hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カナガナハッリ大塔を中心とするインド仏教史的研究

具体的な方法としては、(1)カナガナハッリ大塔やその周辺地域に点在する仏教遺跡の実地調査、(2)新出した出土品と碑文の資料整理ならびに研究史料の追加更新、(3)出土したレリーフに描写される図像表現の文献資料への比定を行う。これら3点を遂行することで、カナガナハッリ大塔に伝播した仏教がどのような様相であったのかを考察する。本研究は研究期間内に、カナガナハッリ大塔から出土した考古学的出土品について(1)実地調査による実測と資料収集、(2)新出した出土品の資料整理ならびに基礎史料の更新、(3)図像表現の文献資料への比定を行う。今年度は、特に(1)と(3)についての研究を推進した。(1)については、事前にインド考古調査局管轄のカルナータカ州支局ダルワッド・サークルよりカナガナハッリ大塔の撮影・掲載許可を得たため、十分な調査を現地で行うことが出来た。実地調査では、カナガナハッリ大塔を構成する各部材(上段・下段レリーフ石板、動物装飾帯、仏座像、アーヤカ柱、仏足石板、コーニス(軒)など)の実測と配置場所を記録した。また、調査の過程で未公刊の断片や碑文が多量に見つかったため、それらの写真撮影も同時に行った。その他、カナガナハッリ大塔と同時代に造営された仏教遺跡の作例調査のため、ニューデリー国立博物館、テランガーナ州立考古学博物館、グルバルガ博物館、チェンナイ州立博物館にて資料収集を行った。(3)カナガナハッリ大塔から出土した浮彫のうち、仏伝の一場面を描いたスジャーターの乳粥供養図を取り上げ、その図像表現を考察した。同主題はカナガナハッリ大塔の上段レリーフ石板と東門アーヤカ基台上の仏伝コーニスの2箇所に彫り出されている。乳粥供養説話が説かれる文献資料(サンスクリット文献・パーリ文献・漢訳文献)の精査と、図像資料(サーンチー第1塔南門、アマラーヴァティー、ゴーリ、ナーガールジュナコンダ、サールナート、アジャンター第16窟)の分析を行い、両者を比較検討する研究方法に基づいて、インド仏教史・美術史上の変遷過程における同主題の位置付けを行った。研究成果は「カナガナハッリ大塔におけるスジャーターの乳粥供養図について」と題した論文として今年度中に『アジア仏教美術論集南アジアI(マウリヤ朝グプタ朝)』へ投稿した。今年度は、カナガナハッリ大塔での実地調査が計画通りに進んだため、おおむね順調に研究を進めることができた。事前に把握していたインド考古調査局による発掘報告書に未掲載の考古学的出土品について、実際に現地で調査を実施することで予想を上回る出土品や碑文が新たに見つかり、それらの実測・配置記録と撮影ができたことは、カナガナハッリ大塔の基礎資料を更新するにあたり非常に大きな成果であった。また、テランガーナ州立考古学博物館、グルバルガ博物館の調査では、未公刊の作例やカナガナハッリ大塔から移設された出土品と認められる作例を収集することができた。先述のとおり、カナガナハッリ大塔から出土した仏伝図の図像学的特徴を明らかにするため、今年度はスジャーターの乳粥供養図に焦点を絞り、その図像表現を考察した。上段レリーフ石板に描かれる同主題は、仏伝文学の段階になって初めて登場する村娘スジャーターのエピソードが、紀元後2世紀には南インドまで伝播していたことを示す初作例であり、また仏伝文学の作成と仏塔の周囲で仏伝場面の制作が行なわれることに共通の基盤があることを具体的に提示することのできる重要な作例であることを指摘できた。まずはじめに、カナガナハッリ大塔の実地調査によって得られた実測・配置記録について(2)の資料整理を遂行する。実測記録は、図面作成ソフト(CAD Architecture)に取り込み、カナガナハッリ大塔の各部材ごとの配置図を配置記録に基づいて作成する。
不眠の精神的・身体的健康度への影響と非薬物療法の適応に関する研究

本研究では、地域住民に対する横断調査研究ならびに睡眠外来受診患者を対象としたレトロスペクティブ研究を行った。その結果、抑うつ症状は不眠症と強い因果関係を有し、不眠症と抑うつ症状の重症度の間に関連性があることが明らかであった。睡眠薬使用による不眠の改善が抑うつ症状を完全に解消することは難しいものの、症状緩和に貢献していた。またメラトニンは、生体リズムの調整に効果的であり睡眠相後退症候群の治療に有用であると考えられるが、平行して睡眠衛生指導の強化と治療に対する動機づけを保つことが必要であると考えられた。不眠はうつ病の重要な前駆症状であるとともに,慢性化した不眠がうつ病発現のリスクファクターになることが近年指摘されている。しかしながら,抑うつ症状と不眠の関係,ならびに睡眠薬を用いた不眠症治療による抑うつ症状軽減の可能性は明らかにされていない。また,睡眠相後退症候群に対するメラトニン治療法による睡眠相前進効果や,その反応性に関連する要因についても明らかにされていない。本研究では,地域住民に対する横断調査研究ならびに睡眠外来受診患者を対象としたレトロスペクティブ研究を行った。その結果,抑うつ症状は不眠症と強い因果関係を有し,不眠症と抑うつ症状の重症度の間に関連性があることが明らかであった。睡眠薬を使用する契機として,加齢や入眠困難等の要因に加えて抑うつ症状が関与していることが示唆された。また,睡眠薬使用による不眠の改善が抑うつ症状を完全に解消することは難しいものの,症状緩和に貢献していた。この所見は,不眠の早期発見と適切な薬物治療の重要性を裏付けるものと考えられた。睡眠相後退症候群に対しては,メラトニン投与によって,7割の者で睡眠相前進の効果が認められた。ただしメラトニン治療により睡眠相前進が見られた者の中でも,服用コンプライアンスの不良,睡眠衛生の悪化等により,その後に再増悪するケースが少なからず存在した。メラトニンは,生体リズムの調整に効果的であり,睡眠相後退症候群の治療に有用であると考えられるが,平行して睡眠衛生指導の強化と治療に対する動機づけを保つことが必要であると考えられた。不眠症は睡眠障害の中で、疑いなく最も頻度が高い。現在、不眠症治療はベンゾジアゼピン系もしくはベンゾジアゼンピンアゴニストに属する睡眠薬による薬物療法が中心だが、睡眠薬治療に際しては、通常散見される副作用(筋弛緩や転倒、翌日の作用持ち越し)だけでなく、長期使用による弊害(耐性形成、常用量依存、精神生理機能への悪影響)にも配慮しなくてはいけない。薬剤服用期間が長期化しやすいことを考えると、睡眠薬服用の契機や慢性使用の背景を明らかにし、その対策を立てる必要がある。地域住民約3,000人を対象に行った調査では、不眠者における睡眠薬使用の関連要因として、女性、加齢、抑うつ症状、治療中の病気が存在する、睡眠の質の悪化、入眠時間延長が抽出された眠りの満足度に問題を有していることが、睡眠薬を使用する契機になるものと考えられる。また、睡眠薬使用下における非不眠群の精神的健康は不眠群に比して有意に高く、かつ睡眠薬非使用の不眠群よりも高かった。しかし、睡眠薬使用下の身体的健康については、不眠群と非不眠群で有意な差はなかった。この所見は、睡眠薬使用による不眠の解消によって精神的不健康度は改善するものの、身体的健康度については睡眠薬使用の負の影響を受ける可能性があるため、充分な改善が得難いことを示している可能性がある。過去の不眠症に対する治療は、睡眠の症状(夜間の睡眠困難)のみに焦点を合わせる場合が少なくなかったが、今後、日中の機能障害やquality of life(QOL)を視野に入れた治療計画を立てることが重要である。
ミュータンスレンサ球菌の菌株による齲蝕原性の違いに注目した遺伝子検査法の開発

Streptococcus mutansの齲蝕原性として、非水溶性グルカン合成能に注目し、小学生の刺激唾液から分離したS.mutans、72株について、非水溶性グルカン合成酵素をコードするgtfB遺伝子の塩基配列を決定した。gtfB遺伝子の3'末端付近における反復配列の反復回数が、この菌のグルカン合成能に関連していることを明らかにした。齲蝕の主な原因菌であるStreptococcus mutansが口腔内にそれほど存在していないにもかかわらず、齲蝕を発症する児童に遭遇することがある。こうした児童では、S.mutansが菌数的には問題ないレベルにあるが、存在するS.mutans株が、特に齲蝕を誘発する能力の高い菌株である可能性がある。S.mutans齲蝕原性として、非水溶性グルカン合成能に注目し、小学生の刺激唾液から分離したS.mutans株について、非水溶性グルカン合成能を測定した(現在も引き続き、測定中)。また、S.mutansの非水溶性グルカン合成酵素の遺伝子であるgtfBを増幅するためのPCRプライマー、およびgrfB遺伝子をシークエンシングするためのプライマーを新規に設計した。前述のS.mutans臨床分離株のうち、14株を用いて、これら設計したプライマーの性能を確認した。gtfB全体を含む領域をPCRで増幅後、各シークエンシングプライマーを用いてgtfB遺伝子全体の塩基配列の決定を試みた。その結果、確認を行った全てのS.mutans臨床分離株について、gtfBの全塩基配列を決定することができた。今後、残りのS.mutans分離株についても、同様に劇班全体の塩基配列を決定し、菌株間の塩基配列の相違、およびこれら塩基配列の相違と非水溶性グルカン合成能との対応について調べていく予定である。S.mutansの齲蝕原性として、非水溶性グルカン合成能に注目し、非水溶性グルカン合成酵素をコードするgtfB遺伝子を増幅するためのPCRプライマー、およびgtfB遺伝子をシークエンシングするためのプライマーを設計した。これらのプライマーを用いて、小学生の刺激唾液から分離したS.mutans、約70株について、gtfB遺伝子全体の塩基配列を決定した。gtfB遺伝子によってコードされるGtfBは、C末端側に3.5回の繰り返し構造を持つ。この部分は、glucan-binding domainと呼ばれ、この酵素がグルカンを合成する上で重要な領域である。今回、調べたS.mutans臨床分離株のうち、このglucan-binding domainの一部を欠失して、繰り返し構造が2.5回分となっている株、および一部挿入されて繰り返し構造がが4.5回分となっている株がいくつか見つかった。このうち、繰り返し構造が2.5回分となっている菌株については、非水溶性グルカン合成能が低下する傾向が認められた。今後は、他の領域における遺伝子変異とグルカン合成能との対応の検討、およびグルカン合成能に影響を与えている遺伝子変異を容易に検出できるPCRプライマーの設計を行う予定である。S.mutansの齲蝕原性として、非水溶性グルカン合成能に注目し、小学生の刺激唾液から分離したS.mutans、72株について、非水溶性グルカン合成酵素をコードするgtfB遺伝子の塩基配列を決定した。S.mutansのgtfB遺伝子は3'末端付近に、通常3.5回の反復配列を認めるが、今回調べた72株のうち9株で反復回数に変化が見られ、そのうち6株は2.5回の反復、3株は4.5回の反復であった。また、それぞれの株の非水溶性グルカン合成能は、反復回数が2.5回の株が29.0±21.6μg/ml broth、3.5回の株が85.2±41.1μg/ml broth、4.5回の株が91.4±50.8μg/ml brothであり、2.5回の株は3.5回の株に比べ有意に低値を示した(p=0.007;ANOVA+Scheffe's test)。この反復配列部分は、この酵素がグルカンを合成する上で重要な領域であるglucan-binding domainをコードしている。S.mutansは菌株によって非水溶性グルカン合成能に差が見られることが分かっているが、本研究の結果より、その差の一部は鰐遺伝子の3'末端付近の反復配列における、反復回数の変異によるものであることが示唆された。
長時間稼働のための拘束解放可変機構を備えたヒューマノイドの身体設計と行動生成制御

29年度の成果は二つの方向性にまとめることができる。(1)受動軸と能動軸を切替え可能な脚型ロボットの開発と(2)準受動歩行生成制御ソフトウェアの開発と身体モデルパラメタ修正に基づく歩行行動実現である。(1)両膝・太股関節ピッチ軸を能動軸と受動軸とで切り替え可能な拘束解放可変機構(クラッチ)を備える等身大脚型ロボットを開発した。ロボットは両脚12自由度を有し、根元の太股ヨー軸を除いてブレーキ機構も取り付けた。受動軸・能動軸・固定軸を切り替えることのできるロボットとして新しい試みであり本研究課題で示した準受動歩行に限らない受動軸を用いた応用に発展可能なロボットであると考えている。(2)拘束解放可変機構を用いた歩行実現には二つの課題が存在した。一つは受動軸の動力学を考慮しつつ全身の関節を駆動することでバランスを維持する歩行生成器・制御器の開発である。開発したロボットは脚付け根の太股関節が受動軸となるため膝下の能動軸を用いて上半身を前後させ太股を駆動するという複雑な全身運動が必要となるものであり、順動力学シミュレーションと進化計算を組み合わせた方法により歩行モデルパラメタ生成を行うソフトウェアを開発した。さらに実ロボットでの行動実現で考慮すべき条件を実験を通じて追加していく作業も必要であった。もう一つの課題は実ロボットの歩行行動結果がシミュレーションと異なる問題である。シミュレーション空間での行動結果が現実に近くなるよう身体と環境のモデルパラメタを探索することで行動実現を達成した。準受動歩行時の単位移動量あたりの消費エネルギーは従来の膝を曲げた歩行と比べ5倍以上改善、最適化された能動歩行と比べて10%程度改善し拘束解放可変機構が省エネルギー歩行に有効であることが示された。完成したロボットと歩行実現についてはまだ論文発表が行えていないため、その準備が課題として残されている。29年度が最終年度であるため、記入しない。27年度は,1.拘束解放可変機構の選定・設計を行い、実等身大ロボットへの適用も可能な強度と体積をもったブレーキ・クラッチ機構を開発した。また2.拘束解放可変機構に適用可能な動作生成アルゴリズム、学習に基づく動作生成高速化手法を開発した。1.等身大ヒューマノイドロボットに適用可能なブレーキ・クラッチ機構の選定と設計;数十キログラムの等身大ロボットに適用するための強度と出力を実現するためには、大型大重量の装置が必要である。そこで、ロボットの脚にブレーキ・クラッチ機構を組み込んだ設計すること、および、低出力のクラッチ動作が可能なクラッチ機構を設計することで小型化を行った。また実際に一軸の試験機を作成し、ブレーキ・クラッチが正常に動作すること、数ワット程度の小型モータでクラッチ機構の駆動が可能であることを確認した。現在はブレーキ・クラッチ機構の制御と、ロボットの関節駆動との連携を行うためのソフトウェアの開発を行っており、これが完了したのち実ロボットの膝関節への適用を行っていく計画である。2.拘束解放可変機構を用いた動作生成アルゴリズムの開発;拘束解放可変機構を用いた動作生成のためには、受動と能動の二つの形態の動作を切り替えて行動を生成する必要がある。また、探索のパラメタが増えることによる計算コスト増加も問題になると予想される。前者の複数形態の切り替えを伴う動作生成について、あらかじめ定義した動作形態を評価関数に基づき探索することで、任意の動作形態を切り替えながら全体の行動を生成するアルゴリズムを開発し国際会議への投稿・発表を行った。後者の計算コストの問題について、ロボットの手先足先の位置姿勢といった制御入力と非線形の関係にあるタスクを、冗長パラメタを考慮した学習により表現しなおすことで高速に探索する手法を開発した。27年度は、等身大ロボットに搭載可能な強度と体積をもったブレーキ・クラッチ機構の設計を行い、一軸の試験機を作成することで機構が正しく動作することの確認を行った。また複雑な環境下での移動行動を実現する探索アルゴリズム、学習に基づく動作生成の高速化手法を開発し国際会議への投稿・発表を行った。機構について実際の制御やロボットへの搭載までは行えなかったが、そのための目処は立ったと考える。28年度に行動生成ソフトウェアの開発と平行して機構の設計開発および制御をすすめることで実ロボットへの適用を行う。28年度は,1.拘束解放可変機構を備えた等身大脚型ロボットの設計発注,2.機構を用いた歩行行動生成制御ソフトウェアの開発を行った.1.前27年度に開発した拘束解放可変機構試験機を実ロボットへと適用するさいの課題を洗い出すため,試験機の制御ソフトウェアの開発と制御実験を行いロボットに求められる電力や制御周期を評価した.27年度の機構ではブレーキ機構とクラッチ機構を同じ仕組みで併せ持つ機構を開発したが,ブレーキ機構を市販のものに置き換えることでさらなる小型化を行った.さらに拘束解放可変機構を両足の太もも関節・膝関節の計4関節に有する等身大脚型ロボットの設計発注を行った.拘束解放可変機構のブレーキ・クラッチ機構以外への応用として,上半身付きの受動歩行ロボットに必要とされる体幹支持のためのバネ機構が脱着可能となるよう設計を行った.バネ機構の脱着により,バネが脚の駆動域を阻害したり内力を生じたりといった課題を解決することができることは能動軸と受動軸を合わせもつロボットに重要な機能である.

2.クラッチ機構を利用することで,能動軸のみを用いた通常の歩行である能動歩行に加え,能動軸と受動軸の切り替えを用いる能動受動歩行,受動軸とバネ機構を用いる受動歩行が可能になる.その行動生成制御を行うための方法として,動力学シミュレーション上での施行錯誤探索を行うソフトウェアを開発し,それを用いて上記三種類の歩行行動生成制御が可能となることを確認した.また,歩行のエネルギー効率を評価することで拘束解放可変機構を用いた受動歩行が,それを用いない能動歩行と比べてよりエネルギー効率良く実現できることもシミュレーション上で確かめられた.以上の結果を実ロボットで実現するためにはシミュレーションと実機の誤差を埋める努力が必要であるが,高速に動作を評価可能なシミュレーション環境はそのすり合わせに有効である.本28年度の計画通り,拘束解放可変機構を備えるロボットの設計発注と,受動歩行を始めとする歩行行動生成制御ソフトウェアの開発を終えることができたため.29年度の成果は二つの方向性にまとめることができる。(1)受動軸と能動軸を切替え可能な脚型ロボットの開発と(2)準受動歩行生成制御ソフトウェアの開発と身体モデルパラメタ修正に基づく歩行行動実現である。(1)両膝・太股関節ピッチ軸を能動軸と受動軸とで切り替え可能な拘束解放可変機構(クラッチ)を備える等身大脚型ロボットを開発した。ロボットは両脚12自由度を有し、根元の太股ヨー軸を除いてブレーキ機構も取り付けた。受動軸・能動軸・固定軸を切り替えることのできるロボットとして新しい試みであり本研究課題で示した準受動歩行に限らない受動軸を用いた応用に発展可能なロボットであると考えている。(2)拘束解放可変機構を用いた歩行実現には二つの課題が存在した。一つは受動軸の動力学を考慮しつつ全身の関節を駆動することでバランスを維持する歩行生成器・制御器の開発である。開発したロボットは脚付け根の太股関節が受動軸となるため膝下の能動軸を用いて上半身を前後させ太股を駆動するという複雑な全身運動が必要となるものであり、順動力学シミュレーションと進化計算を組み合わせた方法により歩行モデルパラメタ生成を行うソフトウェアを開発した。さらに実ロボットでの行動実現で考慮すべき条件を実験を通じて追加していく作業も必要であった。もう一つの課題は実ロボットの歩行行動結果がシミュレーションと異なる問題である。シミュレーション空間での行動結果が現実に近くなるよう身体と環境のモデルパラメタを探索することで行動実現を達成した。準受動歩行時の単位移動量あたりの消費エネルギーは従来の膝を曲げた歩行と比べ5倍以上改善、最適化された能動歩行と比べて10%程度改善し拘束解放可変機構が省エネルギー歩行に有効であることが示された。完成したロボットと歩行実現についてはまだ論文発表が行えていないため、その準備が課題として残されている。
ナノスケールのラメラ幅によるリンパ球形質膜の脂質ラフト制御機構の解析

近年、SimonsとIkonenによって細胞形質膜に効率の良いシグナル伝達を司る脂質ラフトの存在が提唱された。メチル-β-シクロデキストリン(以下、MβCD)で脂質ラフトのコレステロールを減少させるとシグナル伝達が攪乱されること、さらにスフィンゴ糖脂質の糖鎖をアクチベーターIIを含むエンドグリコセラミダーゼII(以下、EGPA)で選択的に除去するとグリコシルホスファチジルイノシトール(以下、GPI)アンカー型タンパク質の架橋が抑制され、Srcファミリーチロシンキナーゼの活性化が抑制されることが報告されている。これらの知見を踏まえ、本研究は、親水性のポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)(以下、PHEMA)のAセグメントと疎水性のポリスチレン(以下、PSt)のBセグメントからなるラメラ幅16nmのナノドメイン構造表面を有するPHEMA-PS-PHEMAABA型ブロック共重合体(以下、HSB)のリンパ球の活性化抑制機構を明確にするために、脂質ラフトに存在するコレステロールおよびGPIアンカー型タンパク質に着目した。対照群として、PStおよびP(HEMA-St)ランダム共重合体(以下、HSR)を用いた。リンパ球を未処理、MβCDおよびEGPA処理の3群に分けた後、ミクロスフィアカラム法を用いてリンパ球と材料表面との相互作用の実験を行った。材料表面に室温にて1時間粘着したリンパ球を電子顕微鏡を用いて解析した。未処理では、PStおよびHSR表面に粘着したリンパ球は著しく伸展して壊死を呈していたのに対し、ナノドメイン構造表面に粘着したリンパ球はコントロールリンパ球と同様に細胞内構造を保持した球状形として観察された。MβCDおよびEGPA処理では、PSt、HSRおよびナノドメイン構造表面に粘着したリンパ球はコントロールリンパ球と同様に全て細胞内構造を保持した球状形のリンパ球として観察された。以上のことから、HSBのナノドメイン構造表面はPStおよびHSR表面とは異なり、粘着面でのリンパ球形質膜の脂質ラフトの構造を保持し、さらにGPIアンカー型タンパク質を含む脂質ラフトの集約を惹起せずにSrcファミリーチロシンキナーゼの活性化を抑制することが示唆された。これまでラメラ幅16mmのナノドメイン構造を有するPHEMA-PSt-PHEMA ABA型ブロック共重合体(以下、HSB)表面は、リンパ球の壊死を抑制することを超微形態学的に明らかにしてきた。今回、この壊死抑制機構を明らかにするために、シグナル伝達の起点と考えられているリンパ球形質膜の脂質ラフトに着目した。脂質ラフトはスフィンゴ脂質とコレステロールが濃縮されたミクロドメインを形成している。細胞をMethyl-β-cyclodextrin(以下、MβC)で処理すると脂質ラフトを介するシグナル伝達は抑制されることが知られている。HSBのナノドメイン構造表面に対するMβC添加および未添加のリンパ球の粘着挙動を走査型電子顕微鏡(以下、SEM)、透過型電子顕微鏡(以下、TEM)および画像処理解析装置を用いて比較解析した。PHEMA-PStランダム共重合体(以下、HSR)表面および疎水性の均一表面を有するPStのポリマービーズを対照群として用いた。Wistarラットの腸間膜リンパ節から採取したリンパ球浮遊液(Ca-<2+>、Mg^<2+>freeのHanks平衡塩溶液)とポリマーピーズとの相互作用はマイクロスフィアカラム法を用いて行った。

HSRおよびPSt表面に粘着したMβC未添加リンパ球は、ともに線維状に伸展し内部構造は壊れた壊死状態であったが、HSBのナノドメイン構造表面でのリンパ球は球状形で内部構造も良好に保持され壊死は抑制されていた。このミトコンドリアの面積はコントロールのリンパ球のそれとの間に有意差は認められなかった。一方、MβC添加リンパ球の場合、材料の種類を問わず粘着したリンパ球は球状形で内部構造も良好に保持され壊死は抑制されていた。またこれらのミトコンドリアの面積はコントロールのリンパ球のそれとの間に有意差は認められなかった。以上のことから、HSBのナノドメイン構造表面は、リンパ球形質膜の脂質ラフトからのシグナル伝達を抑制することが示唆された。細胞形質膜の脂質ラフトのスフィンゴ糖脂質の糖鎖をアクチベーターIIを含むエンドグリコセラミダーゼII(以下,EGPA)で選択的に除去するとグリコシルホスファチジルイノシトール(以下,GPI)アンカー型タンパク質の架橋によるシグナル伝達分子のSrcファミリーチロシンキナーゼの活性化が抑制されることが報告されている.この知見を踏まえ,我々は,親水性のポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)(以下,PHEMA)のAセグメントと疎水性のポリスチレン(以下,PSt)のBセグメントからなるPHEMA-PSt-PHEMA ABA型ブロック共重合体(以下,HSB)のラメラ幅16nmのナノドメイン構造表面におけるラットリンパ球の形質膜脂質ラフトからのシグナル伝達抑制機構をより明確にするために,脂質ラフトの外葉側に存在するGPIアンカー型タンパク質に着目した.PStおよびP(HEMA-St)(以下,HSR)表面を対照群として,ナノドメイン構造表面に対するEGPA処理および未処理のリンパ球の認識応答性を走査型電子顕微鏡にて解析した.リンパ球と材料表面との相互作用の解析はミクロスフィアカラム法を用いて行った.EGPA未処理の場合,PStおよびHSR表面に粘着したリンパ球は著しく伸展していたのに対し,ナノドメイン構造表面に粘着したリンパ球はコントロールリンパ球と同様に球状形として観察された.EGPA処理の場合,PSt, HSRおよびナノドメイン構造表面に粘着したリンパ球はコントロールリンパ球と同様にいずれも球状形として観察された.以上のことから,HSBのナノドメイン構造表面は,PStおよびHSR表面とは異なり,リンパ球の粘着面で脂質ラフトのGPIアンカー型タンパク質の集約を阻害し,このことによってSrcファミリーチロシンキナーゼの活性化を惹起しないことが示唆された.
低濃度摂取カドニウムの母体骨代謝に及ぼす影響に関する研究

研究目的:ヒトの日常摂取カドミウム(Cd)レベルを含む低濃度Cd摂取と妊娠出産哺乳による母体の骨代謝に及ぼす影響を、Cd摂取の中断の有無による回復の可能性を検討するものである。また、これに付随して、胎仔・新生仔へのCdの母仔間移行と骨代謝や生殖器関連の内分泌機能への影響を明らかとすることを目的として研究を実施した。研究実施計画:Wistar系雌ラットに、1,2,5mg/kgの各Cd量を6日/週、定量的に経口投与し、雄ラットと交配し、妊娠出産哺乳の負荷を掛けたうえで、哺乳の有無の違いとCd投与の中断の有無によるCdの母体骨代謝に及ぼす影響を検討した。Cdの母仔間移行とその生体影響並びにCdの母仔間移行のメカニズムにおける金属結合タンパク質メタロチオネイン(MT)の役割について検討を加えた。研究成果1.妊娠哺乳負荷と慢性Cd摂取により、母体大腿骨の骨密度と骨強度の低下し、骨吸収指標の尿中デオキシピリジノリンの排泄増加が5mgCd/kg群で認められ、比較的低濃度のCd摂取が哺乳負荷による母体の骨代謝に修飾影響を及ぼすことが明らかとなった。2.子宮組織や胎盤組織免疫化学的組織染色で、MTの顕著な誘導合成は認められなかったが、既存のMTがCdを捕捉結合し、Cdの毒性作用を軽減し、Cdの胎児への移行を抑制する働きをしていることを示唆する結果を得た。一方で、血液・胎盤関門に係わる合胞性栄養膜細胞のMTに結合されないCdが微量ながら胎盤を通過し胎児の肝臓により多く蓄積し、必須元素である銅代謝を撹乱し胎児の成長等に影響している可能性を示唆する結果を得た。3.母体の骨代謝は妊娠出産哺乳により著しく影響を受けるが、低濃度のCd摂取が加わると顕著に骨密度の低下が引き起こされることが明らかとなった。しかし、Cd摂取の中止により回復することが認められた。Cdの生体影響の評価や許容摂取量の設定においては性差や生理負荷条件の違いを配慮する必要性が示唆された。研究目的:ヒトの日常摂取Cdレベルを含む低濃度Cd摂取と妊娠出産哺乳による母体の骨代謝に及ぼす影響を、Cd摂取の中断の有無による快復の可能性を検討するものである。また、これに付随して、胎仔・新生仔へのCdの母仔間移行と骨代謝や生殖器関連の内分泌機能への影響を明らかとすることを目的として実施する。研究実施計画:研究初年度の平成16年度は、Wistar系雌ラットに、1,2,5mg/kgの各Cd量を6日/週、定量的に経口投与し、雄ラットと交配し、妊娠出産哺乳の負荷を掛けたうえで、哺乳の有無の違いとCd投与の中断の有無によるCdの母体骨代謝に及ぼす影響を検討した。研究成果1.妊娠哺乳負荷と慢性カドミウム摂取により、母体大腿骨の骨密度の低下し、副甲状腺ホルモンPTHの活性化と骨吸収指標の尿中デオキシピリジノリンの排泄増加が5mgCd/kg群で認められ、比較的低濃度のカドミウム摂取が哺乳負荷による母体の骨代謝に修飾影響を及ぼすことが明らかとなった。

2.母体からの慢性カドミウム摂取によるカドミウムの母仔間移行は血液・胎盤関門により抑制されているが、微量ながら仔ラット(胎児)に移行され、その際子宮組織中の金属結合タンパク質はカドミウムを結合し蓄積することでカドミウムの仔への移行を抑制する働きをしていることが明らかなった。胎盤を経由して仔(胎児)に移行したカドミウムの形態は、出生1日目の仔の肝臓に多くのカドミウムが蓄積していることから、非メタロチオネイン結合のカドミウムと推定された。3.母体の骨代謝は妊娠出産哺乳により著しく影響を受けるが、低濃度のカドミウム摂取が加わると顕著に骨密度の低下が引き起こされることが明らかとなった。カドミウムの生体影響の評価や許容摂取量の設定においては性差や生理負荷条件の違いを配慮する必要性が示唆された。研究目的:ヒトの日常摂取カドミウム(Cd)レベルを含む低濃度Cd摂取と妊娠出産哺乳による母体の骨代謝に及ぼす影響を、Cd摂取の中断の有無による快復の可能性を検討するものである。また、これに付随して、胎仔・新生仔へのCdの母仔間移行と骨代謝や生殖器関連の内分泌機能への影響を明らかとすることを目的として実施する。研究実施計画:研究初年度の平成16年度は、Wistar系雌ラットに、1,2,5mg/kgの各Cd量を6日/週、定量的に経口投与し、雄ラットと交配し、妊娠出産哺乳の負荷を掛けたうえで、哺乳の有無の違いとCd投与の中断の有無によるCdの母体骨代謝に及ぼす影響を検討した。平成17年度は、Cdの母仔間移行とその生体影響並びにCdの母仔間移行のメカニズムにおける金属結合タンパク質メタロチオネイン(MT)の役割について検討を加えた。研究成果1.妊娠哺乳負荷と慢性Cd摂取により、母体大腿骨の骨密度と骨強度の低下し、副甲状腺ホルモンPTHの活性化と骨吸収指標の尿中デオキシピリジノリンの排泄増加が5mgCd/kg群で認められ、比較的低濃度のCd摂取が哺乳負荷による母体の骨代謝に修飾影響を及ぼすことが明らかとなった。2.母体の慢性Cd摂取によるCdの母仔間移行は血液・胎盤関門により抑制されているが、微量ながら仔ラット(胎児)に移行され、その際、子宮組織中の金属結合タンパク質MTはCdを結合し蓄積することで、Cd胎児への移行を抑制する働きをしていることが明らかなった。胎盤を経由して仔(胎児)に移行したCdの形態は、出生1日目の仔の肝臓に多くのCdが蓄積していることから、非MT結合のCdと推定された。3.母体の骨代謝は妊娠出産哺乳により著しく影響を受けるが、低濃度のCd摂取が加わると顕著に骨密度の低下が引き起こされることが明らかとなった。Cdの生体影響の評価や許容摂取量の設定においては性差や生理負荷条件の違いを配慮する必要性が示唆された。4.さらに、平成17年度の研究では、子宮組織や胎盤組織免疫化学的組織染色で、MTの顕著な誘導合成は認められなかったが、既存のMTがCdを捕捉結合し、Cdの毒性作用を軽減し、Cdの胎児への移行を抑制する働きをしていることを示唆する結果を得た。一方で、血液・胎盤関門に係わる合胞性栄養膜細胞のMTに結合されないCdが胎盤を通過し胎児の肝臓により多く蓄積し、必須元素である銅代謝を撹乱し胎児の成長等に影響している可能性を示唆する結果を得た。
タイ国の熱帯果実・蔬菜の生産特性並びに加工特性に関する調査研究

本研究は、文部省の援助のもと1993年から1995年の間に行われたタイ国カセサート大学農学部と香川大学農学部との共同研究である「熱帯果樹及び蔬菜の生産に関する研究-その栽培と加工」の成果を取りまとめたものである。本共同研究では、タイ国における熱帯果樹及び蔬菜の栽培状況、生理生態的特性、植物防疫並びに加工特性について調査した。タイ国における果樹及び蔬菜は独特の異国情緒を持っていることでよく知られている。タイ国の生産者は農産物の利用と同様に栽培技術を熟知しているが、天候に依存した伝統的な栽培法のために、それらの生産及び価格は年々変動している。近年、熱帯果樹及び蔬菜の多くの種類がタイ国で栽培され、地方及び海外市場において大きな成功を収めており、食品加工技術の進歩により市場開拓の大きな可能性をもっていると考えられた。タイ国における蔬菜の生理生態的特性では、今後熱帯地域で栽培の見込みまれる冷涼季蔬菜のうちイチゴ並びにシュンギクの発育特性について調査した。イチゴの花芽発育段階は7段階に分化時期は品種により異なった。また、休眠の特徴は葉柄及び小葉の短縮、T/R率の減少、地下部乾物重の増加であることが明らかとなった。一方、シュンギクの花序発達は10段階に分けられた。花序の形成は長日・低温並びに長日期のGA処理で促進された。草本類と比較して果樹の多くは試験管内の条件では処置しにくく、個々の果樹に関して、導入及び増殖過程だけでなく発根と順化の過程においても特別な技術を開発しなければならない。そこで、熱帯果樹のパパイヤ、レンブ、チェリモヤの試験管内大量増殖を検討したところ、それらの生産効率を増加させるため、試験管内大量増殖での個々の段階における重要な操作を開発することができた。タイ原産蔬菜の栄養価として脂質、タンパク質、ビタミンA,B,C,D、カルシウム、リン及び鉄分を調査した。これらのいくつかの種類は栽培地域で固有の呼称をもち、またそのうちの数種はその地域に限定されていて他のものとは完全に異なっていた。食用に供する部位、利用方法及び薬用としての使用法はその地方の栽培と経験によって説明されていた。タイ原産蔬菜の生産と消費の促進は、身体の機能上に重要であると考えられた。日本及びタイ国で栽培されているカンキツ類の果皮及び搾汁における揮発性成分のP&Tヘッドスペース分析を行った。スダチ果皮からの採取により、46種の成分が鑑定された。更に、SDE抽出による精製油にはみられない16のピークを発見した。揮発性成分の間に7つのテルペンを確認した。タイ国で成育した3種類のカンキツの芳香成分を分析し、日本のカンキツと比較したところ両者の芳香に質的な違いが認められた。バンコクの卸売り及び小売り店では蔬菜の収穫後の品質低下を見積もっていた。品質の低下は蔬菜の種類、輸送距離とのその様式、収穫の質、包装の方法と大きな並びに季節によって935%までの範囲で変動した。ホウレンソウなどの蔬菜類は最も敏感で重量の減少が大きく、ニガウリは最も減少が少なかった。長距離の輸送は短距離と比較して品質低下が激しく、船舶による輸送はトラック輸送よりも品質低下が少なかった。作物の生産体系において害虫を管理することは統合的に行われ、それは作物の種類・生産場所・生産量・病虫害によって変えられる。対照の評価の成功のための体系的な研究及びその方法論は各々の作物生産体系を厳しく観察しなければならなかった。モスキートバグはカシュー栽培において最も重要な害虫であった。カシューの花枯れ等はこれらの虫害であった。生活環、加害の形式並びにこれら虫害の対照法はカシュー栽培の改善のために調査を行った。

草本類と比較して果樹の多くは試験管内の条件では処置しにくく、個々の果樹に関して、導入及び増殖過程だけでなく発根と順化の過程においても特別な技術を開発しなければならない。そこで、熱帯果樹のパパイヤ、レンブ、チェリモヤの試験管内大量増殖を検討したところ、それらの生産効率を増加させるため、試験管内大量増殖での個々の段階における重要な操作を開発することができた。タイ原産蔬菜の栄養価として脂質、タンパク質、ビタミンA,B,C,D、カルシウム、リン及び鉄分を調査した。これらのいくつかの種類は栽培地域で固有の呼称をもち、またそのうちの数種はその地域に限定されていて他のものとは完全に異なっていた。食用に供する部位、利用方法及び薬用としての使用法はその地方の栽培と経験によって説明されていた。タイ原産蔬菜の生産と消費の促進は、身体の機能上に重要であると考えられた。日本及びタイ国で栽培されているカンキツ類の果皮及び搾汁における揮発性成分のP&Tヘッドスペース分析を行った。スダチ果皮からの採取により、46種の成分が鑑定された。更に、SDE抽出による精製油にはみられない16のピークを発見した。揮発性成分の間に7つのテルペンを確認した。タイ国で成育した3種類のカンキツの芳香成分を分析し、日本のカンキツと比較したところ両者の芳香に質的な違いが認められた。バンコクの卸売り及び小売り店では蔬菜の収穫後の品質低下を見積もっていた。品質の低下は蔬菜の種類、輸送距離とのその様式、収穫の質、包装の方法と大きな並びに季節によって935%までの範囲で変動した。ホウレンソウなどの蔬菜類は最も敏感で重量の減少が大きく、ニガウリは最も減少が少なかった。長距離の輸送は短距離と比較して品質低下が激しく、船舶による輸送はトラック輸送よりも品質低下が少なかった。作物の生産体系において害虫を管理することは統合的に行われ、それは作物の種類・生産場所・生産量・病虫害によって変えられる。対照の評価の成功のための体系的な研究及びその方法論は各々の作物生産体系を厳しく観察しなければならなかった。モスキートバグはカシュー栽培において最も重要な害虫であった。カシューの花枯れ等はこれらの虫害であった。生活環、加害の形式並びにこれら虫害の対照法はカシュー栽培の改善のために調査を行った。果樹の栽培に関する分野において、まず、バンコクおよびチェンマイ周辺において苗木生産、とくに組織培養による苗木生産・供給について実態調査を行った。その結果いずれの地域においても、苗木の生産は、伝統的な方法により、小規模に行われているにすぎず、優良品種や系統の選抜および無病苗の生産体勢は整備されていない。したがって、それらの技術開発および供給体勢の整備を進める必要が大きいものと考えられた。次いで、組織培養による熱帯果樹の優良種苗の生産技術の確立を目的として、現地カウンターパートと、数種熱帯果樹について、研究材料とする優良系統の選抜・収集および組織培養による増殖条件を検討した。加工の分野においては、バンコク近郊の食品工場及びチェンマイ市内のマーケットを調査した。果実・蔬菜のどちらもバンコク周辺産のものは熟度、サイズ等は比較的整っており、加工用原料として問題は少ない。しかし、チェンライ、チェンマイ等タイ北部からトラック輸送される加工用原料については、傷害の発生等が多く、包装、輸送方法の改善が急務であることがわかった。果実の輸送における傷害発生の程度と関わりがあり、また、加工製品のテクスチャーを左右するところの組織成分の一つペクチンについて調べた。マンゴ、パパイア、パインアップル等数種の果実類のペクチンの定量を行い、それぞれの特徴を明らかにした。
トル様受容体3、8によるリボ核酸認識とシグナル伝達

骨髄系樹状細胞の初期エンドソームに局在するTLR3は、ウイルス由来のdsRNAを認識し、炎症性サイトカインやIFN-α/β産生などの抗ウイルス応答を惹起する。しかし感染細胞内でdsRNAが検知されないnegative-strand virusの感染において、TLR3依存的な炎症性サイトカイン産生がウイルス感染を増悪させることが報告され、TLR3が認識するRNA構造は多様である可能性が示唆されている。ポリオウイルス感染では細胞内に(+)鎖ssRNAとdsRNAが検出され、骨髄系樹状細胞からTLR3依存的にIFN-α/βが産生されることから、本研究では、ポリオウイルス由来のRNAを用いてTLR3を活性化するRNA構造の同定を行った。ポリオウイルスのcDNAをテンプレートに、5001800bpの断片化された(+)鎖、(-)鎖のvirus ssRNA、それらのdsRNAをin vitro転写で作製し、TLR3活性化能をIFN-βpromoterの活性化で調べた結果、dsRNA以外にある種のssRNA断片がTLR3を活性化することが明らかとなった。この機能性ssRNAは分解に抵抗性であり、ヒト繊維芽細胞や上皮系細胞、マウス骨髄系樹状細胞からIFN-α/β,炎症性サイトカイン産生をTLR3-TICAM-1依存的に誘導した。更に、ウイルスdsRNAアナログのpoly(I:C)同様、ラフトリン依存的に細胞内に取り込まれ初期エンドソームのTLR3と共局在する事、TLR3エクトドメインのN末、C末に存在するdsRNA結合領域を介してTLR3を多量体化させシグナルを伝達することが判明した。二次構造予測と生化学的解析から、機能性ssRNAは比較的長いタンデムなステム構造をもつことが明らかとなった。TLR3は、dsRNAのみでなく、ウイルス感染細胞から漏出した分解抵抗性のステム構造をもつRNAも感知し、シグナルを伝達すると考えられる。1型膜タンパク質のToll-like receptor (TLR)3,7,8,9は、ウイルス由来の核酸を認識し、炎症性サイトカインやタイプ1インターフェロン産生などの免疫応答を惹起する。TLR7,9はリンパ系樹状細胞とB細胞の、TLR3,8は骨髄系樹状細胞の細胞内オルガネラに局在し、細胞質のアダプター分子を介してシグナルを伝達する。TLR8は系統発生的・構造的にTLR7,9と類似しているが発現分布が異なり、抗ウイルス感染防御や自己免疫疾患への関与など生体内での役割は不明な点が多い。本研究では、TLR8の細胞内局在とシグナル制御機構について解析した。TLR8はHeLa細胞に強制発現させた場合、単球で内在性に発現している場合、いずれも小胞体(ER)と初期エンドソームに局在し、ERとエンドリソソームに局在するTLR7,9と存在場所が異なることが判明した。TLR8の細胞内領域を欠損させると細胞表面に存在し初期エンドソームには局在しなくなることから、細胞内領域が初期エンドソームへの局在を制御していると考えられた。また、TLR3,7,9とER膜で相互作用し、これらTLRを介したシグナルに必須であるERタンパクUNC93B1はTLR8とも結合することが免疫沈降実験で明らかになった。TLR8の膜貫通領域をTLR4のそれと交換するとUnc93B1との結合は見られなくなることから、TLR3,7,9同様、膜貫通領域を介して相互作用すると予測される。TLR8シグナルは、Unc93B1の過剰発現で増強し、siRNAによるノックダウンで減弱することから、Unc93B1との相互作用がTLR8シグナルに必須であることが明らかとなった。今後、TLR8の細胞内traffickingへのUnc93B1の関与について検討する。

二次構造予測と生化学的解析から、機能性ssRNAは比較的長いタンデムなステム構造をもつことが明らかとなった。TLR3は、dsRNAのみでなく、ウイルス感染細胞から漏出した分解抵抗性のステム構造をもつRNAも感知し、シグナルを伝達すると考えられる。
糖尿病による腎不全・高血圧発症における腎内選択的インスリン抵抗性の意義

高インスリン血症はナトリウム輸送を介して高血圧の発症に関与すると考えられている。この機構を明らかにするために近位尿細管におけるインスリンによるナトリウム輸送を、ラット、ヒトにおいて調べた。IRS2の経路を介したインスリンのNBCe1に対する機能亢進作用はインスリン抵抗性を持つラット、ヒトで保たれていた。腎皮質では肝臓と異なりインスリン投与によりIRS2、SREBP1タンパクの発現量は変化しなかった。他の組織と異なり、インスリン抵抗性の状態でもIRS2を介したインスリンの近位尿細管の輸送活性亢進作用が保たれていることが、メタボリックシンドロームにおける高血圧の発症に関与していると考えられた。2型糖尿病による腎不全と高血圧発症機序として腎内選択的インスリン抵抗性、すなわち糸球体ではインスリンシグナルの障害および高血糖により血管内皮機能が低下するが、尿細管ではインスリンのNa再吸収亢進作用が保たれていることが注目されている。本研究の目的は腎内選択的インスリン抵抗性出現のメカニズムを明らかにし、これを標的とする新規治療法の開発を目指すことである。本年度はIRS2の臓器特異的発現調節機構を明らかにするために、IRS2の正および負の転写調節因子として知られるFoxO1およびSREBP1cの意義を検討した。Wistarラットを一晩絶食(S)群および自由摂食後にインスリンを腹腔内注射した(F)群に分け、肝臓および腎皮質でのIRS2、FoxO1、およびSREBP1cのmRNA、蛋白発現量を比較した。肝臓では既報の通り、F群でS群と比べFoxO1発現は著減、SREBP1c発現は著増し、その結果IRS2発現は著減していたが、腎皮質においてはFoxO1、SREBP1cおよびIRS2発現はS群、F群で全く差がなかった。上記の結果より肝臓と異なり近位尿細管ではIRS2の発現がインスリン/SREBP1c経路による抑制を受けないことが示唆された。本年度はまず脂肪細胞および尿細管でのインスリンシグナルについて検討を行った。Wistarラットにおけるインスリンの精巣周囲脂肪細胞への糖取り込み促進作用はanti-IRS1 siRNAにより完全に抑制されたが、尿細管のNBCe1活性亢進作用はanti-IRS2 siRNAにより大半が抑制された。インスリン抵抗性を示すOLETFラットでは脂肪、肝臓、骨格筋のIRS1, IRS2 mRNA発現量が著明に低下しており、腎皮質のIRS1発現も低下していたがIRS2発現は保たれた。HOMA-IR 3.5以上のヒトインスリン抵抗性症例において腎臓周囲脂肪組織のIRS1, IRS2 mRNA発現は著明に低下し、腎皮質でもIRS1 mRNA発現は低下していたが、IRS2 mRNA発現は保たれた。これらの結果からインスリンの尿細管においてIRS2を介したNBCe1活性亢進作用がインスリン抵抗性の状態でも保持されることがNa貯留に関与していることが明らかになった。これらの成果を2012年11月米国サンディエゴで行われた米国腎臓学会Kidney Week 2012で発表しTop Oral Abstracts賞を受賞した。本年度は、インスリン抵抗性の有無によりインスリン/SREBP1c経路のシグナル伝達に相違があるかについて検討を行った。インスリン抵抗性を持つOtsuka Long-Evans Tokushima Fatty (OLETF)ラットとインスリン抵抗性のないLong-Evans Tokushima Otsuka (LETO)ラットのそれぞれについて肝臓、腎臓におけるSREBP1cのmRNA発現量を定量的PCRで比較した。肝臓でのSREBP1cのmRNAはLETOラットと比べOLETFラットで著名に増加していたが、腎臓においてはmRNA量に違いは見られなかった。さらにヒト腎皮質におけるmRNA量の比較を行ったが、インスリン抵抗性の有無で発現量に違いは見られなかった。これらの結果から、腎臓ではIRS2を介したシグナルはインスリン抵抗性の状態でもSREBP1cによる抑制を受けずに保たれており、この経路がインスリン抵抗性の状態での高血圧の発症に関連している可能性が示唆された。これらの結果と前年度までの結果をまとめてKidney International誌に発表した。

腎臓内科学腎皮質でのインスリンシグナルの伝達が肝臓とは異なることが明らかになり当初の計画をほぼ達成できていると考えられる。尿細管ではインスリンによるNa再吸収亢進のシグナルはIRS2を介しており、インスリン抵抗性の状態においてもIRS2を介したシグナル伝達は抑制されないことが、インスリン抵抗性の状態でもNa貯留、高血圧に関与していることが明らかにされており、当初の計画をほぼ達成されていると考えられる。インスリン抵抗性の有無によりインスリン/SREBP1c経路のシグナル伝達に変化が起きるのかについて、ラットの尿細管における検討を今年度に引き続き行ない、これらの成果をまとめ論文投稿する方向とする。本年度は前年度の成果を踏まえて、さらに腎尿細管でインスリンがNa貯留に関与するシグナルについて検討を行う予定である。肝臓においてインスリンはFoxO、TFE3などの刺激に対してSREBP1を介してIRS2の発現の抑制しているが、膵島β細胞ではこの経路によっては制御されていないとの報告がある(Diabetes. 2011Nov;60(11):2883-91)。腎尿細管でのインスリンのNa再吸収に同経路の関与があるかどうかについて検討を行う。インスリン投与により腎皮質でのSREBP1蛋白、mRNAの発現がどのように変化するかを測定し、腎皮質でのこの経路の関与の有無を明らかにする。またインスリン抵抗性の有無によりこの経路の関与に変化が起きるのかについても検討を行う。おおむね予定通りの支出となっているが、培地等の使用量が予定より少なくすんだことによると考えられる。引き続き培地や試薬等に使用する。該当なし
プレキシン・セマフォリンの変異解析と精神神経疾患との関連解析

本研究では軸索ガイダンス分子、plexin、semaphorinファミリーに焦点を当て、精神疾患との関連を調べた。まず、NCBI dbSNPデータベースと論文からsemaphorin、plexin、neuropilinに対してアミノ酸置換を伴うSNP28種類を選出した。その中で、統合失調症患者500人以上、健常者群900人以上を対象とした関連解析において、SEMA3Dのアミノ酸置換型変異Lys701Gln(rs7800072)のGln701アリルが、発症に対してプロテクティブな効果を持つという結果が得られた(p=0.0069)。紐M430についてはtagSNPを選出し、さらに解析を進めたところ、特定のハプロタイプ(rs2190208-rs1029564-rs17159614-rs121176601)が統合失調症の発症と有意に関連した(p=0.00001)。これら一連の解析結果はplexin、semaphorinファミリーが精神疾患の発症と関係が深いことを示唆する結果であった。申請者は統合失調症をはじめとした精神疾患の疾患感受性遺伝子について明らかにするために、semaphorinやその受容体であるplexin、neuropilinに注目してその変異の検索、および疾患との遺伝子関連解析を行った。semaphorinとplexinはともにファミリーを形成しているsemaphorinは脊椎動物で約20種類存在し、いずれも神経系での重要な機能が期待されている。また、その受容体であるplexinは脊椎動物で9種類、neuropilinは2種類が見つかっており、これらもすべて神経系で重要な機能を果たしていると考えられている。これまで国際HapMap計画の進展により、ヒトにおける一塩基置換多型(SNP: single nucleotide polymorphism)の解明が急速に進んでいる。この一塩基置換多型においては、それによって翻訳されるアミノ酸に変化を及ぼすものも存在し、それはタンパク質の機能変化に直結する期待が強くもたれる。そこでまず申請者はNCBI dbSNPデータベースと論文からsemaphorin、plexin、neuropilinに対してアミノ酸置換を伴うSNPをリストアップし、合計28種類を選出した。実際のタイピングはABIのTaqMan法によって行った。現在、それぞれのSNPに対するタイピング作業が、健常者800人以上、統合失調症患者400人以上、うつ病患者400人以上、双極性障害者100人以上に関して順調に終了している。申請者は、これまで統合失調症をはじめとした精神疾患の疾患感受性遺伝子について明らかにするため、semaphorinやその受容体であるplexin、neuropihnに注目して、疾患との遺伝子関連解析を行っている。semaphorinは脊椎動物で約20種類存在し、いずれも神経系での重要な機能が期待されている。これまで国際HapMap計画の進展により、ヒトにおける一塩基置換多型(SNP : single nucleotide polymorphism)の解明が急速に進んでいる。この一塩基置換によって翻訳されるアミノ酸が変化する多型も存在し、これはタンパク質の機能変化に直結する期待が強くもたれる。実際のタイピングはハイスループットな解析に耐えうるABIのTaqMan法によって行った。現在、それぞれのSNPに対するタイピング作業が、研究初年度からさらに増えて、現在、健常者900人以上、統合失調症患者500人以上、うっ病患者400人以上、双極性障害者100人以上に関して順調に終了し、現在その解析作業に移行し、精神疾患と関連のあるSNPが見つかってきている現状である。これまで統合失調症をはじめとした精神疾患の疾患感受性遺伝子、さらにはその機能多型を明らかにする目的で、semaphorinやその受容体であるplexin、neuropilinに着目して解析を進めてきた。そしてアミノ酸置換を伴う28SNPに焦点を絞り、関連解析を進めてきた。

最終年度にあたる本年度は、その解析を中心に研究を進め、患者群506人、健常者群941人を対象としてSEMA3Dのアミノ酸置換多型Lys701Gln(rs7800072)のマイナーアリルGln701が、統合失調症の発症に対してプロテクティブな効果を示すという結果を得ることができた(p=0.0069)。さらにこのSEMA3DについてタグSNPを選出し、解析を進めた。その結果4マーカー(rs2190208-rs1029564-rs17159614-rs12176601)によるハプロタイプ解析において、高い関連を得ることができた(p=0.00001、global permutation)。このハプロタイプの組み合わせにはLys701Glnが含まれていないため、SEMA3DにはLys701Gln以外にも統合失調症の発症にかかわる機能多型が存在することを示唆された。これらの成果はJ Psychiatr Res.2011Jan;45(1):47-53.にて筆頭著者として発表した。SEMA3Dと統合失調症との関連を示したのは本研究が初めてであり、今後もsemaphorin-plexinシグナル系に着目して解析を行うことで、精神疾患のメカニズム解明に迫っていけるものと期待する。