hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁場中の波動伝播問題の散乱解析

本研究はSchr"odinger方程式、Klein-Gordon方程式などの分散型方程式系に対する磁場中の散乱解析を中心に据えている。最終年度である本年は外部領域でのこれらの方程式系の平滑化効果、Strichartz評価を導きそれを散乱問題に適用することである。これについては一応の結果を得たが、非線形問題への適用結果の論文は投稿中である。また、量子グラフの逆散乱問題については結果の報告は終えているが、詳しい照明を伴ったものは現在執筆中である。磁場を伴う外部領域での波動伝播問題では、特にKlein-Gordon方程式に対する平滑化効果を導く問題が未解決のまま残されていた。今年度はそれに一定の回答をあたえ、引き続いて同方程式のStrichartz評価式の導出を手掛けた。これらの評価式は摂動が時間にも依存する場合や、非線形の摂動に関する散乱解析に不可欠である。今年度はさらに研究書を執筆した。スペクトル・散乱問題の解説書であるが、そこに最近得られた成果も盛り込んでいる。また、特に平滑化効果やStrichartz評価の導出に欠かせないいくつかの予備的評価式を示して、今後の研究に役立てようとしている。磁場の存在に加え、境界値問題であることが評価式の導出を難しくしている。ここでは摂動論的手法を駆使して困難さの克服に努めている。本研究はSchr\"dinger方程式、Klein-Gordon方程式などの分散型方程式系に対する磁場中の散乱解析を中心に据えている。2年目である本年は外部領域でのこれらの方程式系の平滑化効果を導き、それを時間にも依存する摂動に対する散乱問題に適用した。Strichartz評価への拡張もある程度得られており、これは非線形分散型方程式系の解の研究を発展させる有効な道具として使えるであろう。また、量子グラフ上の逆散乱問題に関してはLasso typeやSun typeのグラフについて、散乱振幅からのポテンシャル同定問題に取り組み、一定の結果を得た。これらは先進的な領域でもあり、まだ解決に至らない箇所も多い。本研究の最終年度である本年の研究に進展が期待される。本研究の中心課題に関して研究が進んでいる。Schr\"odinger作用素のレゾルベントの一様評価から分散型発展方程式の平滑化効果が導かれ、それがあるクラスの散乱問題に適用された。量子グラフ上の散乱問題は系のスペクトル表現と散乱データからどのようにMarchenkoの基礎方程式を導くかが問われる問題で、loopを含むグラフの場合は問題が複雑になり、特殊な場合を除いて、ポテンシャル再構成にはまだ至っていない。理論研究なので研究推進の方策は不変である。関連分野の研究会への参加、国内外の研究者たちとの討論が大切になる。特に若手の研究者たちとの交流を通して、アイデアの枯渇を防ぎ、研究を進めたい。これまでの研究方針を今後もそのまま進める。中央大学で行なっている偏微分方程式セミナーで内外の研究者達との研究討論が大切である。また、論文執筆時の共同研究者達とは今まで通りに研究交流が欠かせない。昨年はイギリスのCRC Pressから2階楕円型作用素の散乱理論に関する専門書を出版したが、まだ、解決されていない問題も多く、隙間や欠陥をどう埋めて行くかも問われていると思う。旅費として使用しようとした金額のうち9,888円が残ったが、これは新年度当初の東京での研究会の旅費に充てたい。物品費に充てる予定の金額が少し足りなくなり、未使用分を最終年度の分と合わせて使用したい。9,808円は新年度当初、東京で開催される研究会の旅費として使用する。
ハイパワーフェムト秒レーザーによるウェラブル超小型ジャイロセンサーの開発

パルスレーザー光と物質の相互作用は、そのパルス幅とエネルギー密度によって大きく異なり、物理的過程のみならず、化学的過程の変化が複雑に絡み合っている。レーザーによる光デバイスなどを指向した精密な材料加工の観点からは、このような基礎的な過程に影響するパラメーターを系統的に整理して、新しいレーザー加工の概念を構築する必要がある。本研究は、極短パルスレーザーによる石英結晶板の微細パターン加工を行い、極短パルスレーザーと物質との相互作用を精密に評価し、その加工機構を解明するとともに、一般的な新しい極短パルスレーザー精密加工技術を確立して、超小型でウエラブルなダブルT型振動ジャイロセンサーの開発に応用することを目的として研究を行った。13年度では、上記目的のためのテラワットレーザーシステムの他のプロジェクトとの使用時間配分を容易にするため、レーザー加工専用ラインを別途構築した。レーザービームは再生増幅器からの300psで3mJの出力を分岐し、新たに構築したパルス圧縮機によりって80fsのビームを得た。また、任意の位置で任意の照射数をコンピュータ制御し得るシステムを構築した。14年度では、ジャイロセンサー材料である石英結晶板に対する、レーザー表面微細加工およびレーザー切断加工の研究を行った。表面加工に関しては、パルス幅80fs、波長780nmの超短パルスレーザーによる石英のアブレション加工しきい値は8.6J/cm^2と求められた。また長焦点の集光レンズを用いて厚さ300ミクロンの石英結晶板の打ち抜き加工を行ったところ、打ち抜きには670μJのエネルギー投入が必要であることが解った。アブレーションしきいエネルギーに比べて打ち抜き加工のしきいエネルギーが大きいことが解った。またこのしきい値をもとに1kHz発振の超短パルスレーザーを用いることで石英結晶板からの切り出し加工に成功した。本研究は、極短パルスレーザーによる石英結晶板の微細パターン加工を行い、極短パルスレーザーと物質との相互作用を精密に評価し、その加工機構を解明するとともに、一般的な新しい極短パルスレーザー精密加工技術を確立して、超小型でウエラブルなダブルT型振動ジャイロセンサーの開発に応用することを目的としている。上記の目的のためと、同レーザーの他のプロジェクトとの使用時間配分を容易にするため、レーザー加工専用ラインを別途構築した。レーザービームは再生増幅器からの300psで3mJの出力を分岐し、新たに構築したパルス圧縮機によって80fsのビームを得た。当初備品費に計上していた試料駆動制御装置は、消耗部品の購入と自作によって、任意の位置での任意の照射数をコンピュータ制御し得るシステムを構築した。従来のレーザー加工の多くはレーザーの熱的利用と言えるのに対し、サブピコ秒では断熱的に効率良く結晶格子へのエネルギー伝達が達成され、加工領域周辺の熱損傷を低減した精密な加工が可能となるものと期待されているが、レーザービーム焦点周辺のエネルギー分布が加工面周辺の仕上りに強く影響する。そこで、長焦点レンズと顕微鏡対物レンズの短焦点レンズによる結晶石英板の加工機構の比較を行った。前者では厚い石英板を貫通して穴あけ・切断が可能となるのに対し、後者では加工が進行せずに長時問の照射でクラックを生成することが分かった。

本研究は、極短パルスレーザーによる石英結晶板の微細パターン加工を行い、極短パルスレーザーと物質との相互作用を精密に評価し、その加工機構を解明するとともに、一般的な新しい極短パルスレーザー精密加工技術を確立して、超小型でウエラブルなダブルT型振動ジャイロセンサーの開発に応用することを目的として研究を行った。13年度では、上記目的のためのテラワットレーザーシステムの他のプロジェクトとの使用時間配分を容易にするため、レーザー加工専用ラインを別途構築した。レーザービームは再生増幅器からの300psで3mJの出力を分岐し、新たに構築したパルス圧縮機によりって80fsのビームを得た。また、任意の位置で任意の照射数をコンピュータ制御し得るシステムを構築した。14年度では、ジャイロセンサー材料である石英結晶板に対する、レーザー表面微細加工およびレーザー切断加工の研究を行った。表面加工に関しては、パルス幅80fs、波長780nmの超短パルスレーザーによる石英のアブレション加工しきい値は8.6J/cm^2と求められた。また長焦点の集光レンズを用いて厚さ300ミクロンの石英結晶板の打ち抜き加工を行ったところ、打ち抜きには670μJのエネルギー投入が必要であることが解った。アブレーションしきいエネルギーに比べて打ち抜き加工のしきいエネルギーが大きいことが解った。またこのしきい値をもとに1kHz発振の超短パルスレーザーを用いることで石英結晶板からの切り出し加工に成功した。
多国籍企業の経営戦略と競争優位の調査研究-機械工業における下請構造との関連を中心として

本調査研究は、3年を費して、上記テーマに従って、つぎの3つの個別研究領域を設定して、詳細な分析と考察をおこなった。(1)多国籍企業のグローバル戦略研究、(2)多角化と事業部制組織の戦略研究、(3)親会社と下請系列企業との関係研究、の3領域である。(1)については、グローバル経済の進展とともに、従来型下請経裂生徒と構造は、日本企業の国際的競争優位の源泉として有効性を失いつつあり、新たな系列(グループ)関係を情報技術を軸に再編し、より知識集約型のパートナーシップ型に移行させていくべきことが判明した。(2)においては、ドイツの先行研究によりながら、中国市場進出を図る日立製作所、トヨタ自動車の事例を中心として調査研究を進め、国際化の進展度、事業特性、地域特性などが持ち株会社導入にあたって重要なファクターとなりうることを明らかにした。(3)においては、従来の下請系列構造の限界を認識し、その上で、情報化、グローバル化の進展の下での新たな下請企業と新企業の動的な関係の形成にむけた理論研究の必要性を指摘した。本年度は、わが国の主要な多国籍企業の国際競争力を維持して行く上での問題点、世界各地域に進出するグローバル化に関しての経営上の問題点を明らかにするため、内部で研究会を開催するとともに、主要多国籍企業にインタビューを行ない、日本の多国籍企業としては、海外子会社の管理についてまだ十分に適切な管理が行われていない事実を知った。インタビューと並行して、アンケート調査を主要な多国籍企業(100社余り)に対して行ったが、まだ回収しておらず、次年度に分析する予定である。来年度は、この本年度のアンケート調査の結果をもとに、下請関係を含めたアンケートおよび実態調査を実施し、並行して会社へのインタビューあるいは研究会での報告という形で行い、日本の多国籍企業の国内および海外活動の戦略行動の分析を行う予定である。今回の調査結果から、元方の事業特性が一次下請け企業行動の制約要因となっている点が確認された。日立市に集積する日立製作所の重電・電力,家電,自動車部品,電線等の事業所は、いずれも業績的に厳しい内容となっており、なかでも重電・電力事業は、もともと低成長事業であったことに加え、国内依存度が高く、電力各社の設備投資抑制によって一次下請けに深刻なしわよせが現れている。その代表的な一次下請け企業で、変電関連機器製造企業である茨城電機工業(株)でも、その優れた技術力を梃子に日立以外の東芝等からの受注獲得に向けた体制作りが行われている。それは、海外進出によらず国内に留まり、かつ従来の事業範疇で競争力を高めていくことによる生き残りである。また日立製作所の自動車機器事業の一次下請け企業である(株)コーヨーでは、日立製作所を通じて日産自動車向けのスタータモータ用部品等を製造してきているが、高齢化社会を迎え有望な成長産業として見込まれるシルバー・ビジネスの一つである「電動車椅子事業」を新規事業として取り組んでいる。これまで培った自動車部品の製造技術を梃子にの新規参入であるが、資金力、人的資源など中小企業の持つ制約要因以外にも、一定の量産規模と価格競争力、販売体制とアフターサービスなど克服すべき難題が山積している。既存事業である自動車機器事業とは別に、新規事業を別会社化していきながら生き残りをかけることはこれまでなかった新たなライバルとの競争関係に晒されることであり、元方からの協力には自ずと限界が出てきている。本年度は、調査研究の最終年度にあたっていたので、3ヶ年の総括の部分についての研究調査作業を行った。とくに本年度は、現実社会の変化が激しく、金融、産業の全分野にわたり企業合併や業界再編の多発したため、本調査研究の対象となっている多国籍企業と下請系列企業の戦略的見直しもあらゆるレベルで緊急の課題となっていたため、その影響も本研究に含める必要がでてきた。そこで、事例として選んだ日立製作所グループと日立市における下請系列企業群の関係の動的変化の側面についてインタヴューを追加実施した。さらに、日立市と日立製作所、つまり地域と企業との戦略的関係をどのようにとらえたらよいかのテーマについても関心をもたざるを得なくなり、この関連の文献調査研究も実施した。これらの追加調査をもとに、研究分担の範囲での研究報告書作成のための研究会を開催し、研究テーマの下に、研究分担・相互間の調整および統一を図る作業に力を入れた。
抵当法理の基礎的研究

(1)抵当権の私的実行の在り方を検討する上で、換価力は、有用性の高い法概念である。それは、日本においてかつては、抵当権と一般債権を区別するための基準として、実体法学で強く意識されてきた概念であった。だが、債務と責任論の導入や、執行法の改正を経て、その区別を見失ってしまった。(2)契約自由とそれに対する制限は、担保「物権法」の領域でもほとんど等しく妥当する。付従性は、担保取引の自由を阻害する法原理であった。そのため、民法典制定以来、その緩和が積極的に推奨されてきた。その結果、付従性は、緩やかな法原則であるにすぎないとの認識が一般化した。だが、それには担保供与者等を保護する意義があることが自覚される必要がある。我妻榮博士の提唱した価値権説は,抵当権が物権である所以をもっぱら優先弁済権にみた。この考え方は,優先の有無を除けば,弁済権である点で共通する債権と抵当権をほぼ等しく扱う。とりわけ平成11年11月24日の大法廷判決が下される前の執行実務においては,一般債権者にすら認められる手続でしか抵当権者による占有排除が許されなかったが,このことは上記の理由による。これに対して,同説が提唱される以前は,抵当権が物権たる根拠として追及権や売却権も挙げられていた。特に後者は,ローマ法にいうjus distrahendiに該当し,フランス法を経て日本法に導入された概念である。売却権は,ドイツ法学説継受の結果,換価権と呼ばれるようにはなったが,その基本的な内容は維持された。売却権とは,抵当権者が自身の名義で,抵当不動産を売却する権限であり,抵当権者固有の権利である。これに対して,-般債権者には執行権しか認められない。このように強制競売と抵当権の実行としての競売は,実体法上の根拠を明確に異にする。旧競売法が抵当権等の実行手続を別途定めていたのは,このためによる。我妻博士は,上記の通り,売却権に大きな意義を認めなかった。また,民事執行法の導入は,抵当権の実行としての競売と強制競売の間の違いをさらに見えにくくした。以上の結果,売却権は,実体法学説でほとんど論じられることがなくなった。だが,それを無視することは,明らかに制度の沿革に反するさて,元来,売却権は,実体法上,裁判外ですら行使される余地があったが,競売法は,裁判所での行使にそれを限定することにした。このことからすると,その実体権としての意義の承認は,抵当権の私的実行を積極的に肯定する余地を開こう。では,私的実行をいかなる場合に認めることができるか。この問題は,近代法が敢えてこれを制限するようになったことをどう評価するかに帰着する。これは,今後の検討課題である。不動産担保取引は、取引費用を抑え、あるいは取引に要する手間を簡素化するために、その自由化が求められる。その自由化にとって、いわゆる担保物権の付従性が妨げとなる。そこで、従来、付従性を緩和することによって、その自由化が実現されてきた。過去の例でいえば、根抵当取引が典型的である。自由化は、改正信託法によって、担保のための信託が明文化されることで、今なお推し進められている。付従性は緩やかな法理であるとの理解から、その緩和は認められる、というのが一般の見解であろう。だが、翻って、そもそもなぜ付従性という法理が認められているのか。この点については、十分な研究がなかった。ドイツの付従性なき土地債務という制度の運用をみるとき、付従性に代替的な法理が展開している。それは、専ら担保供与者を保護する法理であり、日本でも消費者保護といった債権法の領域で展開されている理論が、ドイツでは物権たる土地債務の領域でも同様に論じられているわけである。このことからは、付従性には担保供与者を保護する機能があると仮説を立てることができる。本研究は、やはり付従性なき不動産物権制度をもつスイスでいかなる法理が展開されているのかを調査し、上記の仮説の妥当性を占うものである。本研究の結果、スイスでもドイツにおけるのと同様の法理が展開されていることが明らかになった。結論として、本研究は、安易な付従性の緩和は許されないということを明らかにした。
ヒトiPS細胞由来神経細胞移植による認知症回復期における遺伝子発現制御

神経細胞の新生を利用した中枢神経系の再生と再生医療の適用を検討した。hiPS細胞から分化誘導した神経細胞を認知症モデルマウスPDAPPマウスの海馬両側に移植し、移植マウスにおいて、移植細胞の定着が確認され、さらにネガティブコントロールに比べ、水迷路記憶の改善兆候が見られた。回復したマウス大脳皮質及び海馬において移植細胞はコリン作動性神経及びGABA作動性神経に分化し局在していることを見出した。移植細胞の遺伝子発現を調べた結果、神経細胞マーカーの発現上昇と分泌性因子(リーリン等)の発現増加が見られた。移植によるホスト神経(前駆)細胞に対しても何らかの作用を及ぼすことが予想される。認知症では海馬に投射するコリン作動性神経の欠落が原因の一つとされている。欠落を相補すれば、認知機能の改善が起きるかについて、ヒトinduced pluripotent stem(hiPS)細胞を神経分化誘導し、分化させた神経細胞移植により、認知症モデルマウスの認知症改善の傾向が見られるかを解析している。初年度は移植するための神経細胞を分化誘導し、hiPS細胞から分化させた細胞の神経分化を確認した。bFGFを除いた培地に懸濁し、4日間の浮遊培養によって胚様細胞塊(embryoid body : EB)を作製した。次にEBをフィブロネクチンでコートした培養ディッシュに播種し、24時間後培地を分化培地に交換し、同時にレチノイン酸(RA),ノジン(NOG),ソニックヘッジホック(SHH)を加える(1次刺激)。48時間培養後、再度RA、SHH、NOGを加え(2次刺激)、一日培養後に移植実験を行った。移植時及び,さらに10日分化誘導させた細胞の分化状態をRNA,タンパクレベルで解析した。Nestin、beta-III tubulin、コリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)、小胞GABAトランスポーター(VGAT)など神経マーカーの発現を確認し、神経幹細胞や未熟神経など様々な分化段階から構成される細胞集団の中にコリン作動性神経が誘導できていることを示した。また、免疫染色により、移植時の細胞集団中のコリン作動性神経細胞がGABA性神経細胞より多く存在していた。現在、認知症モデルマウスPDAPPマウスの海馬両側に移植し、数ヶ月に渡り、モリスの水迷路テストを用いて移植の効果を判定し、誘導神経細胞の移植と認知症の改善効果の評価を行っている。認知症は脳神経細胞の変性と欠落により発症し、記憶障害などの症状によって日常生活に支障を来す疾患をいう。高齢化がすすむ日本において認知症患者が増加しており、社会問題になっている。対症療法以外に有効な治療法がないが、消失神経を補填し機能的に再生させることが本質的な克服法である。特に、海馬に投射するコリン作動性神経の欠落が原因の一つとされており、本研究においては、ヒトinduced pluripotent stem(hiPS)細胞由来神経前駆細胞(コリン作動性神経)を海馬に移植する、新規治療法を提案し、認知症モデルマウス(PDAPP:アミロイドβ蛋白質の前駆体過剰発現マウス)海馬に移植実験を行った。移植の効果については、モリス水迷路テストを用いて認知症による空間記憶認識に改善の傾向が有るか否かを調べた。モリス水迷路解析は、移植前2週間に学習記憶訓練を行い、移植後15日後及び45日後に移植後の空間記憶機能を解析した。その結果、移植後において、ネガティブコントロールであるvehicle移植のマウスと比較して、移植マウスにおけるplatform escape latencyは有意に短縮されていた。移植細胞の病態モデルマウス海馬内への定着が確認された。さらに、移植細胞由来の神経細胞は海馬だけでなく、皮質においても多くコリン作動性神経、GABA性神経が存在しうることを見出した。現在は、移植し回復したマウス組織切片を用いて、病態モデルマウス体内での移植部位における移植細胞と宿主側の相互作用について解析している。初年度は移植から解析に時間がかかることが予想されたが、順調に移植実験を行うことができ、解析用のサンプルがそろってきたため、順調に伸展していると考える。認知症は脳神経細胞の変性と組織萎縮などにより死滅することで発症する。後天的に生じる記憶障害や行動異常により日常生活に支障を来すことから社会問題になっている。消失した神経を補う再生医療はこのような難治性神経疾患の新規治療法として注目されていることから、認知症治療においても神経細胞の新生を利用した中枢神経系の再生と再生医療の適用が可能かについて検討した。hiPS細胞から分化誘導した神経細胞を認知症モデルマウスPDAPPマウスの海馬両側に移植し、モリスの水迷路テストを用いて移植の効果を判定した結果、移植マウスにおいて、移植細胞の定着が確認され、さらにネガティブコントロールに比べ、水迷路記憶の改善兆候が見られた。移植神経からは軸索が伸長しており、移植神経間、移植神経-ホスト神経間の神経回路形成が示唆された。さらに、大脳皮質及び海馬においてコリン作動性神経とalpha7ニコチン性アセチルコリン受容体陽性細胞及びGABA作動性神経とGABA受容体(GABAR)発現細胞に分化し局在していることを見出した。移植細胞の遺伝子発現を調べた結果、神経細胞マーカーの発現上昇とともに、神経発生期の遊走の関与が示唆される分泌性因子(リーリン、SDF1等)の発現増加が見られた。さらに

移植細胞周辺にリーリン受容体下流に位置する細胞内蛋白Dab1が発現し、リン酸化によるDab1活性化が損傷脳移植細胞によって増加すること、ホストのalpha7nAChR陽性細胞も有意に増加し、移植によるホスト神経(前駆)細胞に対しても何らかの作用を及ぼすことが予想される。神経細胞の新生を利用した中枢神経系の再生と再生医療の適用を検討した。hiPS細胞から分化誘導した神経細胞を認知症モデルマウスPDAPPマウスの海馬両側に移植し、移植マウスにおいて、移植細胞の定着が確認され、さらにネガティブコントロールに比べ、水迷路記憶の改善兆候が見られた。回復したマウス大脳皮質及び海馬において移植細胞はコリン作動性神経及びGABA作動性神経に分化し局在していることを見出した。移植細胞の遺伝子発現を調べた結果、神経細胞マーカーの発現上昇と分泌性因子(リーリン等)の発現増加が見られた。移植によるホスト神経(前駆)細胞に対しても何らかの作用を及ぼすことが予想される。本研究における移植実験は、動物のトレーニングから始まり移植した後に最短2ヶ月から6ヶ月間まで移植の効果を解析していることから、全行程を遂行するのに約8ヶ月という長期間の準備が必要となる。初年度にあたる今回は細胞レベルの解析を進めながら、移植実験を行うことができたため、当初の初年度の目的は達成できたと考えている。移植後の組織とvehicleとの対比において、認知症改善のきっかけとなる因子を見出しつつあるので、これらの因子の同定を進めていく。移植細胞に関連因子の遺伝子過剰発現もしくは欠損体の作製については、細胞への導入に難航している部分があるため、異なる導入法を検討する。分子生物学今後は、移植実験を継続させつつ、移植細胞の認知症改善に与える影響についてモリスの水迷路テストを用いて移植の効果を判定し、誘導神経細胞の移植と認知症の改善効果の評価を行っていく。移植部位に細胞が存在し、認知症を改善するには、適切な時間、空間内における細胞の局在のための遊走及び定着と、新規軸索の再伸長と神経回路網形成が必要である。これまでにマウスや、サルのES細胞から誘導した神経細胞が移植後中枢神経系に遊走し、定着し、神経ネットワークを再構築する際、SDF-1などのケモカイン、LCAM等の接着因子が関与している事実を明らかにしている。従って本研究でのhiPS細胞誘導神経細胞移植においても同様に重要な働きをしている可能性がある。以上を踏まえ、まず移植した細胞が宿主内でどのような分子を発現し移植環境と神経ネットワークを形成しているかについて抗体による組織染色を行い経時的に確認する。この時、マウスとヒトの特異的神経マーカーを使い分け、マウス脳においてヒト由来の移植細胞が神経回路に組み込まれているかを確認する。さらにin vivo海馬領域での移植細胞由来コリン作動性神経、GABA性神経への分化誘導時の経時的変化を調べるため、蛍光蛋白GFP発現した移植細胞を用いて解析することも検討する。次に組織学的解析および経時的に抽出(マイクロダイセクション法)した移植片内、移植周辺部位における遺伝子発現の変化について解析する。
掘削土壌におけるヒ素の溶出ポテンシャル評価法と人為・自然由来判定法の開発

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
高校生の進路選択と大学適応におよぼす大学入試制度の影響

2018年7月に全国の大学1・2年生を対象としたインターネット・パネル調査(第1波)を実施した。本研究の目的は、大学への進学理由と利用した入試形態の関係を検討することである。そのため、受験時に考えていた進学理由を、できるだけ正確に回答してもらう必要があり、当初は大学1年生のみを調査対象としていた。しかし、調査会社における大学1年生のモニター登録が少ないことが判明した。もちろん、複数の調査会社にサンプルの状況を尋ねたが、いずれも大学1年生のモニター登録が少ないとの回答であった。サンプルサイズが小さすぎると、多変量解析に対応しきれない懸念もあったため、受験時の状態をある程度正確に回顧できるであろう大学2年生も調査対象に含めることにした。調査を実施した結果、673の有効回答を得ることができた。このデータを分析すると、推薦入試を利用して大学へ進学した学生は「就職するのがイヤだから」という意識をもつ傾向、一般入試を利用して大学へ進学した学生は「高い学歴を身につけた方が就職に有利」という意識をもつ傾向が示された。他の要因を統制すれば、こうした傾向が示されなくなることも判明しているが、その後の大学生活がどのようになっているかも含めての検討は必要だ。今回の調査で得られたデータと、2年後にあたる2020年に実施する追跡調査(第2波)で得られるデータを用い、「進学理由ー大学入試ー就学適応」の関連メカニズムを実証的に示していきたい。当初、大学1年生のみを対象とした調査を計画していたが、サンプルサイズの問題から大学2年生も調査対象とすることとなった。得られたデータを分析した結果、今のところ大きな問題は生じていないので、順調に進んでいるといえる。今後の大きなポイントは、2020年に同一回答者を対象とした追跡調査(第2波)をおこなうことであろう。その準備としても、2019年度は2018年7月に実施した調査(第1波)で得られたデータをさらに分析すること、あわせて先行研究の整理をしつつ、学会発表をすることを予定している。当初、計画してたほどの調査対象者(サンプル)を確保できなかったためである。当初の計画通り、2018年に実施した調査(第1波)から得られたデータを分析し、結果を学会などで報告していく。
メタボロミクスによる炎症性腸疾患の評価とその治療候補因子の同定

本研究では、炎症性腸疾患について、メタボロミクスによる評価を行い、炎症性腸疾患の発症により低分子代謝物がどのように変動するのかを明らかにすることを目的とした。その結果、炎症性腸疾患マウスモデルであるデキストラン硫酸ナトリウム誘発性腸炎発症マウスとIL10遺伝子欠損マウス、そして、潰瘍性大腸炎患者の大腸組織で共通して、グルタミンレベルが減少することを明らかにできた。さらに、代謝物の変動により、潰瘍性大腸炎の病勢を評価できることも確認できた。生体内低分子代謝物を網羅的に解析するメタボロミクス技術の急速な進歩により、生体情報を低分子レベルまで捉えることが可能になりつつある。そこで、我々は、難治性疾患であり、その発症機序も未だ明らかにされていない炎症性腸疾患をメタボロミクスにより評価することを目的とした。炎症性腸疾患の発症により低分子代謝物がどのように変動するのかを明らかにすることで、その発症機序の解明、さらには、治療効果を有する分子を見出すことを具体的な目標とした。平成24年度は、Th1型免疫応答や断続的な貫壁性炎症などクローン病様病変を呈することが知られている炎症性腸疾患モデルIL-10遺伝子欠損マウスを用いて、腸炎発症における生体内低分子代謝物プロファイルについて検討した。アミノ酸、有機酸、脂肪酸の測定にはガスクロマトグラフ質量分析計を使用し、脂肪酸以外の脂質については高速液体クロマトグラフ質量分析計を用いて分析を実施した。その結果、平成23年度の研究により明らかにされたグルタミンが、IL-10遺伝子欠損マウスにおいても、腸組織における存在量が減少していることを見出した。さらに、潰瘍性大腸炎患者やクローン病患者の血清中の代謝物分析を実施した結果、やはり、いずれの疾患においてもグルタミン存在量の低下を見出すことができた。これらの結果は、炎症性腸疾患の発症により、グルタミン欠乏が生じる可能性を示唆している。さらに、潰瘍性大腸炎患者やクローン病患者の血清では、グルタミン以外の様々なアミノ酸の存在量の低下が確認できたことから、炎症性腸疾患の病態とエネルギー欠乏との相関の可能性を提言することができ、本研究の成果は意義のあるものである。そこで、我々は、難治性疾患であり、その発症機序も未だ明らかにされていない炎症性腸疾患をメタボロミクスにより評価を行い、炎症性腸疾患の発症により低分子代謝物がどのように変動するのかを明らかにすることを目的とした。平成25年度は、潰瘍性大腸炎患者、クローン病患者、健常者の血清中代謝物分析を行い、潰瘍性大腸炎とクローン病、健常者との比較や、潰瘍性大腸炎の病勢との相関について評価を行った。その結果、潰瘍性大腸炎が発症することで、TCA回路関連分子や尿素回路関連分子、数種のアミノ酸が有意に変動することが明らかとなった。また、潰瘍性大腸炎の活動期、寛解期、および、健常人群間において、特徴的な変動を示す24個の代謝物を同定できた。そこで、代謝物プロファイル結果を多変量解析に供し、潰瘍性大腸炎とクローン病、健常者との違いを、多重ロジスティック回帰分析モデルにより評価した。その結果、潰瘍性大腸炎と健常人とを識別するモデルは、感度が93%以上であることを確認した。また、潰瘍性大腸炎とクローン病とを識別するモデルでも、感度が83%以上になることが明らかとなった。さらに、潰瘍性大腸炎の病勢評価モデルについても構築してみた結果、感度は84%以上で、clinical activity indexと有意に高い相関性を示すことが明らかとなった。これらの結果は、炎症性腸疾患と代謝物変動との関連性を強く結びづける可能性を示しており、今後、メタボロミクスを中心としたより詳細な検証を進めることで、炎症性腸疾患に対して新たな提言を与えることが可能となり、炎症性腸疾患に関わる研究の飛躍的な進歩が期待できると考える。デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)のマウスへの投与は、下痢や血便症状、大腸の組織形態学的特徴など、ヒトの潰瘍性大腸炎に類似した症状を誘発することから、潰瘍性大腸炎マウスモデルとして使用されている。そこで、DSSによる大腸炎の発症における生体内低分子代謝物プロファイルについて検討した。

具体的には、C57BL/6JマウスにDSS溶液を5日間自由飲水させ、その後、蒸留水を自由飲水させた。DSS処理により炎症急性期、続けて、炎症回復期を迎えることから、DSS処理前、炎症急性期、そして、炎症回復期にそれぞれ、血清と大腸組織を採取した。血清と大腸組織から代謝物をそれぞれ抽出し、その抽出液を各種質量分析計による測定に供した。その結果、炎症急性期では、大腸組織、ならびに、血清中のグルタミン量が正常な大腸組織と比較して減少し、炎症回復期においては、大腸組織のグルタミン量が正常な大腸組織レベルに回復することを見出した。グルタミン酸やインドール-3-酢酸、コハク酸も同様な変動を示すことを見出した。これらの結果は、潰瘍性大腸炎の発症により、生体内代謝物プロファイルが変動することを示している。平成24年度では、炎症性腸疾患マウスモデルのうち、クローン病マウスモデルにおける生体内代謝物プロファイルの評価を実施することを目的とした。クローン病モデルであるIL-10遺伝子欠損マウスに対して、ガスクロマトグラフ質量分析計と高速液体クロマトグラフ質量分析計とを用いた代謝物分析が終了し、かつ、その実験結果の評価も終了したことから、マウスモデルを用いた実験においては、「おおむね順調に進展している」と判断している。また、平成23年度に収集したヒト炎症性腸疾患患者血清のガスクロマトグラフ質量分析計による代謝物分析も完了していることから、ヒト検体を用いた実験においても、「おおむね順調に進展している」と判断している。平成23年度では、炎症性腸疾患マウスモデル(潰瘍性大腸炎マウスモデル・クローン病マウスモデル)における生体内代謝物プロファイルの評価を実施することを目的とした。潰瘍性大腸炎マウスモデルを用いた実験においては、ほぼすべて完了しており、現在、クローン病マウスモデルでの検討を進めている段階にある。また、平成24年度に使用するためのヒト検体の収集も順調に進んでいることから、「おおむね順調に進展している」と判断している。平成25年度では、平成24年度に完了した炎症性腸疾患患者血清のガスクロマトグラフ質量分析計による代謝物分析のデータをより詳細に解析し、平成23年度と平成24年度に実施された潰瘍性大腸炎マウスモデルとクローン病マウスモデル実験結果をとともに、横断的な評価を行うことで、炎症性腸疾患の病態やその治療に結びつけることができるような知見を得ていく。平成24年度では、まず、平成23年度で計画していたクローン病マウスモデルの実験を完了させる。その後、潰瘍性大腸炎マウスモデルとクローン病マウスモデルとの実験結果を総合的に、かつ、横断的に評価を行い、そこで明らかとなった事項を参考にして、ヒト炎症性腸疾患患者検体を用いた実験を進めていく。なお、平成23年度の段階で、ある程度のヒト検体を収集が完了しており、それを用いて実験を進めていくとともに、引き続き、ヒト炎症性腸疾患患者検体の収集も進めていく。平成24年度から繰り越した研究費においては、炎症性腸疾患に対して治療効果を発揮する分子の同定とその作用機序の解明に関する基礎研究を実施するための消耗品購入に使用する。平成25年度では、ヒト炎症性腸疾患患者検体の代謝物分析データをより詳細に解析していくことを予定している。
ホットウォ-ル法によるテルル化カドミウム単結晶薄膜の育成とその評価

II-VI族化合物中、CdTeはn型p型の制御が可能な唯一の物質であり、光電素子の素材(禁制帯巾約1.5eV)およびCdHgTe系赤外線検出器などの基板として重要である。CdTe単結晶薄膜は、現在おもにMBE法、HWB法などによって製作されているが、化学量論的に正しいCdTe単結晶薄膜を得ることは困難を伴なっている。本研究においては、ホット・ウォ-ル法においてCdTe蒸気源とともに補助蒸発源を設け、Cdの蒸気圧を調整した。基板がイオン性結晶と共有性結晶とではCdTe層の性質がどのように異なるのか、また成長方位によって育成膜の性質が影響を受けるのかなど、初期核形成時のダイナミックスを含めて検討を進めている。同一の育成条件の下で育成した膜でも厚さが約1桁異なる場合がある。厚いほうの膜は主にスパイラルモ-ド、薄いほうの膜は層成長モ-ドによって成長が進むからであると考えられる。スパイラル成長モ-ドは良質CdTe膜を得るためには障害となるから、これを防ぐために基板表面の処理および基板表面における組成元素の過飽和度の制御を十分に行なわなければならない。BaF_2(111)面上にPbTe(111)バッファ層を入れることによって、スパイラル・モ-ドを抑制できることを明らかにした。この場合にはBaF_2(111)上に直接育成したCdTeに比べて発光効率が著しく下がることが確認された。現在はBaF_2(111)へき開面とGaAs(100)面をケミカル・エッチしたものを基板として使っている。GaAs(100)基板の場合にはCdTeは(100)成長をする場合と(111)成長をする場合とがあるという報告があるが、本実験においてはCdTe(111)/GaAs(100)は得られていない。現在、RHEED装置とホット・ウォ-ル装置との連結が完了した段階であり、初期核形成をin situで観察できればCdTe(111)/GaAa(100)とCdTe(100)/GaAs(100)との成長の違い並びに光学的性質の差異なども明らかにできるものと期待される。
レーダ雨量からみた降雨の時空間集中度特性について

1.予定した昭和61・62・63年アメダスの各月最大日雨量程度以上の日雨量に対する室戸レーダのエコーデータを収集した。2.永瀬ダム流域の5測点の時間雨量データを収集し、降雨の原因別にレーダ雨量と地上観測雨量を比較した。レーダ雨量は地上20005000のハード的に決まる目標体積の平均降水強度を観測しているので、地上雨量と直接には対応しないが、面的にすこし平行移動するとかなり相関が高くなる。いずれの降雨でも、降雨域の10mm/h程度までの範囲でみると、面的にも時間的にも比較的よい対応を示す。しかし一般に地上雨量が大きく観測されており、量的な対応はよくない。これにはレーダ位置と永瀬ダム流域の位置関係が影響していると考えられる。3.降雨の原因別レーダエコーの分布形態には明らかな特徴のあるものと分類できないものがあった。冬季のエコーにはあまり強いものはみられなかった。温帯低気圧のエコー分布は広域に広がっている。寒冷前線の前面に平行して幅の狭い強い帯状エコーがみられるものがあった。87年7月1415日の豪雨のエコーは、四国の地上部分で次々に発生し、長時間連続した。このような場合のエコーの予測は難しいい。地上を通過する場合、エコー全体は移動しても、強いエコー域の部分は地上の特定の位置に止まって見えることがある。そのような地域は雨が多い地域と一致する。4DA解析のための代表時間および面積は、瞬間的なエコーを対象にした場合、集中度係数が面積の変化によって変化する場合が多かったので、一義的に決められないが、後者は災害を発生する豪雨規模から2000km^2が目安となる。今後さらに検討する必要がある。格子雨量のみから近似したDA式の係数は、1回程度の反復計算でかなり適合性のよい係数となった。5.崖崩れ災害の発生した集中豪雨のエコーから計算した集中度係数K、nの分布は、LOG (K) =LOG (2.4) -LOG (2000)・n以上の範囲となった。
イタリアにおける初期風俗画の成立と伝播に関する総合的研究

6世紀後半に北イタリアで成立した風俗画が、いかにして成立し、普及したかを研究した。フランドルの影響の強いロンバルディア地方において、アールツェンやブーケラールの作品が重要されていたこと、それを模したヴィンチェンツォ・カンピらの活動が重要であった。一方、15世紀から16世紀初頭にミラノに滞在したレオナルド・ダ・ヴィンチの写実的な自然描写がレオナルド派の画家たちによって延命し、16世紀半ばにフィジーノやペテルツァーノに模倣され、それが若きカラヴァッジョにつながるという系譜をあきらかにした。かくしてフランドルの風俗画とレオナルドの自然描写のふたつが交錯した地点に初期風俗画が成立し、カラヴァッジョによってローマに伝播したという結論に達した。本年度は、フランドル文化との接点からイタリアでもっとも早く風俗画が発生したロンバルディアの美術について調査した。関連資料を収集し、最近の研究成果を吸収した。具体的には、ロンバルディア風俗画の中心人物であるクレモナのヴィンチェンツォ・カンピによる一連の市場風俗画についての最新の展覧会カタログや研究論文などの資料を集め、その注文主や機能について考察した。また、大阪市美術館と千葉市立美術館で開催された「ミラノ展」の学術監修を委嘱されたことから、ブレラ美術館やポルディ・ペッツォーリ美術館など、ミラノの諸美術館に所蔵される作品について調査することができ、また打ち合わせや展示のために来日したミラノの文化財局・美術館の美術史研究者たちから多くの教示を得ることができ、意見交換の場をもつことができた。展覧会出品作にも、ヴィンチェンツォ・カンピの《果物売り》やジュゼッペ・アルチンボルドの作品のコピー、ジャコモ・チェルーティの作品など貴重な作品がいくつも含まれていたので、それらを仔細に観察し、調査研究することができた。こうした成果の一旦を論文「聖俗の食卓-レオナルドからチェルーティまで」として展覧会カタログに執筆し、また大阪市美術館における講演会「ミラノ美術の魅力-ルネサンスから現代まで」と題して一般に披瀝した。また、これらの調査とは別に、美術史における回顧的記述と回顧的展覧会がいかなる条件の下に生じ、発展するかについて、主に近世イタリアと近代日本を例に考察した論文「美術史における回顧」を明治美術学会の学会誌に発表した。イタリアでは16世紀後半に風俗画(Genre Painting)が登場した。本研究は、まず、16世紀後半に北イタリアの各地でほぼ同時期に登場した風俗画について総合的に調査し、フランドルとの関わりも含めて、なぜその時期にその地域で風俗画、あるいは風俗的な主題が勃興したかについて、次にこうした風俗画が持っていた意味や主題について考察する。初期の風俗画が宗教的・寓意的意味をもっていたことはたしかだが、その度合いや様相について具体的な作品に即して研究する。カラッチやカラヴァッジョの初期風俗画も以上の研究をもとに新たな角度から考察したい。また、16世紀後半のわが国には、「南蛮風俗図」と称される一連の西洋風の風俗画が現存するが、その図像源泉と主題についても、フランドルに発する初期風俗画の図像伝播という観点から探りたい。本年度は、フランドルの風俗画とイタリア美術との関係について調査し、その意味的連関と相違について考察した。その一端を含め、広く西洋美術全体における「食」の主題の意味と機能について考察し、著書『食べる西洋美術史』にまとめた。また、ロンバルディア地方における風俗画の発生について、レオナルド・ダ・ヴィンチの影響という観点から考察し、カラヴァッジョにいたるその鉱脈について、共著『レオナルド・ダ・ヴィンチの世界』に披瀝した。本年度は、イタリアにおける風俗画と静物画の先駆者である画家カラヴァッジョについて新資料を調査し、さらに前年度にひきつづき、彼とフランドル文化との接点からイタリアでもっとも早く風俗画が発生したロンバルディアの美術について調査した。具体的には、カラヴァッジョの師であるシモーネ・ペテルツァーノの作品や、ミラノ派の淵源となったレオナルド・ダ・ヴィンチとレオナルド派の静物表現、また、ロンバルディア風俗画の中心人物であるヴィンチェンツォ・カンピによる一連の市場風俗画について、最新の展覧会カタログや研究論文などの資料を集め、その様式や図像、注文主や機能などについて考察した。こうした調査研究の成果をふまえ、論文「レオナルドの鉱脈-ミラノ派からカラヴァッジョまで」をまとめ、新たに判明した事実と考察をまとめて著書『カラヴァッジョへの旅』に詳述した。

カラッチやカラヴァッジョの初期風俗画も以上の研究をもとに新たな角度から考察したい。また、16世紀後半のわが国には、「南蛮風俗図」と称される一連の西洋風の風俗画が現存するが、その図像源泉と主題についても、フランドルに発する初期風俗画の図像伝播という観点から探るものである。本年度はひきつづき調査を重ね、カラヴァッジョの少年像の意味やロンバルディにおけるその伝統ヤフランドル風俗画の流入との関係について調査した。その一端を、シンポジウム「靜物画の世界」(美術史学会・兵庫県立美術館主催)で「カラヴァッジョとイタリア静物画の発生」と題して発表した。また、西洋から日本に流入した図像の世俗化と変容に関して、裸体画に焦点を当てて研究・調査し、その成果を著書にまとめた。
超対称ランダム行列理論とトポロジー不変量の研究

ランダム行列理論は原子核の複雑なエネルギーレベルの普遍的な解析を出発点とし、量子カオスを表す基本的な理論として発展を遂げている。外場を調整することにより、様々な共形場理論を導出できることが判明している。特にリーマン面の点付きモジュライ空間上のスピン曲線の交点数を任意の種数で導出できることが示されている。本研究は今までのこれらのトポロジカルなランダム行列理論研究を、超対称に拡張し、得られる超対称リーマン面およびタイヒミュラー空間でのスピン曲線の交点数を具体的に求める事や、境界(ブレーン)の持つ特性を研究することを目的とする。物性でのトポロジカル絶縁体やスピンホール効果との関連性も研究する。
ニューロフィラメントの動態変化とニューロン細胞死の初期過程

神経軸索を構成する主要な細胞骨格は微小管とニューロフィラメントであり,これらは全て細胞体で蛋白合成された後軸索へと輸送供給される。これら細胞骨格は軸索や神経細胞が変性を起こすのに先立って,変形,分布異常,蓄積等の変化が観察される。今年度はニューロフィラメントの軸索内輸送を阻害し,運動ニューロンに強い毒性を示すβ,β'-イミノジプロピオニトリル(IDPN)を投与したラット坐骨神経の運動繊維を用いて,その毒性発現の初期過程を,ニューロフィラメントの燐酸化と微小管構成蛋白であるチューブリンの安定性の両面から検討を加えた。その結果神経毒性が発現する(投与後約3日)より,またニューロフィラメントの輸送阻害が見出される(投与後約12日)のに僅かに先立って,IDPN投与1日以内にニューロフィラメント蛋白の最も分子量の大きいサブユニット(NFH)の燐酸化が一過性に低下し,これと対応して低温可溶性チューブリンの一過性上昇が見られることが判明した。この変化は従来言われていた変化とは逆の変化である。しかし投与1週間後には従来報告されていた変化が現われてくるので,これ迄はこの初期変化を見逃していたものと推測される。今回の結果から軸索の微小管を特徴づけている安定型微小管の安定性にはニューロフィラメントの燐酸化が重要な役割を果たしていると同時に,ニューロフィラメントそれ自身の輸送もその燐酸化で制御されていることが示唆される。以上の観察からニューロンや軸索の変性に先立って見出される細胞骨格の異常は,ニューロフィラメント蛋白の燐酸化の変化によりトリッガ-されることを推定し,更に解析を進めている。
長鎖非コードＲＮＡの細胞内局在制御機構

近年、miRNA、長鎖非コードRNA (lncRNA)の発見などにより、タンパク質をコードせず能動的な機能を有する非コードRNAの存在が明らかになってきた。種々の非コードRNAは特定の場所に局在化し、機能しているが、その局在化機構に関しては、これまでにほとんど明らかにされていない。そこで本研究では、lncRNAの局在化機構、ひいてはその機能解明を試みた。昨年度までに、FISH法によるHOTAIRの検出に成功した。しかしながら、ヒトHOTAIRに対するプローブで、マウス細胞株でもシグナルが検出された。この原因としては、今回用いたプローブは、種特異性が低く、保存性の高いターゲット(ここではマウスHOTAIR)を検出してしまったと考えられる。今後は、保存性の低い種の細胞を用いた検討を行うなどの改善を試みたい。また、他のlncRNAの検出を試みた。核内で強く発現し、核内構造体形成に機能するlncRNAであるNEAT1の検出を試みたところ、核内でドット状のシグナルが見られた。現在、NEAT1配列における核局在化エレメントの同定を試みている。一方で、種々のlncRNAは、mRNAと同様に転写後、スプライシングされ、キャップ構造が付加され、ポリA尾部が付加される。これらのRNA転写後修飾・制御はRNAの運命決定に大きく関わることから、lncRNAにおけるその影響を検討した。RNA転写後修飾・制御に関わるいくつかの因子をノックダウンした細胞の各種lncRNAの発現を解析した。その結果、ARS2のノックダウンで上述したNEAT1の2つのisoformの片方のみ発現上昇が見られた。さらに解析を進めたところ、ARS2はNEAT1のalternative 3'-end processing、及び、安定性を制御することにより、核内構造体であるパラスペックルの形成に関わることが明らかとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。近年、リボザイムやマイクロRNA、長鎖非コードRNA (long non-coding RNA:lncRNA)の発見などにより、タンパク質をコードせず能動的な機能を有する非コードRNAの存在が明らかになってきた。これらの非コードRNAは、遺伝子の発現、分化、代謝など、非常に多岐にわたる形態及び機能を有しており、その機能の調節は種々の生命現象に影響を与える。種々の非コードRNAは特定の場所に局在化し、機能していることが明らかになっているが、その局在化機構に関しては、明らかにされていない。そこで本研究では、非コードRNAの局在化機構、ひいてはその機能解明を試みた。まず、哺乳類細胞の核内に安定的かつ多量に存在するlncRNAであり、種々のがんの悪性度、転移に関わると報告があるHOTAIRの局在化機構の解明を試みた。RNAプローブを数種類設計し、FISH法でのHOTAIRの検出を試みたが、シグナルが見られなかった。そこで、Bioresearch Technologies社のFISHプローブを用いて検出を試みたところ、核と細胞質に同程度のシグナルが見られた。次に、異種細胞間のヘテロカリオンを作製することで、HOTAIRが核と細胞質をシャトルするか検討した。ここでは、ヒト細胞株のHeLa細胞とマウス細胞株のNIH3T3細胞のヘテロカリオンを検討した。ヘテロカリオンを作っていないHeLa細胞、および、NIH3T3細胞を用いて、上記の方法でヒトHOTAIRに対するRNA FISHを行ったところ、HeLa細胞だけでなく、マウス細胞株であるNIH3T3細胞でもシグナルが検出された。今回用いたプローブは高い検出感度を示すものの、種特異性が低く、保存性の高いターゲット(ここではマウスHOTAIR)を検出してしまったと考えられる。研究開始当初は、新たな研究環境への適応、研究材料の準備などでもたつくところも見られたが、徐々に新たな興味深い知見を見出し、おおむね期待通りの成果をあげることができた。今年度の成果に関しては、次年度で学会発表を計画している。また、上記の研究成果をもとに、さらに大きく研究を展開中である。近年、マイクロRNA、長鎖非コードRNA (lncRNA)の発見などにより、タンパク質をコードせず能動的な機能を有する非コードRNAの存在が明らかになってきた。これらの非コードRNAは、多岐にわたる機能を有しており、その制御は種々の生命現象に影響を与える。種々の非コードRNAは核や細胞質などの特定の場所に局在化し、機能しているが、その局在化機構に関しては、これまでにほとんど明らかにされていない。しかしながら、ヒトHOTAIRに対するプローブで、マウス細胞株であるNIH3T3細胞でもシグナルが検出された。この原因としては、今回用いたプローブは高い検出感度を示すものの、種特異性が低く、保存性の高いターゲット(ここではマウスHOTAIR)を検出してしまったと考えられる。また、他のlncRNAの検出を試みている。具体的には、核内で強く発現し、核内構造体形成に機能するlncRNAであるNEAT1の検出を試みている。

これらのRNA転写後修飾・制御はRNAの運命決定に大きく関わることから、lncRNAにおけるその影響を検討した。RNA転写後修飾・制御に関わるいくつかの因子をノックダウンした細胞の各種lncRNAの発現を解析した。その結果、ある因子のノックダウンで上述したNEAT1の2つのisoformの片方のみ発現上昇が見られた。今回の結果は、この因子ががNEAT1の各isoformの産生比率に重要な役割を担っていることを示唆する。新たな興味深い知見を見出し、おおむね期待通りの成果をあげることができた。当初計画していた方向性から少し離れつつあるが、学術的に興味深い研究を進めることができている。今年度の成果に関しては、次年度で学会発表を計画している。また、上記の研究成果をもとに、さらに大きく研究を展開中である。近年、miRNA、長鎖非コードRNA (lncRNA)の発見などにより、タンパク質をコードせず能動的な機能を有する非コードRNAの存在が明らかになってきた。種々の非コードRNAは特定の場所に局在化し、機能しているが、その局在化機構に関しては、これまでにほとんど明らかにされていない。そこで本研究では、lncRNAの局在化機構、ひいてはその機能解明を試みた。昨年度までに、FISH法によるHOTAIRの検出に成功した。しかしながら、ヒトHOTAIRに対するプローブで、マウス細胞株でもシグナルが検出された。この原因としては、今回用いたプローブは、種特異性が低く、保存性の高いターゲット(ここではマウスHOTAIR)を検出してしまったと考えられる。今後は、保存性の低い種の細胞を用いた検討を行うなどの改善を試みたい。また、他のlncRNAの検出を試みた。核内で強く発現し、核内構造体形成に機能するlncRNAであるNEAT1の検出を試みたところ、核内でドット状のシグナルが見られた。現在、NEAT1配列における核局在化エレメントの同定を試みている。一方で、種々のlncRNAは、mRNAと同様に転写後、スプライシングされ、キャップ構造が付加され、ポリA尾部が付加される。その結果、ARS2のノックダウンで上述したNEAT1の2つのisoformの片方のみ発現上昇が見られた。さらに解析を進めたところ、ARS2はNEAT1のalternative 3'-end processing、及び、安定性を制御することにより、核内構造体であるパラスペックルの形成に関わることが明らかとなった。しかしながら、ヒトHOTAIRに対するプローブで、HeLa細胞だけでなく、マウス細胞株であるNIH3T3細胞でもシグナルが検出された。
マウス四肢形態形成の遺伝的制御機構の研究

(1)国立遺伝学研究所で発見同定された軸前側多指症変異であるRim4突然変異を日本産野生マウス由来のMSM系統に導入すると、その表現型が顕著に抑制されることが知られている。MSM系統を含む交配実験よって、Rim4の表現型を抑制する修飾遺伝子がMSM系統に存在すると考えられた。Rim4表現型を抑制しないNZB系統とMSM系統を交配したF1個体にRim4ヘテロ個体を交配した連鎖解析によってこの修飾遺伝子の染色体マッピングを行った。この結果、修飾遺伝子が第2染色体上にマップされるlst突然変異と強く連鎖することが明らかになった。(2) lst突然変異が、マウス発生肢芽前端で領域特異的に発現するホメオボックス遺伝子Alx4の機能欠損であることを奈良先端大学の小椋らとの共同研究で明らかにした。lstマウスでは、shh遺伝子の肢芽前端での異所的発現を示し、結果として生じる多指症はRim4の表現型と極めて類似する。Rim4とlstの交配によって、lstはRim4の表現型を増幅することが判明した。(3) Alx4(lst)遺伝子のコーディング領域の塩基配列を異なるマウス系統間で比較した結果、MSM系統では、ホメオドメイン上流に3点のアミノ酸配列の多型が存在した。これらの結果を総合すると、Alx4がRim4修飾遺伝子そのものである可能性が示された。(4) Rim4変異体とMSM系統におけるAlx4の発現パターン解析を行った結果、差異は認められなかった。このことは、Rim4、Alx4の相互作用が蛋白質レベルで起こっていること示唆している。最近、Alx4と同じファミリーに属するCart-1が、Alx4とへテロダイマーを形成することが示され、四肢発生において、このヘテロダイマーに結合する因子の存在が示唆されている。おそらくRim4はこの因子ような機能を持つと予想される。