hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
難聴児を対象とした非言語発達と社会性発達の関連

本研究は、聴覚障害者の対人コミュニケーション向上および社会参加促進のための基盤的研究として、言語獲得前失聴児(聴覚障害児)における共同注意行動の形成と他者意図理解課題遂行の発達との関係について解明することを目指したものである。聴覚障害児および健聴定型発達児の保護者を対象とした質問紙調査によって、乳幼児期初期段階の社会行動の出現における聴覚障害の影響について検討した。とくに発達初期の段階で、聴覚障害児の社会的行動に遅れがある可能性が示唆された。ただしこの遅延は、健聴である保護者が、聴覚に障害をもつ子どもに対しての働きかけ方の知識・技術を未習得であるためと推察できる。たとえ最終的には音声言語莉獲得を目指していたとしても、発達初期の段階では積極的に手話や指文字などの視覚言語を併用することによって、社会性行動の発達はより促進されると考えられる。聴覚障害児および健聴定型発達児を対象とした心の理論発達課題実験によって、聴覚障害が他者理解の発達におよぼす影響について検討を行った。先行研究と同様に、聴覚障害児は、健聴定型発達児と比較して、他者の意図を推論する課題の遂行年齢に遅延がみられた。さらに現在、同様に聴覚障害児と健聴定型発達児を対象とした共同注意行動の実験を行っている。実験参加児がまだ充分に確保できていないため、実験が途中の段階ではあるが、共同注意の発達時期については、発現時期に差がみられず、聴覚障害の影響がみられないことが推察される。ただし、所要時間や回数などの質的な違いについては、今後の実験と分析が必要である。29年度が最終年度であるため、記入しない。社会性発達と言語・非言語発達の関係性を明らかにするために、聴覚障害児の言語発達と共に非言語発達のパターンの分析を実施している。本年4月に施行された障害者差別解消法において、コミュニケーションの支援は重要なテーマとされており、本研究成果は、社会的な期待も高いと考えられる。初年度である2015年度は<研究の全体のプログラムを完成することを目指し、主に1情報収集、2聴覚障害児の家庭を対象とした発達検査の分析を行なった。1情報収集:これまで健常児・自閉症児および聴覚障害児に対して行なわれている「心の理論」発達と、共同注意発達の関連に関する文献の精読を行なった。難聴児を対象とした「心の理論」課題および難聴児の発達に関する研究論文を基にして、社会性発達および非言語的発達を測定するための難聴児の保護者に対する質問紙を作成した。2聴覚障害児とその保護者を対象とした発達検査の実施: 818ヶ月までの聴覚障害をもつ乳幼児の家庭を対象として、所属施設(ことばの学校、クリニックなど)で実施された発達検査をもとにして、非言語的発達に関する分析を行った。さらに1で作成した質問紙による縦断調査を現在行っている。聴覚障害をもつ乳幼児が日常環境で健聴の大人とやり取りする時に、どのようにして社会的行動を調節するのか、また模倣、社会的参照、など関連する様々な行動間の発達的関係を縦断的に調査している。障害領域の研究では、研究参加者を確保することが最も大きな課題である。本研究においては教育現場と良好な信頼関係を構築し、20名以上の難聴児の発達データを収集できている一方、実験への研究参加者の不在により、当初計画をしていた実験実施までには至らなかった点が遅れの原因として上げられる。社会性発達と言語・非言語発達の関係性を明らかにするために、聴覚障害児の言語発達と共に非言語発達のパターンの調査および分析を実施している。第二年度である2016年度は、前年度までの研究成果に基づき、主に1聴覚障害児の家庭を対象とした発達検査の分析、2保護者に対する質問紙の結果に基づく発達検査の分析、3共同注意行動の観察を行なった。1聴覚障害児の発達検査の分析: 818ヶ月までの聴覚障害をもつ乳幼児の家庭を対象として、乳幼児の所属する施設(ことばの学校、クリニックなど)で実施された発達検査をもとにして、非言語的な社会性発達に関する分析を行っている。社会性発達に遅延の見られる幼児の分析をすることで、介入の質の向上を目指す。2質問紙の実施および聞き取り調査:さらに保護者を対象として聞き取りおよび質問紙による縦断発達調査を行っている。聴覚障害をもつ乳幼児が日常環境で健聴の大人とやり取りする時に、どのようにして社会的行動を調節するのか、また共同注意をはじめとした、模倣、社会的参照など社会性発達に関連する様々な行動間の発達的関係を縦断的に調査している。3共同注意行動の観察: 1歳からの聴覚障害児を対象として、1に基づく共同注意に関連する親との関り・やりとりを観察している。指差しや注視がどのように自発するか、対象児および親両者の行動を記録・観察し、共同注意行動の出現パターンの測定を行っている。

聴覚障害児および健聴定型発達児の保護者を対象とした質問紙調査によって、乳幼児期初期段階の社会行動の出現における聴覚障害の影響について検討した。とくに発達初期の段階で、聴覚障害児の社会的行動に遅れがある可能性が示唆された。ただしこの遅延は、健聴である保護者が、聴覚に障害をもつ子どもに対しての働きかけ方の知識・技術を未習得であるためと推察できる。たとえ最終的には音声言語莉獲得を目指していたとしても、発達初期の段階では積極的に手話や指文字などの視覚言語を併用することによって、社会性行動の発達はより促進されると考えられる。聴覚障害児および健聴定型発達児を対象とした心の理論発達課題実験によって、聴覚障害が他者理解の発達におよぼす影響について検討を行った。先行研究と同様に、聴覚障害児は、健聴定型発達児と比較して、他者の意図を推論する課題の遂行年齢に遅延がみられた。さらに現在、同様に聴覚障害児と健聴定型発達児を対象とした共同注意行動の実験を行っている。実験参加児がまだ充分に確保できていないため、実験が途中の段階ではあるが、共同注意の発達時期については、発現時期に差がみられず、聴覚障害の影響がみられないことが推察される。ただし、所要時間や回数などの質的な違いについては、今後の実験と分析が必要である。第2年度である今年度は、初年度に得られたデータをもとに情報の収集および研究成果の検討を行い、1共同注意課題を作成し、健聴児および聴覚障害児を被験者として加え、2質問紙を継続するとともに3さらに、それらの研究成果を国内外で発表する。1共同注意実験:対照群としての健聴児に加えて、聴覚障害児を対象として共同注意の実験を行う。聴覚障害児と健聴児の共同注意の発達における違いを検討する。2聴覚障害児の家庭を対象とした質問紙調査及び縦断調査の実施:引き続き聴覚障害児をもつ家庭を対象として、日常生活における共同注意関連行動に関する調査を行う。3成果発表:これまでの研究成果をまとめて発表しながら、国内外の研究者と議論・検討していく。国内・国際学会および学術雑誌上にて発表する。前年度までに得られたデータをもとに情報の収集および研究成果の検討を行い、1健聴児および聴覚障害児を新たに被験者として加え、2質問紙を継続するとともに3さらに、それらの研究成果を国内外で発表する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
小腸グルコース吸収機構における能動から拡散輸送へのモード変化の生理学的意義の検討

小腸での栄養素吸収機構は、生体が必要なエネルギーを外界から取り込むための根源的な機構であり、その中でも特にグルコース吸収機構は多くの生物において普遍的な機構である。小腸のグルコース吸収輸送活性はNa依存性のグルコース輸送体(SGLT1)を欠損させたマウスでは低下しており、SGLT1は小腸での主要なグルコース吸収機構であると考えられている。また、その吸収部位に関してもSGLT1のタンパク質発現量は上部小腸で高いため、上部小腸が主要なグルコース吸収部位であると考えられている。一方、多量のグルコース摂食時にはSGLT1以外に、拡散による機構が存在することが複数のグループから報告されているがその詳細な機構は明らかにされていない。前年度の研究ではマウス上部小腸では、絶食時にSGLT1輸送活性が上昇することを観察している。そこで、本研究では、絶食による上部小腸のSGLT1輸送活性調節機構について、マウスで詳細に検討した。また、過去の研究では種差、部位差、測定手法により、小腸グルコース吸収活性がことなる事が示されている。このため本研究では、マウス、ラット、ハムスターを用い、グルコース輸送活性に対する絶食の効果を反転腸管法とUssingチャンバー法で測定を行い小腸グルコース吸収機構とグルコース吸収機構に対する絶食の効果について検討した。絶食によりSGLT1輸送活性の上昇と同時に、上皮細胞間のイオン透過性の指標である経上皮コンダクタンスの上昇が上部小腸で観察された。また、SGLT1機能測定における種差の検討からは、反転腸管法はグルコース輸送機能評価方法としては有用であるが、Ussingチャンバー法は種並びに用いる小腸部位により適正が異なることが示唆された。研究の進捗に関してはほぼ計画書に沿って進行した。自由摂食時の上部小腸では、SGLT1によるグルコース輸送活性は、ほとんど観察されなかった。しかし、別の小腸の機能評価指標であるCl-分泌機能は維持されており、標本の健全性は保たれていた。上部小腸では48時間絶食により、SGLT1によるグルコース輸送活性が約20倍に上昇した。また、アイソトープラベルしたグルコースを用い経上皮グルコースフラックスを評価した。自由摂食群では僅かなSGLT1によらないと考えられるグルコース吸収機構が観察されたが、この機構は絶食により影響されなかった。また、絶食によるNa依存性のSGLT1輸送活性の上昇と同時に、上皮細胞間のイオン透過性の指標である経上皮コンダクタンスの上昇が上部小腸で観察された。傍細胞経路のイオン透過性を電気的に検討すると、経上皮コンダクタンス上昇の要因はNa透過性の上昇であることが示唆された。この絶食による経上皮コンダクタンス上昇はクロージンKOマウスでは観察されず、Na透過性上昇はクロージンの機能亢進であることが示唆された。以上より、上部小腸では、絶食により、Na依存性のSGLT1輸送活性の上昇とタイト結合部のNa選択性の上昇が同時に観察された。この活性調節機構は摂取したグルコースを速やかに、かつ効率的に吸収するために必要な生理機構であると考えられた。絶食によりSGLT1が活性化される機序としては、小腸管腔内のグルコース濃度の低下または、血糖値の低下を感知する機構が関与することが考えられた。過去の研究からは、腸上皮細胞に発現する甘味受容体を介する機構が、管腔内グルコース濃度を感知し、それにより小腸グルコース輸送が調節される機構を提唱しているが十分な検討はされていない。このため、今年度は、絶食時に腹腔内にグルコースを投与し、血糖値を維持したマウスを作成し、コントロールの絶食マウスと比較することにより、上部小腸のSGLT1機能活性調節機構を検討する。また、絶食によりNa+依存性のSGLT1輸送活性の上昇と同時に、上皮細胞間のイオン透過性の指標である経上皮コンダクタンスの上昇が観察され、クロージンの関与が示唆された。今年度は、免疫染色法等を用いて更に詳細にクロージンの関与を検討する予定である。小腸での栄養素の吸収機構は、生体が生きていくために外界から必要なエネルギーを効率的に取り込む為の、最も根源的な機構である。その機構の中でも、特にグルコースの吸収機構は、多くの生物において普遍的な機構であり、これはすでに確立されていると信じられている。具体的には、栄養素吸収細胞の取り込み機構は、Na依存性の二次性能動輸送体であるSGLT1であり、血液側への出口の機構は拡散輸送体であるGLUT2を介して行われていると考えられている。しかし、このSGLT1を介するグルコース吸収機構は、唯一の機構ではなく、他にも別の機構が関与するという実験データが、いくつかのグループから提唱されてきている。それら研究ではSGLT1による能動輸送以外に、拡散による吸収機構が存在することが提唱されている。拡散輸送機構の経路に関しては、小腸細胞間隙を介する経路と、グルコースの出口である拡散輸送体GLUT2が、新たに管腔側に導入され、それを介して輸送されることが提唱されている。しかし、この拡散によるグルコース吸収機構のアイデアは、一般的には受け入れられていない。この大きな理由は、摘出小腸標本での拡散輸送が測定されていないこと、また、その生理学的意義が説明されていないことが大きい。このため、本研究では、能動輸送機構から拡散機構へのモード変化が存在することを検証し、その生理学的意義を検討することを目的とした。

マウス小腸では、食事により、上部小腸のグルコース吸収活性は大きく調整されていることが明らかになったが、拡散輸送機構に関しては、確認できなかった。今後は、種差等を含め検討する予定である。消化管でのグルコースや、アミノ酸などの主要な栄養素の吸収調節機構に関しては、栄養素、摂取量が増加した場合、輸送体の総数や、個々の輸送体の機能を増加させ適応することが一般的である。グルコース吸収機構でも、摂取量が増加した場合は、転写・翻訳調節を介して、SGLT1の輸送体数が増加し、グルコース輸送活性が増加することが示されている。しかし、摂食動物を用いた予備実験の結果では、SGLT1の輸送活性は上部小腸では観察できなかった。このためSGLT1の活性調節が食事により調節されているかを様々な条件下で検討した。摂食動物では観察されなかったSGLT1の輸送活性が、絶食時では上部小腸でも観察された。この現象は上部小腸で顕著であった。これはSGLT1が主要なグルコース吸収の役割をしていると考えると、全く逆の現象である。このため、Ussingチャンバー法を用い、アイソトープラベルしたグルコースで、拡散輸送体の関与の検討を行った。SGLT1による輸送活性は、特異的抑制剤であるフロリジンを用い評価し、フロリジン非感受性の成分を拡散成分として評価した。しかし、動物個体で測定されているような、SGLT1による輸送量より大きな拡散輸送体の関与は観察されなかった。拡散輸送系が観察されない理由が、摘出小腸標本を使用したことによるのかを確かめるため、麻酔下での動物を用い、小腸還流系で検討をおこなった。しかし、Ussingチャンバー法と同様にグルコース輸送の大きな拡散成分は観察されなかった。小腸での栄養素吸収機構は、生体が必要なエネルギーを外界から取り込むための根源的な機構であり、その中でも特にグルコース吸収機構は多くの生物において普遍的な機構である。小腸のグルコース吸収輸送活性はNa依存性のグルコース輸送体(SGLT1)を欠損させたマウスでは低下しており、SGLT1は小腸での主要なグルコース吸収機構であると考えられている。また、その吸収部位に関してもSGLT1のタンパク質発現量は上部小腸で高いため、上部小腸が主要なグルコース吸収部位であると考えられている。一方、多量のグルコース摂食時にはSGLT1以外に、拡散による機構が存在することが複数のグループから報告されているがその詳細な機構は明らかにされていない。前年度の研究ではマウス上部小腸では、絶食時にSGLT1輸送活性が上昇することを観察している。そこで、本研究では、絶食による上部小腸のSGLT1輸送活性調節機構について、マウスで詳細に検討した。また、過去の研究では種差、部位差、測定手法により、小腸グルコース吸収活性がことなる事が示されている。このため本研究では、マウス、ラット、ハムスターを用い、グルコース輸送活性に対する絶食の効果を反転腸管法とUssingチャンバー法で測定を行い小腸グルコース吸収機構とグルコース吸収機構に対する絶食の効果について検討した。絶食によりSGLT1輸送活性の上昇と同時に、上皮細胞間のイオン透過性の指標である経上皮コンダクタンスの上昇が上部小腸で観察された。
免疫グロブリンμ差mRNAの分化段階特異的なプロセシング調節機構

免疫グロブリンμ鎖の発現は、B細胞の分化過程において膜結合型から分泌型へと切り替わる。この調節はμ鎖mRNAの3'領域のプロセシング様式の変化を通じて行なわれることが知られているが、その詳細な分子機構は不明のままである。本研究では、μ鎖遺伝子にみられるディファレンシャルRNAプロセシングの分化段階特異的な調節機構の解明を目的として、特に調節機構に必要とされるDNA領域の同定を試みた。これまでの研究により、μ鎖遺伝子のC4エキソンより下流部分3.3Kb領域が分化段階特異的なRNAプロセシング様式を再現するのに十分であることが示された。また、この領域内のスプライシングあるいはポリA付加シグナルに欠損変異を導入すると、膜結合型または分泌型mRNAのどちらか一方のみがB細胞の分化段階に関わらず産生されることから、プロセシングシグナルの相対的配置を含む遺伝子構造が重要な役割を果たしていると考えられた。そこで、RNAプロセシングの調節機構に必要な最小領域を決定するために、ディファレンシャルRNAプロセシングのモデル遺伝子を構築しこれを用いて実験を進めた。このモデル遺伝子は、モロニ-肉腫ウィルスLTRプロモ-タ-にヒトβグロビン遺伝子を結合し、さらにその第二イントロンにSV40由来のポリA付加シグナルを挿入したもので、μ鎖遺伝子の3'領域と相似の構造を持ち、膜結合型および分泌型μ鎖RNAに相当する二種のmRNAを産生する。このモデル遺伝子に、対応するμ鎖遺伝子の一部を置換挿入した種々のハイブリド遺伝子を作成し、そのRNAプロセシング様式を各種B細胞において調べたところ、M1およびM2エキソンとその周辺部を導入した場合に分化段階特異的なRNAプロセシング様式の変化が見られた。他の領域も含めたさらに詳細な解析は現在進行中である。
新形態の化学乱流に関する理論的研究

非平衡散逸場に自発的に生じる時空的乱れ、すなわち時空カオスの原因とその性質を解明することは非線形科学の基本的課題の一つである。化学乱流(反応拡散系の時空カオス)の研究はとりわけ重要である。なぜなら、対象となる反応拡散系が「局所相互作用をもつ非線形要素力学系の大集団」のプロトタイプとしての意義をもつからである。化学乱流の一普遍形態として、自励振動媒質における「位相乱流」は広く知られており、それが振幅乱流、欠陥乱流等と呼ばれる強い乱れへ遷移していく過程についても多くの研究がある。本研究は、近年本研究の代表者によって理論的に見出されたまったく新しい形態の化学乱流に関するものである。この化学乱流は発達した流体乱流や自己組織臨界現象(self-organized criticality)に類似した(しかし本質的な点で異なる)種々のスケール則によって特徴づけられ、きわめてロバストな現象であることが明かになった。本研究において達成された成果は以下の4点にまとめられる。(1)反応拡散モデルにおいてこのような特異的化学乱流の存在が確立された。(2)その特徴である「自発的乱れの空間スケールに関するべき法則や空間パターンのいわゆる蒸発現象」が理論的に説明された。(3)微分場(場の変数の空間微分によって定義されるスカラー場)に見出された自己相似的な空間間欠性についても理論を定式化し、かなりの成功を収めることができた。(4)この種の乱流が反応拡散系をこえて非常に広汎な大自由度散逸力学系に普遍的な現象であること、その本質は要素間結合が実効的に非局性にあることが明かとなった。3成分の振動反応拡散系において多重スケール時空カオス状態が出現することを理論的に示した。反応拡散系のパターン動力学の研究は従来2成分系または定性的に2成分系で代表できる系の研究にほぼ限られてきたが、多重スケール時空カオスという特異な乱流現象は3成分またはそれ以上の反応拡散系にみ出現できる現象であることが明確に示された。このような反応拡散系は、空間的に密に分布したリミットサイクル振動子や興奮性素子が早い拡散をもつ物質に媒介された間接的相互作用をもつ系と見なされ、化学反応系のみならず振動的活性を示す細胞集団など生命現象ともかかわりをもつことが期待される。具体的な反応拡散モデルの解析から、このような時空カオス状態の諸性質が明かにされた。その結果、パターンはフラクタルな曲線(曲面)で表され、そのフラクタル次元は系のパラメタとともに連続的に変化する。また、この一般化として空間の2点間の振幅差の種々のモーメントが2点間の距離の関数としてスケール性をもつこと、すなわち多重スケール性が確認された。このような性質は現象論によって理論的にも説明できることが明かとなった。また、振幅の空間微分を表す微分場が空間間欠性を示すこと、そのレベル集合にもフラクタル性が存在すること、フラクタル次元はレベルの値に依存しないことなども数値解析の結果明らかとなった。ただし、最後の問題は理論的には未解決な問題として残されている。本研究はあるクラスの反応拡散系に生じる新しいタイプの複雑な時空構造に関する研究を目的としている。この種の反応拡散系は、少なくとも3成分を含み、直接的拡散結合をもたないリミットサイクル振動子が拡散性第三成分の媒介によって非局所的間接相互作用をもつような系と見ることができ、したがって非局所結合複素Ginzburg-Landauモデルのような非局所結合モデルの解析からもその新しい挙動を定性的にさぐることができる。本年度はこのような反応拡散モデルや縮約モデルにおいて「位相特異性を持たない回転スパイラル波」という新しい現象を見出した。

二成分反応拡散系などにおける通常のスパイラル波との違いは回転中心からある距離以内の振動子群がパターンの定常回転に同期できず、それらが個別運動(準周期運動)を行うという点にある。個別運動は振動子ごとに異なる振動数をもつために、コア領域ではまったパターンは非常に乱れている。このようにパターンは周辺領域のcoherentな部分と中心付近のincoherentな部分の共存によってあらわされる。これとは対照的に、非局所結合による内部場のパターンはほぼ定常回転している。非局所結合系は個別振動子が共通の内部場に駆動(今の場合は周期的駆動)された系と見なすことができるため、内部場と個別運動との間に成り立つセルフコンシステントな関係からパターンの統計理論を構築することができると期待され、現在その定式化と数値解析によるその妥当性の検証にとりかかっている。
DNA代謝におけるクロマチン構造の変換とその制御機構の解析

DNA損傷の形成ならびにその修復過程の現場では、DNAの大きな構造変化が一時的に発生している特異な状態にある。真核生物の場合、この変化はDNAを取り巻く染色体(クロマチン)構造の局所的な変動として現われるはずであり、その際にはクロマチン構造形成にかかわる蛋白質とDNA代謝因子との相互作用が想定される。この仮説の実証に迫るため本研究では、DNA損傷、特にDNA鎖切断の代謝に関与するクロマチン構造制御因子の同定を目指した。まずDNA切断あるいはその代謝中間体として考えられる変性もしくは分岐をもつDNA構造に着目し、それらと親和性をもつ因子の探索を行った。最も豊富に存在するDNA分岐結合蛋白質はクロマチンの基本構成因子であるヒストンH1であった。特にこれは十字型の分岐構造に対して最も強い結合性を示した。他の研究グループもまた、クロマチンの構造変換に関わる因子の幾つかが十字型DNAに対して特異的に結合することを見い出していた。一連の発見は、十字型DNAがクロマチンDNA構造と類似しており、それへの結合性を指標にクロマチンと相互作用する蛋白質を効果的に選択しうること示唆していた。その後、ヒストンH1に親和性をもつヌクレオリン蛋白質がやはり分岐型DNAへの結合することと、それがDNA構造に依存したヒストンH1の非特異的な凝集体形成から特異的産物を遊離させる活性をもつことが認められた。この結果は、クロマチンの適切な構造維持にシャペロン様(介添え)活性が寄与することを示している。さらに幾つかの主要な核内蛋白質に、分岐型DNAへの特異的な結合能があることが確認された。十字型構造DNAに結合するというそれらに共通の性質は、その標的を巡って競合的あるいは協同的な様式で互いに影響しうることを推察させる。特筆すべきことは、それらの中にDNA二本鎖切断修復に関連する因子が含まれていたことである。この知見は、DNA鎖切断の修復磯構もまたクロマチン構造の変化と連動している可能性を支持するものである。本研究は、放射線の生物影響に関する分子機構を、DNA代謝の局面におけるクロマチン構造の変化として捉え、関連する蛋白質群の相互作用を解明することを目的とする。分岐構造DNAは、DNA組換えや複製等の代謝過程で形成される中間体の共通構造である。一方、クロマチン上に偏在しその構造形成に寄与するヒストンH1もまた分岐型DNAと特異的に結合することを以前見いだしていた。このことから、クロマチン上において分岐型DNAを介して代謝因子とH1とが競合的あるいは協同的に相互作用することが予想された。そこでアフィニティ・クロマトグラフィーの手法を用いて、H1と特異的に結合するとともに相互の活性を調節する因子の探索を試みた。主要なH1結合因子として、2つの蛋白質を分離した。部分アミノ酸配列の決定と特異的ポリクローナル抗体を用いた実験から、それらの蛋白質がヌクレオリン(p100)とそのN末端領域を欠失したサブタイプ(p80)であることを明らかにした。両者はH1に対して同等の親和性を示し、またH1と一本鎖DNAからなる非特異的凝集体から特異的複合体の遊離を促進する活性を有した。しかし、p100が分岐構造に依存したDNA結合活性を示すのに対して、p80ではDNA結合性の顕著な低下ならびにその構造依存性の喪失が認められた。ヒト培養細胞において、2つのヌクレオリンの存在比は核内で一定していることと、放射線感受性株TK6においては例外的にp80のみを欠失していることを見いだした。これらの知見は、p100型ヌクレオリンがp80型へプロセスされる可能性と共に、p80の形成が細胞の生存には本質的ではないことを示唆する。

特筆すべきことは、それらの中にDNA二本鎖切断修復に関連する因子が含まれていたことである。この知見は、DNA鎖切断の修復磯構もまたクロマチン構造の変化と連動している可能性を支持するものである。
精密合成による環拡張ポルフィリンの機能設計

本研究において申請者は1および2年度目に、1)複数の共役系を有する分子内架橋型環拡張ポルフィリンの合成と物性、2)ポルフィリンーヘキサフィリンハイブリッド多量体の合成と物性、3)非環状らせん共役系を有するオリゴチエニル置換26πヘキサフィリンの合成と物性、4)5,20ーピロリル置換26πヘキサフィリンおよびその金属二核錯体の合成と物性、といったテーマで研究を行い、新規な環拡張ポルフィリンの合成と物性評価を通じて様々な知見を得てきた。なかでも環拡張ポルフィリンのπ電子系の拡張とその近赤外光吸収スペクトルの長波長シフトの相関に関して得られた知見は非常に興味深く、3年度目においては5)近赤外領域に強い光吸収を示すメゾオリゴチエニル置換ポルフィリンの合成と物性、6)電子不足ポルフィリンテープ3量体および4量体の合成と物性、といったように、得られた知見を通常のポルフィリン類縁体への応用と展開を行った。これら5)および6)で得られた知見は一般性が高く、今後申請者が所属する研究室においてもさらに応用がなされ、体系だった研究が展開されることが期待される。また3年度目は上記のメインテーマ5)および6)に加えて、自身の研究1)から6)に関連する共同研究などにも精力的に参画し、原著論文9報告を発表した。加えて従来通り各学会においても積極的に参加し、2件の研究発表を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は当初の計画通り、複数の共役系を有する分子内架橋型環拡張ポルフィリンの合成、およびポルフィリン-ヘキサフィリンハイブリッド型多量体の合成を検討した。前者の研究においては、m-フェニレン、2,5-チエニレン、2,5-ピリレン架橋された26πヘキサフィリンを合成し、その物性評価を行った。各種スペクトル測定の結果、m-フェニレン架橋ヘキサフィリンは26π共役系に由来する物性のみを示すのに対し、2,5-チエニレン架橋ヘキサフィリンは、26πヘキサフィリンのみならず、18πチアポルフィリンの共役の寄与が同時に存在することを明らかとした。また2,5-ピリレン架橋ヘキサフィリンは、磁気物性としては18πポルフィリンに由来する物性を示したが、過渡吸収スペクトルの測定結果から、励起状態では従来の芳香族ポルフィリン類縁体とは全く異なる挙動を示すことが確認された。後者の研究においては、メゾーメゾ結合ポルフィリン-ヘキサフィリン-ポルフィリンハイブリッド三量体の合成法を確立し、その多量化および縮環反応に成功した。多量化反応は収率において改善の余地は存在するが、現時点で対応する12量体までを単離することに成功している。縮環反応においては、従来の三重縮環ポルフィリン多量体に用いられている条件、すなわちジクロロジシアノベンゾキノンとスカンジウムトリフラートを用いることにより、対応する三重縮環ポルフィリン-ヘキサフィリン-ポルフィリンハイブリッド三量体を得た。この三重縮環ハイブリッド三量体はおよそ1900nm付近に鋭い極大吸収を有し、この値は従来の三重縮環ポルフィリン多量体のものと比較すると、およそ6量体のそれに匹敵する。したがって、このような三重縮環多量体の最大吸収波長の長波畏シフトという点においては、本研究で用いたヘキサフィリンユニットは、およそポルフィリンユニット4個分の働きをしていることが示唆された。採用2年度目は当初の計画からさらに研究を発展させ、1)ポルフィリンーヘキサフィリンーポルフィリン三量体の合成と物性、2)非環状らせん共役系を有する26πヘキサフィリンの合成と物性、3)近赤外領域に強い光吸収を示す5,20-ピロール置換26πヘキサフィリンの金属二核錯体の合成と物性に関して研究を展開した。以下に各項目に関して概要を示す。1)ポルフィリン-ヘキサフィリンハイブリッド多量体の合成法をさらに改良し、当初は困難であった、電子求引性の置換基のポルフィリンユニットへの導入を可能にした。またこの際に用いた合成手法は、ポルフィリンのみからなる多量体への応用も可能であることを見出し、これまでの合成法を一新することが期待される。2)当初計画していたアヌレノアヌレン型ヘキサフィリンの合成の際に得られる副産物から研究をスタートした。その副産物は分子内に特徴的ならせん型の部分構造を有しており、適切な置換基を導入することにより、らせん型の電子系の寄与を増大させることができるのではないかと考えた。検討の結果、置換基としてはαーオリゴチエニル基で最も良い結果を得ることができた。合成したヘキサフィリンは、通常の26πヘキサフィリンの共役系に加えて、2つのオリゴチエニル基とヘキサフィリン骨格の半分にわたって、非環状のらせん型共役系の寄与が存在することを明らかとした。3)新しい金属錯体のモチーフとして、メゾ位の置換基としてピロールを有するヘキサフィリンをデザインした。ピロールはアミン型窒素を有しているため、金属原子に対して窒素で配位した際は1価の配位子として機能するため、ヘキサフィリンに配位させることができる金属原子の種類を大幅に増やすことができると考えられた。実際に種々の金属原子を配位させることが可能であり、それら金属錯体は近赤外領域にわたって強い光吸収を示した。

本研究において申請者は1および2年度目に、1)複数の共役系を有する分子内架橋型環拡張ポルフィリンの合成と物性、2)ポルフィリンーヘキサフィリンハイブリッド多量体の合成と物性、3)非環状らせん共役系を有するオリゴチエニル置換26πヘキサフィリンの合成と物性、4)5,20ーピロリル置換26πヘキサフィリンおよびその金属二核錯体の合成と物性、といったテーマで研究を行い、新規な環拡張ポルフィリンの合成と物性評価を通じて様々な知見を得てきた。なかでも環拡張ポルフィリンのπ電子系の拡張とその近赤外光吸収スペクトルの長波長シフトの相関に関して得られた知見は非常に興味深く、3年度目においては5)近赤外領域に強い光吸収を示すメゾオリゴチエニル置換ポルフィリンの合成と物性、6)電子不足ポルフィリンテープ3量体および4量体の合成と物性、といったように、得られた知見を通常のポルフィリン類縁体への応用と展開を行った。これら5)および6)で得られた知見は一般性が高く、今後申請者が所属する研究室においてもさらに応用がなされ、体系だった研究が展開されることが期待される。また3年度目は上記のメインテーマ5)および6)に加えて、自身の研究1)から6)に関連する共同研究などにも精力的に参画し、原著論文9報告を発表した。加えて従来通り各学会においても積極的に参加し、2件の研究発表を行った。申請者は申請当初の計画を年度中頃におおよそ終了し、得られた新しい知見をもとにさらに研究を進展させた。具体的には上記の2)非環状らせん共役系を有する26πヘキサフィリンの合成と物性、3)近赤外領域に強い光吸収を示す5,20-ピロール置換26πヘキサフィリンの金属二核錯体の合成と物性といった研究テーマを遂行したが、他の研究課題も順調に進行しており、次年度ではさならる進展が期待できる。これらの研究の進展は論文の発表数(原著論文7報、うち申請者が筆頭著者であるものが3報)と国際および国内学会での発表数(申請者本人の発表3件)に如実に現れており、申請者の研究は(1)当初の計画以上に進展していると言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。π共役系の化学という観点から、本年度の研究で得られた知見は非常に興味深いものではあるが、すべての研究およびその成果は、特殊な基質である環拡張ポルフィリンに基づいており、一般性に乏しいという欠点が存在する。申請者の研究課題の表題にもなっている環拡張ポルフィリンではあるが、この一般性という観点から、その化学の狭さを申請者は痛感した年度でもあった。そのため次年度はこの課題を解決すべく、得られた知見をより一般的な基質であるポルフィリンに還元し、よりインパクトのある研究へと展開する。当初の計画では、いずれの研究においても合成経路の確立が年度の目標であったが、研究が想定よりも順調に進捗し、物性測定やさらにその後の反応条件の検討を行うことができたため。本年度確立した合成法を基本とし、置換基効果や分子骨格大幅な改良等の検討を行う。付随して、本年度に合成した化合物の物性を基準とし、新たに合成した新規化合物の物性評価も行い、得られた結果を合成にフィードバックし、より良い物性を有する分子を模索する。
社会基盤としての参加型合意形成メカニズムへの重層的アプローチ

本研究課題では、人文学、社会科学、理学、工学を横断するアプローチにより、参加型合意形成メカニズムについての理論・方法・実践に関する知識体系を整備した。特に、(1)合理的な主体の集団の中に協力が生まれるメカニズムを、コンピュータ・シミュレーションを用いて解明した。(2)合意と合意形成が満足するさまざまな性質、特に、合意の達成のされやすさや、合意の崩れにくさについての理論的成果を集約し、可視化した。(3)合意形成の支援のモデルを構築した。という3点が研究成果として得られた。本研究課題は、社会システム工学、集団意思決定システム、シミュレーション技術などの工学的分野とともに、法・経済、社会・政治など社会人文科学の知をも動員した重層的かつ領域透過的なアプローチにより、参加型合意形成メカニズムを構築・運営・評価・改善する理論・モデル・実践のスキームを創出することを目的としている。平成19年度の目標は、参加型合意形成メカニズムの構築・運営・評価・改善に向けて、研究者を有機的に連携させる体制を構築すること、参加型合意形成メカニズムに関する研究役割分担と研究領域を共有化することであった。上記目標の達成のため、まず、事務体制および研究体制の整備を行った。また、研究情報の交換・発信の手段を確保するため、2007年9月11日にWebサイト(http://www.ipcob。org/)を公開した。さらに、研究組織内に4つ設けた研究グループが個別に開催した合計4回のミニシンポジウムと、研究メンバー全員が参加して2007年12月1日および2008年3月15日に開催した2度のシンポジウムによって、上記、目標が達成された。特に、シンポジウムでは、「合意形成」に関する研究が取り組むべき課題についての意見交換が活発に行われ、来年度以降の研究活動の方向性を定めるのに大いに役立った。また、研究メンバー以外の参加者も多く、本研究課題に対する社会的な関心の高さが感じられた。事務体制と研究体制の整備と並行して研究を実施し、実績として、雑誌論文20編、学会発表28件、図書への寄稿8編の発表を行った。平成20年度の目標は、平成19年度に構築した、研究者を有機的に連携させる体制を利用し、参加型合意形成メカニズムの構築・運営・評価・改善に向けて、参加型合意形成メカニズムに関する研究役割分担と研究領域の共有化を進め、理論→モデル→実践→理論の研究サイクルを推進することであった。具体的な研究実績は以下の通り。(1)集団熟慮の条件と評価基準の検討を行った。(2)参加型合意形成のパラメータ同定とCSCWの有効性の検討を行った。(3)参加型合意形成への期待と失敗の分析を行った。(4)ミニ国際インフォーマルワークショップを、2008年10月30日(Liping Fang教授(カナダ・Ryerson大学)と2009年4月8日(Keith W.Hipel教授(カナダ・Waterloo大学))の2回開催した。(5)地球温暖化問題交渉やまちづくりなど具体的な問題に積極的に関与した。(6)社会科学からORまで、広い範囲の国際的学術雑誌に論文を発表した。具体的には、雑誌論文28編、学会発表21件、図書への寄稿10編を行った。平成21年度の目標は、平成19年度までに構築した、研究者を有機的に連携させる体制を利用し、また、平成20年度までに得られた成果をふまえ、1)「合意」、「合意形成」、「合意形成過程」の概念の定義の精緻化、2)ファシリテーターとコーディネーターの機能の解析、3)参加型合意形成の規範モデルの構築、4)参加・介入事例からの学習、5)具体的なメカニズムのプロトタイプ開発、6)国際セミナー開催、7)地球環境問題やまちづくりに関する交渉など具体的な問題への積極的関与、8)学術雑誌への論文発表、などを行うことであった。(1)「合意」、「合意形成」、「合意形成過程」の概念の数学的定義を与えた。(2)ファシリテーター、リーダー、コーディネーターの機能の違いの分析を行った。

(3)参加・介入の事例を蓄積し分析を行った。(4)英語によるセミナーを2回(2009年4月8日(水)Professor Keith W.Hipel(カナダ・Waterloo大学教授)、2009年4月17日(金)Stephen Mason氏(英国バリスター(法廷弁護士)))開催した。(5)日本語によるセミナーを3回(2009年11月6日(金)、2009年12月15日(火)、2010年1月26日(火))行った。(6)社会科学からORまで、広い範囲の学術雑誌に論文を発表した。具体的には、雑誌論文9編、学会発表37件、図書への寄稿9編を行った。本研究課題は、社会システム工学、集団意思決定システム、シミュレーション技術などの工学的分野とともに、法・経済、社会・政治など社会人文科学の知をも動員した重層的かつ領域透過的なアプローチにより、参加型合意形成メカニズムを構築・運営・評価・改善する理論・モデル・実践のスキームを創出することを目的としている。平成22年度の目標は、平成19年度までに構築した、研究者を有機的に連携させる体制を利用し、また、平成21年度までに得られた成果をふまえ、1)具体的なメカニズムの提示、2)理論的成果の集約と成果の構造化と可視化、3)参加型合意形成の支援モデル構築、4)国際シンポジウムの開催、5)参加型合意形成に関する書籍の刊行、などを行うことであった。具体的な研究実績は以下の通り。(1)個人合理的な主体の集団の中に協力が生まれるメカニズムを、コンピュータ・シミュレーションを用いて解明した。(2)合意と合意形成が満足するさまざまな性質、特に、合意の達成のされやすさや、合意の崩れにくさについての理論的成果を集約し、可視化した。(3)合意形成の支援のモデルを構築した。(4)国内外で活躍する講師によるセミナーを5回(2010年7月23日(金)、2010年10月7日(木)、2010年11月4目(木)、2010年12月9日(木)、2011年1月18日(火))開催した。(5)勁草書房から、書籍「合意形成学」を2011年3月に刊行した。(6)社会システム工学、集団意思決定システム、シミュレーション技術など理工学分野から、法・経済、社会・政治など社会科学にわたる広い範囲の学術雑誌に論文を発表した。具体的には、雑誌論文22編(うち5編が査読付)、学会発表22件、図書の編著14編を発表した。
コレステロール・胆汁酸代謝からみたコレステロール胆石症の成因に関する研究

コレステロール胆石症の成因のうち、胆石形成の第一段階であるコレステロール過飽和胆汁の生成機序の解明を行った。その結果、肝コレステロール生合成の律速酵素であるHMG-CoA reductase活性はコレステロール胆石症患者では健常例に比して有意に低下していた。また肝HMG-CoA reductase活性を正確に反映する血中メバロン酸濃度においても、患者では有意の低下が認められた。ところが肝ミクロソーム中コレステロール濃度は患者において有意に上昇しており、コレステロール過飽和胆汁の生成には内因性よりはむしろ食事性などの外因性コレステロールが重要であると考えられた。一方、胆汁酸代謝ではその生合成の律速酵素であるcholesterol 7α-hydroxylase活性は両群で有意な差を認めなかったが、胆嚢収縮能の良好な群および不良の群で比較を行うと、不良の群では良好の群に比してcholesterol 7α-hydroxylase活性は有意に高値であった。更に、肝cholesterol 7α-hydroxylase活性を正確に反映する血中7α-hydroxy-4-cholestene-3-one濃度においても同様であった。このことは、胆嚢収縮能の低下により胆嚢内胆汁酸プールの隔離がおこり、結果的には循環胆汁酸プールの減少をきたし、酵素活性の上昇および血中濃度の上昇をきたしていると考えられた。新しい肝酵素である27-hydroxycholesterol 7α-hydroxylaseの活性はHMG-CoA reductase活性と平行し、胆石患者では有意に低下していた。コレステロール胆石症におけるコレステロール過飽和胆汁生成には外因性コレステロールが主役であり、更に胆嚢収縮能の役割が重要であると考えられた。
プルキンエ細胞特異抗体を用いたプルキンエ細胞の発生と変性に関する研究

これまでヒト胎児19例,生後3日から2年末満の乳幼児脳11例,成人脳17例,神経症状を呈しない100才以上の超高齢者脳3例,脊髄小脳変性症7例,変性型ミオクローヌスてんかん9例,合計66例のヒト小脳を検索した。これらをプルキンエ細胞特異蛋白であるspot35蛋白の抗血清を用いて、免疫組織化学的に検索した結果、以下の点が明らかにされた。1.我々の用いた抗spot35蛋白抗血清は、ヒト中枢神経系のうち小脳プルキンエ細胞のみを特異的にかつその全構造を染め出すことが判明し、ヒトプルキンエ細胞の形態学的研究に極めて有力な武器になることが示された。2.胎齢15,18,22,24,25,27週のヒト小脳における未熟なプルキンエ細胞の形態像を明らかにすると共に、ヒトプルキンエ細胞の樹状突起は生後4ケ月で急速に発達し、後生後1年で、成人とほぼ同様の形態を示すことが明らかにされた。3.超高齢者の検索から、プルキンエ細胞の生理的老化変性過程では、樹状突起の末端部から脱落が始まり、主幹樹状突起,胞体へと進み、終には消失に至る過程が示された。4.プルキンエ細胞の病的変性過程では、プルキンエ細胞は、生理的老化変性過程におけると同様樹状突起の末端部から変性脱落し、順次胞体側へ進行してゆくことが示された。また、通常の染色標本では等しく残存していると表現されるプルキンエ細胞には、樹状突起や正常に近いものから種々の程度に変性したものまで種々の段階の変性過程にあるものが混在していることが示された。またspot35蛋白の消失は、細胞構造の消失に先行することが示唆された。5.小脳歯状核のグルモース変性の本態は、プルキンエ細胞の軸索終末の変化であることが明らかにされた。
芽胞(細菌胞子)の耐熱性機構の解明

芽胞の耐熱性機構を解明するため、静水圧による高圧下での芽胞の生死と酵素蛋白の構造変化、および高分子物質とジピコリン酸との関係を探るべく、以下の実験を行った。1.芽胞に対する静水圧の影響:枯草菌休眠芽胞は、4°C、1,0005,000kg/cm^2、1時間の加圧処理ではほとんど影響を受けなかった。それに対して、37°C、60°Cではメチレンブル-による染色性の獲得、光学密度の低下、ジピコリン酸やCa^<2+>の遊出、形態的には芽胞殻外殻の菲薄化・コルテックスの縮小化・コアの膨張と微細構造の明瞭化などの変化が起こり、生理的発芽に近い状態になってほとんどの芽胞が死滅することがわかった。2.芽胞酵素蛋白の抽出と精製および耐熱性機構の解明:発芽直後のエネルギ-代謝に重要なブドウ糖脱水素酵素の高圧下での耐熱性を調べるために、本酵素に対する抗体を作製して、芽胞に存在している2量体非活性型酵素の精製を試みている。本酵素サブユニットの一次構造から、親水性かつ抗原性の高い部分のペプチドを選んで作製した抗体では精製ができなかったが、市販のメガテリウム菌由来活性型酵素に対する抗体を用いた場合にはかなりの量の非活性型酵素が結合し、精製に使えることが最近になってようやくわかってきた。今後は、非活性型酵素へのジピコリン酸の結合が高圧下でより強く起こるか否か、耐熱性への影響はどうかについて詳細に検討する。3.ジピコリン酸結合高分子物質の検出と精製:芽胞に大量に存在するジピコリン酸の役割を明らかにする目的で、抗体を用いてジピコリン酸結合高分子物質の検索を試みている。その結果、休眠芽胞と発芽芽胞から440Kと230K、SDS処理すると70Kになる蛋白質をはじめて見つけた。現在、この物質の性質を詳細に検討している。平成2年度科学研究費で購入した分光光度計により、靜水圧下で高圧処理した芽胞の光学密度(OD)の低下や、OD低下に伴って遊出するジピコリン酸や蛋白質の定量を行っている。また、枯草菌芽胞ブドウ糖脱水素酵素を精製するために、分光光度計を使ってその活性を測定している。得られた実験成績は以下の通りである。1.枯草菌芽胞の各気圧(10005000)下、1時間の加圧処理4°C、10005000気圧の加圧処理ではODの低下は起こらず、メチレンブル-によってもほとんど染色されなかった。また、ジピコリン酸やCa^<2+>の遊出は認められず、蛋白質の遊出が僅か(数%)に認められたにすぎなかった。大部分の芽胞は生きていた。37°Cの加熱では、各気圧ともODの低下が著しく、ほとんどの芽胞がメチレンブル-により染色された。80%以上のジピコリン酸と70%以上のCa^<2+>が遊出し、蛋白質は3000気圧で最も高い遊出を示した。99%以上の芽胞が死滅していたが、完全ではなかった。60°Cでの加圧処理についても実験を進めているが、まだまとまった成績は得られていない。2.枯草菌

芽胞からのブドウ糖脱水素酵素の抽出と精製発芽直後のエネルギ-代謝に重要なブドウ糖脱水素酵素の高圧下での耐熱性を調べるために、本酵素に対する抗体を固定化したアフィニテイ-カラムクロマトグラフィ-を主要な方法として酵素の精製を進めている。しかし、まだ満足すべき結果は得られていない。3.高圧下におけるジピコリン酸とCa^<2+>のキレ-ト体のゲル化条件を変えて色々試みているが、まだゲル化に成功していない。平成3年度に得られた実験結果は以下の通りである。1.枯草菌芽胞の60°C、1時間の静水圧による加圧処理:枯草菌休眠芽胞を60°Cで、1,0005,000kg/cm^2、1時間加圧処理した時、昨年報告した37°Cの場合と同様に、メチレンブル-による染色性の獲得、光学密度の低下、ジピコリン酸やCa^<2+>の遊出など生理的発芽に似た変化が起こって、大部分の芽胞は死滅した。形態的には、37°C、60°Cともに芽胞殻外殻の菲薄化・コルテックスの縮小化・コアの膨張と微細構造の明瞭化など発芽に近い変化を示すとともに、5,000kg/cm^2では20%程度の芽胞にコア内膜の波状化と空胞化が認められた。2.枯草菌芽胞からのブドウ糖脱水素酵素の抽出と精製:平成2年度では、本酵素サブユニットの一次構造から親水性かつ抗原性の高い部分のペプチドを選び、それに対する抗体を作って芽胞中の2量体非活性型ブドウ糖脱水素酵素の精製を試みたが失敗した。平成3年度では、市販メガテリウム菌由来活性型酵素に対する抗体を作製するとともに、粗酵素抽出液を透析して精製を試みたところ、かなりの非活性型酵素が抗体に結合し、精製が可能になることが最高になってようやくわかってきた。ジピコリン酸存在下と非存在下、高圧条件下と平圧条件下における本酵素の耐熱性の差異を詳細に検討して、芽胞の耐熱性機構の解明に迫る。3.高圧下におけるジピコリン酸とCa^<2+>のキレ-ト体のゲル化:条件を変えて検討しているが、まだ満足すべき結果は得られていない。そこで、芽胞粗酵素抽出液中にはジピコリン酸結合高分子物質が存在するのではないかと考え、その物質の検索を試みた。その結果、休眠芽胞と発芽芽胞から440Kと230K、SDS処理すると70Kになる蛋白質が検出された。現在、この物質の性質を詳細に検討中である。
経済予測の合理性と予測者の所属業種の関係

平成20年度は、3年間の研究の集大成として、学術論文を執筆した。本研究課題では、「極端な予測を的中させれば世間の注目を集めるので、予測情報を顧客獲得などに利用している企業は、ある程度平均予測精度を犠牲にしても予測の差別化を図る」という仮説を日本の研究機関の実質GDP予測データ26年分を用いて検証した。この仮説を日本の景気予測に当てはめると、独立系の研究所が最も極端かつ最も不正確な予測をし、(予測値を主に社内で利用していると思われる)商社系の研究所が中庸かつ最も正確な予測、銀行系・証券系・生損保系の研究所が両者の中間に位置することが予想される。データを分析した結果、1.商社系と銀行系の研究所は、市場平均値に近い予測をする2.独立系の研究所は、市場平均値と大きく異なる予測をする3.商社系の研究所は、他社平均と比べて約0.06%ptsだけ平均予測誤差が小さい4.独立系の研究所は、他社平均と比べて約0.04%ptsだけ平均予測誤差が大きいという分析結果を得た。つまり、上記仮説は日本の研究機関の実質GDP予測データによって支持された。本研究は、上記仮説を支持する結果を得た最初の研究である。研究成果をまとめた論文は、として、経済予測に関する一流の査読つき学術雑誌に掲載された。
口腔マイクロビオータが及ぼす腸内マイクロビオータへの影響の解明

口腔内に存在する細菌やそれら細菌が産生する物質は唾液とともに絶えず腸管へと流入している。本研究は腸管に流入する口腔内細菌や口腔内細菌産生物質が腸内マイクロビオータに影響を与えるかについて検討するものであり、初年度は口腔内細菌が産生するバクテリオシン、特に抗菌活性が強く熱・酸に耐性であるランチビオテックスバクテリオシンが腸内マイクロビオータに影響を与えているかについて検討を行った。小児70人より採取した唾液由来の細菌DNAの解析結果から口腔内細菌中にランチビオテックスバクテリオシンを産生する細菌はStreptococcus mutansが認められた。また本菌が産生するランチビオテックスバクテリオシンの中で、Mutacin I/IIIおよびSmbを産生するS. mutansを保菌するヒトが確認できた。そこでMutacin I/IIIおよびSmbの消化酵素処理による抗菌活性への影響を確認したところ、高濃度のペプシンで処理を行っても抗菌活性への影響は認められなかった。またこれらランチビオテックスバクテリオシンが腸内マイクロビオータ構成細菌であるClostridium属細菌、Peptostreptococcus属細菌、Eubacterium属細菌に強い抗菌活性を示すことを明らかとした。次に70名小児の便より回収した細菌DNAを用いてメタゲノム解析を行った。Mutacin I/III産生S. mutans保菌者グループ、Smb産生S. mutans保菌者グループ、上記以外のS. mutans保菌者グループ、S. mutans非保菌者グループに群分けを行い腸内マイクロビオータの比較解析を行った。腸内マイクロビオータα-diversityがS. mutans非保菌者グループと比較してランチビオテックスバクテリオシン産生S. mutans保菌者グループで低下していることが明らかとなった。本年度および次年度においてこれまで得られている小児70名の唾液および便由来細菌DNAを用いてランチビオテックス産生細菌の同定、口腔内マイクロビオータ16Sメタゲノム解析、そして腸内マイクロビオータ16Sメタゲノム解析を行う予定であった。これらについては既に実施できている。メタゲノム解析により得られたデータは現在、Mutacin I/III産生S. mutans保菌者グループ、Smb産生S. mutans保菌者グループ、上記以外のS. mutans保菌者グループ、S. mutans非保菌者グループに群分けを行い、データ解析を行っている。ランチビオテックスバクテリオシン産生S. mutans保菌者では予想通り腸内マイクロビオータにおいて多くのグラム陽性細菌が属するFirmicutes細菌が減少し、腸内マイクロビオータ構成細菌の多様性が減少するという結果を得ることができた。その一方で唾液より分離したS. mutansで、Mutacin I/III、およびSmb以外の抗菌物質産生株存在することも確認できた。本年度はこうした未知の抗菌物質の同定、そして特徴付けを行い、より適した群分けによるメタゲノムデータ解析によりより信憑性の高いデータ解析を得られるようにする。腸管感染症原因細菌であるClostridioides difficileを腸内に保菌しているヒトが4名確認できた。これら4名のうち3名はMutacin I/IIIまたはSmb産生S. mutans保菌者であった。本年度はC. difficile保菌とランチビオテックスバクテリオシンが及ぼす腸内マイクロビオータとの観点からもメタゲノムデータ解析を行う。C. difficileが腸内に定着しやすくなる腸内細菌構成を明らかとし、減少する細菌種の同定を行うことでC. difficileの定着、増殖抑制効果のある腸内細菌が確認できる。候補となる細菌種に関してはin vitro連続流動培養により、C. difficileの定着、増殖抑制を確認する。またC. perfringens保菌者は15名、Staphylococcus aureus保菌者は30名確認できている。こうした病原性細菌とンチビオテックスバクテリオシン産生S. mutans保菌との関連性や、口腔内マイクロビオータとの関連について検討を行う予定である。