hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多段型生産システムにおける生産指示方策と最適設計に関する研究

本研究では,現実の生産システムとの比較を行いながらより現実に即した多段Fork/Join型生産システムの構築をはかるとともに,オペレーションズ・リサーチの分野における最適化の手法や,確率過程,待ち行列などの解析手法を用いて,スループット,加工待ち時間などを理論的に解析する.特に,このシステムにおいて,仕掛品バッファ数や作業者数,工程数が与えられたときの最適生産指示方策を考察する.さらに,この結果をもとに,バッファ,機械,並びに作業者の最適配置問題を定式化し,分枝限定法やメタ・ヒューリスティックスなどの手法により問題を解くアルゴリズムを開発する.本年度は、諸外国の生産ラインの理論的な解析,最適化,性能評価について,文献,資料などを収集し、これらの文献と現実のモデルを照らし合わせながら,これまでモデル化された複数のステーションからなる多段Fork/Join型生産システムについて検討した。さらに、このシステムの特別な場合である一般的なブロッキングを持つ直列型生産ラインにおける平均時間サイクル時間の上限を求める際,ある確率順序を定義し,この順序をもとに精度の高い上限値を求めることができることを示した。一般的な多段型Fork/Join生産システムのいくつかのタイプは、この直列型生産ラインに等価であることが示されるので、これらのシステムにおける平均サイクル時間の効率的な上限も求めたことになる。さらに,並列型の有限バッファをもつ生産ラインにおけるジョブならびサーバの最適割り当て政策や,やはり多段型生産ラインとして定式可能な,U字型生産ラインにおける多能工の配置による平均サイクル時間の上下限の導出をしている。この上下限値は最適な多能工の配置につながると期待される.本研究では,現実の生産システムとの比較を行いながらより現実に即した多段Fork/Join型生産システムの構築をはかるとともに,オペレーションズ・リサーチの分野における最適化の手法や,確率過程,持ち行列などの解柝手法を用いて,スループット,加工待ち時間などを理論的に解析する。特に,このシステムにおいて,仕掛品バッファ数や作業者数,工程数が与えられたときの最適生産指示方策を考察する.さらに,この結果をもとに,バッファ,機械,並びに作業者の最適配置問題を定式化し,分枝限定法やメタ・ヒューリスティックスなどの手法により問題を解くアルゴリズムを開発する.本年度は、諸外国の生産ラインの理論的な解析,最適化,性能評価について,文献,資料などを収集し、これらの文献と現実のモデルを照らし合わせながら,これまでモデル化された複数のステーションからなる多段Fork/Join型生産システムについて検討した。さらに、このシステムの1つ特別な場合であるU字型生産ラインについて、平均サイクル時間の上下限を求めた。また、やはり特別な場合である一般的なブロッキングを持つ直列型生産ラインにおける平均時間サイクル時間の上下限を求める一解法を示した。一般的な多段型Fork/Join生産システムのいくつかのタイプは、この直列型生産ラインに等価であることが示されるので、これらのシステムにおける平均サイクル時間の上下限も求めたことになる。また、U字型生産ラインについでは、多能工の機械への最適配置問題を動的計画法を用いて解いた。この上下限値は最適な多能工の配置につながると期待される.
ラセミ化で駆動する新合成戦略を用いた系統的・網羅的な新奇機能性錯体開発

本研究課題ではこれまで困難であった異核複核錯体合成に対し、「キラリティでアシストされた新奇合成戦略」を提案し、これが様々な元素に対して適用可能な有用な戦略であるという結果を得た。さらに、得られた異核複核錯体について構造解析、物性評価を行うことで、外場応答性の分子内電子移動に基づく分極スイッチ結晶を新たに見出すことに成功した。今回提案した戦略は、より対称な分子構造となることやラセミ結晶が析出しやすいといった、キラル分子で一般的な傾向を利用したものであることから適用範囲が広いと期待される。特に分子性化合物の機能開拓研究に非常に有効な戦略を実証できた点が今回の重要な成果である。本研究は革新的な複合機能性錯体の新規合成手法による物性開拓を目的とする。研究代表者らが提案する「キラリティを利用した」異核複核錯体合成手法を用いて、分子レベル、結晶構造レベルでともに【構造をよく制御された】分子系を構築し、系統的な物性評価を行うことによって新奇電子物性の開拓を目指す。本年度は原子価互変異性コバルト複核錯体[CoCo]をベースに、1分子に含まれるコバルトイオンの内、片方を他の遷移金属イオンに置き換えた化合物群について合成、物性を検討した。光学分割した配位子(R体)を持つコバルト単核錯体と、対となる光学異性体配位子(S体)を持つ、クロム、マンガン、鉄、ニッケルの単核錯体とをそれぞれ出発物質として複核錯体を合成した。結果、一連の異核複核錯体[MCo](ここでMはS体配位子が配位したCr, Mn, Fe, Ni部位、CoはR体配位子が配位したCo部位)を選択的に得ることができた。これらの結晶構造はいずれもコバルト複核錯体[CoCo]と同形であることがわかった。この結晶構造中で、異なる光学異性体同士が面する形で分子がパッキングしており、結晶全体にわたって分子の方向がそろっていた。磁気的測定の結果、それぞれの金属イオンのスピン数や酸化還元特性に特徴的な挙動を観測することができた。特に興味深い挙動を示したのは[CrCo]錯体であり、架橋配位子とコバルトイオンの間での分子内電子移動挙動が見られた。これらの結果は、われわれの提唱する「キラリティを利用した異核複核錯体合成手法」によって、様々な金属組み合わせからなる一連の化合物を合成可能であることを示している。特に、異なる金属を持つ異核複核錯体を同形結晶で得られる点は、得られた物性の比較検討に極めて有利な点であるといえ、次年度以降の研究の更なる発展に期待できる。本年度の合成実験によって、いくつかの金属の組み合わせにおいて「一部の金属イオンのみが異なり、同様の構造をもつ異核複核錯体分子」の合成が期待通りに得られることが明らかとなった。これらはほぼ同一の合成法によって得ることができ、網羅的な物性検討の推進が比較的に用意できるものと考えられる。実際に、金属イオンの組み合わせで磁気的(電子スピン)挙動、電子移動特性等が劇的に異なる異核複核錯体が得られたこと、さらに中には興味深い外場応答特性を示すものが見出されたことはおおむね順調に研究が進んだと判断してよい。いっぽうで、本年度に合成、物性の検討まで成功したものは3d遷移金属に限定的であった。3d遷移金属と同様の方法で4d金属やランタノイドを用いた予備的な合成を検討したが、現在のところこれらからは複核錯体は得られていない。本研究ではこれら3d遷移金属以外のものも研究対象として推進することを計画していることから、合成条件等の詳細な検討が必要であることが解決すべき問題として残っている。本年度は1.結晶多型を作り分けた原子価互変異性コバルト複核錯体[CoCo]の原子価互変異性挙動および光応答性の検討により、分子間相互作用と動的磁気挙動の検討、2.キラル異核複核[CrCo]錯体における磁気挙動のアニオン依存性および結晶全体で方向のそろった電子移動挙動の詳細の解明、3. 4d,4f金属との異核複核錯体合成の検討を行った。1.においては動的な分子内電子移動挙動に明らかな結晶構造依存性が見られることを見出し、報告した。(Chem. Eur. J. 2016, 22, 17130.)2.に関してはそのユニークな分子合成手法、および結晶作成戦略についてまとめ、得られた方向性電子移動について新たな誘電材料として期待できるとして報告した。(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 14170.)3.については4d金属としてRu, Rhを、4f金属としてGdを用いて合成を検討したが、目的物はまだ得られておらず、合成法を検討中である。これらの結果は、「キラリティを利用した新分子合成手法および結晶作成戦略」によって、はじめて得られた成果であるといえる。特に、分子内電子移動が結晶レベルで同一方向にそろった物質はその物性を利用した誘電材料への展開が強く期待でき、次年度以降の研究の発展に期待される。

これまでの合成実験によって、キラリティを利用した合成戦略によって異核複核錯体分子の合成や結晶構造制御が可能であることが明らかとなってきた。さらにいくつかの金属の組み合わせにおいては、分子レベルでの動的挙動が結晶全体で整列するようなものを見出し、論文として報告できた。加えて、電子移動とスピン転移挙動がカップリングした動的磁気挙動を示す錯体も見出しており、この詳細の解明を現在精力的に進めているところである。一方で、金属によっては、同じ合成条件では期待した分子が得られない場合がいくつか見出された。特に4dや4f金属での合成は依然として重要な課題であるといえ、さらなる合成法の検討が必要である。本研究は革新的な複合機能性錯体の新規合成手法による物性開拓を目的とする。研究代表者らが提案する「キラリティを利用した」異核複核錯体合成手法を用いて、分子レベル、結晶構造レベルでともに【構造をよく制御された】分子系を構築し、系統的な物性評価を行うことによって新奇電子物性の開拓を目指す。本年度は特にキラリティを利用することで非対称な電子分布となる分子性結晶の一般的作成法の開発および、そのような結晶での分極スイッチ挙動の検証を試みた。具体的には、まず熱や光によって分子内電子移動を示す原子価互変異性コバルト単核錯体をエナンチオピュアな配位子で合成した。別途、異なるエナンチオマー配位子から合成したガリウム錯体を合成したうえで、このコバルト錯体とガリウム錯体との共結晶を作成した。ここで得られた結晶は、ほとんど鏡面対称な構造で、金属中心の異なる偽中心対称構造となっていた。このような結晶において、コバルト錯体分子のみ、外場による分子内電子移動を示すことが磁気測定によって確認できた。重要なことに、電子移動前後でコバルト錯体の双極子モーメントの大きさが変化することがDFT計算によって示された。これらのことから、今回得られた偽対称性コバルトーガリウム共結晶は結晶レベルで外場応答性の分極スイッチを示すものと強く期待できる。結晶化においては、一般的に「より高い対称性となりやすい」、あるいは「自然分晶よりもラセミ体の結晶化の方が起こりやすい」といった傾向がある。本研究ではこのような傾向を利用し、金属中心のみ異なるエナンチオマーの共結晶という戦略によって構造的偽対称、電子的非対称な結晶が作成可能であることを示すことができた。このような、ある種のchiral sortingによる機能性分子結晶合成手法は広く様々な種類の分子に適用できると期待できる。本研究課題ではこれまで困難であった異核複核錯体合成に対し、「キラリティでアシストされた新奇合成戦略」を提案し、これが様々な元素に対して適用可能な有用な戦略であるという結果を得た。さらに、得られた異核複核錯体について構造解析、物性評価を行うことで、外場応答性の分子内電子移動に基づく分極スイッチ結晶を新たに見出すことに成功した。今回提案した戦略は、より対称な分子構造となることやラセミ結晶が析出しやすいといった、キラル分子で一般的な傾向を利用したものであることから適用範囲が広いと期待される。特に分子性化合物の機能開拓研究に非常に有効な戦略を実証できた点が今回の重要な成果である。本研究課題の今後の推進方策として以下の点を計画している。1.3d系異核複核錯体の誘電特性の検討:本年度の合成手法の検討によって、各種3d遷移金属からなる異核複核錯体が合成できることが明らかとなった。
初期乳がん検出にもちいるマイクロ波マンモグラフィ技術の確立

マイクロ波領域の電磁波を用いて初期乳がんを検出する技術の開発を行った。マイクロ波パルスを乳房に照射し、乳房により散乱されたパルスの時間波形を乳房の周りに配置した受信アンテナにより計測する。計測された波形を計算機で処理して乳房内部を映像化することにより、乳がんの大きさ、形状および位置を特定する。開発した技術を用いると直径5mm程度の乳がんの検出が可能であることを数値シミュレーションで示した。また、乳房を模擬するファントムと計測用アンテナアレイを試作した。現在、乳房用X線診断装置マンモグラフィは乳がん集団検診において最も効果的な方法であるが、受診率が非常に低く様々な問題点を抱えている。本研究では、マイクロ波領域において乳房の正常組織と悪性腫瘍との電気定数(誘電率、導電率)が大きく異なっていることに着目し、受診率を改善し、生存率を高めるために、安全で痛みがなく高い感度と識別能力を持ち、かつ低コストで取り扱いやすい検査方法としてマイクロ波を用いたマンモグラフィ技術を開発する。平成20年度の研究成果は以下の通りである。(1)乳房内部の画像を再構成する逆解析部のアルゴリズムの並列化を行った。実際に並列計算処理を行うために分散メモリ型PCクラスタを24台のPCで構成した。各PC間での相互のデータ送受信に対してはMPI (Message Passing Interface)の実装であるMPICH2を用いた。また、PCの使用台数の増加に伴う全計算量に占める通信量の増加による計算時間増大を改善するため、高速・広帯域のギガビットネットワークを用いた。(2)散乱波を数値計算するFDTD解析アルゴリズムをハードウェア化(FPGA)するため、HDL(ハードウェア記述言語)による回路設計を行い数値シミュレーションによる高速化を確認した。また、GPUを用いたFDTD解析アルゴリズムの並列化を検討し、数値シミュレーションによる高速化を確認した。(3)乳房を照射し、その散乱波を計測するアレイアンテナとして24個の計測用アレイアンテナを試作しアンテナ問の相互影響を検討した。平成21年度の研究成果は以下の通りである。(1)乳房のみを対象とした画像再構成アルゴリズムを拡張し、乳房に接する胸筋の影響を考慮した胸部モデル用に改良した。(2)散乱波を数値計算するFDTD解析アルゴリズムの高速化を図るため、GPUを用いたFDTD解析アルゴリズムの並列化を検討し、CPUによるFDTD解析アルゴリズムの計算と比較して、数値シミュレーションによる高速化を検証した。(3)乳房を照射し、その散乱波を計測するアレイアンテナのアンテナ素子としてパッチアンテナの設計を行った。24個のパッチアンテナを配置した計測用アレイアンテナをFDTD解析するには計算機容量が不足するため、パッチアンテナの指向性や周波数特性を近似する線状アンテナの設計を行い、アンテナ間のcross計測を検討した。現在、乳房用X線診断装置マンモグラフィは乳がん集団検診において最も効果的な方法であるが、受診率が低く様々な問題点を抱えている。平成22年度の研究成果は以下の通りである。(1)グリセリン、シリコーン、寒天ゲル、精製水、ポリエチレン粉末等を用いて、胸筋、脂肪組織、乳腺組織、がんを模擬するマイクロ波用乳房ファントムを作成した。その誘電率および導電率を測定して実際の乳房組織の電気定数に近い値を示すことが確認された。(2)内部に整合液を入れる計測ケースの側面及び底面に広帯域特性を有するモノポールパッチアンテナを合計24個配置したアレイアンテナを電磁界シミュレータCST StudioSuite 2006を用いて粒子群最適化法により設計した。設計パラメータ値をもとに試作した乳がん検出用アレイアンテナのリターンロス特性及び透過特性の測定値はシミュレーションによる結果に近いものを得た。(3)近年,乳腺組織の誘電率、導電率がこれまでに考えられていた値より高いことが分かり,乳腺組織と脂肪組織とのコントラストが高く,がんとのコントラストが低い乳房の内部を映像化する必要あるため散乱界データに含まれる周波数成分を考慮した像再構成アルゴリズム及び遺伝的アルゴリズムを併用した像再構成アルゴリズムを開発した。
地球環境変動と人間活動がモンゴル遊牧草原の持続的利用に与える影響

モンゴルでは、近年、ヤギを主とする家畜の増加、遊牧民の都市集中によるオーバーグレイジングと定住化、農耕地化と放棄、林内遊牧などが進行し、一千年以上続いてきた伝統的遊牧の様式と草原の利用状況が急激に変化した。家畜のオーバーグレイジングや農耕によって、森林が成立する地帯であっても、土壌がアルカリ化し、グレイジング耐性植物が長く優占して草原が牧畜利用に適さなくなる。一方、遊牧による住居の季節単位の移住や年単位の移動は、一時的定住によるオーバーグレイジングからの草原の回復を容易にし、大型のグレイジング耐性植物の優占を防止する。オーバーグレイジングに至らないまでの適度の家畜のグレイジングは草原の生物多様性と生産力を上昇させる。谷と斜面の刈り取り高を変えた実験では、植物の生長が良い谷筋ではウシ・ウマに対応する高い刈り取りで、草高の低い斜面ではヒツジ・ヤギに対応する低い刈り取りで植物の年生産が高くなり、ヒツジ・ヤギを斜面に、ウシ・ウマを谷筋に誘導するという、伝統的な遊牧方式が草原の生産力を高めていることが確かめられた。また、グレイジング耐性植物が摂食植物に混在することは土壌の乾燥化を妨げ、草原の生産力を保つというプラスの作用のあることが分かった。草原に接した森林の樹齢構成を調べると、どの森林も樹齢がすべて数十年以上で、近年は森林が全く更新していない。これは家畜のグレイジングによるもので、数十年前には森林が更新できたのであり、近年の林内遊牧によるものと思われる。森林の存在は草原の水循環にとって重要であり、このまま森林が消失していくと、草原の乾燥化が促進される恐れが高い。草原植物の種多様性を高めるような、家畜のグレイジング圧を適度に維持した遊牧がモンゴルの自然環境に適合した産業として千年以上に持続してきていることが明らかになった。遊牧草原の植物の多様性と家畜のグレイジング圧の関係を調べるために、草の多様性は1平方メートル当たりの草の種数の多さで求め、家畜に頻繁に食べられるほど草丈が低くなるので、グレイジング圧は植物の草丈から推定した。その結果、草原植物の種多様性は、遊牧家畜のグレイジング圧が強すぎても、弱すぎても低く、中間のグレイジング圧で最大となり、熱帯林と珊瑚礁で提唱された中規模攪乱説に一致した。また、草原植物の種多様性は谷間のような富栄養な立地では中規模のグレイジング圧を受けると上昇するが、尾根のような貧栄養な立地では逆に低下し、種多様性に対する攪乱の影響は立地の肥沃度によって異なるという仮説が実証できた。遊牧民の居住地近くの家畜の集まる草原では、オーバーグレイジングによってグレイジング耐性植物の優占と家畜の食用植物の減少を生じ、草原の遊牧による利用度は著しく低下していた。逆に、遊牧地から遠く離れた草原では、食用植物が優占し、遊牧への利用可能性は高いが、グレイジング圧は弱く、実際には利用されていなかった。これら二つの草原は草の種多様性が低かった。一方、草の種多様性の高い草原は中規模のグレイジング圧を受け、かつ家畜の食用植物の比率も高く、遊牧草原として持続的、効果的に利用されていることが明らかになった。グレイジング耐性植物の優占によるグレイジング圧の低下はグレイジング耐性植物そのものの衰退をもたらすはずである。しかし、オーバーグレイジングによる草原の裸地化は土壌表層への塩類の集積による土壌のアルカリ化を生じていた。グレイジング耐性植物は土壌のアルカリ化にも耐性があるため、いったん優占したグレイジング耐性植物は簡単には衰退しないことが予想された。

モンゴルでは、近年、遊牧家畜の私有財産化とカシミヤ需要の増大によってヤギを中心とした家畜数が激増し、市場経済の中心である首都ウランバートル辺近郊に遊牧民が集中してきている。また、乾燥化の進行による夏季の小河川の干上がりよって地方では水の涸れない大河川周初に遊牧民が集まってきている。したがって、ウランバートル近郊や河川周辺の草原の家畜によるオーバーグレイジングが著しい。オーバーグレイジングは家畜の食用とならないヨモギ類などのグレイジング耐性植物の優占をもたらし、遊牧草原の生産性を低下させる。グレイジング耐性植物がいったん優占しても家畜のグレイジング圧が低下するので、時間がたつと再びイネ科などの家畜の食用植物の再優占に可逆的に変化するはずである。しかし、実は、モンゴルの遊牧草原ではグレイジング耐性植物がいったん優占すると長く続く。なぜグレイジング耐性物の優占が長続きするのかがモンゴル遊牧草原の時速的利用において大きな問題である。それは、モンゴルでは水循環のバランスが微妙で、オーバーグレイジングによる草原の裸地化と地表の撹乱によって地表からの蒸発散が増大し、森林地帯であっても土壌がアルカリ化しするためである、農作による耕耘はオーバーグレイジング同様に土壌のアルカリ化をもたらし、放棄農地にはグレイジング耐性植物が優占する。土壌がいったんアルカリ化すると降水と蒸発散のバランスが回復せず、土壌はなかなか中性にはもどらない。そのため、グレイジング耐性植物の優占は不可逆的に長く続くのである。毒物質であるアルカロイドの草原植物での蓄積をアルカリ土壌は容易にするので、アルカリ化した土壌の草原は家畜の食用とならないで荒廃した状態が長く続く。モンゴルでは、過去数十年間の社会主義化とその後の民主化の進行で、ヤギを主とする家畜の増加と遊牧民の都市集中によるオーバーグレイジングと定住化、農耕地化、林内遊牧などが生じ、一千年以上続いてきた伝統的遊牧の様式と草原の利用状況が急激に変化した。モンゴルの自然環境条件では遊牧が持続的な産業となっており、遊牧による草原の持続的利用のためには、伝統的遊牧による家畜や土地の利用方式を評価する必要がある。家畜のオーバーグレイジングや農耕によって、モンゴルではウランバートル近郊の森林が成立する地帯であっても、土壌がアルカリ化し、グレイジング耐性植物が優占して草原が牧畜利用にてきさなくなる。一方、遊牧による住居の季節単位の移住や年単位の移動は、オーバーグレイジングを回避し、住居設営による季節的なオーバーグレイジングからの草原の回復を容易にし、草原利用を持続させてきた。オーバーグレイジングに至らないまでの家畜のグレイジングは草原の生産力を上昇させる。大型のウシ・ウマと小型のヒツジ・ヤギのそれぞれのグレイジングに対応させて高さを変えた月1回の草原の刈り取り実験では、植物の生長が良い谷筋では刈り取り高の高い方が、草原の低い斜面では刈り取り高の低い方が植物の年生産が高くなり、ヒツジ。ヤギを斜面に、ウシを谷筋に誘導するという、伝統的な遊牧方式が草原の生産力を高めていることが確かめられた。ウランバートル近郊の草原に接した森林の樹齢構成を調べると、樹齢がすべて数十年以上で、近年は森林が全く更新していない。これは家畜のグレイジングによるもので、数十年前には森林が更新できたのであり、近年の林内遊牧によるものと思われる。森林の存在は草原の水循環にとって重要であり、このまま森林が消失していくと、草原の乾燥化が促進される。
新興および再興インフルエンザウイルス迅速診断法の確立

1.AH9型およびAH5型インフルエンザウイルスの早期診断AH9型のインフルエンザウイルスは香港でヒトヘの感染例が報告されており、次の新型ウイルスの最有力候補といわれている。AH9型の流行に備えて、A/Duck/HongKong/702/79(H9N5)対するモノクローナル抗体を作製した。既にAH5型のインフルエンザウイルスに対するモノクローナル抗体を樹立しているので、これらの抗体をPAP法に応用することにより新型ウイルスの迅速診断を行いたい。2.新しいタイプのB型インフルエンザウイルス(山形タイプ)の早期発見従来のB型に中和活性を示すモノクローナル抗体5H4を用いて抗原性を調べたところ、大阪府で採取された1998/1999シーズンの株の6%にあたる株は5H4で中和されない新しい抗原性を有した株であった。HA1領域のDNAシークエンス解析の結果、149番目のアミノ酸がアルギニンよりリジンに変化していることが、原因であると示唆された。149番目のアミノ酸がアルギニンであることは、山形タイプに特徴的で、10年来変異がなく、この知見は特筆すべきものであると考えられる。1999/2000シーズンはB型の流行がなく2株のみ採取されたが、この2株とも新しい抗原性の株であった。新しい変異が見られたことで、2000/2001のB型の流行が以前より大きくなることを予想していたが、懸念通り、ワクチン株と抗原性の差異がみられるウイルス株が流行し、その流行が長引いた。今後はワクチン株の選定に貢献したい。3.AH1型インフルエンザウイルスの早期診断1999/2000シーズンには4年ぶりにAH1(Aソ連)型の流行があり、流行株に対するモノクローナル抗体を作製した。次の流行時には、これらの抗体をPAP法に応用することにより、迅速診断ができるだけでなく、今回の流行株との抗原変異の解析が可能となる。
腸内細菌が産生する酪酸による関節リウマチ抑制メカニズムの解明

これまで関節リウマチモデルマウスに、腸内細菌代謝物である酪酸を含有する餌を与えることで、大腸で濾胞制御性T細胞を増加させ、これが関節リウマチの発症を抑制していることが判明している。酪酸を与えることで、どのように濾胞制御性T細胞を増加させるかは不明であったが、そのメカニズムをマウスを用いて検証することは困難であった。そこで、2018年度までにin vitroの濾胞制御性T細胞培養システムを構築した。このシステムで培養した濾胞制御性T細胞と、マウス生体内で抗原の免疫後に誘導される濾胞制御性T細胞の遺伝子発現の網羅的比較解析を行った。その結果、in vitroのシステムで樹立した濾胞制御性T細胞は、マウス生体内で誘導される濾胞制御性T細胞と非常に良く似た遺伝子発現プロファイルを示した。in vitroの濾胞制御性T細胞培養システムは報告されておらず、世界で初めての成果と考えられる。これまで、濾胞制御性T細胞の研究は、マウス生体を用いた研究のみが可能であり、分化経路や機能の詳細を解析するには時間と労力がかかっていた。本研究で構築したin vitroの濾胞制御性T細胞培養システムを用いれば、濾胞制御性T細胞の分化経路や機能をより詳細に明らかにする上で非常に有用なツールとなると期待される。さらに、関節リウマチモデルマウスにおける酪酸の発症抑制効果について、大腸の濾胞制御性T細胞の増加という観点以外からも検証を行った。その結果、酪酸には関節リウマチの関節炎局所での直接的な抗炎症効果は乏しいことが判明した。このことから、酪酸の関節リウマチ抑制効果は大腸の濾胞制御性T細胞の増加に大きく依存していると考えられる。大腸で起こる大濾胞制御性T細胞の増加が、離れた組織で関節炎を抑制するという知見は、将来的に大腸内環境への介入により関節リウマチの発症を制御するという可能性を提示するものである。これまで、関節リウマチモデルマウスに腸内細菌代謝物である酪酸を含有する餌を与えることで、関節リウマチの発症を抑制することを見出している。関節リウマチの発症には自己抗体の産生が重要な役割を担っており、自己抗体が産生されないマウスモデルでは、関節リウマチを発症しない。この自己抗体の産生を抑制する機能を持つのが濾胞制御性T細胞である。酪酸含有餌を与えたマウスでは大腸で濾胞制御性T細胞が増加することを見出している。酪酸がどのように濾胞制御性T細胞を増加させるかは不明であったが、in vitroの濾胞制御性T細胞培養システムを構築し、これを用いることで、酪酸がT細胞に直接作用することで濾胞制御性T細胞へと分化誘導することを明らかにした。研究計画では、上述の研究内容を2018年度中に完了する予定であり、これまでのところ順調に推移している。また、酪酸が濾胞制御性T細胞の分化を誘導する分子メカニズムの検証は、研究計画では2019年度に着手する予定であったが、若干前倒しをすることで2018年度の第4四半期から開始することが出来ている。また、ヒトの糞便検体を用いた酪酸濃度の解析については、これまでサンプル数が不十分である懸念があったため、継続して検体の取集に努めた。この検体の解析はまだ行っていないが、2019年度の初旬に十分に解析を完了できると考える。以上のことから、本研究計画は当初の計画以上に順調に推移していると考えている。酪酸が濾胞制御性T細胞の分化を誘導する分子メカニズムの検証は、研究計画では2019年度に着手する予定であったが、若干前倒しをすることで2018年度の第4四半期から開始することが出来ている。2019年度は継続してこの研究課題の完了を目指す。さらに、関節リウマチモデルを用いた実験を継続して実施し、マウス生体内における濾胞制御性T細胞役割をより詳細に検証すると共に、酪酸によって分化誘導される濾胞制御性T細胞の遺伝子発現等を次世代シーケンサーによる解析により、詳細に検証する。また、ヒトの糞便検体を用いた酪酸濃度の解析については、これまでサンプル数が不十分である懸念があったため、2018年度まで継続して検体の取集に努めた。これらの検体を使用し、発症早期で未治療の関節リウマチの患者と健常者の糞便サンプルの酪酸産生菌と酪酸濃度を比較解析を行う予定である。関節リウマチ患者(発症1年未満、未治療)と健常者の糞便サンプルの比較解析から、関節リウマチ患者では酪酸産生細菌が減少していることを見出した。加えて、糞便中の酪酸濃度も顕著に減少していることが明らかとなった。こうした発症早期の腸内の酪酸濃度の減少が、その後の関節リウマチの重症化を引き起こす原因の一つではないかと考えられる。事実、腸内細菌が酪酸を産生できない特殊飼料を与えたマウスでは、関節リウマチのマウスモデルであるコラーゲン誘発性関節炎の発症率と重症度が顕著に悪化する。こうしたことは、腸内細菌の発酵代謝物である酪酸は、関節リウマチの発症率と重症化に抑制的に働いていることを示唆している。我々の過去の研究から、酪酸は大腸において制御性T細胞という自己免疫疾患や過度な炎症を抑制する機能を持つ細胞の分化を誘導することを見出している。コラーゲン誘発性関節炎の発症には、関節軟骨の主成分であるコラーゲンに反応する自己抗体が重要であり、自己抗体の産生にはB細胞を助ける濾胞性ヘルパーT細胞の働きが重要である。

濾胞性ヘルパーT細胞とB細胞のこうした相互作用を抑制するのが、濾胞に存在する特殊な制御性T細胞(濾胞性制御性T細胞)である。腸内細菌の発酵代謝により酪酸が産生される飼料を与えたマウスの大腸を解析したところ、この飼料の摂食により、濾胞性制御性T細胞の分化が誘導されることが明らかとなった。また、この現象の詳細を解析するために、in vitroの濾胞性制御性T細胞分化誘導システムを樹立し、酪酸により濾胞性制御性T細胞分化誘導の分化誘導が顕著に亢進することを見出した。これまでの研究成果より、腸内細菌代謝物の酪酸は濾胞性制御性T細胞という自己免疫疾患の抑制に重要な細胞の分化を誘導することで、コラーゲン誘発性関節炎の発症とその重症化を抑制することが示唆された。申請書に記載の計画通り、関節リウマチ患者と健常者の糞便サンプル中の酪酸産生菌と酪酸濃度を比較解析した。その結果、発症早期で未治療の関節リウマチの患者と健常者でのそれらの違いを見出した。これまで解析した糞便サンプル数が不十分と考えられる為に、今後も継続的に関節リウマチ患者と健常者の糞便サンプルを入手し、酪酸産生菌と酪酸濃度を解析する。また、関節リウマチのマウスモデルであるコラーゲン誘発性関節炎においても、糞便サンプル中の酪酸産生菌と酪酸濃度を解析している。マウスモデルは、現在条件検討が終了した段階であり、申請書に記載の計画より若干遅れが出ている。しかし、マウスモデルの実験も2ヶ月以内には完了する見込みである。これまでに、in vitroにおいて濾胞性制御性T細胞の分化誘導システムを構築した。このシステムは安定して濾胞性制御性T細胞の分化誘導を行うことができる。このin vitroのシステムを用いて、濾胞性制御性T細胞の分化機序を解析している。遺伝子改変マウスを用いた実験や、遺伝子導入システムを用いた実験と組み合わせることで、申請書に記載の計画よりも半年程度早く目標を達成できる見込みである。以上のことを総合すると、マウスを用いたコラーゲン誘発性関節炎の実験計画の一部に若干の遅れがあるもの、in vitroの濾胞性制御性T細胞の分化誘導システムを用いた実験計画は順調に推移していることから、研究全体としては概ね順調に推移していると判断している。これまで関節リウマチモデルマウスに、腸内細菌代謝物である酪酸を含有する餌を与えることで、大腸で濾胞制御性T細胞を増加させ、これが関節リウマチの発症を抑制していることが判明している。酪酸を与えることで、どのように濾胞制御性T細胞を増加させるかは不明であったが、そのメカニズムをマウスを用いて検証することは困難であった。そこで、2018年度までにin vitroの濾胞制御性T細胞培養システムを構築した。このシステムで培養した濾胞制御性T細胞と、マウス生体内で抗原の免疫後に誘導される濾胞制御性T細胞の遺伝子発現の網羅的比較解析を行った。その結果、in vitroのシステムで樹立した濾胞制御性T細胞は、マウス生体内で誘導される濾胞制御性T細胞と非常に良く似た遺伝子発現プロファイルを示した。in vitroの濾胞制御性T細胞培養システムは報告されておらず、世界で初めての成果と考えられる。これまで、濾胞制御性T細胞の研究は、マウス生体を用いた研究のみが可能であり、分化経路や機能の詳細を解析するには時間と労力がかかっていた。
成長因子を応用した歯髄再生療法の開発への細胞生物学的研究

歯髄細胞の象牙芽細胞への誘導および象牙質形成機構を解明するために,増殖因子(TGF-β,PDGF-AB,bFGF,EGF)とサイトカイン(IL-1β,TNF-α)が歯髄細胞のオステオネクチン(SPARC),ラミニン,I型コラーゲン,フィブロネクチン,およびアルカリホスファターゼ(ALPase)産生に及ぼす影響についてヒト歯髄細胞培養系を用いて検討し,以下の結果を得た。(1)SPARC産生に及ぼす影響:TGF-βは増加させたが,他の因子は減少させた。(3)I型コラーゲン産生に及ぼす影響:TNF-αとIL-1βは最も産生を抑制した。TGF-βは影響を及ぼさなかった。(4)フィブロネクチン産生に及ぼす影響:TGF-βは増加させたのに対して,他の因子は影響を及ぼさなかった。(5)ALPase活性に及ぼす影響:全ての因子が抑制した。増殖因子は未分化な間葉細胞,前象牙芽細胞,象牙芽細胞などに細胞特異性に発現している。また,各種の細胞外基質も象牙質,象牙前質と歯髄などに,一様に分布あるいは部位特異性に存在している。従って,増殖因子と細胞外基質は,密接に関係しあって,歯髄細胞の分化や象牙質形成に関与していると考えられる。しかしながら,増殖因子と細胞外基質の関係は不明な点が多い。本研究で,増殖因子が歯髄細胞の細胞外基質産生に及ぼす影響について検討した結果,増殖因子とサイトカインは,歯髄細胞の細胞外基質産生に対して特徴的に異なった作用を示すことが明らかとなった。このことにより,細胞外基質は部位特異性に存在することとなり,歯髄細胞の分化や象牙質形成に関与することが推察される。
保型形式および多項式不変量を用いた対称性の探求

符号・格子・頂点作用素代数という,互いに密接な関係を持つ数学的対象がある.符号から格子及び頂点作用素代数が構成出来,格子から頂点作用素代数が構成出来るように,3者は類似した性質を数多く持ち,例えば最小距離やt-デザインと呼ばれる概念が,それぞれに定義されている.特に符号はもともと情報伝達の手段,効率化を目的に導入された概念であり,実生活にも幅広い応用を持つ.従って3者の分類問題は,実生活への応用上も,数学的にも面白い重要な問題である.本研究の目的は,これら3者の分類に向けて,それぞれの数学的性質(最小距離やt-デザイン)を明らかにする事である.研究の道具として,3者から得られる保型形式および多項式不変量を用いる計画であった.当該年度に行った研究を述べる.タット多項式の高種数化について,研究を行い,論文を投稿した.新たに得られたことは,格子やモジュラー形式との関連である.これについて論文を作成中である.またゼータ多項式と不変式環の新たな関連を得,論文が発表された.また,自己双対符号との関係を発見し,論文を投稿中である.さらに,次数2の表現を持つ有限鏡映群との関係性を発見して,引き続き論文を作成中である.また,符号・格子および頂点作用素代数の新たな関連性を発見し,これについても論文を作成中である.以前の研究内容である,デザイン理論との新たな関係を示唆するものであり,今後の発展が期待される研究である.当初予定していた通り,タット多項式と,格子やモジュラー形式との関連が得られた.またゼータ多項式と不変式環の新たな関連は,予想していた以上の成果である.これらとタット多項式の関連を今後調べる.また,符号・格子および頂点作用素代数の新たな関連性もおおよそ予定していた通り進展している.高種数タット多項式と符号,格子および頂点作用素代数,さらにはマトロイドとの関係を進化させていく計画である.その中で,ゼータ多項式やサイクル多項式などの,数学的対象の多項式不変量との関係性の深化を目指す.符号・格子・頂点作用素代数という,互いに密接な関係を持つ数学的対象がある.符号から格子及び頂点作用素代数が構成出来,格子から頂点作用素代数が構成出来るように,3者は類似した性質を数多く持ち,例えば最小距離やt-デザインと呼ばれる概念が,それぞれに定義されている.特に符号はもともと情報伝達の手段,効率化を目的に導入された概念であり,実生活にも幅広い応用を持つ.従って3者の分類問題は,実生活への応用上も,数学的にも面白い重要な問題である.本研究の目的は,これら3者の分類に向けて,それぞれの数学的性質(最小距離やt-デザイン)を明らかにする事である.研究の道具として,3者から得られる保型形式および多項式不変量を用いる計画であった.当該年度に行った研究を述べる.タット多項式の高種数化について,研究を行い,論文を投稿した.新たに得られたことは,格子やモジュラー形式との関連である.これについて論文を作成中である.またゼータ多項式と不変式環の新たな関連を得,論文が発表された.また,自己双対符号との関係を発見し,論文を投稿中である.さらに,次数2の表現を持つ有限鏡映群との関係性を発見して,引き続き論文を作成中である.また,符号・格子および頂点作用素代数の新たな関連性を発見し,これについても論文を作成中である.以前の研究内容である,デザイン理論との新たな関係を示唆するものであり,今後の発展が期待される研究である.当初予定していた通り,タット多項式と,格子やモジュラー形式との関連が得られた.またゼータ多項式と不変式環の新たな関連は,予想していた以上の成果である.これらとタット多項式の関連を今後調べる.また,符号・格子および頂点作用素代数の新たな関連性もおおよそ予定していた通り進展している.高種数タット多項式と符号,格子および頂点作用素代数,さらにはマトロイドとの関係を進化させていく計画である.その中で,ゼータ多項式やサイクル多項式などの,数学的対象の多項式不変量との関係性の深化を目指す.
コミュニケーションにおける丁寧さに関する齟齬について

平成30年度は、1書きことばに関して、状況と行動が一定の場合話し手のキャラによって丁寧さの評価は異なるのか、2話しことばに関して、近畿地域以外においても、会話参加者に年齢や性別、話者間の人間関係だけでなく、話し手のキャラからその気遣いを理解・評価するという傾向は見られるのか、3丁寧さの評価を左右する、状況、行動の内容、行為者のキャラという3つの要因はどのように関連し「丁寧さが伝わる/伝わらない」メカニズムを形作っているのか、という3点について明らかにすることを目指した。1について。笑い方の表現「にやにや」に着目し、日本人一般の笑い方を「にやにや」と表現した日本語学習者による作文を、日本語母語話者に添削させるという形で調査を行った。その結果、添削者の約3割が「(笑いの主体に合わず)不適切」「失礼」などの理由から「にこにこ」や「笑う」などの表現に修正し、残りの約7割は学習者の日本語能力を理由に「にやにや」に注意を払わないことがわかった。このことから、書きことばにおいて、笑いの主体と書き手のキャラにより丁寧さの評価が異なることが明らかになった。2について。初年度に収録した近畿地域のデータに、関東地域2件、東北地域1件のデータを加え、合コンの談話における話し手行動(話題導入、冗談発話等)および聞き手行動(相づち、笑い)について談話分析の手法で観察した。分析の結果、先行研究の指摘する「社会規範」とは異なる話し手・聞き手行動が観察され、それらを逸脱と認識するか気遣いと認識するかという参加者の評価は、行為者がどのようなキャラであるかによって異なってくることが明らかとなった。3について。平成29年度および30年度の調査を総合的に考察した結果、状況要因、内容要因、行為者要因の3つに利害要因が加わり、複雑に絡み合うことで「丁寧さが伝わる/伝わらない」メカニズムが作り出されていることがわかった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は、1状況と行動を一定にし、行動主体に関する情報(キャラ)のみを操作したら丁寧さの評価はどうなるのか、2ある場面における「気遣い」は、年齢や性別、話者間の人間関係のみから理解・評価されるのかという2点について明らかにすることを目指した。1について。日本語学習者の読み上げ音声を用い日本語母語話者対象の丁寧さに関する印象判定を行った。判定者である母語話者を群に分け、話し手に関して異なる情報(日本の日本企業に約2年または10年以上勤務する外国人社員)を与えた上で、同一の刺激音声を聞かせた。その結果、勤務年数情報により丁寧さの評価および丁寧だと評価される言語形式が異なること、すなわち、状況と行動を一定にしても、行動主体のキャラにより丁寧さの評価が異なることがわかった。2について。日本語母語話者による合同コンパの会話を談話分析の手法で観察した。従来、男性や上位者の話題導入数が多いこと、また男性上位者には自己に関する話題導入が多く、女性上位者は聞き手に関する話題導入を行う傾向があることが報告されてきた。先行研究では、このような傾向を話者間で共有された「社会規範」と捉え、これに従うことがすなわち丁寧さに繋がるとされてきた。これに対し、分析の結果、最年少の男性による話題導入数が最も多く、その約半数が聞き手に関するものであること、女性1名の自己に関する話題導入数が最も多いことがわかった。両者の話題導入を含む言動は、他の参加者の発話を促す丁寧な気遣いであると考えられる。他の参加者は前者の男性を「営業さん」、後者の女性を「ツッコミ」と呼んでおり、彼らの言動を、年齢や性別、話者間の人間関係以外の要素、つまり話者のキャラから理解・評価しようとしていることが観察された。このことから、「気遣い」は年齢や性別、話者間の人間関係だけでなく、話し手のキャラから理解・評価される可能性が示唆された。本研究は、日本文化古来の概念「気遣い」に着目し、「どのようなキャラの話し手が、どのような状況で、どのような発話をすると、発話の丁寧さが伝わる/伝わらないのか」という、コミュニケーションとミスコミュニケーションを、人間の社会的活動として統一的にとらえる枠組みを作ることを目的とする。丁寧さに関する従来の研究は、「コミュニケーションの相手が持つ『他者に受け入れられて面子を保ちたい』『他者に干渉されて面子をつぶされたくない』という2つの意向を尊重する行為が丁寧な行為である」という基本発想を持ち、丁寧さが「伝わる/伝わらない」メカニズムを、もっぱら状況と行動だけで捉えてきた。話し手の年齢や性別、話者間の上下・親疎関係を視野に入れた研究もあるが、これらの情報はあくまで話者間で共有された認識であるという前提に立つ。一方「キャラ」は、特定の社会的・文化的グループである程度共有された人物に関するイメージ、人物像を指す。年齢や性別だけでなく、職業、階層、時代、容姿・風貌、性格等を含む概念であり、話者間で認識が異なる場合がある。言語学やコミュニケーション研究において、特に日本語社会はキャラと言葉の結びつきが強いことが報告されており、丁寧さに関してもこの結びつきは無視できない。平成29年度は、気を遣う場面における発話の言語形式と談話の側面から、1状況と行動を一定にしても、行動主体のキャラにより丁寧さの評価が異なることを明らかにした。

また、2「気遣い」は年齢や性別、話者間の人間関係だけでなく、話し手のキャラから理解・評価される可能性が示唆された。さらに1と2から、話し手のキャラは話者間で共有された認識ではなく、キャラに関する話者間の認識の一致や齟齬が丁寧さの伝わり方に影響している可能性が示された。これらの調査結果から、当初の計画以上の進展が達成できたと考えられる。平成30年度は、1書きことばに関して、状況と行動が一定の場合話し手のキャラによって丁寧さの評価は異なるのか、2話しことばに関して、近畿地域以外においても、会話参加者に年齢や性別、話者間の人間関係だけでなく、話し手のキャラからその気遣いを理解・評価するという傾向は見られるのか、3丁寧さの評価を左右する、状況、行動の内容、行為者のキャラという3つの要因はどのように関連し「丁寧さが伝わる/伝わらない」メカニズムを形作っているのか、という3点について明らかにすることを目指した。1について。笑い方の表現「にやにや」に着目し、日本人一般の笑い方を「にやにや」と表現した日本語学習者による作文を、日本語母語話者に添削させるという形で調査を行った。その結果、添削者の約3割が「(笑いの主体に合わず)不適切」「失礼」などの理由から「にこにこ」や「笑う」などの表現に修正し、残りの約7割は学習者の日本語能力を理由に「にやにや」に注意を払わないことがわかった。このことから、書きことばにおいて、笑いの主体と書き手のキャラにより丁寧さの評価が異なることが明らかになった。2について。初年度に収録した近畿地域のデータに、関東地域2件、東北地域1件のデータを加え、合コンの談話における話し手行動(話題導入、冗談発話等)および聞き手行動(相づち、笑い)について談話分析の手法で観察した。分析の結果、先行研究の指摘する「社会規範」とは異なる話し手・聞き手行動が観察され、それらを逸脱と認識するか気遣いと認識するかという参加者の評価は、行為者がどのようなキャラであるかによって異なってくることが明らかとなった。3について。平成29年度および30年度の調査を総合的に考察した結果、状況要因、内容要因、行為者要因の3つに利害要因が加わり、複雑に絡み合うことで「丁寧さが伝わる/伝わらない」メカニズムが作り出されていることがわかった。平成30年度は、1「どのようなキャラの話者が、どのような状況で、どのような発話をすると、話者が利益/損害を受けたと判断され、発話の丁寧さが伝わる/伝わらないのか」という点についての認識と、2「その認識はどの程度日本語母語話者に共有されているのか」という問題を明らかにすることを目指す。そのため、日本語母語話者による日本語自然会話およびロールプレイの録音・録画と、意識調査を行う予定である。具体的には、平成29年度に引続き、合同コンパの収録と、そこから抽出される「気遣い」に関する発話のロールプレイの収録を予定している。1については、収録した自然会話を談話分析の手法で観察する。2については、自然会話とロールプレイの会話音声や動画の一部を用い、日本語母語話者を対象に質問紙調査を行う。質問紙調査は複数の地域で行い、丁寧さに関する認識の地域差もあわせて観察する予定である。
神経変性疾患のリピドラフト病因蛋白オリゴマーを標的にした治療法の開発

Lipid raftsはアミロイドss蛋白(Aβ)の産生部位であり蓄積部位でもあり,最近はAβoligomerによる神経毒性発揮部位と考えられるようになっている.そのため,lipid raftsはアルツハイマー病(AD)治療の標的部位として注目されている.1)lipid raftsが神経変性疾患の共通した蛋白凝集開始部位であるかどうかを3種類の神経変性疾患モデルマウスを用いて検討した.Aβ発現マウスTg2576,我々の開発したtau発現マウスTgTauP301Lおよびα-synuclein発現マウスTgαSYNでその早期からlipid raftsに発現蛋白の蓄積が認められ,経時的に増加した.また,それぞれのoligomerの蓄積も認められた.高齢マウスにおいて細胞内封入体はlipid rafts markerであるflotillinとの共存を認めた.lipid raftsは神経変性疾患の共通した蛋白凝集開始部位と考えられた.2) TgTauP301Lと細胞内コレステロール輸送障害を起こすNiemann-Pick type C1(NPC1)モデルマウスを掛け合わせた.TgTauP301Lx NPC1マウスではAβ,tau,α-synucleinがコレステロールと共にlipid raftsに蓄積し,リン酸化tau陽性のpretangle形成が促進された.コレステロール障害はlipid raftsへの原因蛋白蓄積を介してAD発症を促進する可能性が示唆された.3) Tg2576とTgTauP301Lとのdouble transgenic mouse (double Tg)を作製し、Aβoligomer蓄積によるtauopathyと神経毒性の誘発機序の解明を行った.double Tgでは樹状突起のlipid raftsにリン酸化tauが蓄積していた。LipidraftsにはFynの著増とNMDA receptor、AMPA receptorの増加が認められた。postsynaptic lipid raftsのAβamyloidosisによって誘発されたtauopathyはグルタミン酸神経毒性を介したシナプス障害と神経細胞死を引き起こす可能性があると考えられた。以上の検討からlipid raftsを標的とした蛋白凝集抑制は神経変性疾患の共通した治療法になる可能性がある.Lipid raftsはアミロイドss蛋白(Aβ)の産生部位であり蓄積部位でもあり,最近はAβoligomerによる神経毒性発揮部位と考えられるようになっている.そのため,lipid raftsはアルツハイマー病(AD)治療の標的部位として注目されている.1)lipid raftsが神経変性疾患の共通した蛋白凝集開始部位であるかどうかを3種類の神経変性疾患モデルマウスを用いて検討した.Aβ発現マウスTg2576,我々の開発したtau発現マウスTgTauP301Lおよびα-synuclein発現マウスTgαSYNでその早期からlipid raftsに発現蛋白の蓄積が認められ,経時的に増加した.また,それぞれのoligomerの蓄積も認められた.高齢マウスにおいて細胞内封入体はlipid rafts markerであるflotillinとの共存を認めた.lipid raftsは神経変性疾患の共通した蛋白凝集開始部位と考えられた.2) TgTauP301Lと細胞内コレステロール輸送障害を起こすNiemann-Pick type C1(NPC1)モデルマウスを掛け合わせた.TgTauP301Lx NPC1マウスではAβ,tau,α-synucleinがコレステロールと共にlipid raftsに蓄積し,リン酸化tau陽性のpretangle形成が促進された.コレステロール障害はlipid raftsへの原因蛋白蓄積を介してAD発症を促進する可能性が示唆された.3) Tg2576とTgTauP301Lとのdouble transgenic mouse (double Tg)を作製し、Aβoligomer蓄積によるtauopathyと神経毒性の誘発機序の解明を行った.double Tgでは樹状突起のlipid raftsにリン酸化tauが蓄積していた。以上の検討からlipid raftsを標的とした蛋白凝集抑制は神経変性疾患の共通した治療法になる可能性がある.Tg2576マウスではその早期からlipid rafts分画にAss oligomerの蓄積が認められた.TgTauP301LマウスおよびTgαSYNマウスではその早期からlipid rafts分画にtauおよびα-synucleinの蓄積が認められた.またAss,tau,α-synucleinのモデルマウスの神経細胞内異常凝集蛋白蓄積とlipid raftsマーカーのflotillinは共存していた.以上の検討からlipid raftsは神経変性疾患の共通した蛋白蓄積部位と考えられた.TgTauP301LマウスにNiemann-Pick type C1モデルマウス(NPC-)を掛け合わせたTau+NPC-/-マウスでは大脳皮質に2月齢で著明な腫大神経突起が出現し,tau,リン酸化tauおよびGSK3ssが蓄積した.このtau蓄積はlipid rafts markerのflotillinやfilipinと共存していた.生化学的にもlipid rafts分画にtau,リン酸化tauおよびGSK3ssの蓄積が増加した.Tau+NPC+/-マウスではTau+NPC+/+

マウスと比べて20月齢でneuronおよびgliaへのpretangle蓄積が促進され,lipid rafts分画でのtauおよびリン酸化tauが増加した.NPC1遺伝子のloss of functionによるコレステロール代謝障害はlipid raftsにtau,リン酸化tauの蓄積を生じ,tangle形成を促進する可能性がある.Alzheimer病ではAβ蓄積がリン酸化tau蓄積を誘発して神経細胞死を起こすと考えられているが,その誘発機序は明らかではない.我々の検討からlipid raftsにおいて神経毒性の高いAβoligomerが蓄積することでリン酸化tau蓄積を促進する可能性が考えられた.Lipid raftsはsecondary tauopathyを阻止するためのtargetになりうると考えられる.アルツハイマー病(AD)におけるAB蓄積によるtauopathy誘発と神経細胞障害の機序を解明するために,ADモデル動物であるAB産生マウスTg2576とtau産生マウスTgTauP301Lを掛け合わせたdouble transgenic mouse(doubleTg)を用いてAB蓄積が神経細胞障害を起こす機序の検討を行った.8-23月齢のdouble Tg(n=21),TgTauP301L(n=20)で半脳はparaform固定して免疫組織を行い,半脳は不連続蔗糖勾配を作成し,lipid rafts分画を含む各分画を採取し,westen blottingで解析した.昨年度は20月齢の高齢double Tgで脳へのリン酸化tauの蓄積促進と,脳分画の中ではlipid rafts分画へのリン酸化tauおよびtauリン酸化酵素GSK3B蓄積亢進を認めた.本年度の検討では,double Tgの脳リン酸化tau蓄積は樹状突起に始まり,蛍光免疫ではリン酸化tau蓄積とlipid raftsマーカーのflotillinは共存することを示した.脳lipid rafts分画にはAB oligomerの蓄積を認め,それと共にグルタミン酸のNMDA受容体に関わるFynの著明な増加を認めた.NMDA受容体のsubunitのNR2A,NR2Bは増加し,リン酸化NMDA受容体2B(pTyr1472)の増加も認めた,AMPA受容体のsubunitであるGluR2の増加も認められた.ADではリン酸化tauが樹状突起に蓄積することが知られている.最近,tauはFynを樹状突起に運ぶ足場蛋白として働き,FynはNMDA受容体をリン酸化してグルタミン酸シグナルを増強することが示されている.また,Fynはtauのリン酸化酵素でもある.