hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タンガニイカ湖の魚類を中心とする群集構造の研究

タンガニイカ湖の沿岸魚類群集は競争的であると同時に協調的な側面を持つ,極めて複雑な種間関係のもとに成立していることが,これまでの調査で明らかになっている。世界の他の淡水域で類をみないまでの魚類群集の多様さは,この湖の地質学的な古さとともに群集の主流を占めるカワスズメ科魚類の可塑的な資質に負っている。固有種によって構成されているこの魚類の系統関係は,以前から継続しーいるアロザイム分析によって求めた。同湖に生息する56属170余種のうち,これまで46属70種について分析を終え,この魚類が少なくとも7つの系統群から構成され,それらが互いに300万年以上も前に分化したものであるという結果を得た。また,同湖の系統群が東アリカ全体のカワスズメ科魚類の「進化的なたまり場(evolutionary reservoir)」になっていることも指摘した。南北に600km近くも延びるタンガニイカ湖では,各魚種の諸形質が湖内で地理的に変異するのみならず,群集の種類組成も地理的に大きく異なる。これまで北部(ザイ-ル国ウビラ周辺)と中部(タンザニア国マハレ周辺)で群集の比較を行ってきたが,昭和63年度および平成元年度に,ザンビア水産庁タンガニイカ湖実験所と共同で,始めて南部(ムプルング周辺)での調査を実施した。岩礁域3ケ所に観察ステ-ションを設け,主にスキュ-バ潜水によって魚類の個体数調査と繁殖・摂食等の行動観察を行った。典型的な岩場の魚類相は,種数で25%,個体数で50%以上が南部固有であり,種数は北部・中部の同じ生息場所に比べて10種以上多く,密度は35%50%も少なかった。北部・中部に生息しながら南部にいない数種のニッチは同一の食性ギルドの別種によって占められていた。南部のひとつの特徴は,貝殻を繁殖の巣として利用する特異な1系統群が生息していることである。野外実験の結果,この魚たちは巣の利用に関し寄主一寄生関係にあることが明らかになったが,これは繁殖に関する種間関係の従来の見方について再検討を迫るものである。われわれはこれまでの調査から,摂餌に関する協同的,相互依存的あるいは偏利的な種間関係が重要な群集の構成原理になっていることを強調してきた。今回の調査によってこの仮説を捕完し発展させる2・3の成果を得ることができた。そのうち最も重要なのは,摂餌に関与した形質の個体群内の多型が相当数の種に生じていることの発見である。魚食魚Lepidiolamprologus profundicolaでは,個体群内に6つの固定的あるいは可変的な体色パタ-ンが認められ個々の個体は体色に対応した1・2の限られた狩猟方法を長期間持続して用いた。また,鱗食魚Perissoaus miuolepis plecodusstraeleriにおいても,4つまたは2つの色彩多型が存在し,やはり各個体は体色に応じた攻撃方法を用いた。さらに鱗食魚では色彩多型と同時に顎の非対称性も見い出された。この非対称性は,他の魚を襲う時の攻撃方向を決定している。すなわち,右利きの顎をもつ個体は常に他の魚の左体側を,左利きは常に右体側を襲う。これら多型の存在は,被食者側の逃避行動を攪乱する効果をもち,各型が相互に密度依存的な協同的関係にあると推定された。このことは,協同関係が種間のみならず,種内レベルに下がっても重要な原理であることを示唆している。群集内での資源分割が調整的であるのか否かについても,2・3の新らしい知見を得ることができた。共存する藻類食魚数種を実験的に除去しその後の回復過程を観察すると,かつてある種が占めていた場所を同じ種が再び占める傾向が強かった。また,岩場の基質を産卵・保育場所とするLamprolagin族12種の繁殖個体の1年以上にわたる連続除去実験においても,同一場所は同一の種によって繰り返し用いられ,繁殖場所の使用に関する種特異性が極めて高いことが判明した。微小生息場所利用に関する限り,各種が適応している幅は小さく,種間での重なりはほとんどなく非調整的である。大部分が湖内で分化した種によつて構成されているタンガニイカ湖の魚類群集は,既存種の寄せ集めでできた群集とは大幅に異なる原理で編制されている可能性が高い。現地調査で得た資料の解析を現在進めているが,近日中にある程度まとまった説を提示できると考えている。

南北に600km近くも延びるタンガニイカ湖では,各魚種の諸形質が湖内で地理的に変異するのみならず,群集の種類組成も地理的に大きく異なる。これまで北部(ザイ-ル国ウビラ周辺)と中部(タンザニア国マハレ周辺)で群集の比較を行ってきたが,昭和63年度および平成元年度に,ザンビア水産庁タンガニイカ湖実験所と共同で,始めて南部(ムプルング周辺)での調査を実施した。岩礁域3ケ所に観察ステ-ションを設け,主にスキュ-バ潜水によって魚類の個体数調査と繁殖・摂食等の行動観察を行った。典型的な岩場の魚類相は,種数で25%,個体数で50%以上が南部固有であり,種数は北部・中部の同じ生息場所に比べて10種以上多く,密度は35%50%も少なかった。北部・中部に生息しながら南部にいない数種のニッチは同一の食性ギルドの別種によって占められていた。南部のひとつの特徴は,貝殻を繁殖の巣として利用する特異な1系統群が生息していることである。野外実験の結果,この魚たちは巣の利用に関し寄主一寄生関係にあることが明らかになったが,これは繁殖に関する種間関係の従来の見方について再検討を迫るものである。われわれはこれまでの調査から,摂餌に関する協同的,相互依存的あるいは偏利的な種間関係が重要な群集の構成原理になっていることを強調してきた。今回の調査によってこの仮説を捕完し発展させる2・3の成果を得ることができた。そのうち最も重要なのは,摂餌に関与した形質の個体群内の多型が相当数の種に生じていることの発見である。魚食魚Lepidiolamprologus profundicolaでは,個体群内に6つの固定的あるいは可変的な体色パタ-ンが認められ個々の個体は体色に対応した1・2の限られた狩猟方法を長期間持続して用いた。また,鱗食魚Perissoaus miuolepis plecodusstraeleriにおいても,4つまたは2つの色彩多型が存在し,やはり各個体は体色に応じた攻撃方法を用いた。さらに鱗食魚では色彩多型と同時に顎の非対称性も見い出された。この非対称性は,他の魚を襲う時の攻撃方向を決定している。すなわち,右利きの顎をもつ個体は常に他の魚の左体側を,左利きは常に右体側を襲う。これら多型の存在は,被食者側の逃避行動を攪乱する効果をもち,各型が相互に密度依存的な協同的関係にあると推定された。このことは,協同関係が種間のみならず,種内レベルに下がっても重要な原理であることを示唆している。群集内での資源分割が調整的であるのか否かについても,2・3の新らしい知見を得ることができた。共存する藻類食魚数種を実験的に除去しその後の回復過程を観察すると,かつてある種が占めていた場所を同じ種が再び占める傾向が強かった。また,岩場の基質を産卵・保育場所とするLamprolagin族12種の繁殖個体の1年以上にわたる連続除去実験においても,同一場所は同一の種によって繰り返し用いられ,繁殖場所の使用に関する種特異性が極めて高いことが判明した。微小生息場所利用に関する限り,各種が適応している幅は小さく,種間での重なりはほとんどなく非調整的である。大部分が湖内で分化した種によつて構成されているタンガニイカ湖の魚類群集は,既存種の寄せ集めでできた群集とは大幅に異なる原理で編制されている可能性が高い。現地調査で得た資料の解析を現在進めているが,近日中にある程度まとまった説を提示できると考えている。
長期的な抗菌剤徐放を可能とするハイドロゲルの開発と各種レジン系材料への応用

本研究では、HEMAと架橋性モノマーTMPTからなる非生体吸収性ハイドロゲル粒子を試作し、これに塩化セチルピリジニウム(CPC)を担持させることで、長期的な抗菌剤徐放を可能とするリザーバーの開発に成功した。さらに、作製したCPC担持ハイドロゲル粒子をMMA系レジンやHEMA系根管充填シーラーに適用することにより、臨床使用に適した物性を維持しつつ、CPC徐放に基づく持続的な抗菌性を各材料に付与できることが明らかとなった。HEMA/TMPTが10/90、30/70、50/50、70/30、または90/10の重量比からなるハイドロゲル粒子(平均粒径500μm)の試作に成功した。5種のハイドロゲルの吸水率と疎水度は、ともにHEMAの割合が多い程増加する傾向を示した。ゼータ電位測定の結果、いずれのハイドロゲル粒子も負の表面電荷を有し、HEMA50%/TMPT50%以上でその値が大きくなった。浸漬法により試作ハイドロゲルにCPCを担持させた場合、HEMA50%/TMPT50%粒子では48時間までの持続的なCPCの水への溶出が認められた。また、Triton X-100、NaCl、尿素水溶液への溶出挙動から、試作ハイドロゲルへのCPCの担持には疎水性相互作用が主に関与していることが分かった。さらに、HEMA50%/TMPT50%のモノマー組成に、0.5、5、または10重量%のCPC粉末を予め添加する方法で担持させると、0.5%添加試料では20日間まで、5および10%添加試料では120日間におよぶCPCの水への溶出が認められた。Streptococcus mutans、Lactobacillus casei、Enterococcusfaecalis、Candida albicansの4菌種に対するCPCのMIC値は、いずれも1.6μg/mL以下であった。重合前添加法による0.5、5、および10%CPC担持ハイドロゲル粒子は、寒天平板法において上記4菌種すべてに対して抑制を示し、とくに10%CPC添加で最大の抑制が認められた。H26年度のCPC溶出性の評価において、溶出の持続性の点で有利であると確定したHEMA50%/TMPT50%の組成のハイドロゲルを用いて、CPCのリチャージ特性を評価した。その結果、担持に使用したCPC濃度が500μg/mLの場合、5分間のリチャージではCPCの持続的な溶出は得られなかったが、5 mg/mLのCPC水溶液を用いると、5分間のリチャージでも有効濃度以上のCPCの溶出が維持できることが分かった。さらに、0.5 %のCPC粉末を予め添加する方法で担持させたCPC担持ハイドロゲルにおいては、500μg/mLのCPC水溶液による5分間のリチャージでも、有効濃度を超える持続的なCPC溶出が維持できることが確認された。試作ハイドロゲル上に骨芽細胞様細胞を播種し、培養後、細胞の付着状態をSEMにて観察したところ、試作ハイドロゲル表面への良好な細胞付着が認められた。また、カルチャーインサートを用いて試作ハイドロゲルを培養液中に浸漬し、MTTアッセイにより細胞増殖を評価したところ、試作ハイドロゲルからの溶出成分による細胞増殖の抑制は認められず、高い細胞親和性を示した。CPC担持ハイドロゲルを、10、30、または50 (wt)%でMMA系レジンに配合し、24時間水中保管後の曲げ強さを評価したところ、10および30 (wt)%配合ではCPC担持ハイドロゲル非配合のMMA系レジンと同等の曲げ強さを示すことが分かった。平成27年度の研究実施計画に則り、試作ハイドロゲルのCPCリチャージ特性の評価、In vitroでの細胞親和性評価、および試作ハイドロゲル配合によるレジンの物性への影響の検討を行い、上述のような結果を得た。以上のことから本研究の進捗は、おおむね順調に進展していると判断できる。平成27年度までに得られた結果に基づいて、CPC担持ハイドロゲルを実際に市販されているMMA系レジンまたはHEMA系レジンシーラーに配合し、CPC溶出性と抗菌効果、ならびにその材料特性について検討した。HEMAとTMPTを重量比で50/50の割合で混合し、これにCPC粉末を添加したCPC担持ハイドロゲル粒子を作製した。作製した粒子を50 (wt)%の濃度でMMA系レジンまたはHEMA系シーラーに配合し、硬化試料を作製した。MMA系レジンに配合した硬化試料のCPC溶出性、およびリチャージ特性を評価したところ、500μg/mLのCPC水溶液を用いて3日ごとにリチャージすることで、有効濃度を超える持続的なCPC溶出が維持できることが分かった。また、Candida albicansに対する抗菌性を評価したところ、CPCのリチャージを行うことで真菌に対する付着抑制効果が維持されることが確認された。一方、HEMA系シーラーに配合した硬化試料のCPC溶出性を評価したところ、28日間を超える持続的なCPC溶出が認められた。また、Enterococcus faecalisに対する長期的な抗菌性を評価するため、一定期間蒸留水に浸漬した硬化シーラーを用いて阻止斑形成試験を行ったところ、14日間浸漬後と28日間浸漬後の阻止斑の大きさに有意差は認められず、長期間経過後もシーラーの抗菌性が維持されることが分かった。

さらに、CPC担持ハイドロゲルを配合したシーラーは、CPC担持ハイドロゲル非添加のシーラーと同等の物性(稠度、被膜厚さ、操作時間、X線造影性)や根管封鎖性を備えていることが確認された。本研究では、HEMAと架橋性モノマーTMPTからなる非生体吸収性ハイドロゲル粒子を試作し、これに塩化セチルピリジニウム(CPC)を担持させることで、長期的な抗菌剤徐放を可能とするリザーバーの開発に成功した。さらに、作製したCPC担持ハイドロゲル粒子をMMA系レジンやHEMA系根管充填シーラーに適用することにより、臨床使用に適した物性を維持しつつ、CPC徐放に基づく持続的な抗菌性を各材料に付与できることが明らかとなった。平成26年度の研究実施計画に則り、ハイドロゲルの作製とキャラクタリゼーション、CPCの担持・溶出挙動に関する検討、および抗菌性評価を行い、上述のような結果を得た。以上のことから本研究は、おおむね順調に進展していると判断できる。平成27年度までに得られた結果に基づいて、CPC担持ハイドロゲルを実際に市販されているレジンシーラーまたはMMA系レジンに配合し、各材料からのCPC溶出性を、リチャージの実施も含めて評価する。さらに、各材料の臨床使用環境において対象となる特定の細菌を用いて、CPC溶出による抗菌効果発現を確認する。また、各材料が具備すべき基本的特性として、歯質接着性、水中での安定性、機械的強度等について検討を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。歯科生体材料学平成27年度においては、初年度の研究で組成を確定したハイドロゲルを用いて、CPCのリチャージ性能を評価する。とくに、リチャージの時間やタイミング、使用するCPC濃度等、条件の違いによるリチャージ後のCPC溶出挙動の変化を詳細に検討し、種々の臨床使用条件・環境におけるCPC担持ハイドロゲルの有用性について考察する。さらに、In vitroでの細胞親和性評価として、試作ハイドロゲル上での線維芽細胞または骨芽細胞様細胞の付着・増殖をSEM観察およびMTTアッセイにより検討する。また、試作ハイドロゲル配合によるレジンの物性への影響を検討することを目的として、試作ハイドロゲルをMMAレジンに各種濃度で添加し、水中保管後の曲げ強さ等を評価することにより、試作ハイドロゲル配合による物性への影響の基本的情報を採取する。重合前添加法によってCPCを担持させた試作ハイドロゲルを用いて、CPCリチャージ特性の評価を行ったところ、低濃度のCPC水溶液による短時間のリチャージであっても、持続的なCPCの溶出が維持できることが確認された。そのため、高濃度のCPC水溶液を用いたリチャージ特性の評価を行う必要がなく、溶出試験に係る試薬や消耗品をH27年度に購入する必要がなかったため。CPC担持ハイドロゲルの抗菌性評価を行ったところ、寒天平板法にて明らかな抗菌性発現を認めたため、菌数測定法による定量評価は必要とせず、菌数測定に係るキットや消耗品を平成26年度に購入する必要がなかったため。次年度は、CPC溶出による抗菌効果発現を確認する予定であり、培地や試薬、また吸光度測定等のための器材を購入する。さらに、CPC担持ハイドロゲルを配合した各材料の基本的特性を検討するため、それに係る器材を購入する必要がある。また、これらの研究遂行に係る消耗品は、上記の研究計画に則り必要性を吟味し効果的に使用する。次年度は、新たに細胞を用いた検討を行う予定であり、細胞培養のための培地、試薬、器材を購入する。
卵巣明細胞腺癌における細胞死誘導に着目した新規治療法の確立

卵巣明細胞腺癌細胞株にPI3K/mTOR同時阻害薬を添加し、濃度依存性に抗腫瘍効果を示すこと及び増殖シグナルを抑制することを確認した。また卵巣明細胞腺癌細胞株のうちTP53変異を有する細胞株ではTP53変異を有さない細胞株に比べ同薬剤が高率にアポトーシスを引き起こすことを示した。TP53変異の有無がPI3K/mTOR同時阻害剤を卵巣明細胞腺癌に用いる際のバイオマーカーとなる可能性がある。さらに他の分子標的薬や抗癌剤との併用でより効率的にアポトーシスを起こすことが可能か検討しており、MDM2阻害薬やMEK阻害剤が有力な候補と考えられる。アポトーシス誘導の有無:卵巣明細胞腺癌(OCCA)細胞株にPI3K/mTOR同時阻害剤(DS-7423)を添加しFlowcytometry解析(FACS)を行いてsub-G1(細胞死)の比率を算出しG1, G2/M期における細胞周期停止とあわせて評価、さらにAnnexin V法でアポトーシス細胞を検出した。その結果TP53に変異を有さない細胞株では変異を有する細胞株よりもアポトーシスの誘導率が有意に高いことが判明した。・PI3K/同時阻害剤を添加した細胞株から抽出したタンパクを用いWestern blotting法でPI3K-AKT下流分子のリン酸化レベルを評価したところ、細胞生存に関わるFOXO及びTP53依存性アポトーシスに関わる分子であるTP53AIP1, PUMAの誘導を認めた。以上よりTP53変異の有無がOCCAにおいてPI3K/mTOR経路阻害によるアポトーシス誘導において重要な役割を果たしていると考えられた。(2)アポトーシスを誘導する新たな分子標的治療法の探索・TP53変異を有さないOCCA細胞株にsiRNAを用いてTP53ノックダウンを行った上でDS-7423を添加しアポトーシス誘導能を評価したところ、アポトーシス誘導率は有意に低下した。・TP53変異を有するOCCA細胞株にプラスミドを用いてTP53を導入し、DS-7423添加後のTP53転写活性をLuciferase活性を測定したところ、TP53導入細胞で転写活性は増加した。既存の分子標的薬のうち、PI3K/mTOR経路以外のもので、TP53を活性化させる作用を有するMDM2の阻害剤(RG-7112等)及びPI3K/mTOR経路の代償に活性化しうるMEKの阻害剤(pimasertib等)についてもその抗腫瘍効果については現在検討中である。また、TP53以外のアポトーシスに関連する分子の抽出は目立った標的分子はまだ明らかにはなっていないが、TP53がアポトーシスに強く関連することが示せているため、研究の進捗は概ね順調である。抗癌剤単独での抗腫瘍効果やアポトーシス誘導をMTT assay, FACS, Annexin V, TUNEL法で評価した後に、PI3K/mTOR阻害剤との併用実験を行った。シスプラチン、カルボプラチン、パクリタキセルとPI3K/mTOR同時阻害剤の併用では相加効果は見られるものの相乗効果が得られなかった。時間差での投与(抗癌剤投与→PI3K/mTOR阻害剤投与またはPI3K/mTOR阻害剤→抗癌剤投与)も行ったが抗腫瘍効果、アポトーシス誘導いずれにおいても相加効果にとどまった。今後は相加効果により抗癌剤使用量を減量し副作用を減らすことができないかについて検討する。平成27年度の実験において、申請者らは卵巣明細胞癌においてはp53遺伝子変異の有無がPI3K/mTOR同時阻害剤によるアポトーシス誘導の効果に影響を与えることを明らかにした。PI3K/mTOR同時阻害剤のアポトーシス誘導効果を高めるため、p53依存性アポトーシスに関わる経路の阻害剤数種との併用効果について検討した。またPI3K/mTOR同時阻害剤添加により活性化するMAPK経路の阻害剤についても併用効果を検討した。このうち、MDM2阻害剤とMEK1/2阻害剤ではFACS、Annexin V、TUNEL法を用いたアポトーシス誘導の評価において相乗効果をもたらす可能性が示唆された。現在これらの薬剤の併用効果をヌードマウスを用いて確認する準備をすすめている。PI3K/mTOR阻害剤を、OCCA細胞株を移植したヌードマウスにそれぞれ投与し、in vivoでの腫瘍縮小効果を確認する。さらに、in vivoにおいても、治療標的分子の抑制により、実際にアポトーシスが誘導されているか否かを蛍光in vitroアポトーシス検出キットを用いて検証する。また抗癌剤(シスプラチン、カルボプラチン、パクリタキセルなど)とDS-7423の併用による抗腫瘍効果の評価を時間差投与も含めて行う。TP53変異の有無に基づくOCCAにおける新規の臨床試験を立案し、提唱する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
心臓特異的コンディショナルターゲティングによるRAMP2の病態生理学的意義の解明

アドレノメデュリン(AM)は全身で産生される多機能ペプチドである。AMホモノックアウトマウス(AM-/-)では、心血管系の発生異常により胎生致死となる。AM受容体の活性や特異性はRAMPという膜タンパクが調節している。我々は、RAMPのサブアイソフォームの内、RAMP2ホモノックアウトマウスのみがAM-/-同様に胎生致死になる事を報告している。本研究では、薬剤誘導型心筋細胞特異的RAMP2ノックアウトマウス(C-RAMP2-/-)を独自に樹立し、従来胎生致死となるために不可能であった成体の心臓における詳細な解析を行った。前年度は、C-RAMP2-/-で心不全の自然発症を認め、さらに発症初期から心筋ミトコンドリアに異常を認める事を明らかにした。平成24年度は、C-RAMP2-/-における心不全発症メカニズムの検討と治療実験を実施した。経時的な遺伝子発現の変化をリアルタイムPCRにより検討したところ、C-RAMP2-/-の心臓ではミトコンドリア制御因子PGC-1αの遺伝子発現変動が、心不全関連因子の変動に先行して認められた。ウエスタンブロットでは、PGC-1の制御に関わることが報告されているCREBのリン酸化低下が認められた。C-RAMP2-/-におけるCREB制御機構を明らかとするために、AM-RAMP2系の下流シグナルを検討したところ、細胞内cAMPの減少や、AMの下流シグナル分子のリン酸化低下が認められた。また、フォルスコリン投与により細胞内cAMPを増加させたところ、C-RAMP2-/-の心不全に改善が認められた。同様にC-RAMP2-/-の初代培養心筋細胞にフォルスコリンを添加したところ、ミトコンドリア膜電位などに改善を認めた。以上の結果から、AM-RAMP2系は心筋ミトコンドリアの機能維持・制御を介して心臓の恒常性維持に重要であることが明らかとなった。アドレノメデュリン(AM)は全身の臓器で産生され、血圧調整や臓器保護など生体にとって重要な作用が多く知られている。我々はこれまでに、AMホモノックアウトマウス(AM-/-)が心血管系の異常により胎生致死となる事を報告している。AM受容体CLRの受容体活性や受容体特異性はRAMPという膜タンパクが結合することで規定される。RAMPには3つのサブアイソフォームが知られているが、我々はその中でRAMP2ホモノックアウトマウス(RAMP2-/-)のみがAM-/-同様に心血管系の異常により胎生致死になる事を報告した。AM及びRAMP2は心臓でも発現を認めるが、その解析は胎生致死のために困難であった。H23年度は、薬剤誘導型心筋細胞特異的RAMP2 KO(C-RAMP2-/-)を樹立し、従来胎生致死となるために不可能であった成体での解析を可能とし、表現型の解析を行った。C-RAMP2-/-では、心エコー検査から拡張型心筋症様所見の自然発症を認めた。また、病理解析では、C-RAMP2-/-で心筋細胞肥大や心線維化の亢進、酸化ストレスの増大が認められた。電子顕微鏡像からは、心筋原線維の走行異常やミトコンドリアの構造異常がC-RAMP2-/-で認められた。次に、C-RAMP2-/-における遺伝子発現を、RTリアルタイムPCRを用いて検討したところ、心不全関連遺伝子や心リモデリング関連遺伝子の有意な発現変動を認めた。さらに、ミトコンドリア関連遺伝子の発現変動や、脂質メタボローム解析からミトコンドリア特異的脂質の含有量低下が、心不全発症に先行して認められた。さらに、培養心筋細胞を用いた検討からも、RAMP2欠損によりミトコンドリア機能低下が認められた。以上の結果から、AM-RAMP2系は心筋細胞でのミトコンドリア機能調節に重要な役割を果し、心臓の機能及び恒常性の維持に重要である事が示唆された。

同様にC-RAMP2-/-の初代培養心筋細胞にフォルスコリンを添加したところ、ミトコンドリア膜電位などに改善を認めた。以上の結果から、AM-RAMP2系は心筋ミトコンドリアの機能維持・制御を介して心臓の恒常性維持に重要であることが明らかとなった。C-RAMP2-/-の樹立を行い、順調に解析ができている。心不全や心線維化などの表現型の解析が予定通り進行しているだけでなく、従来一般的には言われていなかったAM-RAMP2系と心臓ミトコンドリア機能の関連性など、新規の発見もできた。この事から、心不全の発症メカニズムなど、より深い解析に繋げられる可能性があり、今後のさらなる発展が期待できる。平成23年度は主としてC-RAMP2-/-の表現型の解析を行い、ミトコンドリアの異常等の発見をした。平成24年度は、さらにミトコンドリア異常から心不全へ繋がるメカニズムや、AM-RAMP2系によるミトコンドリア機能維持機構について明らかにするために、治療実験やシグナル経路についての検討を行う。また、AM-RAMP2系によるミトコンドリア機能維持作用が心不全治療に有用かについても、心不全モデル動物を用いて検討する。
モダニズム文学における建築の政治学――「空間」をつくる女性たちの欲望と可能性

本年度は、当初の計画通り、20世紀初頭に活躍した女性小説家たちの作品にみられる建築空間表象や、その表象から見えてくる彼女たちの建築空間自体へのアプローチなどを、同時代の女性デザイナーや男性建築家の空間に対するアプローチとの比較検討を試みた。例えば、ヴァージニア・ウルフの半自叙伝的小説『灯台へ』などにみられる空間表象の複雑性を、彼女が育った19世紀中産階級の居住空間だけではなく、彼女と同時代に建築の分野で活躍したル・コルビュジエなどのデザインやその理念などを踏まえて考察を進めた。その成果の一部は、一般読者向けに大学での専門科目について実践例を交えて紹介した書籍『専門学へのいざない』(本年度出版予定)に掲載される予定である。また、ウルフたちの空間に対するアプローチの独創性を探るうえで、当初の予定にはなかったが、アール・デコの観点が極めて重要になってくることがわかった。そのため、アール・デコとモダニズム建築の関係性を歴史・文化的背景を踏まえて考察し、そこに潜むジェンダー問題についての調査を進めた。その際、当初予定した通り、British Libraryにて英国建築月刊誌Architectural Reviewなどの調査を遂行した。また、これらの成果の一部として、日本ヴァージニア・ウルフ学会の全国大会にてシンポジウム形式で発表した。さらに、現在、その発表内容をさらに深めて、論文として発表する準備を進めている。当初予定していたモダニズム建築と女性小説家またデザイナーとの関係性を探りつつ、それを歴史・文化的位置づけの複雑性を浮き彫りにする上で大きな助けとなる視点をアール・デコの文脈に見出すことができたため。引き続き、モダニズム建築の理念や概念を踏まえて、女性インテリア・デザイナーや建築家、そして小説家たちの想像した空間の歴史的・文化的意義を探る。さらに、これまでの研究成果をまとめて、当初の予定通り、書籍として発表できるように、準備を進めていきたいと考える。本年度は3年に渡る研究計画の初年度にあたるため、本研究の基盤となる作業として、基礎的・理論的研究の充実を図った。まず、本研究の主な焦点である20世紀前半において活躍した女性作家たちの空間描写に関する文献資料を分析した成果の一部として、日本ヴァージニア・ウルフ協会発行のVirginia Woolf Reviewにて、女性作家と都市空間の関係性について論じられた書籍についての書評を発表した。次に、本研究の核となるテーマの一つである「空間」は、その特質ゆえに抽象的な議論になりがちなため、それを避け、具体的な議論を展開するためには、建築の歴史的・社会的背景と、その建物を設計した建築家やその居住者との関係性についての理解を深める必要性があると判断した。そのため、当初の予定では2年目に重点的に行う予定であった小説家たちの空間描写やその歴史性についての分析を本年度からスタートさせた。その成果の一部として、首都大学東京人文科学研究科発行の「人文学報」にて論文を発表した。その論文では19世紀中産階級の居住空間にみられる社会規律に着目したが、今後は20世紀建築と社会規律の関係性などについてもリサーチを進めていく予定である。さらに、当初予定していた通り、British Librayにて20世紀の建築雑誌Archtiectural Reviewをはじめとした定期刊行物に関する調査も進めることができた。今後、この点についても、リサーチを進めて発表し、その後さらに議論を発展させて論文化する予定である。当初予定したアイルランドにおける研究調査のための出張にでかけることはできなかったが、イギリスにおける研究調査においてArchtiectural Reviewをはじめとする定期刊行物の調査を進め、かつ、2年目に開始する予定だった小説分析の一部を進めることができたため、リサーチの順序に前後はあるものの、研究はおおむね順調に進展していると言えるだろう。また、資料の収集と分析も順調に進めることができており、今後発表する準備も順調に進めているところである。引き続き、イギリスなどの図書館で定期刊行物などに関する調査をすすめるとともに、女性作家の作品における建築描写を通して、彼女たちの空間に対するアプローチを研究する。

その際、当時の女性インテリア・デザイナーや建築家の空間へのアプローチとの比較検討を行う予定であるが、建築と文学という領域の違いを念頭に彼女たちの活動を分析するのではなく、脱領域的に、それぞれの社会的・文化的条件を考慮に入れて分析する。そうすることで、彼女たちの空間に対するアプローチそのものが含蓄する社会的・文化的意義に光を当てることを試みるつもりである。引き続き、モダニズム建築の理念や概念を踏まえて、女性インテリア・デザイナーや建築家、そして小説家たちの想像した空間の歴史的・文化的意義を探る。さらに、これまでの研究成果をまとめて、当初の予定通り、書籍として発表できるように、準備を進めていきたいと考える。2017年度は、私的理由(家族の病気)により、夏期にアイルランドにリサーチ出張に出かけることが出来なかった。それが「次年度使用額(B-A)」が生じた主な理由である。
複雑系仮想市場を用いた企業間商取引の一方法論に関する研究

顧客ニーズの多様化が進むにつれ,企業経営の一手法としてサプライチェーンマネジメント(以降,SCM)が脚光を浴びている.SCMに含まれる経営主体は多種多様であり,その効率的運用にはサプライチェーン全体を複雑系として捉えた解法が必要となる.そして本研究では,サプライチェーンにおける商取引の裁定方法としてマルチエージェントパラダイムに従う複雑系仮想市場の適用を提案する.まず,昨年度までに,複雑系仮想市場を構成する経済主体(エージェント)基本取引モデルの定式化と小規模な複雑系仮想市場モデルによる基本取引の基礎実験,および大規模複雑系仮想市場モデルの構築と市場経済のダイナミズム分析に関して主体的に研究を進めた.そして本年度は,これらの結果を受けて,複雑系仮想市場の考えに基づいたサプライチェーンにおける効率的パートナリング手法の確立に取り組んだ.具体的には,多段階の取引場より構成されるサプライチェーンについて,その商取引の裁定方法に複雑系仮想市場を適用し,多段階にわたる取引場全体の社会厚生を最大化することが可能な効率的SCM運用法を明らかにすることを目指した.まず,昨年度までに明らかとなったエージェントの取引協調プロトコルと複雑系仮想市場のダイナミズムの関係をベースに,SCMにおける企業間パートナリングへの適用にむけて,現実の商取引に含まれる各種の制約や複雑な交渉ロジックを取り扱えるようにエージェントの取引戦略に改良を加えた.そして,多段階の複雑系仮想市場により構成されるサプライチェーンシミュレーションモデルを構築し,計算機実験によりサプライチェーン全体の社会厚生を最大化する商品配分が得られることを検証するとともに,得られた解に従って商取引を行うことにより効率的なSCMの運用を可能とする新しい方法論の提案を行った.顧客ニーズの多様化が進むにつれ,企業経営の一手法としてサプライチェーンマネジメント(以降,SCM)が脚光を浴びている.SCMに含まれる経営主体は多種多様であり,その効率的運用にはサプライチェーン全体を複雑系として捉えた解法が必要となる.そして本研究では,サプライチェーンにおける商取引の裁定方法としてマルチエージェントパラダイムに従う複雑系仮想市場の適用を提案する.まず,昨年度までに,複雑系仮想市場を構成する経済主体(エージェント)基本取引モデルの定式化と小規模な複雑系仮想市場モデルによる基本取引の基礎実験,および大規模複雑系仮想市場モデルの構築と市場経済のダイナミズム分析に関して主体的に研究を進めた.そして本年度は,これらの結果を受けて,複雑系仮想市場の考えに基づいたサプライチェーンにおける効率的パートナリング手法の確立に取り組んだ.具体的には,多段階の取引場より構成されるサプライチェーンについて,その商取引の裁定方法に複雑系仮想市場を適用し,多段階にわたる取引場全体の社会厚生を最大化することが可能な効率的SCM運用法を明らかにすることを目指した.まず,昨年度までに明らかとなったエージェントの取引協調プロトコルと複雑系仮想市場のダイナミズムの関係をベースに,SCMにおける企業間パートナリングへの適用にむけて,現実の商取引に含まれる各種の制約や複雑な交渉ロジックを取り扱えるようにエージェントの取引戦略に改良を加えた.そして,多段階の複雑系仮想市場により構成されるサプライチェーンシミュレーションモデルを構築し,計算機実験によりサプライチェーン全体の社会厚生を最大化する商品配分が得られることを検証するとともに,得られた解に従って商取引を行うことにより効率的なSCMの運用を可能とする新しい方法論の提案を行った.顧客ニーズの多様化が進むにつれ,企業経営の一手法としてサプライチェーンマネジメント(以降,SCM)が脚光を浴びている.SCMに含まれる経営主体は多種多様であり,その効率的運用にはサプライチェーン全体を複雑系として捉えた解法が必要となる.そして本研究では,サプライチェーンにおける商取引の裁定方法としそマルチエージェントパラダイムに従う複雑系仮想市場の適用を進めている.今年度は主に,複雑系仮想市場を構成する経済主体(エージェント)基本取引モデルの定式化(ステップ1)と,小規模な複雑系,仮想市場モデルによる基本取引の基礎実験(ステップ2),について取り組んだ.ステップ1において,複雑系経済学に基づく仮想市場を構築する際,まず重要となるのが市場を構成するエージェントの定式化である.複雑系仮想市場において市場を構成するエージェントは,財の生産と消費に直接関わる需要・供給エージェントと,それぞれのエージェント群が提示する需要・供給価格の裁定を行う仲介エージェントの3種類に分類される.そして計算機上に仮想市場を構築する際,まず需要・供給エージェントがそれぞれの効用を市場に提示した後,提示されたそれぞれの効用から仲介エージェントが相対取引を行いながら取引を裁定するが,需要・供給エージェントの有する戦略と仲介エージェントの裁定法により仮想市場の特性は大きく異なる.そこで,まず現実の経済市場における協調特性について現状調査・解析を行い,その解析結果をもとに基本的な取引戦略の定義を行った.さらに,近年の情報通信技術がもたらす情報の迅速な収集・伝達と高度な処理に対応するものとして,仮想市場を構成する各エージェントに情報獲得と作用の速度・範囲というパラメータを含んだ形での定式化を進めた.次にステップ2では,ステップ1で行った定式化にもとづいて,小規模な複雑系市場を対象とした商取引行為の基本アルゴリズムを提案し.さらに基礎実験モデルとして計算機上に小規模な複雑系仮想市場を構築し,計算機実験により構築した仮想市場モデルに対する妥当性について検証を行った.顧客ニーズの多様化が進むにつれ,企業経営の一手法としてサプライチェーンマネジメント(以降,SCM)が脚光を浴びている.SCMに含まれる経営主体は多種多様であり,その効率的運用にはサプライチェーン全体を複雑系として捉えた解法が必要となる.そして本研究では,サプライチェーンにおける商取引の裁定方法としてマルチエージェントパラダイムに従う複雑系仮想市場の適用を進めている.そこで,まず昨年度は,複雑系仮想市場を構成する経済主体(エージェント)基本取引モデルの定式化と小規模な複雑系仮想市場モデルによる基本取引の基礎実験について取組んだ.

このような昨年の研究成果を受けて今年は,大規模複雑系仮想市場モデルの構築と市場経済のダイナミズム分析に関して主体的に研究を進めた.具体的には,本年度で取組む研究内容の前準備として,昨年度の後半において小規模な複雑系市場を対象とした商取引行為の基本アルゴリズムの提案,および基礎実験モデルの構築を行った.そこで今年は,そのモデルを拡張し,現実規模のエージェント群が参加する大規模な複雑系仮想市場シミュレーションモデルを数台の計算機環境上に構築した.そして,昨年の基礎検討結果を基に,大規模市場におけるエージェントのインタラクションが最終的に形成される複雑系市場へ与える影響について各種の分析を行い,その成果の一部について著書や学術論文誌として纏めた.本年度の研究の結果,大規模複雑系仮想市場モデルに対する市場経済のダイナミズム分析については,ほぼ目処をつけることができたため,来年度は,今年の研究の延長として,複雑系仮想市場の考えに基づいたサプライチェーンにおける効率的な企業間パートナリング手法の確立を実施する予定である.顧客ニーズの多様化が進むにつれ,企業経営の一手法としてサプライチェーンマネジメント(以降,SCM)が脚光を浴びている.SCMに含まれる経営主体は多種多様であり,その効率的運用にはサプライチェーン全体を複雑系として捉えた解法が必要となる.一方,大規模・複雑系システムのダイナミクスを解明する一手段としてマルチエージェントパラダイムが注目されており,そこでは仮想市場を構築するためのいくつかのアルゴリズムが提案されている.その一つに複雑系仮想市場があり,この考えを上述のサプライチェーンマネジメントに適用することにより,複数の売り手と買い手からなる市場全体での社会厚生を最大化する資源配分に基づいた商取引の実現が期待される.そして本研究では,サプライチェーンにおける商取引の裁定方法としてマルチエージェントパラダイムに従う複雑系仮想市場の適用を進めている.昨年度までに,大規模複雑系仮想市場モデルの構築と市場経済のダイナミズム分析に関し,市場におけるエージェントのインタラクションが最終的に形成される複雑系市場へ与える影響についてその基本特性を明らかにした.このような昨年の研究成果を受けて本年度は,複雑系仮想市場の考えに基づいたサプライチェーンの効率的パートナリング手法の確立を実施した.具体的には,多段階の取引場より構成されるサプライチェーンについて,その商取引の裁定手段として昨年度までに基本特性を明らかにした複雑系仮想市場を適用し,多段階にわたる取引場全体の社会厚生を効率化することが可能なSCM運用法について整理・体系化を行い,これらの結果を研究成果報告書にまとめた.
マイクロコイル状カーボンファイバーを鋳型とした新規化合物コイルの創製と特性評価

(a)原料カーボンコイルの合成:Ni粉末を触媒とし、アセチレン+H_2 +N_2 +チオフェン)混合ガスを750-770°Cで熱分解して合成した。コイル径:1-10μm,コイルピッチ:0.1-0.5μm,コイル長さ:1-10mmのコイルが得られた。(b)TiCマイクロコイル/パイプの合成:カーボンコイルをTiCl_4 +H_2雰囲気下、900-1200°Cで気相チタナイジング(拡散処理)することにより、そのコイル形態を完全に保持したまま、TiCファイバーが得られた。反応条件(反応温度、反応時間)を制御することにより、その表面の一部のみ、あるいは芯まで完全にTiC化したTiCマイクロコイル/パイプが得られた。(c)TiNマイクロコイル/パイプの合成:(間接合成法):TiCコイル/パイプを、N_2 +H_2雰囲気中1000-1500°Cで加熱処理した。反応時間と共にTiCのCはNでおきかわり、1200°C、2時間後には完全にコイルの芯まででTiNに変化した。(直接一段合成法):カーボンコイルをTiCl_4 +N_2 +H_2雰囲気中、1000-1500°Cで処理した。1000°Cで処理して得られたTiNコイルのX-線回折図には、いずれに反応時間でもTiCのピークは観察されずTiNの鋭いピークのみ観察された。したがって、コイルは、TiCを経由してTiN化されるのではなく、直接メタライジング/窒化同時反応が進行して、TiNに変化するものと考えられる。反応条件を制御することにより、カーボンコイルの芯まで完全にTiN化できる。(d)SiCマイクロコイルの合成:SiCl_4 +H_2雰囲気中、1530°Cで、1-10時間シリコナイジングした。いずれの反応時間でも表面に著しいSiC結晶粒の成長が観察された。カーボンコイル上に析出したSiC層の膜厚は、1530°C、1時間の処理では、約0.5μmであった。これは、グラファイト板の場合の1/200,市販の炭素繊維の1/4であり、カーボンコイルは非常にSiC化されにくいことが分かった。この理由は明らかではない。
数式処理と数学教育への活用

近年の数式処理システムは単に数式の計算だけでなく、数(算数)・式(代数)・図形(幾何)の三位一体化の機能をもっている。これらは数学の研究でけでなく教育には極めて有用な手段である。前年度に引続き今年度も特に微分積分学について、「眼で見て理解する」ための資料作成に努力した。その成果は別に報告集の冊子として公表する。残念ながら時間などの制約もあって、その報告も中間報告的な資料集に終ったが、それに解説を付けた教科書を共同で執筆中である。さらに、それらを基礎として、「見る微分積分学」とでもいうべきシリーズをも企画している。これまで微分積分学の教育は、日本においては長年にわたる伝統もあり、比較的うまく進んでいるように信じられていた。しかし1990年代に入ると急激に失速を始め、このままでは堕落の微候さえ現れている。米国を初め各国での改革運動にも大きく遅れをとっているようにも感じる。微分積分学に限らずこれからの数学教育では、コンピュータを初めとする新しいtechnologyの利用を避けて通ることはできない。例えば細かい式の計算は機械に任せ、併せて図形表示を工夫して理解を深めることが不可欠である。そのような試みの一歩として、萌芽的研究の目的をある程度達成できたと思う。数式処理システムによって数学を教育する試みは、近年幾つかの大学で始められた。今年度科学研究費の補助を得て、次のような研究を行なった。(1)微分積分学の教育に関する試み。-代表者は真の意味での入門書として「基礎の数学:微分・積分I」(丸善,1995年2月)を著した。本研究費のみではなかったが、本大学畠山教授の御努力により、この本の内容のかなりの部分を、パソコン上の「知的CAI」に作成した。時間的な制約のため、残念ながら今年度内に、実際の学生教育用に活用するまでに至らななかったが、明年度にそれを実行する計画である。微分積分学の教育改革は、米国を初めとして各国で興味深い実施研究が進行中であり、そのための資料もかなり整備できたので、明年度は最後のまとめを行う予定である。(2)計算機代数の算法に関する研究。-この方面については、一昨年度に科学研究費(一般C)の補助を受け、算法の整理をしていたが、その概要を「代数学入門第三課」(近代科学社,1994年10月)にまとめることができた。また古典的なMalfattiの問題の解法に、極めて有効なことがわかった。現在その発展問題を計算中である。(3)その他-関連話題として、数式処理システムを採用した三角形幾何学と正則な格子に関する研究を行ない、それぞれ別掲の論文を発表することができた。また正式に発表していないが、4次元の正多胞体の胞数を決定する新しい公式を得た。明年度の計画:明年度は最終年度である。そのために上記の残した部分を完成させるとともに、これまでの成果をまとめて、報告を刊行することに主題をおく。これらは数学の研究だけでなく教育にも極めて有用な手段である。その成果は別の報告集の冊子として公表する。さらにそれらを基礎として、「見る微分積分学」とでもいうべきシリーズをも企画している。しかし1990年代に入ると急激に失速を始め、このままでは墜落の徴候さえ現れている。
現代アメリカ教育改革の実施過程に関する実証的比較研究-連邦・州・地方各段階における-

現在,アメリカの連邦・州・地方各段階で進められつつある教育改革に関する諸資料を収集し,研究した結果,次のようなことが明らかになった.1.現在行われている教育改革は,教育における公正を大切にしながら優秀さを追求するものであり,かつて「スプートニク・ショック」にもとづき行われた英才教育中心の改革とは,原理的に明確な違いがある.2.現在行われている教育改革には「二つの波」がある.3.「第1の波」は, 1983年の全米優秀教育審議会による『危機に立つ国家:教育改革への緊急命令』を中心として,多数の教育改革案が相次いで提出され,討議の輪がひろがり,各州で教育改革が議題にのぼり,具体的施策が実施されていった,そのうねりである.そのなかでは,ハイスクールの卒業要件を引き上げ,教師に資格試験を実施し,職業段階制を設け,あるいはまた1日または1年の授業時数を増加することなどが企図された.4.「第2の波」は, 1986年以後に見られる改革の高まりをいい,そのきっかけは「教育と経済に関するカーネギー・フォーラム」による『備えある国家:21世紀の教師』であった.ここでは,「第1の波」においては余り手のつけられなかった問題,例えば教師養成教育,学校比較,学校行政〓の査定,教科書などが焦点になっている.5.各州では,教育改革への取組が徐々に進み,オハイオ,フロリダ,カリフォルニア,サウス・カロライナ,テネシー,アーカンソー,ノース・カロライナ,オレゴン,ペンシルヴァニア,テキサス,ヴァージニア,ジョージア州から積極的な取組がはじまった.6.各州・地方の教育委員の教育改革にたいする意識は明確な変化を見せているが,一般市民のそれについては必ずしも大きな変化は見られない.現在,アメリカの連邦・州・地方各段階で進められつつある教育改革に関する諸資料を収集し,研究した結果,次のようなことが明らかになった.1.現在行われている教育改革は,教育における公正を大切にしながら優秀さを追求するものであり,かつて「スプートニク・ショック」にもとづき行われた英才教育中心の改革とは,原理的に明確な違いがある.2.現在行われている教育改革には「二つの波」がある.3.「第1の波」は, 1983年の全米優秀教育審議会による『危機に立つ国家:教育改革への緊急命令』を中心として,多数の教育改革案が相次いで提出され,討議の輪がひろがり,各州で教育改革が議題にのぼり,具体的施策が実施されていった,そのうねりである.そのなかでは,ハイスクールの卒業要件を引き上げ,教師に資格試験を実施し,職業段階制を設け,あるいはまた1日または1年の授業時数を増加することなどが企図された.4.「第2の波」は, 1986年以後に見られる改革の高まりをいい,そのきっかけは「教育と経済に関するカーネギー・フォーラム」による『備えある国家:21世紀の教師』であった.ここでは,「第1の波」においては余り手のつけられなかった問題,例えば教師養成教育,学校比較,学校行政〓の査定,教科書などが焦点になっている.5.各州では,教育改革への取組が徐々に進み,オハイオ,フロリダ,カリフォルニア,サウス・カロライナ,テネシー,アーカンソー,ノース・カロライナ,オレゴン,ペンシルヴァニア,テキサス,ヴァージニア,ジョージア州から積極的な取組がはじまった.6.各州・地方の教育委員の教育改革にたいする意識は明確な変化を見せているが,一般市民のそれについては必ずしも大きな変化は見られない.現代アメリカ教育改革実施過程に関する資料をアメリカから直接に収集し、また関係文献を渉猟し、研究を行った結果、初年度の段階では次のような状況が明らかになった。1連邦段階(または全米的段階)では、1982年以降現在に至るまで多数の教育改革案が提案されている。提案主体は、連邦教育省付設の審議会をはじめ、全州協議会,財団,学者グループなど多様である。提案の領域は、(1)学校組織と学校経営,(2)カリキュラム,(3)生徒と学習,(4)教育の質と量,(5)教員と教授,(6)中学後教育,(7)地方の役割,(8)州の役割,(9)連邦の役割,(10)実業界・産業界の役割、など広い範囲にわたっている。2アメリカの場合、教育改革の実施主体は連邦でなく、州であり、地方である。州段階では、早くも1984年3月までに全州に教育改革特別委員会が設置され、その後徐々に中間報告が出され、1986年現在で本報告にもとづき法律が制定され、改革が実施に移されている州も少なくない。教育改革における州の関心事を整理すると、(1)ハイ・スクールの教育水準の引き上げ、(2)教員養成制度,教員資格,待遇等の改善、(3)理科,数学,コンピューター科学担当教員の不足の解消、(4)「マスター教員」または「リード教員」の設置と活用、(5)学校での1日の授業時数,1年の授業日数の増加、などが主なものであるが、各州ではそれぞれの伝統や現状のなかで、上記事項の1つまたは複数の改革に取り組みつつある。3地方段階では、州段階で作成される基準に拘束されるかたちで改革が行われることが多いが、地方学区の自治が強く認められている州では、とりわけカリキュラム改革において地方の独自性が見られる。4現代の教育改革は、かつての「スプートニク・ショック」によるそれと異なり、全面的基礎的改革である。
ニューロン/グリア運命決定分子PRP19遺伝子の選択的スプライシング機構の解明

中枢神経系の発生におけるニューロン分化からグリア分化への移行メカニズムの解明は、神経分化の最も重要なテーマの一つである。本研究ではニューロン/グリア細胞のスイッチ機構に係るPRP19αと選択的スプライシングバリアントPRP19βの遺伝子発現制御メカニズムの解析を介してニューロン/グリア細胞分化機構の解析を行った。本研究ではmRNAのスプライシングやDNAの修復に関わるPRP19αとそのスプライシングバリアントPRP19βによる、ニューロン・グリア分化のスイッチングに関わる分子メカニズムの解析を行なった。以下に本年度の研究成果の概要を報告する。1.PRP19αおよびβ(α/β)によるニューロン・グリア分化に関わる因子を同定するために、PRP19α結合因子をyeast two-hybrid法により解析し、RNA結合ドメインを有する機能未知のタンパク質KIAA0907を同定した。KIAA0907のRNA結合配列を調べた結果、UCAYおよびAC繰り返し配列に結合することが明らかとなり、このコンセンサス配列を有する未分化維持遺伝子oct-3/4のmRNAの安定化あるいは翻訳調節を介して、PRP19αは神経分化誘導を行なっていることを明らかにした。2.PRP19βによるアストロサイト分化誘導メカニズムを解析するために、PRP19βを過剰発現させたマウス胚性腫瘍P19細胞をレチノイン酸(RA)により神経分化誘導し、経時的な遺伝子発現の変化を解析した。その結果、PRP19βと同様にRA処理1日後に一過的に発現が上昇し、マウスの脳発生過程で発現が変動することが報告されている転写因子Prebおよび栄養因子IGF2を同定した。PrebおよびIGF2遺伝子の発現を抑制したP19細胞では、RAによる神経分化誘導によりアストロサイト分化の抑制および生存細胞数の減少がそれぞれ検出された。PRP19βはPrebやIGF2の発現調節を介してアストロサイト分化およびその生存維持に働いていることが分かった。これらのことから、PRP19α/βの発現変化によりそれぞれ異なった遺伝子の発現および翻訳調節を介してニューロン・グリア分化のスイッチングを行なっていることが示唆された。1.マウス胚性腫瘍P19細胞をレチノイン酸(RA)により神経分化誘導した際、アストロサイト分化誘導に必須なJAK-STATシグナル伝達経路の活性化と同時系列でPRP19αおよびPRP19βmRNAの発現が誘導される。PRP19の発現がSTAT3により調節されているのではないかと推定し、in silico解析によりPRP19遺伝子のプロモーター領域を解析した結果、複数のSTAT3結合配列が存在した。ラットC6グリオーマ細胞に、JAK阻害剤AG490を処理し、cAMPによりアストロサイト分化を誘導すると、AG490濃度依存的にSTAT3のリン酸化が抑制され、PRP19αと特に著しくPRP19βの発現が抑制された。PRP19βはN末端領域にring finger domain構造を有している。また、昨年度の解析でPRP19β特異的に結合するタンパク質として、プロテアソーム活性化因子PA200が同定されたことから、PRP19βがE3触媒に関与することが示唆された。PRP19βの標的タンパク質をα-PRP19抗体を用いた免疫沈降解析により調べた結果、PRP19βがSTAT3の脱リン酸化に係るPTPIBと結合し、ユビキチン化を導くことが明らかとなった。PRP19βのring fillger domainを欠損させると、PTP1Bのユビキチン化ならびにアストロサイト分化が抑制されることから、PRP19βはSTAT3により発現誘導されると共に、PTP1Bの分解促進を介してSTAT3の活性化増強・維持に係ることが示唆された。2.哺乳類の中枢神経系におけるニューロンは、分泌する神経伝達物質により多様なサブタイプが存在し、正確な多様化が正常な神経回路の形成に必要である。P19細胞にRAにより神経分化誘導後、4日目にNGFおよびBDNFを添加し、各サブタイプマーカーの発現を調べた。その結果、NGF刺激によりコリン作動性(ChAT)、ドーパミン作動性(Nurr1)、グリシン作動性(NR3A)の発現が亢進したのに対し、グルタミン酸作動性(NR2A)の発現が抑制された。一方でBDNFではNR2Bの発現が亢進しNR3Aの発現が抑制きれ、グリシン作動性ニューロンの特異化を抑制することが示唆された。