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金融部門からみたマレー・イスラーム型経済発展経路のモデルと動態

本年度は一昨年度、および昨年度に行った、イスラーム型動産担保貸付(Ar-Rahnu)に関する調査およびそこに基づく発表へのコメントをもとにしつつ、博士課程での研究の集大成として博士学位論文の執筆・提出を行った(11月提出)。同時に博士学位論文のなかで、マレーシアにおけるアンケート調査の結果をもとにした一章分について、その内容を9月に京都大学で開催された、イスラーム経済・金融をテーマとする国際会議(11th Kyoto-Durham International Workshop in Islamic Economics and Finance)で発表した。そこで、自らの研究領域であるイスラーム金融研究の第一線で活躍する英国ダラム大学の研究者たちに、議論のフレームワークからデータの扱い方まで質問、コメントをいただき、研究のブラッシュアップを行った。上記の会議で発表した内容やそこから得た知見を含め、マレーシアの信用制度におけるAr-Rahnuの役割を明らかにした論考を学術雑誌『イスラーム世界研究』に投稿・発表した(2018年3月発行)。また、2018年2月には、早稲田大学で開催されたグローバル関係学若手研究者報告会において博士学位論文の核となる内容を発表した。その発表に対して、主に国内で活躍するイスラーム地域研究・東南アジア研究者から、研究上のアドバイスや手法に関するコメントをいただき、今後の研究にとって指針ともなる知見を得た。今後、博士学位論文のなかの、ブルネイ・ダルサラームのイスラーム銀行業と開発に関する一章分の内容を、アジア政経学会の学会誌『アジア研究』へ投稿する予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。臨地調査については、8月11日10月12日の約2ヶ月間、マレーシアとブルネイ・ダルサラームにて行った。具体的には主にイスラーム型担保融資を提供する金融機関への訪問を通じた聞き取り調査、並びに顧客調査を実施した。そこでの調査結果の一部を踏まえて、マレーシアで開催された国際会議(6th International Symposium on Islam, Civilization, and Science)にて口頭発表を行った。加えて、そこで得られたコメントを反映しブラッシュアップした上で、報告書(Transformation of Socio-political Movements and Socio-economic Development in Middle East and Asia)に研究成果をまとめた。また、2月6日3月20日にマレーシアにて臨地調査を行い、金融機関に加えて中小企業への訪問を行い、それらの規模・特徴・属性や資金調達に関する聞き取り調査を行った。これは現代マレー世界におけるイスラーム金融システムの動態を説明する上で有意義な調査となった。2月に日本イスラム協会『イスラム世界』へ論文を投稿した(査読中)。調査ならびにその成果の発表ともに順調に進展している。臨地調査では予定していた金融機関並びに顧客への聞き取り調査、文献調査を実施することができた。また、その成果についても国内外の学会発表、ワークショップにて口頭発表を行い、そこで得られた知見を踏まえて報告書にてまとめることができた。論文については、今年度中に投稿を行い、現在査読中である。本年度の発表については、まず5月に開催された第32回日本中東学会年次大会にて、自らの研究対象であるイスラーム型担保融資について昨年度マレーシアで行った顧客調査をもとに口頭発表を行った。また同月、京都大学共同利用・共同研究拠点「東南アジアにおける商業銀行セクターの地域横断的大変容の実態把握」研究会において、基礎研究としてマレーシアの銀行部門の形成や特徴について口頭発表を行った。8月に英国ダラム大学で開催された国際会議(10th Kyoto-Durham International Workshop in Islamic Economics and Finance)では上記の中東学会での発表およびそこで得たコメントを参考に口頭発表を行い、さらにその後の質疑応答、コメントから研究のブラッシュアップを行った。10月に京都大学で行われた国際学会(7th International Symposium on Islam, Civilization and Science)では、後述のマレーシアでの臨地調査をもとに口頭発表を行い、マレーシア現地の研究者より有益なコメントを頂いた。加えて11月には2016年度アジア政経学会秋季大会にて、マレーシアと同様に研究対象地域であるブルネイ・ダルサラームのイスラーム金融部門の動向や同国の国家開発計画との関係性について口頭発表を行った。現在、そこでの発表内容をもとにアジア政経学会の学会誌『アジア研究』への投稿論文を執筆中である。臨地調査については、8月から9月の約1ヶ月間、マレーシアとブルネイ・ダルサラームにて行った。具体的には、大学・研究所等での文献調査、イスラーム型担保融資を提供する金融機関への訪問を通じた聞き取り調査、顧客調査を実施した。2月にも約2週間、マレーシアへ渡航し、上の金融サービスに関して、各省庁への聞き取り調査、文献調査を行った。研究活動およびその発表について、順調に進展している。まず、研究活動についてはマレーシア(2回)、ブルネイ・ダルサラーム(1回)でのフィールドワークによって、現地語を用いて金融機関や現地の大学などの研究機関において、顧客調査と資料収集を実施した。これによって、研究課題の解明へ向けて、豊富なデータ収集を行うことができた。次に研究発表に関しては、国際会議や国内学会においてフィールドワークにもとづく研究報告を行うことができた。自らの発表に向けられた参加者のコメントによって、自らの研究の方向性をより明確に規定できるようになった。したがって、これらの研究活動およびその発表は、自らが定めた研究課題の解明に対して貢献できるだけでなく、従来の研究の新地平を開く上で大いに期待できるものとなった。

本年度は一昨年度、および昨年度に行った、イスラーム型動産担保貸付(Ar-Rahnu)に関する調査およびそこに基づく発表へのコメントをもとにしつつ、博士課程での研究の集大成として博士学位論文の執筆・提出を行った(11月提出)。同時に博士学位論文のなかで、マレーシアにおけるアンケート調査の結果をもとにした一章分について、その内容を9月に京都大学で開催された、イスラーム経済・金融をテーマとする国際会議(11th Kyoto-Durham International Workshop in Islamic Economics and Finance)で発表した。そこで、自らの研究領域であるイスラーム金融研究の第一線で活躍する英国ダラム大学の研究者たちに、議論のフレームワークからデータの扱い方まで質問、コメントをいただき、研究のブラッシュアップを行った。上記の会議で発表した内容やそこから得た知見を含め、マレーシアの信用制度におけるAr-Rahnuの役割を明らかにした論考を学術雑誌『イスラーム世界研究』に投稿・発表した(2018年3月発行)。また、2018年2月には、早稲田大学で開催されたグローバル関係学若手研究者報告会において博士学位論文の核となる内容を発表した。その発表に対して、主に国内で活躍するイスラーム地域研究・東南アジア研究者から、研究上のアドバイスや手法に関するコメントをいただき、今後の研究にとって指針ともなる知見を得た。今後、博士学位論文のなかの、ブルネイ・ダルサラームのイスラーム銀行業と開発に関する一章分の内容を、アジア政経学会の学会誌『アジア研究』へ投稿する予定である。本年度の調査で明らかになった点から浮かび上がった問題意識をもとに、再び臨地調査を行い、データ収集を目指す。また、同時並行して、学会発表、ワークショップにて口頭発表を行い、それを通じて研究内容のブラッシュアップを測る。加えて、これらの結果をもとに学術雑誌へ論文を投稿する。本研究課題の解明に向けて、これまでに行った顧客調査、文献調査で収集したデータの分析を行い、その結果を適時、論文、口頭発表を通じてアウトプットを行うようにする。具体的には、学術誌への論文投稿、国内・国外で行われる学会発表、ワークショップにおける口頭発表を行うことを予定している。29年度が最終年度であるため、記入しない。
抗体産生不全症における新たな病態の解明と臨床像との関連

高IgM症候群の、II型は常染色体劣性の遺伝形式をとり、activation-induced cytidine deaminase(AID)遺伝子の異常による。我々は、高IgM症候群のII型について、AIDのC-末のR190X変異が、dominant negative変異として作用するため、常染色体優性の遺伝形式をとることを報告してきた。今回、R190X変異を有する母と二人の子供について、検討をおこなった。同一の遺伝子変異を有するにも関わらず、母は高IgMのパターンを示したが、子供の免疫グロブリン値は正常範囲内であった。このことは、R190X変異のみでは高IgM免疫不全症のパターンをとらないことを示唆している。高IgM免疫不全症のパターンになるにはAID以外の他の遺伝的要因の関与または、環境要因の関与が考えられる。また、一旦、IgGにクラススイッチした記憶B細胞の維持には、AIDの働きが関与していることが示唆された。IgA欠損症は比較的頻度の多い先天性免疫不全症であるが、その病態は明らかでない。近年、IgA欠損症の病因としてTACI(calcium-modulator and cytophilin ligand interactor)遺伝子異常が報告された。そこで、IgA欠損の病態を明らかにするため、IgA1, IgA2サブクラスの遺伝子、タンパク発現の検討をおこなった。さらに、定常部領域の遺伝子欠失について検討した。その結果、低IgA血症患者のなかに、本邦2例目のIgA1遺伝子欠損症を同定した。この家系を解析したところ兄も弟と同様にIgA, IgG2, IgG4, IgEの低値を示した。遺伝子解析を行ったところ、弟と同様に免疫グロブリン重鎖定常部領域にCα1-Cγ2-Cγ4-Cεの大きな遺伝子欠失を認めた。IgAは検出可能であり、1020mg/dlを推移していた。IgAのサブクラスを検討したところ、すべてがIgA2に由来するものであった。このことから、IgA1遺伝子欠損であっても、通常のIgAの測定では、軽度低下を示す場合があること、軽度なIgA低下を示す(parial IgA deficiency)患児のなかにIgA1遺伝子欠失を有する場合があることが明らかになった。また、TACIが正常でありIgA遺伝子欠失を伴わないIgA欠損症の場合、IgA1、IgA2の両方のサブクラスの発現が低下していた。このことから、両方のサブクラスの発現にかかわる、共通のシグナルまたは転写調節因子の障害により、IgAの発現誘導の低下が生じることを示唆された。伴性劣性無ガンマグロブリン血症(XLA)はB細胞分化に必須のBTKタンパクの異常により、成熟B細胞が欠損することから、無ガンマグロブリン血症、易感染を示す。成人XLA患者において、難治性の胸膜炎とそれに伴う高エンドトキシン血症呈した患者の病態につき解析すると共に、XLAがエンドトキシンに対して低感受性である機構を解析した。頻回に発熱、CRP上昇と、持続的な高エンドトキシン血症を認めた症例を対象とした。本症例では、通常の培養では結核菌も含めて検出することができなかったため、胸膜病変を外科的に摘出し、病理像とBroard-range PCRを行った。今までヒトでの感染の報告がなかったHelicobacter equorumの遺伝子を検出し、さらに、in situ hybridizationにより、胸膜病変に陽性のシグナルを検出した。組織像は器質化肺炎の像を示したが、Helicobacter equorumの持続感染による器質化肺炎の可能性が考えられた。本症例では持続的に高エンドトキシン血症が認められたが、エンドトキシンショツクは認められなかった。BTKタンパクはTLRsの下流に存在するMalなどのリン酸化を介して、TLRsのシグナル伝達に関与していると考えられる。本症例では、BTKの異常によりTLRsのシグナル伝達が障害され、TNF-αなどの炎症性サイトカインの産生低下により、エンドトキシンに低感受性である可能性が考えられた。高IgM症候群は、いくつかの病態からなる。そのうち、伴性劣性の遺伝形式を有するCD40L遺伝子の異常によるI型と常染色体劣性の遺伝形式をとるactivation-induced cytidine deaminase(AID)遺伝子の異常によるII型が主なものである。

今回、R190X変異を有する母と二人の子供について、検討をおこなった。母の免疫グロブリン値はIgMが高値でありIgG, IgA, IgEは低値を示し、典型的な高IgM免疫不全症のパターンを示した。麻疹罹患時に、抗麻疹IgM抗体が上昇の後、抗麻疹IgG抗体が陽性になった。しかし、その後IgG抗体は消失し、IgM抗体は持続的に陽性を示すという特異なパターンをとっている。しかし、同一の遺伝子変異を有するにも関わらず、二人の子供の免疫グロブリン値は、正常範囲内であった。麻疹のワクチン接種後、抗麻疹IgG抗体は持続的に陽性を示しており、正常な反応を示している。IgM重鎖遺伝子の体細胞突然変異の割合は、母子ともに、やや健常人より低下傾向を示したが、保たれていた。以上の結果は、R190X変異のみでは高IgM免疫不全症のパターンをとらないことを示唆している。高IgM免疫不全症のパターンになるにはAID以外の他の遺伝的要因の関与または、環境要因の関与が考えられる。また、一旦、IgGにクラススイッチした記憶B細胞の維持には、AIDの働きが関与していることが示唆された。以上より、本症例の検討を通してAIDの新たな機能が示唆された。
酸化物系ナノチューブの高次構造チューニングによる物理光化学機能の深化と体系化

酸化物半導体ナノチューブ材料を高効率高次環境保全・エネルギー創製など次世代型サステナブルシステムへ適応しうる多機能集積型材料化することを目的とした研究を進め、下記の成果を得た。酸化チタンナノチューブ(TNT)に結晶格子構造制御法を適用し、多様な元素固溶を実施した。その結果、遷移金属元素や希土類固溶TNTの合成に成功し、光触媒特性と分子吸着性に優れることを見いだした。さらに、元素固溶により可視光応答性光触媒機能が付与出来ること、およびその特性が共固溶により向上することを見いだし、その機構を解明した。TNTと無機化合物や高分子とのナノ複合化プロセスを探索し、低次元ナノハイブリッド型材料創製を行った。低次元構造を持つカーボンナノチューブ(TNT)およびグラフェンを共存合成させることで、CNTを核としてTNTが取り囲んだ一次元型CNT/TNTコアシェル型ナノ複合構造、および2次元平面型ナノ複合構造体の創製に成功し、電子顕微鏡により構造特異性を検証した。これら炭素/酸化物ナノチューブ複合材料が優れた分子吸着能や光触媒特性を示すことを見いだした。過酸化水素処理TNTの構造および機能を検証し、表面化学構造変化がその着色および可視光吸収特性発現の原因であることを解明し、この結果極めて大きなバンドギャップ減少が発現することを見いだした。化学処理による可視光応答性TNTの光触媒反応および分子吸着特性が優れることを検証すると共に、金属ナノ粒子を光還元法で担持できること、これにより触媒特性がさらに向上することを見いだした。表面を有機処理したTNTについて、生体細胞へ与える影響を調べ、光照射により細胞成長および細胞死が生じることを見いだし、生体・医療用材料としてのポテンシャルを検証した。本研究は目的達成のために、大別して、材料創製・構造機能チューニング、および構造解析・機能評価解析検証の2つのフェーズにより研究を推進している。材料創製プロセスステージでは原子(結晶)構造レベルのチューニングならびに多様な結合様式を持つ材料とのナノレベルハイブリッド構造化に成功しており、前者では多様な元素固溶により光化学と物理化学機能の融合および同時改善や可視光応答性付与に成功するなど、材料合成と機能検証が順調に進んでいる。異種材料とのナノハイブリッド化では、炭素材料や高分子との複合化に関する実験研究を進めており、ユニークな形態でかつ低次元性を持つ材料創製に成功し、その機能が優れることを実証しているなど、概ね計画通りに進んでいる。但し、ナノチューブとナノ炭素および金属との複合材料の構造観察・解析の結果、炭素は予想以上に複雑な低次元レベルで複合化しており、さらに化学結合性が通常にない状態である可能性が明らかとなった。このため、ナノ構造および結合状態の更なる解析を行うと共に、その知見を元に合成実験を行うために計画を一部見直した(繰越を含む)。この結果、炭素とナノチューブ間には複合様式により強い化学結合が生成する可能性があること、ナノ金属担持の場合、プロセス条件により多彩な原子価状態でナノ粒子が析出することなどの知見が得られた。研究計画に従った各フェーズ(材料創製・構造機能チューニング、および構造解析・機能評価解析検証)ごとに研究を引き続き進める。特に本研究では低次元酸化物ナノマテリアル材料へ、物性ー特異ナノ構造相関に基づく物理光化学的機能などを協奏的・相乗的に発現・集約させると共に、その光化学的・物理化学的などの高次機能性発現メカニズムを解明することで、次世代型サステナブルシステムへ適応しうる多機能インテグレーション材料を創出することを目的としている。これに基づき、研究期間中期では材料創製フェーズの最適化と新たな展開研究を更に進めると共に、解析検証フェーズは特異機能(光化学および電気化学機能)の更なる検証と機構解明に向けた整理・方向付けを行う。加えて計画記載の研究分担者による研究項目の推進、連携研究者による支援に加え、これまで連携してきた関連分野における内外の研究者との情報交換・意見集約および共同での研究を引き続き進める。特に、構造解析・機能評価解析検証フェースに関連する項目については助言・サポートに加え、センシング機能評価などを含めたナノ電気物性機能評価、光機能解明のための分光学的分析の実施を行う。さらに構造解析については、大型放射光施設の利用およびデータの解析を国内外の研究者による助言も含めて実施する。さらに構造解析・機能評価解析検証フェースでは、環境・エネルギーシステム化のための材料の構造化やそれに向けたプロセス設計についても引き続き進めると共に、材料・デバイス関連企業などの研究者からも助言を受けるなどを行いながら進める。その結果、CrやV、Nb、Ruなどの元素固溶TNT合成に成功し、固溶状態の差異、光学的性質および光化学特性の特徴を解明した。また固溶により可視光域に吸収帯生成を認め、可視光応答性光触媒機能の付与を確認した。同じ低次元構造を持つカーボンナノチューブ(TNT)を共存合成させることで、CNTを核としてTNTが取り囲んだ一次元型CNT/TNTコアシェル型ナノ複合構造を創製することに初めて成功し、電子顕微鏡により構造特性の解析を行うと共に、本材料が優れた分子吸着能や光触媒特性を示すことを見いだした。

一方、TNT/アニリンモノマー系に紫外光照射することで重合反応し、TNT/ポリアニリンナノハイブリッドが生成できることを初めて見いだした。この反応では高次なTNT/モノマー相互作用による一次構造化に次いでTNT光化学反応誘起の重合が進むことが推定され、新たな反応経路およびナノハイブリッド材料創製が可能なことを示した。TNTに過酸化水素を処理することでTNTに着色する現象を初めて認め、これはTNTの極めて大きな比表面積に由来し、TNT結晶構造が修飾されたことによるものであること、結果としてバンドギャップが大きく減少し、可視光応答性光触媒反応が発現することを初めて見いだした。さらにTNTおよび関連構造体の基礎的な生体適合性検証などを行い、構造由来の優れた性質を持つことから生体・医療用材料としてポテンシャルを持つことを検証した。本研究では目的の達成のために、大別して、材料創製・構造機能チューニング、および構造解析・機能評価解析検証の2つのフェーズにより研究を実施している。材料創製プロセスステージでは原子(結晶)構造レベルのチューニングならびにナノレベルハイブリッド構造化を実施しているが、前者では多様な元素固溶により光化学および物理化学機能を制御した材料の合成と機能検証が順調に進んでおり、可視光応答性材料を得る事に成功している。また、異種材料である無機化合物や高分子との融合(ナノハイブリッド化)では、炭素材料や高分子との複合化に関する実験研究を進めており、これまでに想定した多様な形態での材料が得られている。但し、研究の過程で当初の予想に反し、モノマーが特異なナノチューブ構造の結晶構造と特異的相互作用を行った上で光照射重合している可能性が認められ、これについては追加の検証などを行うことで、その本質解明などを行っているほか、生体適合材料・医療材料としてもポテンシャルを持つとの基礎的な知見を得た。材料の構造機能評価フェーズでは、合成した多様な材料を高分解能電子顕微鏡等により精査解析することで、化学的・結晶学的構造や低次元ナノハイブリッド構造の特異性などの解析検証は概ね順調に進んでいる。更に基礎物性・機能評価についても多様な条件での光触媒特性評価を進めており、可視光応答性の検証と特徴解明など概ね計画通りに進んでいる。更に一部機能評価については、研究分担者・協力者に加え、国内外の研究者の助言やサポートを受けながら評価方法の逐次検証と一部実験項目の追加を含めて進めている。酸化物半導体ナノチューブ材料を高効率高次環境保全・エネルギー創製など次世代型サステナブルシステムへ適応しうる多機能集積型材料化することを目的とした研究を進め、下記の成果を得た。酸化チタンナノチューブ(TNT)に結晶格子構造制御法を適用し、多様な元素固溶を実施した。その結果、遷移金属元素や希土類固溶TNTの合成に成功し、光触媒特性と分子吸着性に優れることを見いだした。さらに、元素固溶により可視光応答性光触媒機能が付与出来ること、およびその特性が共固溶により向上することを見いだし、その機構を解明した。TNTと無機化合物や高分子とのナノ複合化プロセスを探索し、低次元ナノハイブリッド型材料創製を行った。
アメリカ文学におけるドメスティック・イデオロギーの流通と定着、多様性について

本研究では、ドメスティシティという概念がいかに広範に19世紀米国社会の文化形成にかかわっていたかを検討するため、「白人女性文化」という支配的枠組みに抗して、黒人男性作家の家庭小説にみられるドメスティシティ分析を主眼とした。その結果、ドメスティック・イデオロギーが人種・ジエンダー・階級を横断して多様な人びとに共有あるいは流用されていたこと、また。このイデオロギーが個別の場において特殊な文化的政治性を持ちうることが論証された。本研究の的は19世紀アメリカにおけるドメスティック・イデオロギーの流通と定着、およびその多様性について分析し、ドメスティシティという概念がいかに広範にアメリカ社会の文化形成にかかわっていたかを綿密に検討することである。ドメスティシティにかんする研究の多くが「白人・女性・中流階級」の文化や政治性に制限されてきたのにたいし、本研究は黒人男性作家の家庭小説を中心的に分析することによって、ドメスティシティが人種・ジェンダー・階級を横断して多様な人びとに共有あるいは流用されていたこと、また、このイデオロギーが個別の場においてそれそれ特殊な文化的政治性を持ちうることを論証する。本研究で対象となった黒人男性作家によるテクストは、フランク・J・ウェッブの『ゲーリー家と友人たち』(1857)である。ドメスティック・イデオロギーとは19世紀アメリカ社会において家庭の内と外を分断する境界線、男女の領域を分界するレトリックとして認識されているように、その基盤は「家庭」という秩序化された女性の領域にある。ウェッブの小説には、表層的にそのような白人中流階級の家庭を模倣した黒人中流家庭が描かれているようにみえ、その描写は従来、白人の価値観の追従として非難されてきが、今回の考察により、実際にはたんなる模倣を超えた黒人独自の「黒人ドメスティシティ」が形成されていることが明らかにされた。テクストにおける黒人家庭は奴隷制や異人種間混淆という「汚濁」を排除しながら、人種暴動を契機にその「ホーム」は「要塞」、すなわち、自由黒人の処遇をめぐる人種闘争の場と化し、黒人ドメスティシティがアメリカ的市民性を付与するためのプロセスおよび空間となっているというあらたな視座がもたらされている。本研究の目的は、19世紀米国におけるドメスティック・イデオロギーの流通と定着、およびその多様性の分析を通し、ドメスティシティという概念と米国社会の文化形成の関係を綿密に検討するにことある。ドメスティシティ研究の多くが白人女性の文化や政治性に制限されてきたのにたいし、本研究は黒人男性作家の家庭小説を主軸に分析することにより、ドメスティシティが人種・ジェンダー・階級を横断して多様な人びとに共有あるいは流用されてきたこと、また、このイデオロギーが個別の場においてそれぞれ特殊な文化的政治性をもちうることを論証した。本研究で対象となったテクストは、フランク・J・ウェッブの『ゲーリー家と友人たち』(1857)である。ドメスティック・イデオロギーは、19世紀米国社会において家庭の内外を分断する境界線として、つまり、男女の領域を分界するレトリックとして認識されているように、その基盤は「家庭」という秩序化された女性の領域にある。ウェッブの小説には、そのような白人中流階級家庭を模倣した黒人中流階級家庭が表層的に描かれ、従来その描写は白人価値観の追従として非難されてきたが、実際には白人の模倣を超えた黒人独自の「黒人ドメスティシティ」の形成が認められたのである。テクストにおける黒人家庭は、奴隷制や異人種間混淆という「汚濁」を排除しながら、人種暴動を契機に「家庭」から「要塞」への変貌を遂げ、家庭という私的・生活空間が、自由黒人の処遇をめぐる人種闘争の場と化すことが明らかにされている。さらには、黒人ドメスティシティがアメリカ的市民性を付与するためのプロセス、および空間となっているという新たな知見をも得るにいたった。
炭化ケイ素半導体を基板とする放射線検出器開発のための誘起電荷評価

耐放射線性炭化ケイ素(SiC)粒子検出器開発に必要な基礎データとして、ベータ線、アルファ線及びイオン入射により、SiCダイオードに発生する電荷の収集効率(CCE)を調べた。アルファ線等では、ほぼ100%のCCEを観測しSiCの検出器応用の有効性を実証した。一方、Niのような重イオンではSiCの物性に起因するCCEの低下が見出された。更に、電子線等により損傷を加えたSiCダイオードのCCE低下を調べ、優れた耐性を明らかにした。P型六方品炭化ケイ素(6H-SiC)エピタキシャル基板上にリンイオンの高温(800°C)注入及び1650°C熱処理(Ar中、5分間)を行いn^+型領域を形成することでn^+p接合ダイオードを作製した。作製したダイオードに618MeVのエネルギーの酸素(o)、シリコン(Si)、ニッケル(Ni)、金(Au)イオンを入射し、単一イオン入射によるイオンビーム誘起過渡電流(TIBIC)測定を行った。得られたTIBICシグナルを時間積分することで電荷収集効率(CCE)を調べたところ、O,Siの場合は100%近いCCEが観測され、作製した6H-SiC n^+pダイオードが粒子検出器として有望であることが見出された。一方、Ni,Auとイオンが重くなるに従いCCEが80%、50%と低下していくことが観測された。Kobetch及びKatzにより提唱された理論(KK理論)に基づきイオン入射によりSiC中で発生する電荷(電子-正孔対)の濃度及び分布を見積もったところ、イオントラックの中心付近での電荷濃度は、Auの場合0に比べ100倍程度高濃度である10^<25>/cm^3オーダーとなることが見出された。このような高濃度電子-正孔対プラズマ中では空乏層内の電界が弱められるとともに再結合確率が増加することが考えられるので、NiやAuイオン入射で観測されたCCEの低下は重イオン入射により発生した高濃度電子-正孔対のプラズマ内再結合が原因であることが示唆される。Lまた、数百MeV級のイオン入射によるTIBIC測定を可能とするため、コリメート及び収束型マイクロビームを用いた半導体素子の評価装置を整備し、シリコン(Si)pinダイオードを用いた動作確認及びTIBICシグナルの取得に成功した。P型六方晶炭化ケイ素(6H-SiC)エピタキシャル基板上にリンイオンの高温(800°C)注入及び1650°C熱処理(Ar中、5分間)を行いn^+型領域を形成することでn^+p接合ダイオードを作製した。作製したダイオードに618MeVのエネルギーの酸素(O)、シリコン(Si)、ニッケル(Ni)、金(Au)イオンを入射し、単一イオン入射によるイオンビーム誘起過渡電流(TIBIC)測定を行い、得られたTIBICシグナルを積分することで電荷収集効率(CCE)を求めた。1.昨年見出したAuやNi入射でのCCEの低下に関して、イオン入射により誘起される高濃度プラズマ(電子-正孔対)内でのAuger再結合を考慮することで解釈できることを明らかにした。2.作製したn^+pダイオードにガンマ線または1MeV電子線を照射することで損傷を導入し、Oイオン入射を用いたTIBIC測定を行うことでCCEに及ぼす損傷の影響を調べた。その結果、1MeV電子線5x10^<15>/cm^2後にはCCEが83%に低下(初期93%)することが判明した。また、CCEのダイオード印加電圧依存性を解析することで拡散長を求めたところ、1MeV電子線照射量の増加に従い減少していくことが明かとなった。さらに、損傷を非オン化エネルギー損失(NIEL)で解析したところ、拡散長の低下がNIELでスケーリングできることが見出された。3.厚膜エピタキシャル付SiC上にn^+p接合ダイオードを作製し、Amからのアルファ線、Sr(Y)からのベータ線の検出を試みたところ、アルファ線に関してはほぼ全量の検出に成功した。また、ベータ線にも反応を示し電荷収集が観測されることが見出された。pまたはn型六方晶炭化ケイ素(6H-SiC)エピタキシャル基板上に800°Cでのリンまたはアルミ高温イオン注入及びAr中熱処理(1650または1800°C)を行いn^+またはp^+型領域を形成することでn^+pまたはp^+n接合ダイオードを作製した。作製したダイオードに454MeVのエネルギーのO、Si、Ni、Au、N、Ne、Ar、Kr、Xeイオンを入射し、電荷収集効率(CCE)を評価することで以下の結果を得た。

1.n^+p及びp^+nダイオードでCCEに関する有意差は見られず、両者とも検出器へ応用可能であることが判明した。2.昨年見出した、MeV級のNiやAuイオン入射により誘起される高濃度プラズマ(電子-正孔対)内でのAuger再結合によるCCE低下について、数百MeV級のKrやXeイオン入射でも発生することを明らかにした。3.作製したSiCダイオードにガンマ線、1MeV電子線または65MeV陽子線を照射することで損傷を導入し、Oイオン入射を用いたTIBIC測定を行うことでCCEに及ぼす損傷の影響を調べたところ、CCEの損傷係数が損傷の指標である非オン化エネルギー損失(NIEL)でスケーリングできることを見出した。さらに、基板のキャリア濃度減少もNIELを導入することで統一的に表されることが判明した。4.エピタキシャル膜96μm厚SiC基板上に1mmφ電極のダイオードを作製したところ、Amからのアルファ線の検出には成功したが、ベータ線及びX線に関しては検出できなかった。検出には、更にエピ膜が厚く、径の大きなダイオードを作製する必要があると結論できた。
南極線虫、クマムシの乾燥・凍結耐性遺伝子の探索と解析

乾燥・凍結に耐性を持つ南極クマムシActuncusantarcticusのゲノム解析を行い、総塩基数28.9 Gbの配列を得た。これにより完成したミトコンドリアの全長配列(14.4 kb)の解析結果を、国際的科学雑誌Mitochondoriaに投稿するべく、現在、論文の準備を進めている。一方、本来の目的であったクマムシの核ゲノム配列については、細菌ゲノム配列の混入のために完成には至らなかった。そこでクマムシの無菌化を行い、餌のクロレラとの二者培養の系を確立した。これによりクマムシの高純度の長鎖ゲノムDNAを調整することが可能になり、10x genomics社のchromium、並びにPacBio社のRSIIによる完全長ゲノムの決定を開始する準備が整った。さらに、南極線虫Panagrolaimus davidiから得られた乾燥・凍結耐性遺伝子の候補遺伝子LEAを、実験モデル生物Caenorhabditis elegansに遺伝子導入し、本来、乾燥感受性の生物であるC. elegansに乾燥耐性を付与することに成功した。これは耐性遺伝子の実用的な応用に大きなインパクトを持つ結果だと考えている。また、乾燥耐性との強い関連を持つ高温耐性生物(温泉に生息する)について、2報の論文を発表した。以上のように、数々の困難を乗り越え、研究のは好ましい方向に向かっていたが、残念ながら研究を続けるポストに就くことができず、科研費申請資格を喪失し、本研究を中止することになった。成果を期待され研究費を交付された研究を全う出来ず、慙愧の念に堪えない。現在、これまでに整備した実験材料や研究成果を活かせるよう、これまでの共同研究者と調整を行っている。乾燥・凍結に耐性を持つ南極クマムシActuncusantarcticusのゲノム解析を開始し、現在までにミトコンドリア全長配列(14,421 bp)のアセンブルを完成させた。この結果、A. antarcticusのミトコンドリアゲノムのGC含量は30.3%で、13個のタンパク質遺伝子、22個のtRNA、2個のrRNAをコードすることが判明した。全長サイズや、AT含量、遺伝子数に加え、tRNAの二次構造などは、近縁の生物に類似していた。配列を細かく調べると、ミトコンドリアゲノムの一方の鎖(N鎖)のタンパク質をコードする遺伝子の3文字目のコドンの塩基は、AよりTを、CよりGを多く持つ傾向にあり、これはミトコンドリアのゲノム複製が非対称であり、N鎖ではDNA複製が遅れて始まることに起因することが示唆された。また、タンパク質をコードする遺伝子のコドン2文字目はTである頻度が高かった。これは2文字目がTであるコドンがコードするアミノ酸はPhe, Leu, Ile, Met, Valなどの疎水性アミノ酸であり、疎水的環境であるミトコンドリア膜で機能するため、疎水性アミノ酸の使用頻度が高くなったことが原因と推察される。ミトコンドリアの全タンパク質のアミノ酸配列から作成した系統樹は、これまでに18S rRNA配列や、形態解析から推定されたものと良く一致していた。一方、ミトコンドリア遺伝子の並び順・方向からは、近縁であるHypsibiusより遠縁であるThuliniaの方が近いように見えたが、これはHypsibius属でのみ遺伝子再構成が起こった可能性が示唆された。現在、以上の内容について論文化を進めている。クマムシゲノムの解析は、イルミナ社のHiSeq2500を用い、平均リード長541 bp、1.15億リードの解析(総塩基数: 28.9 Gb)を行った。しかし、この際、大きな問題となったのは、細菌ゲノム配列の混入であった。細菌に由来すると考えられる配列を除いたデータを用いた場合のscaffold数は6,348、最大scaffoldは400 kb、scaffoldのN50が72.4 kbという結果となった。本計画では、この生物が持つ遺伝子セット、および転写産物の全貌をつかむためのドラフトゲノムの完成を目指していたので、この結果は全く満足行くものではない。南極クマムシを大量に得るためにもっとも効率が良かった飼育法は、コケから抽出されたシアノバクテリア、緑藻を含む、微生物の混合物を餌にして育てることであった。当然、ゲノム抽出の前に、クマムシをよく洗浄し、絶食させることで腸内のバクテリアを除いたが、それが十分ではなかったものと思われる。混入していた細菌のゲノム配列は、Janthinobacterium属や、Pseudomonas属、特に南極環境に生息する細菌の配列に類似しており、これらの混入細菌は実験室環境に由来するものではなく、南極環境を模した飼育環境に由来することが考えられた。別種のクマムシゲノムの解析では、Boothbyらによって、Hypsibius dujardiniのゲノムのうち、約1/6が遺伝子の水平伝播に起因するという論文が提出されたが(2015, PNAS 112: 15976)、その後、Koutsovoulosらによって、この結果は最近ゲノムの混入による誤りではないかとする論文が発表された(2016, doi: 10.1073/pnas.1600338113)。これは、クマムシゲノムの解析の困難さを示すと言えよう。

これにより完成したミトコンドリアの全長配列(14.4 kb)の解析結果を、国際的科学雑誌Mitochondoriaに投稿するべく、現在、論文の準備を進めている。一方、本来の目的であったクマムシの核ゲノム配列については、細菌ゲノム配列の混入のために完成には至らなかった。そこでクマムシの無菌化を行い、餌のクロレラとの二者培養の系を確立した。これによりクマムシの高純度の長鎖ゲノムDNAを調整することが可能になり、10x genomics社のchromium、並びにPacBio社のRSIIによる完全長ゲノムの決定を開始する準備が整った。さらに、南極線虫Panagrolaimus davidiから得られた乾燥・凍結耐性遺伝子の候補遺伝子LEAを、実験モデル生物Caenorhabditis elegansに遺伝子導入し、本来、乾燥感受性の生物であるC. elegansに乾燥耐性を付与することに成功した。これは耐性遺伝子の実用的な応用に大きなインパクトを持つ結果だと考えている。また、乾燥耐性との強い関連を持つ高温耐性生物(温泉に生息する)について、2報の論文を発表した。以上のように、数々の困難を乗り越え、研究のは好ましい方向に向かっていたが、残念ながら研究を続けるポストに就くことができず、科研費申請資格を喪失し、本研究を中止することになった。成果を期待され研究費を交付された研究を全う出来ず、慙愧の念に堪えない。現在、これまでに整備した実験材料や研究成果を活かせるよう、これまでの共同研究者と調整を行っている。今回の最大の問題はクマムシゲノム配列解析の中に混在した細菌に由来する配列であった。この問題を解消するためにクマムシの無菌化と餌となる細菌の単離を行った。クマムシの無菌化のためには、各種の抗生物質、アルカリ、次亜塩素酸などの処理を検討し、クマムシ卵は生存し真菌や細菌などは死滅するような条件を見つけた。また餌となるシアノ細菌の分離もこれと平行して行い、複数の単離株を樹立した。現在これらを組み合わせて、二者培養を進めている。この方法により、ゲノム解析中から、多数の細菌に由来する配列はほぼなくなることが期待できる。さらに餌に細かい粒状のシアノ細菌を使う事で、クマムシを洗浄する際に、藻類や菌糸などがクマムシの体に付着したり、塊になってフィルターに残ってしまう問題も解決出来る。以上により、大量に、純粋にクマムシだけを集めることが可能となると考えている。これによって得られた長鎖ゲノムDNAは、イルミナ社のHiSeqによる解析だけではなく、PacBio社のRSIIによる解析、さらにFosmidの構築にも用いて、信頼出来るゲノムの作成を進める。南極クマムシのゲノム解析は、本研究計画の中で最も時間がかかると考え先行させていたが、今後はこれまで行って来た南極線虫Panagrolaimus davidiの乾燥・凍結耐性遺伝子の候補遺伝子LEAの解析を積極的に進める。具体的には、精製タンパク質を用いた生化学的(in vitro)解析と、C. elegansへの遺伝子導入による生体内(in vivo)解析との両面からの機能解析によって、タンパク質や脂質二重膜の保護機能や凍結耐性などに関与する可能性を調べる。
ブタを足場としての再生医療とバイオ臓器の開発における内在性レトロウイルスの制御

ブタを足場としてヒトの臓器を作らせる再生医療、およびバイオ人工臓器の開発には、今もブタ内在性レトロウイルス(PERV)が大きな問題になっている。目的はPERV感染の無い、あるいは殆ど無いブタを作る事である。Knockdown(KD)の方法には、ZFN法、TALEM法、CRISPR/Cas9法が知られている。このうちCRISPR/Cas9法は非常に簡便で、既にUSA/Chinaの会社がこの方法でPERVのKOに成功したことを報告している。しかし、CRISPR/Cas9法自体はその特許が世界的に問題となり、多くのベンチャーグループはこれを使うことを回避している。我々も他の方法を開発し、PERVのKOに望むことを検討した。まずは、新しいCRISPR法を検定すべく、既に過去ブタの細胞やブタ個体でKOをかけた経験のあるalpha-Gal転換酵素(a-GalT)遺伝子のKOから試みることにした。その機能ドメインであるExon9をtargetに5`側に一箇所、3'側に一箇所siteを設定し、同じくU6のpromoterに組み込み、ブタ線維芽細胞を用いて、新しいCRISPR法でa-GalTのKOを試みた。しかし、細胞に対する毒性が強く、a-Galの発現の低下は認めたものの、細胞の状態が悪化し、クローン化に既に何度も失敗している。また、遺伝子導入が比較的容易な血管内皮でも試みたが同じく細胞障害性が強く、現時点でもクローン化に成功していない状態である。新しいCRISPR法の検定の困難性新しいCRISPR法を応用して、PERVのKOに取り込む。今回のPERVの制御に、当初CRISPR/Cas9法を予定していたが、社会的理由、つまりその特許が世界的に問題となり、多くのグループはこれを使うことを回避している状態であることが判明した。従って、我々も他の方法を用いて、PERVのknockoutに望むことを検討している。まずはブタ線維芽細胞を用いて、新しい法でKOを試みたが、細胞に対する毒性が強く、KO効果は多少認めたものの、細胞の状態が悪化し、クローン化に既に何度も失敗している状態である。そのため、研究が一時的に中断し遅れている。
脳幹におけるGLP-1分泌機序に関与する 修飾因子および神経 ネットワークの同定

Glucagon-like peptide-1 (GLP-1)は食後小腸より分泌され、中枢神経系に作用し食欲抑制作用を示す内因性ペプチとして知られている。また、脳幹の一部の神経細胞がGLP-1分泌能を有しているとの報告もあるが、GLP-1分泌神経細胞の修飾因子・分泌機序に関しては、未だ不明な点が多い。GLP-1は血中半減期が極めて短く、中枢神経における摂食抑制作用に関しては、抹消臓器由来のGLP-1よりも神経細胞由来のGLP-1が重要な役割を担っている可能性が高い。本申請研究では、GLP-1分泌神経細胞に対する修飾因子・分泌機序の解明を目的とし、電気生理学的手法を用いて実験・解析を行った。小腸におけるGlucagon-like peptide1 (GLP-1)分泌細胞は、細胞外液の高グルコース負荷にてGLP-1の分泌が促進されることから、脳幹におけるGLP-1分泌神経細胞におていも同様の分泌機序が存在していることが予想される。そこで、小腸と脳幹におけるGLP-1分泌機序の相違点を明らかにすることを目的とし、スライスパッチクランプ法を用いて、細胞外液の高グルコース刺激に対するGLP-1分泌神経細胞の神経応答の有無を解析した。神経応答の記録に用いた全GLP-1分泌神経細胞(n=23)のうち約48%の神経細胞は高グルコース刺激にて、細胞活性が抑制され、ほぼ同数に当たる約48%の神経細胞は高グルコース刺激に対して神経活性に全く変化が観察されなかった。また、小腸のGLP-1分泌細胞同様に高グルコース刺激にて電気的興奮が観察された細胞は、わずかに1細胞のみであり、脳幹におけるGLP-1の分泌機序は、小腸のGLP-1分泌機序とは異なる可能性が示唆された。さらに詳細なグルコース応答の解析を行うために、標的細胞に対して単一細胞RT-PCR法を行った。実験に用いた全細胞からGLP-1の前駆物質であるpreproglucagonのmRNA発現が確認され、標的細胞そのものがGLP-1分泌能を有していることは確認できたが、多くの細胞にてグルコース応答に関与しているとの報告があるグルコキナーゼの発現は確認できなかった。これらの実験結果から、GLP-1分泌神経細胞はグルコースに対する感受性を有しているものの、そのグルコース応答においてグルコキナーゼは関与していない事が明らかになった。中枢神経系におけるGLP-1分泌に関与する修飾因子を同定するため、摂食調節に関連すると報告のあるオレキシン、セロトニンおよびニューロペプタイドYをGLP-1分泌神経細胞に投与し、神経応答の有無をパッチクランプ法にて解析した。いずれの食欲調節因子に対してもGLP-1分泌神経細胞からは電気的興奮および間接的(シナプス入力を介した)修飾も観察されなかった。またさらに単一細胞RT-PCR法を用いて分子生物学的側面からも確認を行い、mRNAレベルでこれらの食欲調節因子に対する受容体が確認されないことから、上記食欲調節因子にてGLP-1分泌神経細胞は修飾を受けていないことが明らかになった。昨年度までの研究結果から、中枢神経系におけるGLP-1の分泌機序と小腸におけるGLP-1の分泌機序が異なる可能性が示唆された。すなわち小腸のGLP-1分泌因子とされる高グルゴース負荷にて、脳幹GLP-1分泌神経細胞は興奮応答を示さず、むしろ抑制応答が頻繁に観察された。中枢神経系と末梢臓器におけるGLP-1の分泌機序の相違点をさらに詳細に解析する目的で、実験動物の活動時間帯を実験条件に加味し、明期(マウスにとっては休息時間帯)と暗期(活動時間帯かつ摂食時間帯)のそれぞれの時間帯にて細胞外高グルコース刺激に対するGLP-1分泌神経細胞の応答に違いが生じるか否かを電気生理学的に解析した。明期(マウスにとっては休息時間帯)と暗期(マウスにとっては活動時間帯かつ摂食時間帯)、の時間帯における、細胞外高グルコース刺激に対するGLP-1分泌神経細胞の神経応答の詳細な解析を行うために、飼育環境下における、それぞれの時間帯にあたるマウスを用いて脳スライス標本を作製し、スライスパッチクランプ法を適用した。明期に作製した標本内におけるGLP-1分泌神経細胞は、細胞外高グルコース刺激に対して電気的興奮を示す神経細胞が少ないのに対し、暗期に作製した脳スライス標本内のGLP-1分泌神経細胞は、およそ7割の細胞において、電気的興奮(活動電位の発火の発火頻度の上昇)が観察されたことから、GLP-1分泌神経細胞は、時間帯におけるグルコース感受性が変動する期日リズムを有していることが示唆された。また、明期および暗期のどちらの条件下で作製したスライス標本においても細胞外高グルコース刺激に対して全く応答を示さないGLP-1分泌神経細胞が観察された。GLP-1分泌神経細胞における細胞外高グルコースに対する応答の機序をさらに詳細に解析する目的で、細胞外高グルコース刺激に応答性を示す細胞群を用いて、ナトリウム・グルコース共役輸送体の阻害薬であるフロリジン存在下にて同様の実験を行った結果、高グルコース刺激に対する応答は有意に抑制された。さらに、GLP-1分泌神経細胞のみを用いた単一細胞RT-PCR法にて解析を行った結果、mRNAレベルにてナトリウム・グルコース共役輸送体の発現が確認されたことから、GLP-1分泌神経細胞のグルコース応答にナトリウム・グルコース共役輸送体が関与していることが示唆された。

Glucagon-like peptide-1 (GLP-1)は食後小腸より分泌され、中枢神経系に作用し食欲抑制作用を示す内因性ペプチとして知られている。また、脳幹の一部の神経細胞がGLP-1分泌能を有しているとの報告もあるが、GLP-1分泌神経細胞の修飾因子・分泌機序に関しては、未だ不明な点が多い。GLP-1は血中半減期が極めて短く、中枢神経における摂食抑制作用に関しては、抹消臓器由来のGLP-1よりも神経細胞由来のGLP-1が重要な役割を担っている可能性が高い。本申請研究では、GLP-1分泌神経細胞に対する修飾因子・分泌機序の解明を目的とし、電気生理学的手法を用いて実験・解析を行った。所属研究機関の変更に伴い、実験機器の移転、研究費移管および移転先にて実験系の再立ち上げに時間を要したため、実験および達成度に若干の遅延が生じた。神経生理学細胞外高グルコース刺激に対するGLP-1分泌神経細胞の神経応答が、活動時間帯により異なる応答を示す傾向が観察されているため、今後も同実験条件下にて実験および解析を行い、統計処理に十分なデータ数を集める。またさらに電気生理学的アプローチに加え分子生物学的手法を加えることにて、活動時間帯に依存した中枢神経系におけるGLP-1分泌機序の詳細な解析を行う。GLP-1そのものが、腹腔内投与および脳室内投与にて同様の生理作用(食欲減退および体重減少)を示すことから、脳幹内におけるGLP-1分泌機序と小腸におけるGLP-1分泌機序に類似点があると仮説を立て、細胞外グルコース刺激を行ったが、実験結果が仮説と全く逆の結果となり、実験の手技および仮説の再考が必要となったため、達成度に若干の遅延が生じた。所属研究機関の変更に伴う、事務手続きおよび実験系の再構築により実験計画に遅延が生じたため、予定していた額よりも使用額が少なくなり、次年度使用額が生じてしまった。食欲に関連する物質をターゲットにしているため、生理条件下(例えば、空腹時あるいは満腹時等)における情報伝達の差異を考慮し、新たに実験動物の活動時間帯を実験条件に加えて、暗期(マウスにおいては活動時間帯)と明期(休息時間帯)の2条件下にて、同様の実験を行い比較し解析する。グルコース刺激のみで無く、神経ペプチドや食欲調節因子等の刺激因子を用いてGLP-1分泌神経細胞の修飾因子を同定する。所属機関変更および実験系の再構築も、昨年度末にて完了しているため、従来の実験計画に従い本年度分の試薬等の消耗品購入に充てる予定である。実験計画の遅延に伴い、使用額が少なくなり次年度使用額が生じてしまった。本年度の実験結果を踏まえ、実験計画の修正を行い本年度分の試薬等の消耗品購入に充てる予定である。
グリア細胞内のカルシウム調節破綻を介した神経変性過程の解明

申請者らはアルツハイマー病(AD)の病態として、グリア細胞を含めた脳内環境の重要性に着目し、アストロサイト内におけるカルシウム調節の破綻がアミロイド病理と神経変性、シナプス脱落の間を仲介する変化であると考えた。これまでの研究で、アミロイド処置によるアストロサイト内のカルシニューリンーNFATシグナルの活性化を検出し、アミロイドによる細胞内カルシウムレベルの上昇が証明した。引き続き、アストロサイトからの種々の炎症性サイトカイン放出の亢進を認めた。さらに、申請者らは特に顕著な変化として炎症性サイトカインIGF-BP、及びWisp1のアストロサイトからの放出を見出し、現在解析中である。非常に興味深いことに、IGF-BPは対照脳と比較して顕著にアルツハイマー病の脳で蛋白レベルおよびmRNAレベルで発現が亢進しており、アミロイド負荷によるアストロサイトを介した炎症性メディエーターの放出が示唆された。また、IGF-BPが放出されることにより、神経細胞内のタウのリン酸化が惹起された、これがどの程度、神経原線維変化の生成や神経細胞死に関与しているのかを検証中である。将来的にはアストロサイトから放出される炎症性サイトカインを制御することが創薬のターゲットとも成りうると期待される。25年度が最終年度であるため、記入しない。アルツハイマー病(AD)脳内におけるアミロイドの脳内への沈着は認知症発症のずっと以前から始まっている。他方、活性化アストロサイトやミクログリアの増生は発症後に進行し、アストロサイト内におけるカルシウム濃度が上昇している事が示されている。申請者らはADの病態として、神経細胞のみに注目が集まっている現状の中で、グリア細胞を含めた脳内環境の重要性に着目し、アストロサイト内におけるカルシウム調節の破綻が、アミロイド病理と神経変性、シナプス脱落の間を仲介する変化であると考えた。よって、本研究では、アルツハイマー病に深く関わるとされるアミロイドがアストロサイトに及ぼす変化と、神経細胞に対する影響を検証しようと考えた。申請者らは、平成24年度に目標としていた以下の点について、興味深い結果を出すことができた。まず、アミロイド処置によるアストロサイト内のカルシニューリンーNFATシグナルの活性化し、アミロイドによる細胞内カルシウムレベルの上昇が証明された(カルシウムインジケーターを用いてアストロサイト内のカルシウム濃度を半定量した)。また、アミロイド負荷によるカルシニューリンの切断、活性化を証明することができた(ウエスタンブロット法)。さらに、アミロイド負荷によるNFAT核移行の亢進が認めると同時に、アミロイド負荷による、アストロサイトからの炎症性サイトカイン放出の亢進を認めた。以上の実験について、カルシニューリン阻害剤であるFK506を用いて、アミロイド負荷による影響がカルシニューリン-NFAT系の活性化を介した変化であることを検証中である。上記のように、研究の仮説にもとづいて結果が出ており、当初の研究計画よりも先に、重要と思われるサイトカインの同定の部分まで進んでいるため。本研究課題では特にアストロサイト内のカルシウムーカルシニューリンーNFATに着目し、1アミロイドが、アストロサイト内のカルシウム調節機構に与える影響、アストロサイト内のカルシウム調節機構の異常が、シナプス脱落や神経変性を起こすメカニズムについて検証する。これにより、グリア細胞内のカルシウムシグナルがシナプス機能に与える影響に関する基礎的な知見が得られると期待できる。昨年度の結果を踏まえて、本年度は、AD脳の病理学的、生化学的解析により、AD脳のアストロサイトの中でカルシニューリン/NFATシグナルの活性化が起こっているかどうかを検証する。さらに、NFATの下流に位置するターゲットとして、炎症性サイトカインの上昇、グルタミン酸取り込みなどの変化の有無について検討する。その上で初代培養神経細胞と共培養を行い、アストロサイト内でのカルシニューリン活性化が、シナプス結合、神経変性などに与える影響を検討する。これについては、現在、サイトカインアッセイにより新たなターゲット分子をいくつか見出しているので、そのターゲット分子に着目して研究を展開する。