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自閉症幼児の『他者の意図』理解の発達プロセスと障害特性に関する研究

(1)自閉症幼児の意図理解に関する研究昨年度から実施している意図理解実験を引き続き行い,6名の自閉症幼児と7名の発達遅滞幼児を対象に実験を行った。具体的な手続きとしては、D' Entemount & Yazbek (2007)の実験課題を改良し、実験者が行う失敗試行を子どもがどのように模倣するかを評価の対象とした。先行研究の問題点として、提示する実験者の操作が「何を意図して行ったか」について子どもが均一の理解を示しているかどうかが統制されていないという点が指摘されるため、本研究では、課題ごとで操作が異なるが、同一の形状をしたスピーカーから音が鳴るという行為の結果を同一にし、実験者が「音を鳴らす」という意図を持っていることをより明確な形で子どもに示した。その結果、発達遅滞幼児が失敗試行を模倣せず,実験者が意図した行為のみを再生する子どもの数が多いのに対して,自閉症幼児群の子どもは実験者の操作の成功失敗に関わらず、行為をすべて模倣するという反応が12名中10名に見られるなど,2つの群における反応に有意な差が見られた。このことから、自閉症幼児が発達遅滞幼児とは質的に異なる意図理解を示すことが明らかとなった。(2)自閉症幼児と保育者との相互交渉スタイルの検討平成24年度より,自閉症幼児が示す相互交渉場面での障害特性を検討するため,保育者との相互交渉場面の分析を,発達遅滞児の相互交渉との横断的比較を行った。24年度は6名の自閉症幼児と5名の発達遅滞児を対象に,保育者とおもちゃで遊ぶ場面を録画し,1)遊びの継続時間と2)遊びの展開の仕方の2点から分析を行った。サンプル数が少ないことが今後の課題であるが,現在のところ,遊びの継続時間に両群に差は見られないものの,遊びの展開の仕方で差が見られ,自閉症幼児群では保育者からはたらきかける回数が有意に多かった。平成23年度に引き続き,障害児を対象とした実験を実施できたため,統計的な分析を行えるサンプル数を確保できたため。同時に,相互交渉スキルの横断的研究に着手できたため。実験研究では,対象となる障害児のデータ数を増やし統計的な妥当性を高めること,そして統制群として定型発達児にも同一の実験を行い,自閉症幼児が示す反応の特徴を,障害特性と発達的特徴の両面から検討できるようにする。相互交渉の横断的検討では,観察の対象となる障害児の数を増やすこと,そして先行研究と対比可能なように分析の枠組みをより妥当なものへと作り替える。平成23年度では、以下の2つの研究に着手した。(1)自閉症幼児-保育者の相互交渉の縦断的観察療育施設での縦断的観察から、自閉症幼児の他者理解の水準による相互交渉場面の質的際についての検討を行った。他者理解の水準として共同注意スキルを指標とし、1期「指さし理解・産出なし」、2期「指さし理解あり」、3期「指さし理解・産出あり」の3つの時期に区分した。その結果、3つの時期での相互交渉に質的な差異がみられた。具体的には、1期では注意転換を含むはたらきかけが相互交渉を破綻させていたのに対して、3期では保育者の注意転換を含むはたらきかけを行うことで相互交渉の回数が増加することが明らかとなり、子どもが他者の意図を理解する段階になると単に子どもの注意に寄り添うことだけでなく、時おり保育者主導のはたらきかけを行うことにより「間」をつくることの重要性が示された。(2)自閉症幼児の意図理解に関する研究D'Entemount&Yazbek(2007)の実験課題を改良し、自閉症幼児と発達遅滞幼児の意図理解について実験的検討を実施した。真体的な手続きとしては、実験者が行う失敗試行を子どもがどのように模倣するかを評価の対象とした。先行研究の問題点として、提示する実験者の操作が「何を意図して行ったか」について子どもが均一の理解を示しているかどうかが統制されていないという点か指摘されるため、本研究では、課題ごとで操作が異なるが、同一の形状をしたスピーカーから音が鳴るという行為の結果を同一にし、実験者が「音を鳴らす」という意図を持っていることをより明確な形で子どもに示した。その結果、発達遅滞幼児が失敗試行を模倣しないのに対して、自閉症幼児群の子どもは実験者の操作の成功失敗に関わらず、行為をすべて模倣する傾向がみられた。このため、自閉症幼児が発達遅滞幼児とは質的に異なる意図理解を示すことが明らかとなった。

その結果、発達遅滞幼児が失敗試行を模倣せず,実験者が意図した行為のみを再生する子どもの数が多いのに対して,自閉症幼児群の子どもは実験者の操作の成功失敗に関わらず、行為をすべて模倣するという反応が12名中10名に見られるなど,2つの群における反応に有意な差が見られた。このことから、自閉症幼児が発達遅滞幼児とは質的に異なる意図理解を示すことが明らかとなった。(2)自閉症幼児と保育者との相互交渉スタイルの検討平成24年度より,自閉症幼児が示す相互交渉場面での障害特性を検討するため,保育者との相互交渉場面の分析を,発達遅滞児の相互交渉との横断的比較を行った。24年度は6名の自閉症幼児と5名の発達遅滞児を対象に,保育者とおもちゃで遊ぶ場面を録画し,1)遊びの継続時間と2)遊びの展開の仕方の2点から分析を行った。サンプル数が少ないことが今後の課題であるが,現在のところ,遊びの継続時間に両群に差は見られないものの,遊びの展開の仕方で差が見られ,自閉症幼児群では保育者からはたらきかける回数が有意に多かった。平成23年度に予定していた観察ならびに実験が行えたこと、そしてデータの分析も順調に進んでいることによる。平成23年度に引き続き,障害児を対象とした実験を実施できたため,統計的な分析を行えるサンプル数を確保できたため。同時に,相互交渉スキルの横断的研究に着手できたため。実験研究では,対象となる障害児のデータ数を増やし統計的な妥当性を高めること,そして統制群として定型発達児にも同一の実験を行い,自閉症幼児が示す反応の特徴を,障害特性と発達的特徴の両面から検討できるようにする。本研究の2年目にあたる今年度(平成24年度)は、自閉症幼児の意図理解についての実験研究を中心課題とする。具体的には、自閉症幼児群と発達遅滞幼児群の実験参加者数を増やすこと、さらに統制群として新たに定型発達幼児を追加することで、自閉症幼児群にみられる意図理解における障害特性を明らかにする。さらに、療育実践の観察データの更なる分析を行い、学術論文として刊行する。また観察を引き続き実施し、とりわけ自閉症幼児を含む集団の活動の縦断的変化についての検討から、保育者と他の子どもとのそれぞれの相互交渉での行動特徴を、意図理解と絡めて分析を行う。相互交渉の横断的検討では,観察の対象となる障害児の数を増やすこと,そして先行研究と対比可能なように分析の枠組みをより妥当なものへと作り替える。
シナプス競合及び脱落過程のin vivo連続観察系の開発

脳機能成熟過程では発達後期において回路機能再編成の再編成が起こる。この過程はしばしば、神経活動依存性であり個体として脳機能の大きな変化とし表現される。その背景にあるネットワークレベルでの変化のなかで、神経終末の変化として、一旦形成された余剰回路の除去、終末の伝達物質放出機能の変化、および伝物質自体の変化がある。そのなかで、伝達物質自体がGABAからグリシンへ発達変化するという全く新しい回路再編の形をラットの聴覚中経路核における内側台形体核から外側上オリーブ核へ投射する系において記述することができた。一方、余剰回路の除去などのネットワークの変化の連続観察系に関しては、大脳皮質においては、膜電位感受性色素を用いた活動領域の変化についての観察系は確立しつつある。幼若期においては、個体の脆弱性のため、同一個体において繰り返し観察系については、安定的な頻回の連続観察は完成途中である。現在、生体内神経回路再編の観察に不可欠な技術である多光子顕微鏡(生理学研究所に設置済み)の適切な操作法と生体内回路変化を抽出するための、脳定位固定法および人工頭骸骨の確立を行なっている。また、特定回路を生体内での可視化のため、GFPをタグしたレンチウィルスを作成を行ない、これは既に完成している。培養細胞系では既に感染/GFP発現に成功している。今後、レンチウィルスを用いて生体内での神経筋シナプスおよび大脳皮質錐体細胞にGFPを生体で発現する系の確立を行ない、生体内回路再編の連続観察系の対象動物を作成する。発達期における神経回路の変化、特にシナプス競合過程における神経回路の再編成および神経活動との関連を調べる系を確立するために、まず初年度は聴覚系における発達期における神経回路と神経活動について検討を行った。発達期における神経回路の再編成、とくに聴覚系外側上オリーブ核への入力伝達様式のGABAからグリシンへの発達スイッチングが生後1週目における内耳破壊による発達期の聴覚依存性神経活動入力を遮断すると神経回路の再編成が大きく障害された。また、この再編成メカニズムを検討するために、神経付着急性単離標本を用いて、微小シナプス電流(mIPSC)を調べたところ、発達し従い、GABA作動性のmIPSCの割合の減少、グリシン作動性のmIPSCの増加とともに、GABAとグリシン作動性成分の混在しているmixed mIPSCが移行期には著明になることが判明した。mixed mIPSCのみを抽出すると、その中においてもグリシン作動性の増加とGABA作動性の増加が観察され、single synapseレベルにおける変化であることが示唆された。さらに免疫染色法を用いると,発達期の外側上オリーブ核においてGADの染色性の減少とグリシン染色性の増加が観察された。また、しばしば移行期には、GADとグリシンの染色が混在した神経終末観察された。Gold particle法を用いた免疫電顕による観察では、グリシン終末内のGABA particleの数が移行期から3週目かけて、激減することが判明した。これらの結果から、台形体核から外側上オリーブ核に入力する抑制性伝達伝達物質は未熟期にGABAから成熟期のグリシンへ単一神経終末内でスイッチすることが判明した。
次世代の総合情報処理システムに関する研究

本研究では,現在の堅い情報処理システムの限界に対してブレークスルーをもたらす「次世代のやわらかい総合情報処理システム」の基本的構成論を確立することを目的とし,以下のような研究実績を得た.(1)「次世代のやわらかい情報処理システム」の基本概念・モデルを提唱し、これに基づいてやわらかい情報処理システムのための基盤技術となる,次の3つの基本概念とモデルを構築した:(a)やわらかいネットワーク・アーキテクチャ,(b)やわらかいヒューマンインターフェース,(c)ソフトウェアのやわらかい開発法.具体的には,(a)に対して,まずやわらかいシステム一般の概念を確立し,位相理論に基づいてやわらかさに関する評価理論を構築し,次に分散人工知能の観点から,協調的問題解決とやわらかいネットワーク・アーキテクチャの関連性を理論的に検討した.(b)に対して,まずマルチメディアを有効に利用した仮想現実感に基づいたコミュニケーション機構とその技術的実現を行い,次に情報メディアの体系化・形式化を図り,やわらかいインターフェースの新たな展開を図った.(c)に対して,まず,やわらかい開発法に対するソフトウェアプロセスの形式理論を確立し,その実践的評価を行なった.また,やわらかさの概念を採り入れた代数的仕様記述法とその効率的実現手法を理論と実際の両面から確立した.さらに,グラフ理論の手法を応用し,分散・並列処理アルゴリズムの高速化手法を理論的に検討し,次世代の情報処理に即したコミュニケーションプロトコルのやわらかい合成法を理論と実際の両面から確立した.(2)(1)の基盤技術に基づき,「やわらかい情報処理システム」構成論の基礎を確立した.(3)やわらかい情報処理システムの基本モデルを試作し実験することにより,本構成論の妥当性を実証した.本研究では,現在の堅い情報処理システムの限界に対してブレークスルーをもたらす「次世代のやわらかい総合情報処理システム」の基本的構成論を確立することを目的とし,以下のような研究実績を得た.(1)「次世代のやわらかい情報処理システム」の基本概念・モデルを提唱し、これに基づいてやわらかい情報処理システムのための基盤技術となる,次の3つの基本概念とモデルを構築した:(a)やわらかいネットワーク・アーキテクチャ,(b)やわらかいヒューマンインターフェース,(c)ソフトウェアのやわらかい開発法.具体的には,(a)に対して,まずやわらかいシステム一般の概念を確立し,位相理論に基づいてやわらかさに関する評価理論を構築し,次に分散人工知能の観点から,協調的問題解決とやわらかいネットワーク・アーキテクチャの関連性を理論的に検討した.(b)に対して,まずマルチメディアを有効に利用した仮想現実感に基づいたコミュニケーション機構とその技術的実現を行い,次に情報メディアの体系化・形式化を図り,やわらかいインターフェースの新たな展開を図った.(c)に対して,まず,やわらかい開発法に対するソフトウェアプロセスの形式理論を確立し,その実践的評価を行なった.また,やわらかさの概念を採り入れた代数的仕様記述法とその効率的実現手法を理論と実際の両面から確立した.さらに,グラフ理論の手法を応用し,分散・並列処理アルゴリズムの高速化手法を理論的に検討し,次世代の情報処理に即したコミュニケーションプロトコルのやわらかい合成法を理論と実際の両面から確立した.(2)(1)の基盤技術に基づき,「やわらかい情報処理システム」構成論の基礎を確立した.(3)やわらかい情報処理システムの基本モデルを試作し実験することにより,本構成論の妥当性を実証した.本年度は,やわらかい情報処理システムの基本概念とモデルの構築を目指して,以下の3つのグループを設定し,全体の研究集会を行い,また調査研究を通して各分担者がそれぞれの研究課題を強力に推進した.(1)次世代のやわらかいネットワーク・アーキテクチャに関する基礎研究(1)やわらかいネットワークシステムの基本的概念形成と基礎理論の体系化の研究を行った.(2)並列・分散処理システムの諸問題を再検討し,やわらかいネットワークシステムの新たなる展開を試みた.(3)待ち行列理論に基づくやわらかいネットワーク・アーキテクチャの評価モデルを検討した.(2)次世代のやわらかいヒューマンインターフェースに関する基礎研究(1)分散型インターフェースに関する感性的な評価理論を確立し,その組織的な体系化について研究した.(2)マルチメディア対応のグループウェアの理論と形式化,およびそれを達成するための技術について検討した.(3)画像工学の立場からヒューマンインターフェースを分析し,その感性的モデルの基礎的研究を行った.(3)次世代のソフトウェアのやわらかい開発法に関する基礎研究(1)やわらかい開発法に対するソフトウェアプロセスの形式理論を確立し,その実践的評価について検討した.(2)グラフ理論の手法を応用し,分散・並列処理アルゴリズムの高速化手法を理論的に検討した.(3)次世代の情報処理に即したコミュニケーションプロトコルのやわらかい合成法を理論と実際の両面から研究した.(4)システムの要求記述から形式仕様へのやわらかい合成法を構成した.本研究では,現在の堅い情報処理システムの限界に対してブレークスルーをもたらす「次世代のやわらかい総合情報処理システム」の基本的構成論を確立することを目的とし,以下のような研究実績を得た.(1)「次世代のやわらかい情報処理システム」の基本原理・モデルを提唱し,これに基づいてやわらかい情報処理システムのための基盤技術となる,次の3つの基本概念とモデルを構築した:(a)やわらかいネットワーク・アーキテクチャ,

(b)やわらかいヒューマンインターフェース,(c)ソフトウェアのやわらかい開発法.具体的には,(a)に対して,まずやわらかいシステム一般の概念を確立し,位相理論に基づいてやわらかさに関する評価理論を構築し,次の分散人工知能の観点から,協調的問題解決とやわらかいネットワーク・アーキテクチャの関連性を理論的に検討した.(b)に対して,まずマルチメディアを有効に利用した仮想現実感に基づいたコミュニケーション機構とその技術的実現を行い,次に情報メディアの体系化・形式化を図り,やわらかいインターフェースの新たな展開を図った.(c)に対して,まず,やわらかい開発法に対するソフトウェアプロセスの形式理論を確立し,その実践的評価を行なった.また,やわらかさの概念を採り入れた代数的仕様記述法とその効率的実現手法を理論と実際の両面から確立した.さらに,グラフ理論の手法を応用し,分散・並列処理アルゴリズムの高速化手法を理論的に検討し,次世代の情報処理に即したコミュニケーションプロトコルのやわらかい合成法を理論と実際の両面から確立した.(2)(1)の基盤技術に基づき,「やわらかい情報処理システム」構成論の基礎を確立した.(3)やわらかい情報処理システムの基本モデルを試作し実験することにより,本構成論の妥当性を実証した.
乱流に置ける「厳密」コヒーレント構造の研究

平面クエット流における「厳密」コヒーレント解をホモトピー手法により2重円管引き抜き流、円管ポアズイユ流、平面ポアズイユ流に接続した。これらの系における「厳密」コヒーレント解には鏡面対称を有する空間構造が共通に存在し、層流から乱流への遷移過程に重要な役割を果たしていることが判明した。平成22年度科学研究費交付申請書に記載されている「研究の目的」は、具体的には「層流が線形的に安定である系での、乱流遷移の普遍的な構造を解明すること」であった。この目的に沿って行った「研究実施計画」(1)での2重円筒の引き抜き流における「厳密」解についての論文(Deguchi & Nagata)はJournal of Fluid Mechanicsに掲載予定となっている。また、2重円筒の引き抜き流における場合のひとつの極限である円管ポアズイユ流にホモトピー手法を用いて接続する計画については、円管ポアズイユ流の軸対称および非軸対称擾乱による擾乱方程式の導出と、ゼルニケ円多項式(片側ヤコビ多項式)を用いた展開による「厳密」解の求積が成功裏に終わり、下記記載の複数の学会で発表を行った。「研究実施計画」(2)に関しては、内部加熱を伴う正方形ダクト流の「厳密」解にホモトピー手法を用いて等温の正方形ダクト流に接続することに成功した論文(Okino, Nagata, Wedin & Bottaro)が掲載(Journal of Fluid Mechanics, Vol.657, 2010)され、さらに新たな種々の「厳密解」をSSP(Self-Sustaining Process)法を使って見つけ出し(論文投稿中)、下記記載の複数の学会で発表を行った。また、正方形ダクト流に用いた手法を円管ポアズイユ流に応用し、円管内に熱源を一様分布させることによって内部加熱された円管ポアズイユ流の線形・非線形安定性解析を行い、得られた非線形解にホモトピー手法を用いて等温の円管ポアズイユ流に接続することにも成功している。平成23年度「研究実施計画」記載の4項目につき、(1)に関しては、2重円筒間のスライディング・クエット流を介し、平面クエット流と円管ポアズイユ流との「厳密」コヒーレント解に共通の空間的対称性(鏡面対称性)を有する構造が存在することを突き止めた。(2)に関しては、正方形ダクト流における偏在解と平面ポアズイユ流で見つかった上下非対称解に対応付けができることを示した。平面ポアズイユ流自身は上下対称な流れであるにもかかわらず、擾乱擾乱が上下の壁の片方近辺にだけ偏在しうることを示せた意義は大きい。(1)と(2)の成果は以下[学会発表]に記載の国際会議Bifurcation and Instabilities in Fluid Dynamicsで報告した。(3)に関しては、熱対流を伴うテーラー・クエット流あ外側円管のみが回転する場合で、数値解析を行ったところ、.臨界点のパラメータ値と、その臨界点から分岐し、乱流遷移に大きく関連する有限振幅解の空間構造が、仏・ルアーヴ大学での実験観測と一致した。(4)に関しては、平面クエット流における2種類の「厳密」解(Nagata,1990とItano & Generalis, 2009)を平面ポアズイユ流にホモトピー接続できた。接続できた平面ポアズイユ流の「厳密」解のうち、一つは鏡面対称性を有する流れであり、もう一方は鏡面対称解から対称性の破れによって分岐する非対称解であった。さらに、非対称解のサドル・ノード分岐は、今まで報告されているサドル・ノード分岐点よりもよりも低いレイノルズ数で起こることが示された。乱流遷移の開始においては、より低いレイノルズ数での解の存在が重要であることから、非対称解の発見は意義深い。(4)の成果は以下[学会発表]に記載の国際クエット・テーラー・ワークショップで報告した。流体力学上、重要な課題である層流から乱流への遷移の解明に大きな役割を果たしていると考えられている厳密コヒーレント(秩序)解を求め、普遍的な乱流遷移構造を明らかにする目的で実施した平成24年度研究実施計画のうち、(4)の平面クエット流と平面ホアズイユ流における厳密秩序解について、既存の平面クエット流の厳密秩序解から、ホモトピー法を駆使し、平面ポアズイユ流での厳密秩序解を得ることに成功した。求まった解はスパン方向の鏡面対称性と境界面と垂直な方向の上下対称性を有していることが判明した。さらに、この解の上下対称性を破る上下非対称解を求めることにも成功した。この上下非対称解のサドル分岐はこれまでに知られていた厳密秩序解のうちで最も低いレイノルズ数で起こり、実験観測や数値シミュレーションで実現される流れに近いことにより注目される。研究結果はICTAM2012 (23th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics)および、American Physical Society 65th Annual Division of Fluid Dynamics Meetingで発表された。

また、研究実施計画(2)のスパン方向に回転軸を伴う平面クエット流の厳密秩序解について、回転平面クエット流での存在が知られていたリボン解が、第2の線形不安定モードに起因する流れ方向に依存しない2次元流から分岐することをつきとめた。さらに回転を減少させることにより、1990年に当報告者が歴史的にはじめて求めた厳密秩序解(永田の解)と同様に、回転のない平面クエット流での鏡像対称解に繋がっていることが判明した。研究結果の報告をEFMC9 (9th European Fluid Mechanics Conference)で行った。交付申請書に記載の「研究の目的」に関し、スライディング・クエット流を介し、平面クエット流と円管ボアズイユ流との「厳密」コヒーレント解に共通の空間的対称性を有する構造が存在することを突き止めたこと、正方形ダクト流における偏在解と平面ボアズイユ流で見つかった上下非対称解に対応付けができること、熱対流を伴うテーラー・クエット流で当報告者の数値解析と仏・ルアーヴ大学での実験観測が一致したこと、平面クエット流における数種類の「厳密」解を平面ポアズイユ流にホモトピー接続できたことが示された。さらに、計画外であった熱源を一様に分布ざせた円管流の解析から円管ポアズイユ流の「厳密」解を再現できた(第57回BAMCで発表)。以上のことから当初の計画以上に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。最近、円管ボアズイユ流で見つかったShift-and-Reflection対称性が不在の「厳密」解(Kerswell, 2012,Private communication)が平面クエット流でも存在しているかどうかを検証する。現在知られている平面クニット流の2種類の「厳密」解(Nagata, 1990とItano&Generalis, 2009)はこのShift-and-Reflection対称性を有していることから、もし、Shift-and-Reflection不在の解を探し出すことができれば両流れの乱流遷移の構造の普遍性の解明が一応完結する。また、平面クエット流の2種類の「厳密」解の繋がりの可能性を回転平面クエット流で突き止めることも計画している。
ウイルス性および傷害性脳炎におけるインフラマソーム活性化機構とその病理的意義

様々な低分子阻害剤を用いてインフラマソームの活性化に関与する細胞内シグナル分子の同定を試み、その結果BTK阻害剤がTHP-1細胞のcaspase-1の活性化とIL-1βの産生を抑制することを見出した。同様の所見はBTK変異マウスXid由来のマクロファージでも得られた。さらに私達はTHP-1細胞を刺激することにより、BTKがNLRP3インフラマソームの構成分子であるNLRP3とASCに結合することを見出した。つまり、BTKはNLRP3とASCと複合体を形成することによりインフラマソームの形成を促進していると考えられる。既に慢性リンパ性白血病の治療薬として使用されているBTK阻害剤のイブルチニブを脳梗塞モデルマウスに投与したところ、脳梗塞領域の縮小や神経症状の改善が認められた。興味深いことに、イブルチニブは脳梗塞発症後12時間経過してから投与した場合でも顕著な神経保護効果が認められた。また、イブルチニブ投与によって、脳組織に侵入したマクロファージからのIL-1βの放出が抑制された。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。近年、脳梗塞後の過剰な炎症が神経細胞死や梗塞領域の拡大に寄与することが明らかとなっており、ミクログリアや浸潤マクロファージが様々なサイトカインやケモカインを産生する。その中でもインターロイキン1b(IL-1b)の増加は血液脳関門の破綻や他の炎症細胞の浸潤を誘導し、神経学的予後を悪化させることが報告されている。IL-1bの活性化にはインフラマソームによるプロセシングが必要であり、脳虚血障害時ではNLRP3インフラマソームが関与することが報告されている。私達はNLRP3インフラマソーム特異的に活性化を制御する新規の因子としてBruton's tyrosine kinase(BTK)を同定し、このBTKを阻害することによって脳梗塞後炎症による梗塞領域の拡大を抑制できることを発見した。まず、インフラマソームの活性化に関与する阻害剤のスクリーニングを行ったところ、非受容体型チロシンキナーゼであるBTKを阻害することでNLRP3インフラマソームの活性化が抑制された。また、BTKはAIM2、NLRC4インフラマソームの活性化には関与せず、NLRP3インフラマソーム特異的に制御することがわかった。BTK阻害剤はNLRP3やASCの重合を阻害し、その結果caspase-1の活性化やIL-1bのプロセシング、放出が抑制されることを明らかにした。さらにマウスを用いて脳虚血障害へのBTK阻害剤イブルチニブの効果を検討したところ、イブルチニブ投与により脳梗塞領域の減少・神経症状の改善が認められた。また、実際に脳梗塞後の脳組織中には主に浸潤マクロファージでIL-1bが産生され、イブルチニブ投与によってIL-1b放出が抑制された。脳虚血障害時でも、BTK阻害剤がインフラマソーム活性化、IL-1b放出を抑制することにより脳梗塞の予後を改善すると考えられた。脳梗塞に関与するインフラマソームがNLRP3インフラマソームであるという報告があり、我々がすでに同定していたNLRP3インフラマソーム特異的な阻害剤が効いたため。一年目に引き続きインフラマソームを活性化する脳内因子を同定する。このインフラマソーム活性化因子の抗体の作製やまたは阻害剤の探索を行い抗体や阻害剤が、実際に脳炎を抑制することができるのか検討する。
古典力学系および群作用のエルゴード理論的研究

本研究ではタイヒミュラー空間上の測地流と写像類群に焦点をしぼって,タイヒミュラー測地流に熱力学形式を応用できるようにすることを目標としていた.当初,アノソフ系のマルコフ分割にあたるものを構成することを目標としたが,研究途中でマルコフ分割の構成よりむしろリーマン面上の正則1次微分の軌道と区間入れ替え交換との関係を用いたVeechの方法が目標達成のために自然であることがわかり,この方向で研究がすすめられた.トーラスのリーマン空間であるモデュラー曲面の上の測地流は,上半平面の境界である実軸上の変換を用いて解析できること,具体的にはモデュラー群の実軸への作用と連分数展開のアルゴリズムをを与えるGauss変換とが軌道同値であることは古くから知られていた.そして,Gauss変換がモデュラー曲面上の測地流のクロスセクションから決まる,自然な変換になっていることに着目すれば,Gauss変換に熱力学形式を適用して閉測地線の分布の情報が引き出せることも近年知られるようになってきた.注意せねばならないのは,モデュラー群はトーラスの写像類群であり,閉測地線がモデュラー群の双曲元と対応していることである.今回の試みは,区間入れ替え変換の族が作る空間を,タイヒミュラー空間の境界の一部分とみなして,Veechがその上に導入した力学系に熱力学形式を適用しようというものであった.写像類群の双曲類である擬アノソフ類の分布に関して制限付きではあるが,モデュラー曲面と類似の結果を得ようと試みた.現段階ではGauss変換がみたすような極限定理の幾つかを,熱力学形式にあらわれる転送作用素の方法で示すことができたが,ある種のディリクレ級数の収束域についてまだ検討すべき点が残っている.これの解決があまりにも長期化すると判断した場合,とりあえず,極限定理だけについて論文にまとめることも考えている.本研究ではタイヒミュラー空間上の測地流と写像類群に焦点をしぼって,タイヒミュラー測地流に熱力学形式を応用できるようにすることを目標としていた.当初,アノソフ系のマルコフ分割にあたるものを構成することを目標としたが,研究途中でマルコフ分割の構成よりむしろリーマン面上の正則1次微分の軌道と区間入れ替え交換との関係を用いたVeechの方法が目標達成のために自然であることがわかり,この方向で研究がすすめられた.トーラスのリーマン空間であるモデュラー曲面の上の測地流は,上半平面の境界である実軸上の変換を用いて解析できること,具体的にはモデュラー群の実軸への作用と連分数展開のアルゴリズムをを与えるGauss変換とが軌道同値であることは古くから知られていた.そして,Gauss変換がモデュラー曲面上の測地流のクロスセクションから決まる,自然な変換になっていることに着目すれば,Gauss変換に熱力学形式を適用して閉測地線の分布の情報が引き出せることも近年知られるようになってきた.注意せねばならないのは,モデュラー群はトーラスの写像類群であり,閉測地線がモデュラー群の双曲元と対応していることである.今回の試みは,区間入れ替え変換の族が作る空間を,タイヒミュラー空間の境界の一部分とみなして,Veechがその上に導入した力学系に熱力学形式を適用しようというものであった.写像類群の双曲類である擬アノソフ類の分布に関して制限付きではあるが,モデュラー曲面と類似の結果を得ようと試みた.現段階ではGauss変換がみたすような極限定理の幾つかを,熱力学形式にあらわれる転送作用素の方法で示すことができたが,ある種のディリクレ級数の収束域についてまだ検討すべき点が残っている.これの解決があまりにも長期化すると判断した場合,とりあえず,極限定理だけについて論文にまとめることも考えている.
バイオマスリファイナリーをめざしたフルフラールの分離精製法の評価と設計

高温高圧水下での使用が可能な膜素材として市販シリコン膜を用い、1)フルフラール単成分系、2)ペントースからのフルフラール生成とフルフラールの濃縮を同時に行うことができる系、および3)実際に「もみがら」を高温高圧水処理したフルフラールを含む未知多成分系の3系列において、パーベーパレーションによるフルフラールの分離回収実験を行った。その結果、以下の事項が明らかとなった。ア)フルフラール単成分系においては200°C程度の温度域において、高濃度(共沸点近傍)のフルフラールを回収することができた。イ)多成分系において、フルフラールの原料であるペントースおよび分解生成物である有機酸等によって、フルフラールの選択的透過は殆ど阻害されないことが分かった。ウ)フルフラールの生成、分解、透過を考慮した数理解析を行ったところ、反応場からのパーベーパレーションを妥当に記述でき、さらに現実的なプロセスの設計まで行うことかできた。すなわち、従来の反応・溶媒抽出・蒸留による石油エネルギー消費型のフルフラール製造法の代替法として、反応・直接パーベーパレーションによる省エネ法が有望であること結論として言え、このことはバイオマスリファイナリー構想に相応しい新技術と評価できよう。しかしながら、今後の課題として、フルフラールからの石油化学製品機能代替品の合成およびそれに必要なフルフラール純度の確保、さらには地域未利用バイオマスと目指すべき代替品の物質収支の十分な検討も必要であろう。
細胞内蛋白分解系のエネルギー代謝恒常性維持における統合的役割の解明

本研究では、細胞内の蛋白分解系のエネルギー代謝恒常性維持における役割の統合的理解を目指し、次の3つの未解決課題に取り組んだ。1肥満状態でプロテアソーム機能が低下する機序、2プロテアソーム活性阻害下および飢餓状態での代償的オートファジーのエネルギー代謝における意義とその基質、3骨格筋におけるプロテアソーム機能障害のインスリン感受性における意義本研究では、細胞内の蛋白分解系のエネルギー代謝恒常性維持における役割の統合的理解を目指す。平成26年度は次の2つの未解決課題に取り組んだ。1.プロテアソーム活性化薬が肝インスリン抵抗性に及ぼす効果:申請者は肝臓におけるプロテアソーム機能保持が肥満によるインリン抵抗性の治療標的になる可能性を想起した。2010年にハーバード大学のグループがユビキチン鎖の分解を阻害することでプロテアソームを活性化する低分子を同定した(Lee BH, et al., Nature 467:179,2010)。申請者はこのグループに共同研究を申し入れ、MTAを交わしてこの活性化低分子の供与を受けた。平成26年度の研究で、本プロテアソーム活性化薬が肝細胞プロテアソーム機能障害モデルにおけるプロテアソーム活性を軽減することを明らかにした。引き続き、プロテアソーム機能改善の下流で、ERストレスとインスリン抵抗性を軽減しうるかに取り組んでいる。2.プロテアソーム活性阻害下での代償的オートファジーの意義とその基質:申請者らのプロテアソーム研究と同時期に、肥満状態の肝臓では、オートファジー障害が生じ、ERストレスとインスリン抵抗性を惹起する知見が報告された(Yang L, et al., Cell Metab 11:467,2010)。一方申請者は、PA28KOマウスの肝臓およびプロテアソーム阻害薬処置した培養肝細胞では、オートファジーが亢進することを観察した。平成26年度の研究により、培養肝細胞をプロテアソーム阻害薬の存在下で培養することにより、および培地からアミノ酸を除去した栄養飢餓状態で、オートファジーが亢進し、複数の基質が選択的に分解されることを見出した。引き続き、プロテアソームとオートファジーという主要な細胞内タンパク分解系がエネルギー代謝調節に及ぼす役割分担を明らかにする予定である。本研究では、細胞内の蛋白分解系のエネルギー代謝恒常性維持における役割の統合的理解を目指す。平成27年度は次の3つの未解決課題に取り組んだ。1.肥満状態でプロテアソーム機能が低下する機序:申請者は先に、肥満による小胞体ストレス惹起の成因としてタンパク分解系の一つであるプロテアソーム機能異常を同定したが、本研究では、肥満症のいかなる病態がプロテアソーム機能を障害するかの解明を目指している。個体レベルでは、肥満・糖尿病モデルマウス(高脂肪食負荷マウス、自然発症肥満モデルob/obマウス、自然発症肥満2型糖尿病モデルdb/dbマウス)の肝臓で、キモトリプシン活性を指標としたプロテアソーム活性が低下することを確認した。その機序を探るため、細胞レベルで、肥満モデルの共通病態である高インスリン血症、酸化ストレス、脂肪毒性、分枝鎖アミノ酸がプロテアソーム活性に及ぼす作用を検討した。当初の予想に反し、上記病態を再現した細胞刺激は、培養肝細胞におけるプロテアソーム活性が亢進した。ごく最近、タンパク質合成系の制御因子mTORがプロテアソームを性あるいは負のいずれに制御するかが論争されている。申請者らの検討から、時間依存性に代償が生じる可能性を考えている。種々の栄養刺激あるいは飢餓状態で、プロテアソーム活性がいかに制御されるのか、特に上流の制御因子に関して検討を重ねる予定である。2.プロテアソーム活性阻害下での代償的オートファジーの意義とその基質:プロテアソーム機能が減弱するマウスの肝臓では、オートファジーが亢進した。平成27年度は、培養肝細胞で代償的オートファジーを誘導する系を確立し、その選択的基質を探索した。現在までに、複数のエネルギー代謝鍵分子がオートファジーの基質となることを見出しており、それらの生理学的意義を検討中である。in vitro実験系の確立に試行錯誤を要したが、ようやく実験条件が確立しつつある。当初予定した4つの未解決課題のうち、少なくとも2つで予想外の新規知見が得られており、詳細な機序を検討中である。平成28年度は次の2つの未解決課題に取り組んだ。その機序を探るため、細胞レベルで、肥満モデルの共通病態である脂肪酸、酸化ストレス、分枝鎖アミノ酸がプロテアソーム活性に及ぼす作用を検討したところ、これら全てで培養肝細胞におけるプロテアソーム活性が亢進した。一方、インスリンは時間依存性にプロテアソーム活性を正あるいは負に制御することを見出し、その分子機構をさらに検討中である。

2.プロテアソーム活性阻害下での代償的オートファジーの意義とその基質:プロテアソーム機能が減弱するマウスの肝臓では、オートファジーが亢進した。平成28年度は、プロテアソーム阻害による代償的オートファジーの標的として、インスリンシグナル分子を見出した。この知見をもとに、さらに飢餓応答としてのオートファジーがインスリンシグナル分子のタンパク量を制御することを見出した。詳細なメカニズムを検討中である。本研究では、細胞内の蛋白分解系のエネルギー代謝恒常性維持における役割の統合的理解を目指し、次の3つの未解決課題に取り組んだ。1肥満状態でプロテアソーム機能が低下する機序、2プロテアソーム活性阻害下および飢餓状態での代償的オートファジーのエネルギー代謝における意義とその基質、3骨格筋におけるプロテアソーム機能障害のインスリン感受性における意義当初予定した4つの未解決課題のうち、2つの研究を進めている。培養実験条件等の設定に苦労したが、新しい系を導入する工夫も加え、ようやく再現性のある結果が得られるようになった。予想外の結果も得られている。in vitro実験の至適条件が確立しつつあり、最終年度には予定した課題に対してある程度の知見を得ることを期待する。平成28年度に成果の一部を投稿できる見込みである。また、個体レベルの研究には、さらなるマウス実験スペースとマンパワーが必要であり、大学院生やテクニシャン等の人材確保にも務めている。内分泌・代謝内科学平成27年度は、プロテアソーム活性化薬が肝インスリン抵抗性に及ぼす効果、およびプロテアソーム活性阻害下での代償的オートファジーの意義とその基質の同定を進めるとともに、過栄養状態でプロテアソーム機能が減弱するメカニズムについても実験を進める予定である。一方、骨格筋におけるタンパク分解系の意義を明らかにする研究に関しては、マウス運動負荷に時間と労力がかかり、マンパワー不足を解決する必要がある。大学院生募集とテクニシャンの確保に努めている。残額以内で購入できる物品がなかったため。年度末の海外学会旅費を確保する必要があったため。研究計画に従って使用する予定である。
マウスPiwiファミリーを介したRNAiカスケードとレトロトランスポゾンの活性化

PiwiファミリーはRNAiに重要な役割を果たしているタンパク質群である。我々はこのファミリーに属するマウスの遺伝子、Mili(Miwi like)を単離し、MILIノックアウト(MILI-KO)マウスを作製した。その結果、雄マウスでは生後10日前後から精子形成に異常が認められ、減数分裂中期以降の生殖細胞は全く形成されていなかった。このMILI-KOマウスの精巣では、レトロトランスポゾンIAPやLine1の転写産物が増加していた。これらのレトロトランスポゾンは、通常はプロモーター領域のCpGがメチル化されているために発現が抑制されていることが知られているが、MILI-KOマウスの精巣では、精子形成過程の非常に早い段階から、これらのレトロトランスポゾンのCpGメチル化の低下が観察された。この結果は、MILI-KOはレトロトランスポゾンゲノムにおけるメチル化の成立(de novoメチル化)に重要な役割をはたしていることを示唆している。また、抗MILI抗体による胎仔精巣抽出液の免疫沈降を行ったところ、26-28塩基のsmall RNA(piRNA ; Piwi interacting RNA)がMILIと結合することを見出した。さらにその中に、レトロトランスポゾンに対する配列も含まれていることが明らかとなった。また、MILI-KOマウスの胎仔精巣中には、これらのpiRNAは存在していないことも見出した。以上の結果は、MILIがpiRNAの形成過程、もしくは安定性にかかわっていることを示しており、また、DNAのメチル化には、塩基特異性が存在することから、MILIに結合するpiRNAが、何らかの分子機構を介して、ゲノム上のde novoメチル化の位置を決めるガイドとして、機能しているものと考えられる。このMILI-KOマウスの精巣における転写産物のマイクロアレイ解析を行ったところ、レトロトランスポゾンIAPの発現が上昇していることがわかった。さらに詳細な解析の結果、IAPのみならず、Line1の転写産物も増加していることが明らかとなった。これらのレトロトランスポゾンは、通常はプロモーター領域のCpGがメチル化されているために発現が抑制されていることが知られている。そこで、ゲノムのメチル化状態を調べたところ、MILI-KOマウスの精巣では生殖細胞特異的にこれらのレトロトランスポゾンのCpGメチル化が低下していることを見出した。通常、レトロトランスポゾンのCpGメチル化は、発生過程の生殖系列細胞において、胎仔期E12.5前後に一度消去され、精子形成過程ではE15-18にde novoのメチル化がおこることが知られている。MILI-KOマウスの生後2日目の精巣において、すでにメチル化の低下が観察されたことからMILI-KOマウスではレトロトランスポゾンのde novoのメチル化に異常があると考えられ、そのため生後の精巣においてレトロトランスポゾンの発現上昇がみられるものと考えられる。しかし、胎仔期でのDNAメチル化酵素Dnmt3LやDnmt3a2タンパク質の発現には異常はみとめられなかった。以上のことから、MILIは精子形成過程において、レトロトランスポゾンIAPやLine1のde novoメチル化に必須の分子であることが明らかとなった。
聴覚誘発電位誘発のための日本語音声刺激装置の開発に関する研究

小児におけるP300の導出を目的として、日本語音声刺激装置を開発した。これは日本光電SMP-4100を応用して、これに日本語音声書き込み、および発生装置によって焼き付けを行ったEPROMを装着し、通常の高低2種のトーンバーストを発生させる代りに、2種の異なる日本語音声を刺激音として用いるものである。2種の刺激音は、「アカ、アオ」「アシ、アメ」「イヌ,イス」「クマ、クツ」「ハト、ハナ」「サル、サラ」の6種の、第1音が同じで、第2音が異なる2音節の語を選定した。これらの語音の識別は、第1音が母音のものは明瞭であったが、第1音が摩擦音である「サラ、サル」などは不明瞭であった。これは音声書き込み装置でA/D変換をする際に、或る閾値以上の音圧により、書き込みが開始されるが、摩擦音は閾値以上にすることが困難なため、子音部分が消えてしまうためと考えられた。次に「アカ、アオ」の2種の音声と、トーンバーストを用いてP300の導出を試みた。15例の小児に応用し、トーンバースト同様、音声にてもP300を導出し得た。4才の幼児ではトーンバーストにてはP300が導出されず、音声でのみP300が導出された。このことは当初の目的である抽象的なトーンバーストより音声の方が集中心を高める効果があり、P300の導出に有用であることが確かめられた。またトーンバースト刺激より、音声刺激の方がP300潜時が遅れる傾向が見られた。これは第2音を聞いてから判断するためと考えられた。2種のトーンバーストと音声を聞かせ、これらがA、Bどちらの音であるかを判断させ、ボタン押しをさせたところ、音声を聞かせた時の方が反応速度が遅かった。これも上記同様第2音を聞いてから判断するためと考えられた。本機器の開発により、小児にも応用可能はP300導出のための刺激が可能となった。1.音声刺激装置の開発既製の刺激装置である日本光電製SMP-4100に対して以下のようにして音声を書き込むことにした。これにより上記刺激装置を用いてイヤホーンから音声刺激を与えることに成功した。すなわち、マイクロフォンを通した音声を増幅し、アナログ-ディジタル変換を行い、メモリに一旦記録する。メモリから取り出し、ディジタル-アナログ変換をし、スピーカでモニタする。この操作により満足できる音声を確認する。このようにして作成された音声を焼付型読み出し専用メモリ(EPROM)をソケットに装着した後、以上のデータの焼付け操作を行う。SMP-4100は上記の音源をランダムに出力することが可能なので、これにより上記にて作成されたEPROMに蓄積されたA・B2種の音声をランダムに出力する。出力された音声に対してAであるかBであるかを被検者が判断し、AあるいはBのボタンを押すようにする。音声開始からボタン押しまでの潜時を測定する。またA・Bいずれのボタンを押したかを判断し、正答であったかどうかを判定する。2.刺激語音の作成とその評価第1音が同じで第2音が異なる2音節の語句を選択した。幼児でも日常生活に関連し、比較的容易に識別できること,名詞であることを考慮して以下の5種類の語句を選定した。

すなわち「あし(足)-あめ(飴)」「いぬ(犬)-いす(椅子)」「くつ(靴)-くま(熊)」「さる(猿)-さら(皿)」「はと(鳩)-はな(花)」である。これに対する絵を作成し、語音識別の評価を行うこととした。以上の語句を用いて刺激装置から発する語音を正しく識別するかどうかの評価を行ったところ、成人および学童ではすべての例で、幼児でもほとんどの例で識別可能であった。上記の刺激で【P_(300)】の導出を行い、成人においては十分に誘発電位を導出し得た。当該年度は昨年に引き続き、小児への本機の応用の検討を行った。前年度までに選定を行った5種の日本語音声に加えて「アカ」「アオ」の組み合わせを使用した。これらの識別について検討したところ、第1音が母音で始まる語については最も識別が良好で、次いで「クマ」「クツ」「ハナ」「ハト」であったが「サル」「サラ」の摩擦音で始まる語は識別が困難であった。これは本機の構造が、語音がマイクから入力されてからある一定の閾値の音圧に達した時に書き込みが開始されるため、サ行では子音の部分の感度が弱いため子音の部分が消えてしまうか極めて減弱された語音の造作になるためと考えられた。小児での応用では特に4才の幼児においてトーンバーストではP300が導出されなかったが音声刺激でP300が導出され、本機の有用性が確認された。日本語音声刺激ではP300の潜時が遅れる傾向があった。これは第1音が同じで第2音が異なる2音節の語を用いているので、第1音を聞いて次に第2音を聞いてから標的語であるかどうかを判断するためであろうと考えられた。次に2音の識別に要する反応時間を検討するため、単語認識反応速度計測装置を作成した。これは2種の音と識別した時にボタンを押させ、その際発生させたパルスをP300記録と同時にデータレコーダに記録し、加算することにより、平均反応時間を得るものである。これを用いるとトーンバースト識別では250ー330msec、語音識別では400ー480msecと明らかに語音識別反応時間の方が遅く、語音の識別にはより長い時間を要することが確かめられた。
身体運動は骨格筋前駆細胞の褐色脂肪細胞化をどのように誘導するか

myf-5を発現する骨格筋前駆細胞は,PRDM16の転写調節作用を介して褐色脂肪細胞へと分化することが断定され,褐色脂肪の有するエネルギー消費能を介した抗肥満療法の確立が期待されている.我々は,急性の水泳運動によってラット肩甲部骨格筋の褐色脂肪細胞化シグナルが活性化されることを観察したが,急性の走運動では一連の変化は観察されず,継続的な走運動ではむしろ骨格筋化へのスイッチングを伴った褐色脂肪量の有意な減少を観察した.身体運動はラット肩甲部骨格筋の褐色脂肪細胞化への修飾能を有するものの,運動環境や運動様式の違いが一連の生理現象の調節因子として作用することを明らかにした.myf-5を発現する骨格筋前駆細胞は,PRDM16の転写調節作用を介して褐色脂肪細胞へと分化することがほぼ断定された.褐色脂肪細胞は熱産生を介したエネルギー消費能を有することから,本機能を介した抗肥満療法の確立が期待されている.我々はすでに,急性水泳運動により一部の骨格筋において褐色脂肪細胞化のシグナルが誘導されることを観察している.本研究では,身体運動が誘導する骨格筋前駆細胞の褐色脂肪細胞化について,トリガーとなる分子の検索をふまえメカニズムの解明に挑む.初年度は,パイロットスタディーの再現性を確認することを中心に,急性水泳運動による肩甲骨周囲骨格筋群の褐色脂肪細胞化シグナルについて検討した.先の検討と同様に,褐色脂肪細胞マーカーであるUCP-1,Zic-1,PRDM16,PPARγ/C/EBP-β複合体の発現は,非運動群と比べて急性運動群の肩甲骨周囲骨格筋群において発現が顕著に増加することを再確認した.DNAアレイ解析による検討において,急性運動群はMfsd2a (major facilitator super family domain containing 2a)の発現を顕著に増加させることを見出し,タンパク質レベルにおいても同様の変化が生じることを見出している.加えて,Col10a1分子の顕著な増加も観察されたことから,こうした一連の分子が,急性運動による肩甲骨周囲骨格筋群の褐色脂肪細胞化シグナルの賦活化を修飾する可能性が示唆された.次年度以降は,血中で変化する液性因子とこれら分子との関係に焦点を当て,引き続き検討を進める計画である.myf-5陽性の骨格筋前駆細胞は,褐色脂肪細胞へと分化する.myf-5はMyoDファミリーに属するが,同属するmyogeninは筋管細胞から骨格筋への分化を促し,myf-5は骨格筋前駆細胞から筋管細胞の形成を促す.実際,レジスタンス運動や持久的運動によってmyf-5 mRNAの発現やmyogeninの機能が変化することから,身体運動は骨格筋前駆細胞の分化機構への修飾能を有するものと推察される.上記の仮説を肯定する結果として,初年度は,急性の水泳運動によりマウス肩甲周囲骨格筋において褐色脂肪細胞化のシグナルが活性化することを観察している.注目すべき点は,DNAアレイ解析やRT-PCR法,ウエスタンブロッティング法によって,mfsd2a(major facilitator superfamily domain containing2a)分子が一連の変化に寄与する可能性が推察されたことである.そこで,平成27年度は,mfsd2aの変化に関与する液性因子の同定に尽力したところ,約20個まで候補の液性因子を絞りこんでいる.加えて,急性の水泳運動が肩甲周囲骨格筋のみに褐色脂肪細胞化を観察した結果は,他の骨格筋部位とは対照的に当該部位にmyf-5陽性前駆細胞が集積しているために生じる可能性についても免疫組織化学染色によって表現するに至っている.こうした一連の結果は,発生の段階でマウスの生体を構成する骨格筋の前駆細胞が一様に生体各部位へと分配されるわけではないことを示しているとともに,肩甲周囲骨格筋に多く存在するmyf-5陽性骨格筋前駆細胞は,少なくとも,一部,mfsd2a分子の変化を介して褐色脂肪細胞化へと舵を切ることができることを示唆している.最終年度は,こうした変化を調節する液性因子との相互作用について明確にしていきたいと考えている.平成27年度は,急性の水泳運動により血中で変化する液性因子の網羅的検索を軸に液性因子の同定を図りin vitroの系へ応用する予定であった.昨年度に比べてターゲット因子を絞り込むことができている状況ではあるが,目的とした液性因子のリコンビナントタンパク質の作成に時間を要している.一方,免疫組織化学染色によるmyf-5陽性の骨格筋前駆細胞の局在の検討に関しては,十分なデータを取得するに至っている.加えて,フローサイトメトリを用いた骨格筋各部位に依存的な前駆細胞の単離同定に関しては,現在,方法論の確立を含めて積極的に検討している.全体的にみて,液性因子の同定に時間を要した感があり,進捗状況はやや遅れていると判断する.myf-5を発現する骨格筋前駆細胞は,PRDM16の転写調節作用を介して褐色脂肪細胞へと分化することが断定された.褐色脂肪細胞は熱産生を介したエネルギー消費能を有することから,本機能を介した抗肥満療法の確立が期待されている.しかしながら,褐色脂肪細胞化を促す生理的な条件についてはよくわかっていない.初年度および次年度は,急性の水泳運動によりマウス肩甲部骨格筋の褐色脂肪細胞化のシグナルの賦活化を観察し,これは肩甲部にmyf-5陽性細胞が集積するために生じることを観察した.