次年度使用額が生じた。平成29年度に実施を予定していた全国調査を、平成30年7月頃に実施し、それらの費用を支出する計画である。2019年度春頃に開催予定であった教育プログラムが夏頃に変更となった。そのため、プログラムに必要な物品の購入を2018年度中にはしなかったため、次年度使用額が生じた。2019年度にプログラムに必要な物品の購入をし、それらの費用を支出する計画である。
高浸透圧依存的非選択性カチオンチャネルの網羅的探索および同定

細胞の浸透圧ストレス応答機構の全貌解明は様々な疾患に対する創薬基盤・治療戦略開発の観点からも重要である.しかし,高浸透圧ストレスを認識するセンサー候補として高浸透圧依存的非選択性カチオンチャネル(HICC)の存在は古くから知られるものの,未だその分子実体が不明である.そこで本研究ではこれまでに研究代表者が独自に得た知見を活かして,HICCの活性化をASK3の不活性化で評価するという発想転換の下,HICCをゲノムワイドsiRNAスクリーニングによって網羅的に探索・同定することを目的としている.本年度はHICCの電気生理学・薬理学的特徴の知見を活かしてスクリーニング陽性分子を絞り込み,TRPチャネルの解析を行った.特に全TRPチャネルの中で最も顕著な影響を与えたTRPML1を解析した結果,TRPML1が新規ASK3不活性化制御分子であることを見出した.TRPML1は細胞膜上にも発現しているが,細胞膜上ではリン脂質によって不活性化されていて,むしろ主にリソソーム上で働くチャネルだと報告されている.これはHICCが細胞膜上で働いていることと矛盾するが,高浸透圧ストレス時にはリン脂質が変化するため,TRPML1がHICCである可能性は否定されない.また,仮にTRPML1がHICCではなかった場合にも「TRPML1が高浸透圧ストレスをリソソーム上で感知してASK3を不活性化に導く」つまり「細胞は浸透圧ストレスを細胞内で感知している」という非常にユニークな仮説を提唱できる可能性がある.よって,パッチクランプ法による電流測定など,引き続きTRPML1の詳細な解析を進める必要がある.本研究では期間中にHICCを同定するには至らなかったものの,非常に重要な知見を得ることに成功した.従って本研究を足掛かりに浸透圧ストレス応答研究を発展させることで,創薬基盤・治療戦略開発に資することが期待される.細胞の浸透圧ストレス応答機構の全貌解明は様々な疾患に対する創薬基盤・治療戦略開発の観点からも重要である.しかし,高浸透圧を認識するセンサー候補として高浸透圧依存的非選択性カチオンチャネル(HICC)の存在は古くから知られるものの,未だその分子実体が不明である.これまでに研究代表者は,ASK3というキナーゼが高浸透圧ストレスによって不活性化する際,HICCの活性化が必要なことを発見していた.また,高浸透圧ストレスによるASK3不活性化制御分子の同定を目的として,ASK3活性を指標としたゲノムワイドsiRNAスクリーニングを実施していた.そこで本研究では,HICCの活性化をASK3の不活性化で評価するという発想転換の下,HICCをゲノムワイドsiRNAスクリーニングによって網羅的に探索・同定することを目的としている.本年度は,当初の計画通り,スクリーニングで得たASK3不活性化制御分子候補の中で膜貫通ドメインを有する11個の候補分子に対してCRISPR-Cas9システムによるノックアウト細胞を作製し,HICCであるか検証する方針で研究を開始した.しかし途中で,他のASK3不活性化制御分子のノックアウト細胞において,浸透圧応答シグナルに異常が見られる事実が明らかになった.これは細胞の樹立過程で細胞内浸透圧のセットポイントが変化してしまったためだと推察され,通常のノックアウト細胞で研究を進めていくことは不適切だという結論に至った.そこで,HICCの電気生理学・薬理学的特徴よりTRPチャネルが有力視されてきた経緯を踏まえ,一次スクリーニングで陽性となっていたTRPチャネルを優先的に検証する計画に変更した.スクリーニング結果と一致して確かにASK3不活性化制御分子だと同定されつつあるTRPチャネルが現在までに得られてきており,今後HICCとしての可能性を詳細に検証していく.CRISPR-Cas9システムによる通常のノックアウト細胞では,浸透圧ストレスのセンシング機構を野生型と単純に比較できないことが判明し,研究計画の大幅な変更が必要になった.そのため,テトラサイクリン誘導性の欠損細胞など,代替となるアッセイ系の検討・確立に多くの時間を費やすことになった.一方,既知の報告を利用して候補分子を絞るアプローチも同時並行で行ったところ,少なくともASK3不活性化の上流に位置するTRPチャネル候補を得ることには成功した.現在得ているTRPチャネルは高浸透圧ストレス応答における報告がなされておらず,本研究によって全く新しい知見を明らかにできる可能性は高い.従って,当初の計画よりも進捗はやや遅れていると判断され,研究目的を達成するためには得られたTRPチャネルの解析を早急に進める必要がある.細胞の浸透圧ストレス応答機構の全貌解明は様々な疾患に対する創薬基盤・治療戦略開発の観点からも重要である.しかし,高浸透圧ストレスを認識するセンサー候補として高浸透圧依存的非選択性カチオンチャネル(HICC)の存在は古くから知られるものの,未だその分子実体が不明である.そこで本研究ではこれまでに研究代表者が独自に得た知見を活かして,HICCの活性化をASK3の不活性化で評価するという発想転換の下,HICCをゲノムワイドsiRNAスクリーニングによって網羅的に探索・同定することを目的としている.本年度はHICCの電気生理学・薬理学的特徴の知見を活かしてスクリーニング陽性分子を絞り込み,TRPチャネルの解析を行った.特に全TRPチャネルの中で最も顕著な影響を与えたTRPML1を解析した結果,TRPML1が新規ASK3不活性化制御分子であることを見出した.TRPML1は細胞膜上にも発現しているが,細胞膜上ではリン脂質によって不活性化されていて,むしろ主にリソソーム上で働くチャネルだと報告されている.